自动化仪表与过程控制培训教材

1自动化仪表

与

过程控制

概念自动化：：机器设备备、系统统或过程程（生产产、管理理过程））在没有有人或较较少人的的直接参参与下，，按照人人的要求求，经过过自动检检测、信信息处理理、分析析判断、、操纵控控制，实实现预期期的目标标的过程程。2过程控制制运动控制制自动化电力冶金石油煤炭钢铁化工3过程控制制过程控制制-----泛指石油油、化工工、电力力、冶金金、核能能等工业业生产中中连续的的或按一一定周期期程序进进行的生生产过程程自动控控制，其其被控量量通常为为压力、、液位、、流量、、温度、、PH值等过程程变量，，是自动动化技术术的重要要组成部部分。作用-----在现代工工业生产产过程自自动化中中，过程程控制技技术可实实现各种种最优的的技术经经济指标标、提高高经济效效益和劳劳动生产产率、节节约能源源、改善善劳动条条件、保保护环境境卫生等等方面起起着越来来越大的的作用。。4自动化仪仪表自动化仪仪表用于生产过程程自动化化的仪器或或设备，，是实现现工业企企业自动动化的必必要手段段和技术术工具。。特点兼容性、、统一标标准5系统由被被控过程程与系列列化生产产的自动动化仪表表组成特点16特点2被控过程程复杂多多样，通通用控制制系统难难以设计计某自治区区“十二二五”循循环经济济发展规规划煤煤电化体体化循环环经济链链条7特点3控制方案案丰富多多彩，控控制要求求越来越越高单输入/单输出系系统多输入/多输出系系统自适应控控制预测控制制分布参数数控制非线性控控制…连续搅拌拌釜模型型8特点4控制过程程大多属属于慢变变过程与与参量控控制大惯性大时延（（滞后））温度压力物位流量…特点5定值控制制是过程程控制的的主要形形式9(中国)特点6相关企业业污染严严重10特点7：工业4.0SIMATICPCS71112王宇雷，，男，1985年生，吉吉林大学学，通信信工程学学院控制制理论与与控制工工程系讲讲师。2004/09-2008//06，南开大大学学士；2008/09-2013//10，哈尔滨滨工业大大学，航航天学院院控制科科学与工工程专业业，博士士。2010年至2012年在德国国杜伊斯斯堡埃森森大学AKS研究中心心联合培培养。自自2013年起，在在吉林大大学从事事汽车仿仿真与控控制等的的教学和和科研工工作。先先后发表表学术论论文20篇，其中中SCI收录5篇，EI收录14篇，核心心收录2篇。我在日内内瓦车展展上课时间间：周二第5、6节{第1-10周}周四第5、6节{第1-10周}上课地点点：南岭一教教301过程控制制与自动动化仪表表实验课{第11-14周}具体时间间另行通通知13参考书参考书1.自动检测测技术与与装置.张宏建等等.化学工业业出版社社.2004..72.自动化仪仪表与过过程控制制.施仁等.电子工业业出版社社.2009..23.自动检测测技术及及仪表控控制系统统.张毅等.化学工业业出版社社.2005..34.过程控制制与自动动化仪表表.潘永湘等等.机械工业业出版社社.2008..514考核方式式1.课堂测验验20%2.实验报告告10%3.期末考试试70%官方说法法：实际情况况：1.成绩高斯斯分布2.平均值70分上下3.不及格率率10%左右回顾控制方向向分为运动控制制与过程控制制过程控制制的被控控量：压力、液液位、流流量、温温度、PH值等过程变变量过程控制制仪表：调节器（（控制器器）、执执行器、、安全栅栅等仪表被控过程程复杂性性：基于系系统辨识识的控制制策略15过程控制制=当上CEO迎娶白富富美走上上人生巅巅峰学习过程程参数的的检测与与变送学习过程程控制仪仪表系统辨识识方法、、随机控控制方法法、基于于模型的的控制方方法等16第一章自自动化概概论所谓自动控制制,就是在没没有人直直接参与与的情况况下,利用外加加的设备备或装置置(控制装置置),使机器、、设备或或生产过过程(控制对象象)的某个工工作状态态或参数数(被控量)自动地按按照预定定的规律律运行。。现代科学学技术的的众多领领域中,自动控制制技术起起着越来来越重要要的作用用.如数控车车床按预预定程序序自动切切削,人造卫星星准确进进入预定定轨道并并回收,雷达自动动跟踪空空中的飞飞行体等等,所有这些些都离不不开自动动控制技技术。第一节自自动控控制的基基本概念念17自动控制制的发展展历史第一阶段段：上世世纪40-60年代，““经典控控制理论论”，单单输入单单输出问问题，采采用传递递函数、、频域特特性、根根轨迹为为基础的的频域分分析方法法，研究究线性定定常系统统。第二阶段段：上世世纪60-70年代，““现代控控制理论论”，计计算机发发展驱动动空间技技术发展展，状态态空间法法->极大值原原理、动动态规划划、卡尔尔曼滤波波。第三阶段段：上世世纪70年代末至至今。向向“大系系统理论论”和““智能控控制”方方向发展展，随机机森林、、深度学学习和增增强学习习等智能能方法与与控制相相结合。。18第二节自自动动控制系系统的基基本组成成及方块块图人工操作作与自动动控制比比较图（（液位控控制）图1-1人工操作图图1-2液位自动控制系统图控制速度和精度不能满足大型现代化生产的需要19自动控制制系统的的组成组成自动化装置被控对象测量元件与变送器自动控制器执行器20液位自动动控制的的方块图图在研究自自动控制制系统时时，为了了便于对对系统分分析研究究，一般般都用方块图来表示控控制系统统的组成成。下图为液液位自动动控制系系统的方方块图，，每个环环节表示示组成系系统的一一个部分分，称为为“环节”。图1-3液位自动动控制系系统方块块图其中：x指设定值值；z指输出信信号；e指偏差信信号；p指发出信信号；q指出料流流量信号号；y指被控变变量；f指扰动作作用。当x取正值，，z取负值，，e=x-z，负反馈馈；x取正值，，z取正值，，e=x+z，正反馈馈。21图1-2液位自动控制系统流程图图1-3液位自动动控制系统方块块图出料流量量液位高度度数字信号号数字信号号22图1-4蒸汽加热热器温度度控制系系统流程程图图1-5加热炉过过程控制制系统流流程图画系统控控制方块块图23注意！方块图中中的每一一个方块块都代表表一个具具体的装装置。方块与方方块之间间的连接接线，只只是代表表方块之之间的信信号联系系，并不不代表方方块之间间的物料料联系。。方块之之间连接接线的箭箭头也只只是代表表信号作作用的方方向，与与工艺流流程图上上的物料料线是不不同的。。工艺流程程图上的的物料线线是代表表物料从从一个设设备进入入另一个个设备，，而方块块图上的的线条及及箭头方方向有时时并不与与流体流流向相一一致。自动控制制系统通通常是一一个闭环环系统。。24小结自动控制制系统应应是具有有被控变变量负反反馈的闭闭环系统统。与自动检检测、自自动操纵纵等开环环系统比比较，最最本质的的区别，，就在于于自动控控制系统统有负反反馈，开开环系统统中，被被控（工工艺）变变量是不不反馈到到输入端端的。举例化肥厂的造气自动机就是典型的开环系统的例子自动操纵装置对象操纵作用工艺参数操纵指令25开环系统：自动机在操作时，一旦开机，就只能是按照预先规定好的程序周而复始地运转。这时被控变量如果发生了变化，自动机不会自动地根据被控变量的实际工况来改变自己的操作。比较闭环系统：有针对性地根据被控变量的变化情况而改变控制作用的大小和方向，从而使系统的工作状态始终等于或接近于所希望的状态。26第三节自自动控控制系统统的分类类几种分类类方法按被控变变量来分分类，如如温度、、压力等等控制系系统；按控制器器具有的的控制规规律来分分类，如如比例、、比例积积分、比比例微分分、比例例积分微微分等控控制系统统；将控制系系统按照照工艺过过程需要要控制的的被控变变量的给给定值是是否变化化和如何何变化来来分类，，这样可可将自动动控制系系统分为为三类，，即定值值控制系系统、随随动控制制系统和和程序控控制系统统。其中第三三种分类类方法最最普遍27“定值”是恒定给给定值的的简称。。工艺生生产中，，若要求求控制系系统的作作用是使使被控制制的工艺艺参数保保持在一一个生产产指标上上不变，，或者说说要求被被控变量量的给定定值不变变，就需需要采用用定值控控制系统统。131.定值控制制方法2.随动控制制系统（（自动跟跟踪系统统）给定值随随机变化化，该系系统的目目的就是是使所控控制的工工艺参数数准确而而快速地地跟随给给定值的的变化而而变化。。283.程序控制制系统（（顺序控控制系统统）给定值变变化，但但它是一一个已知知的时间间函数，，即生产产技术指指标需按按一定的的时间程程序变化化。这类类系统在在间歇生生产过程程中应用用比较普普通。29第四节控控制系系统的过过渡过程程和品质质目标当一个自自动控制制系统的的输入（（给定和和干扰））和输出出均恒定定不变时时，整个个系统就就处于一一种相对对稳定的的平衡状状态，系系统的各各个组成成环节如如变送器器、控制制器、控控制阀都都不改变变其原先先的状态态，它们们的输出出信号也也都处于于相对静静止状态态，这种种状态就就是静态。一、控制制系统的的静态与与动态自动控制制目的：：希望将被被控变量量保持在在一个不不变的给给定值上上，这只只有当进进入被控控对象的的物料量量（或能能量）和和流出对对象的物物料量（（或能量量）相等等时才有有可能。。静态——被控变量量不随时时间而变变化的平平衡状态态（变化化率为0，不是静静止）。。30动态——被控变量量随时间间变化的的不平衡衡状态。。从干扰作作用破坏坏静态平平衡，经经过控制制，直到到系统重重新建立立平衡，，在这一一段时间间中，整整个系统统的各个个环节和和信号都都处于变变动状态态之中，，这种状状态叫做做动态。。结论：在自动化化工作中中，了解解系统的的静态是是必要的的，但是是了解系系统的动动态更为为重要。。因为在在生产过过程中，，干扰是是客观存存在的，，是不可可避免的的，就需需要通过过自动化化装置不不断地施施加控制制作用去去对抗或或抵消干干扰作用用的影响响，从而而使被控控变量保保持在工工艺生产产所要求求控制的的技术指指标上。。31二、控制制系统的的过渡过过程系统由一一个平衡衡状态过过渡到另另一个平平衡状态态的过程程。当干扰作作用于对对象，系系统输出出y发生变化化，在系系统负反反馈作用用下，经经过一段段时间，，系统重重新恢复复平衡。。举例图1-6控制系统统方块图图32干扰形式式系统在过过渡过程程中，被被控变量量是随时时间变化化的。被被控变量量随时间间的变化化规律首首先取决决于作用用于系统统的干扰形式式。其次…在生产中中，出现现的干扰扰是没有有固定形形式的，，且多半半属于随随机性质质。在分分析和设设计控制制系统时时，为了了安全和和方便，，常选择择一些定定型的干干扰形式式，其中中常用的的是阶跃干扰扰。33采用阶跃跃干扰的的优点：：这种形式式的干扰扰比较突突然、危危险，且且对被控控变量的的影响也也最大。。如果一一个控制制系统能能够有效效地克服服这种类类型的干干扰，那那么一定定能很好好地克服服比较缓缓和的干干扰。这种干扰扰的形式式简单，，容易实实现，便便于分析析、实验验和计算算。图1-7阶跃干扰扰作用34自动控制制系统在在阶跃干干扰作用用下过渡渡过程的的四种形形式非周期衰衰减过程程衰减震荡荡过程等幅震荡荡过程发散震荡荡过程X√√？对于控制制质量要要求不高高的场合合，如果果被控变变量允许许在工艺艺许可的的范围内内振荡（（主要指指在位式式控制时时），才才可采用用。1/14/202035预备知识识一、控制制系统的的运动微微分方程程二、非线线性数学学模型的的线性化化三、拉氏氏变换和和拉氏反反变换四、传递递函数五、系统统方框图图和信号号流图六、控制制系统传传递函数数推导举举例○、数学模模型的基基本概念念微分方程程传递函数数脉冲响应应函数36原函数（微分方程的解）象函数微分方程象函数的代数方程拉氏反变换拉氏变换解代数方程拉氏变换法求解线性微分方程的过程37图1-9过渡过程程品质指指标示意意图假定自动动控制系系统在阶阶跃输入入作用下下，被控控变量的的变化曲曲线如上上图所示示，这是是属于衰衰减振荡荡的过渡渡过程多数情况况下，希希望得到到衰减振振荡过程程，在此此取这种种过程形形式讨论论控制系系统的品品质指标标。三、控制制系统的的品质指指标控制系统统的过渡渡过程是是衡量品品质的依依据。38五种重要要品质指指标之一一1.最大动态态偏差或或超调量量最大动态态偏差是指在过过渡过程程中，被被控变量量偏离稳态值的幅度。。在衰减减振荡过过程中，，最大偏偏差就是是第一个个波的峰峰值。特特别是对对于一些些有约束束条件的的系统，，如化学学反应器器的化合合物爆炸炸极限、、触媒烧烧结温度度极限等等，都会会对最大大偏差的的允许值值有所限限制。超调量也可以用用来表征征被控变变量偏离离稳态值的程度。。392.衰减比n（衰减率率φ）衰减比是衰减程程度的指指标，它它是前后后相邻两两个峰值值的比。。习惯表表示为n:1，一般n取为4～10之间为宜宜。五种重要要品质指指标之二二40五种重要要品质指指标之三三3.余差当过渡过过程终了了时，被被控变量量所达到到的新的的稳态值值与给定定值之间间的偏差差叫做余差，或者说说余差就就是过渡渡过程终终了时的的残余偏差差。有余差差的控制制过程称称为有差差调节，，相应的的系统称称为有差差系统。。反之就就为无差差调节和和无差系系统。41五种重要要品质指指标之四四4.过渡时间间从干扰作作用发生生的时刻刻起，直直到系统统重新建建立新的的平衡时时止，过过渡过程程所经历历的时间间叫过渡时间间。一般在在稳态值值的上下下规定一一个小范范围，当当被控变变量进入入该范围围并不再再越出时时，就认认为被控控变量已已经达到到新的稳稳态值，，或者说说过渡过过程已经经结束这这个范围围一般定定为稳态态值的±５％（也也有的规规定为±２％）。。42五种重要要品质指指标之五五5.峰值时间间峰值时间间是指系系统过渡渡过程曲曲线达到到第一个个峰值所所需要的的时间，，它的大大小反映映系统响响应的灵敏程度度。43某换热器器的温度度控制系系统在单单位阶跃跃干扰作作用下的的过渡过过程曲线线如下图图所示。。试分别别求出最最大偏差差、余差差、衰减减比、峰峰值时间间和过渡渡时间（（给定值为为200℃℃）。图1-10温度控制制系统过过渡过程程曲线44解最大动态态偏差A＝230--205＝25℃余差C＝205--200＝５℃由图上可可以看出出，第一一个波峰峰值B＝230--205＝25℃，第二个波波峰值B′＝210－205＝5℃，故衰减比比应为B:B′′＝25:5＝5:1。峰值时间间过渡时间间与规定定的被控控变量限限制范围围大小有有关，假假定被控控变量进进入额定定值的±2％，就可可以认为为过渡过过程已经经结束，，那么限限制范围围为200××（±2％）＝±4℃，这时，，可在新新稳态值值（205℃℃）两侧以以宽度为为±４℃画一一区域，，上图中中以画有有阴影线线的区域域表示，，只要被被控变量量进入这这一区域域且不再再越出，，过滤过过程就可可以认为为已经结结束。因因此，从从图上可可以看出出，过渡渡时间45四、综合合性能指指标系统的综综合性能能是在基基于偏差差积分最最小的原原则下制制定、用用以衡量量控制系系统性能能“优良良度”的的一些指指标。这这些指标标只适用用于衰减减、无静静差系统统。46第二章过过程控控制与自自动化仪仪表概述述系统由被被控过程程和检测测控制仪仪表组成成过程控制制采用各各种检测测仪表、、控制仪仪表和计计算机等等自动化化工具，，对整个个生产过过程进行行自动检检测、自自动监督督和自动动控制。。检测仪表表把工艺参参数电信信号或气气信号，，反映生生产过程程状况；；控制仪表表接受检测测信号对对过程进进行控制制。被控过程程的多样样性生产规模模不同、、工艺要要求各异异、产品品品种多多样导致致过程的的结构性性、动态态特性多多样。通通常被控控过程属属于多变量、、大惯性性、大时时延、多多性能指指标特征，还还有机理模型型难以描描述、非非线性与与时变等特性。。（锅炉炉、热交交换器、、精馏塔塔）控制方案案的多样样性被控对象象复杂导导致控制制方案多多样性。。单/多变量控控制系统统、常规规仪表控控制/计算机集集散控制制系统(DCS)、提高控控制品质质的和实实现特定定要求的的控制系系统。单单回路、、串级、、前馈、、比值、、均匀、、分程、、选择性性、大时时延、多多变量系系统，还还有先进进过程控控制系统统(自适应、、预测、、智能、、非线性性控制等等)。过程控制制的特点点47

安全性针对易燃燃易爆特特点设计计；参数数越线报报警、链链锁保护护；故障障诊断，，容错控控制。稳定性抑制外界界干扰，，保证正正常运行行。经济性降低成本本提高效效率。掌掌握工艺艺流程和和被控对对象静态态、动态态特性，，运用控控制理论论和一定定的技术术手段（（计算机机、自动动化仪表表）设及及合理系系统。过程控制制的要求求与任务务48过程控制制的功能能结构◆测量变送送与执行行测量变送送装置与与执行装装置实现现◆操作作安全与与环保保证生产产安全、、满足环环保要求求的设备备（独立立运行））◆常规规与高级级控制实现对过过程参数数的控制制，满足足控制要要求。◆实时时优化实现最优优操作工工况（时时间，成成本，设设备损耗耗）而设设计的方方案◆决策策与计划划调度对整个过过程进行行合理计计划调度度和正确确决策，，使企业业利益最最大化。。49过程控制制系统设设计概述述加热炉过过程控制制系统冷设计步骤骤：1.确定控制制目标1）热油出口口温度稳稳定；2）出口温度度与烟道道气含氧氧量稳定定；3）温度稳定定与热效效率最高高。2.选择被控控参数直接参数数（油出口温温度、烟烟道气含含氧量、、燃油压压力）间接参数数（热效率）3选择控制制量燃料油流流量还是是(冷)油流量→→出口温温度挡板开度度还是送送风挡板板→含氧氧量4.确定控制制方案50控制精度度和干扰扰→系统统简单与与复杂方案一：：温度→PID控制/高级控制制方案二：：温度、、含氧量量→MIMO解耦控制制方案三：：温度、、含氧量量、热效效率→最优控制制5.选择控制制策略多数采用用→PID；复杂过过程→高级过程程控制6.选择执行行器气动/电动，执执行器特特性与过过程特性性匹配。。7.设计报警警与联锁锁保护系系统高、低限限值；加加热炉停停车程序序：停燃燃油泵→关燃油阀阀→停引风机机→切断热油油阀8.工程化设设计设计图样样资料和和文件资资料→表达设计计思想→主管部门门审批→施工单位位。9.系统投运运、调试试和整定定参数加热炉过过程控制制系统51过程控制制发展概概况●20世纪50年代前后后(仪表化与与局部自自动化阶阶段)：过程控制制发展的的第一个个阶段，，实现了了仪表化和局部自动动化。主要特点点：检测和控控制仪表表------采用基地地式仪表表和部分分单元组组合仪表表(多数是气气动仪表表)；过程控制制系统结结构-------单输入、、单输出出系统；；被控参数数-------温度、压压力、流流量和液液位参数数；控制目的的-------保持这些些参数的的稳定，，消除或或者减少少对生产产过程的的主要扰扰动；理论------基于传递递函数的的经典控控制理论论，解决决单输入入单输出出的定值值控制系系统的分分析和综综合问题题。52●20世纪60年代(综合自动动化阶段段)：检测和控控制仪表表------采用单元元组合仪仪表(气动、电电动)和组装仪仪表；计计算机控控制系统统的应用用，实现现直接数数字控制制(DDC)和计算机机监督控控制(SCC)。过程控制制系统结结构------多变量系系统，各各种复杂杂控制系系统，如如串级、、比值、、均匀控控制、前前馈、自自动选择择性控制制系统。。控制目的的------提高控制制质量或或实现特特殊要求求。理论------除经典控控制理论论，现代代控制理理论开始始应用。。过程控制制现代控制制理论计算机技技术53集中型计计算机控控制系统统集中/分散控制制系统DCS现场总线线控制系系统FCS全盘自动动化阶段段●20世纪70年代以来来(全盘自动动化阶段段)：过程控制制最优化化与现代代化的集集中调度度管理相相结合的的全盘自自动化。。主要特点点：检测和控控制仪表表------以微处理理器为核核心的智智能单元元组合仪仪表；成成分在线线检测与与数据处处理技术术；模拟拟调节器器品种、、可靠性性提高；；电动仪仪表实现现本质安安全防爆爆过程控制制系统结结构------由单一仪仪表控制制→计算算机/仪表分布布控制，，比如：：集中/分散型控控制(DCS)、现场总总线(Fieldbus))控制等。。理论------现代控制制理论的的主要内内容：系系统辨识识、最优优控制、、最优估估计以及及故障诊诊断与容容错控制制等。54集中型计计算机控控制系统统外设过程控制计算机AIDIAODO

被控过程（对象）被控变量操作变量…………}{输入子系统输出子系统优越性：：从表面上上看——信息集中中，集中中型计算算机控制制可以实实现各种种更复杂杂控制功功能；便便于实现现优化控控制和优优化生产产。问题题：由于当时时计算机机总体性性能低，，容量小小，容易出现现负荷过过载，控制集集中直接接导致危险集中中，高度集集中使系系统变得得十分“脆弱”。初衷：由于当时时的计算算机体积积庞大，，价格非非常昂贵贵，为了了使计算算机控制制能与常常规仪表表控制相相竞争，，企图用用一台计计算机来来控制尽尽可能多多的控制制回路。。55集散控制制系统DCS●80年代---集散控制制系统(DCS)集散控制制系统是集计算算机技术术、控制制技术、、通信技技术和图图形显示示技术为为一体的的装置。。系统在在结构上上是分散散的(生产过程程是分散散系统)，但过程程控制的的监视、、管理是是集中的的。优点：将计算机机分布到到车间或或装置。。使系统统的危险险分散，，提高系系统的可可靠性，，方便灵灵活地实实现各种种新型的的控制规规律与算算法，实实现最佳佳管理。。控制分散散管管理集集中56控制层网网络现场设备备层

操作站

工程师站DCS的物理层层次示意意管理层网网络远程节点Web服务器57●90年代以来来现场总线线控制系系统FCS((fieldbuscontrolsystem)是计算机机网络技技术、通通信技术术、控制制技术和和现代仪仪器仪表表技术的的最新发发展成果果。它将将具有数字通信信能力的现场智智能仪表表连成网网络系统统，并同同上一层层监控级级、管理理级联系系起来成成为全分分布式的的新型控控制网络络。58现场总线线式变送送器现场总线线式阀门定位位器安全防爆爆工业以太太网安全防爆爆总线非安全防防爆总线线59控制室控制台流程图60仪表盘操作员站站61操作员站站CRT工业流程程图62●现在网络计算算机集成成过程控控制CIPS(compututerintergratedprocesssystem)以企业整整体优化化为目标标（市场场营销、、生产计计划调度度、原材材料选择择、产品品分配、、成本管管理、工工艺过程程控制与与优化）），以计计算机和和网络为为主要技技术实现现管理与与控制一一体化。。过程工业业大数据据相比较互互联网大大数据近近年从无无到有的的迅猛发发展，过过程工业业的数据据基础更更好。过程工业业大数据据价值产产生方式式主要是是通过集集成设计计与运行行时的生生产数据据、采购购的原料料数据及及销售过过程中积积累的点点击流和和用户行行为数据据等。例如：Vestas风力发电电机制造造公司对对天气数数据与其其涡轮仪仪表多时时空大数数据交叉叉分析，，改进发发电机的的布局并并进行起起、停、、改变迎迎风角等等运行决决策，提提高发电电机布局局的效率率、增加加电力输输出和延延长寿命命。63自动化仪仪表概述述自动化仪仪表（AutomationInstrumentation）用于过程程自动化化的仪器器或设备备。过程控制制系统是是实现生生产过程程自动化化的平台台,而自动化化仪表与与装置是是过程控控制系统统不可缺缺少的重重要组成成部分。。调节阀传感器变送器执行器控制器自动化仪表被控过程自动化仪仪表的构成64过程控制制仪表的的分类及及特点（一）按按安装场场地分1.现场仪表表（一次次仪表））2.控制室仪仪表（二二次仪表表）（二）按按能源形形式分：：针针对执行行器1.气动控制制仪表2.电动控制制仪表3.液动控制制仪表（（少）（三）按按信号形形式分：：1.模拟控制制仪表2.数字控制制仪表（四）结结构形式式分：1.基地式控控制仪表表2.单元组合合式控制制仪表3.组装式综综合控制制装置4.集中/分散式仪仪表(集中计算算机控制制仪仪表、集集散控制制仪表、、现场总总线控制制仪表)65按能源形形式分电动控制制仪表：优点：①信号快快速，远远距离传传输②易于实实现复杂杂规律的的信号处处理③易于与与其它装装置相连连④供电用用电方便便无无需空空压机和和油泵、、水泵缺点：①不天然防防爆②②易易受电磁磁干扰③③功率率不易大大*近年的电电动仪表表多采用用了安全全防爆措措施，应应用更加加广泛液动仪表表：以高压油油和高压压水为能能源优点：工作可靠靠，结构构简单，，功率大大，防爆爆缺点：精度不高高气动控制制仪表：以压缩空空气为能能源优点：结构简单单，性能能稳定，，可靠性性高，价价格便宜宜，本质质防爆缺点：精度不高高66按信号类类型分类类模拟式控控制仪表表是传统的的仪表，，传输信信号通常常为连续续变化的的模拟量量。如电流、电电压、气气压等。模拟拟式电动动控制仪仪表以模模拟电子子元件为为组成元元件，运运算放大大器是信信息处理理的核心心部件。。这类仪仪表线路路较简单单，操作作方便，，价格较较低，使使用上有有较成熟熟的经验验。数字式控控制仪表表以微处理器器为核心，，传输信信号为断断续变化化的数字字量。由由于有微微处理器器的存在在，任何何复杂的的信息处处理都易易实现，，硬件不不变，软软件千变变万化，，这类仪仪表的特特色就是是高度集集成、丰丰富的功功能，易易于网络络互联。。它能解解决模拟拟式仪表表难以解解决的问问题，满满足现代代化生产产过程的的高质量量控制要要求。67结构形式式分类1.基地式控控制仪表表安装在现现场，集集检测、、指示、、控制于于一身。。特点：一般结构构比较简简单、价价格便宜宜．它不不仅能对对某些工工艺变量量进行指指示或记记录，而而已还具具有控制制功能，，因此它它比较适适用于单单变量的的就地控控制系统统。2.单元组合合控制仪仪表将整套仪仪表划分分成能独独立实现现一定功功能的若若干单元元，各单单元之间间采用统统一信号号进行联联系。使使用时可可根据控控制系统统的需要要，对各各单元进进行选择择和组合合，从而而构成多多种多样样的、复复杂程度度各异的的自动检检测和控控制系统统。常用用电动单元元组合仪表(DDZ型)和气动单元元组合仪表(QDZ型)。特点：使用灵活活，通用用性强，，同时，，使用、、维护更更作也很很方便。。它适用用于各种种企业的的自动控控制。单元组合合仪表分分为：变送单元元、给定定单元、、控制单单元、执执行单元元、转换换单元、、运算单单元、显显示单元元和辅助助单元。。68结构形式式分类2.单元组合合控制仪仪表变送单元元：把各种被被测量（（温度、、压力、、流量、、液位））变换成成标准输输出信号号。控制单元元：将测量信信号和设设定信号号之差运运算后去去控制执执行单元元。执行单元元：按照控制制信号或或手动动信号去去改变控控制量大大小。转换单元元：实现不同同物理信信号到标标准信号号转换，，不同标标准之间间转换。。气<->电运算单元元：信号加减减乘除，，信号补补偿。给定单元元：输出被控控量的设设定值。显示单元元：参数指示示、报警警、记录录。辅助单元元：特殊需要要的（操操作器、、限幅器、、安全防防爆栅））。693.组装式控控制仪表表一种功能能分离、、结构组组件化的的成套仪仪表装置置。高密密度安装装，结构构紧凑，，适用于于复杂控控制和集集中显示示操作的的大、中中型企业业生产4.集中计算算机控制制仪表以数字计计算机为为核心的的数字控控制仪表表。其外外形结构构、面板板布置保保留了模模拟式仪仪表的一一些特征征，但其其运算、、控制功功能更为为丰富，，通过组组态可完完成各种种运算处处理和复复杂控制制。测量变送送与执行行单元采采用模拟拟仪表，，调节单单元采用用数字仪仪表。结构形式式分类QDZⅠQDZⅡQDZⅢDDZⅠDDZⅡDDZⅢ单元组合合式仪表表发展阶阶段705.集散型控控制仪表表将集中一一台计算算机完成成的任务务分派给给各个微微型过程程控制计计算机，，再配上上数字总总线以及及上一级级过程控控制计算算机，组组成各种种各样的的、能适适应于不不同过程程的积木木式分级级分布计计算机控控制系统统。实现现了“控控制分散散”或““危险分分散”，，管理高高度集中中。测量变送送与执行行单元采采用模拟拟仪表，，调节单单元采用用数字仪仪表。6.现场总线线控制仪仪表是计算机机网络技技术、通通信技术术、控制制技术和和现代仪仪器仪表表技术的的最新发发展成果果。它将将具有数数字通信信能力的的现场智智能仪表表连成网网络系统统，并同同上一层层监控级级、管理理级联系系起来成成为全分分布式的的新型控控制网络络。采用用全数字字化、双双向传输输、多分分支的通通信网络络。通信信协议规规范化、、标准化化、公开开化，使使各种控控制系统统通过总总线实现现互联、、互换和和互操作作。结构形式式分类71压力变送