过程控制仪表课程设计

过程控制仪表课程设计本设计是以气体或液体管道或容器中的压力作为被控制量的反馈控制系统。压力控制系统的结构是闭环的，由压力传感器、压力控制器和被控对象组成。压力传感器测量被控压力，并转换成便于利用的信号形式，比较装置将反映压力大小的信号与给定压力值比较，产生偏差信号。偏差信号通过压力控制器作用到压力调节机构上，按照消除偏差的方向来改变被测点的压力，将其调节到给定的希望值本。设计使用数显PID控制仪控制气罐压力，其基本构成如下：扰动扰动中输入信号直流电压信号：1～5V、0～5V可通过设置选择测量周期：0.3s控制周期：0.3s～75.0s可设置测量精度：±0.2%F·S±1个字，自动对温漂、时漂进行补偿测量分辨率：1/16000、14位A/D转换器热电阻输入导线电阻：小于202热电偶输入冷端补偿范围：0～60℃,精度±1℃比例带：0.2%～999.9%积分时间：0s～9999s微分时间：0s～3999s报警输出接点容量：220VAC,3A(阻性负载)传感器故障继电器输出(扩展功能)位式控制输出：继电器接点输出或控固态输出外供电源：大于30mA电源电压：20～28VDC耗电量4W工作环境：温度：0～50℃湿度：低于90%R·H接线图：基本误差：0.5%、0.2%输出负载：4～20mA0～550Ω(24V供电时)使用环境：温度：防1爆：-20～+50℃;与膜片接触介质温度<100℃(高温介质可通过引压管降温引入)压力过载≤2FS(最大量程)量程序号123412345图3压力变送器接线图公称通径：25-300mm连接形式：法兰式按JB/T79.2-94凹或按JB78-5P对夹式法兰连接填料：V型聚四氟乙烯填料，含浸聚四氟乙烯填料，石棉纺织填料。耐高温碳纤维填料温度：常温：-20℃~+120℃散热：+200℃~+450℃阀内组件：阀芯形式：V形缺口半球体流量特性：近似等百分比或近似直线特性及快开特性。球体阀杆材料：2Cr131Gr18Ni9TioCr17NI17Mo2(316L)金属阀座材料：与阀杆材料相同，密封堆焊钴铬硬质合金非金属阀材料：增强聚四氟乙烯。执行机构：可选用PSQ系列、3810系列或NB系列电子式角行程执行机构。图4执行器接线图主要技术参数：接线图：供电供电+二线制87图5信号隔离器接线图元器件型号输入信号范围生产厂家数量数显控制仪北京昆仑海岸传感技术中心1电动执行器上海耐博泵阀制造有限公司1压力变送器开封开仪自动化仪表有限公司1隔离配电器开封开仪自动化仪表有限公司1[1]金以惠方崇智.过程控制.北京：清华大学出版社1993年4月第1版[2]王桂增王诗宓徐博文李春文叶昊.高等过程控制.北京：清华大学出版社2002[3]孙优贤褚健.工业过程控制技术，方法篇.北京：化学工业出版社2006[4]王永初任秀珍.工业过程控制系统设计范例.北京：科学出版社1986[5]徐用懋王诗宓.工业过程模型化及控制.北京：清华大学出版社1991[6]严伯钧.过程控制系统分析与设计.北京：中国纺织出版社，1994.5[7]黄正慧刘朝英齐树兴.过程控制系统工程设计.北京：科学出版社1995图8:显示仪DY2000-G的端子接线图+PI“▲/”手动图9:DY2000-GJ的工作原理方框图2.2.3.2DY2000-GJ的主要技术参数：①使用条件：环境温度0～50℃;相对湿度≤90%电源电压AC:85V～265V频率50Hz/60Hz;或DC:24V±10%②基本误差：δ=±(0.5%F.S+1dig)③输入特性：标准电流型：输入阻抗=250Ω;标准电压型：输入阻抗④输出特性：继电器常开触点容量为交流5A/240V或直流5A/24V。电流信号：(4～20)mA负载电阻<750Ω;电压信号：(1～5)V负载电阻⑤直流电源输出：DC:24V,最大电流50mA,直接配接二线制变送器2.2.3.3DY2-2000GJ的端子接线方式：图10:DY2000-GJ的端子接线图2.2.4伺服放大器的选择伺服放大器也叫伺服驱动器，是用来控制伺服电机的一种控制器。其作用类似于变频器作用于普通交流马达。主要应用于高精度的定位系统。所选用的伺服放大器型号为DFC-2100架装式Ⅲ型2.2.4.1DFC-2100Ⅲ型的工作原理：伺服放大器由输入隔离级、磁放大器电路、比较放大电路、功率输出电路、信号断失判别控制电路、报警触点输出电路和状态显示等部分组成。伺服放大器的输入信号一般有两路，一路为控制信号Ic,由调节器或其它控制器提供，另一路为位置反馈信号If,由电动执行机构的位置发送器提供。伺服放大器的输出电有两路，可分别控制伺服电动机正、反转。当Ic-If>0(且超过死区)时，伺服放大器有正向输出，当Ic-If<0(且超过死区)时，伺服放大器有反向输出，当Ic-If=0(或不超过死区)时，伺服放大器无输出。2.2.4.2DFC-2100Ⅲ型的主要技术指标：①输入信号：4～20mADC。②输入通道：三个③输入通道阻抗：Ⅱ型200Ω;Ⅲ型250Ω。④死区可调节范围：1%～3⑤断信号识别：<2mADC①使用环境：温度：0～50℃相对湿度：<85%大气压力：86～106KPa、周围空执行器在自动控制系统中的作用是接受来自控制器的控制信号，通过其本身开执行机构和对夹式中线蝶阀组成，该电动蝶阀体积小、重量轻、结构合理、安装方便，通常适用于控制大流量、低压流体，以及固体粉末的调节、截流。“A”型均相同，区别在于“A”型可通过双头螺柱(或加长六角螺栓)对夹连接表1:电动调节对夹式中线蝶阀ZAJWADN40-DN1000型的主要技术特性适用温度适用介质当伺服放大器的输入端有控制信号输入时，此信号反馈信号进行比较，比较后的信号偏差经过放大，使功动两相伺服电动机转动，使减速器的输出轴朝着减小这一偏差方向转动(位置发送器不断将输出轴的实际位置转变为电信号——位置反馈信号回伺服放大器)⑨基本误差限：不超过额定行程的±2.6%0回差：不大于额定行程的1.5%O额定行程时间误差：不超过额定行程时间的±20%②死区：不大于输入量程3%。3阻尼特性：不大于3次半周期摆动。⑥十N图12:电动执行机构DKJ2100的端子接线图ML393双比较器与给定的限位电压进行比较，当某比较器有低电位输出时，其对应的继电器动作。继电器动作时，其中一对触点将放大器锁死，使放大器停止④跟踪电压：1～5V,DC,跟踪电阻250Ω①工作振动频率≤25Hz振幅≤0.1mm(接线端，接24V稳压直流电源。伺服放大器DFC-2100Ⅲ的①、②号接线柱为输入信号接线柱，输入的信号为4-20mA的电流，接调节器DV2000-GJ的⑧、④号反行接线柱，接DFD-0700的①号接线柱，DY2000-GJ的⑨号接线柱与其⑩接线柱连在一起。DFC-2100Ⅲ的◎号接线柱，接DFD-0700的②号接线柱。DFC-2100Ⅲ的19、20号接线柱为电源接线端，接220VAC电源。电动操作器DFD-0700的①号接线柱为DFC-2100Ⅲ输出(正)接线端，接DFC-2100Ⅲ的◎号接线柱。DFD-0700的②号接线柱为DFC-2100Ⅲ输出(反)接线端，接DFC-2100的①号接线柱。DFD-0700的⑤、⑥号接线柱为来自执行机构DKJ-2100的①、②号接线柱的位置反馈信号，接DKJ-2100的①、②接线柱(DFD-1000→DKJ-2100:⑤→①,的位置反馈信号，接DFC-2100Ⅲ的①、⑧号接线柱。DFD-0700的号接线柱线柱为输出的跟踪电压，输出到调节器，接调节器DY2000-GJ的③、④号接线DKJ-2100的①、②号接线柱为输出反馈信号，接DFD-0700的⑤、⑥号接线DKJ-2100的⑧号接线柱为输入的正行信号，接DFD-0700的⑩号接线柱。DKJ-表2:仪表型号及清单序号名称型号个数1变送器12显示仪表13调节器14伺服放大器DFC-2100Ⅲ型15电动操作器16执行器