控制装置与仪表(第二版)课件

仪表分辨率是指仪表能够识别和 显示的最小变化量，较高的分辨 率可以提高测量的准确性。
智能仪表的原理及应用
原理 数字信号处理 通信接口 自动化控制
应用
用于对信号进行数字滤波、增益和校准，提高测 量的准确性。
通过现代通信技术，实现仪表与计算机系统的数 据交互和远程监控。
智能仪表具备自动调节和控制功能，提高控制系 统的稳定性和响应速度。
2 传感器与信号处理
了解传感器的原理和分类以及信号的传输和处理方式，是理解仪表及测量系统的关键。
3 校准与故障诊断
仪表的校准方法和技术以及故障诊断与处理方法，能够确保仪表的长期稳定性和可靠性。
电气式测量仪表的工作原理
电压测量仪表
电压测量仪表利用电压分压原理 测量电路中的电压信号，并通过 合适的电路进行放大和显示。
电流测量仪表
电流测量仪表通过测量电路中的 电流信号，采用电流互感器、霍 尔元件等原理实现精确的电流测 量。
电阻 利用电阻分压和电流测量原理来 测量电路中的电阻值。
机械式测量仪表的工作原理
1
压力测量仪表
压力测量仪表通过传感器测量压力信号，并将其转换为标准信号，用于控制系统 中的压力调节和监测。
《控制仪表及装置》PPT 课件
控制仪表及装置是现代自动化控制系统中不可或缺的重要组件。本课程将介 绍仪表及测量系统的基本原理和分类，控制系统的基本概念和分类，以及未 来的发展与前景。
仪表及测量系统的基本原理
1 准确度与稳定性
仪表的精度及稳定性在测量过程中起着关键作用，它们决定了测量的可靠性和准确性。
2
流量测量仪表
流量测量仪表通过不同的测量原理，如涡街、电磁、超声波等，准确测量流体的 流速和流量。

第3章 控制仪表
过程控制系统与仪表
第3章 控制仪表
控制仪表又称控制版器权或声调明节器。其作用是把被控
变量的测量值和给定值进行比较，得出偏差后，按一 感谢您下载觅知网平台上提供的PPT作品，为了您和觅知网以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法 定的控制/调节规律进行运算，输出控制信号，以推动 律责任！觅知网将对作品进行维权，按照传播下载次数进行十倍的索取赔偿！ 执行器动作，实现对生产过程的自动控制。 1.在觅知网出售的PPT模板是免版税类（RF：Royalty-Free）正版受《中国人民共和国著作法》和《世界版权公约》的
工作能源。 不得转授权、出卖、转让本协议或者本协议中的权利。
例如右图所示的自
力式液位控制/调节器。
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Q2
第3章 控制仪表
过程控制系统与仪表
控制仪表的发展大致经历了三个阶段： 版权声明
1、基地式仪表
➢ 将检测、控制、显示功能设计在一个整体内， 感谢您下载觅知网平台上提供的PPT作品，为了您和觅知网以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法
3、自力式仪表
1.在觅知网出售的PPT模板是免版税类（RF：Royalty-Free）正版受《中国人民共和国著作法》和《世界版权公约》的
不需要专门提供 保护，作品的所有权、版权和著作权归觅知网所有，您下载的是PPT模板素材的使用权。
Q 2.不得将觅知网的PPT模板、PPT素材，本身用于再出售，或者出租、出借、转让、分销、发1布或者作为礼物供他人使用，
第3章 控制仪表
过程控制系统与仪表
2、气动仪表 以140kPa的气压信版号权声作明为工作能源，其输入输
出信号均采用20～100kPa的标准气压信号。 感谢您下载觅知网平台上提供的PPT作品，为了您和觅知网以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售，否则将承担法

控制仪表与过程控制系统的关系控制仪表与过程控制系统的关系控制器变送器执行器与执行机构被控过程自动控制仪表在火电厂的应用系统介绍自动化控制系统自动化控制系统实际应用入门一实际应用入门一10问题提出
控制装置与仪表
第一讲：控制装置与仪表概述
华北电力大学自动化系
华北电力大学
1
教师联系方式
• 陆会明 • Tel：51976841(O), 81712452(H)；13520383228（M） • Email：LuHuiming@
给定值
s
偏差
e
控制器
z
控制作用
被控变量 y
控制阀
被控象
测量元件 变送器
常用的名词术语： （1）被控对象；（2）被控变量y；（3）操纵变量； （4）干扰；（5）设定值（给定值）；（6）偏差。
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自动控制仪表的类型
• 气动仪表： • 液动仪表： • 电动仪表： • 电气混合仪表：
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推荐参考书
• 陆会明，控制装置与仪表，机械工业出版社，2007 • 杨庆柏，热工过程控制仪表，电力出版社，2003； • 邵裕森，过程控制及仪表，上海交大出版社，2000； • 张永德，过程控制装置，化学工业出版社，1997； • 金以慧，过程控制，清华大学出版社，2002；
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3
自动控制的分类
• 过程控制： 给定值不变；
• 运动控制： 给定值变化；
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4
控制仪表 与过程控制系统的关系
华北电力大学
5
控制仪表 与过程控制系统的关系
控制器
变送器
执行器与 执行机构
被控过程

自动化仪表与装置第二章 第一节
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—控制仪表和计算机控制装置—
图示法
P: PI:
PD:
PID:
自动化仪表与装置第二章 第一节
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—控制仪表和计算机控制装置—
五种表示方法
5、离散化表示法 用离散化的形式表示控制 器特性，它用于数字控制器以及各种计算机控 制装置。
YKP(XT 1I Xd )tYPYI
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二、控制器的基本控制规律
比例控制规律 比例积分控制规律 比例微分控制规律 比例积分微分控制规律
自动化仪表与装置第二章 第一节
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—控制仪表和计算机控制装置—
(一)比例控制规律
1、定义：只具有比例控制规律的控制器 为比例控制器，其输出与输入成比例关 系
自动化仪表与装置第二章 第一节
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—控制仪表和计算机控制装置—
五种表示方法
1、微分方程表示法 用微积分的形式表示控
制器特性，它常用于测定控制器参数。
P: YKPX
PI: YKP(XT1I Xd)t
PD:
YKP(XTD
dX) dt
PID: YKP(XT 1I XdT tDddX t)
这个规律常常称为控制器的特性。
自动化仪表与装置第二章 第一节
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须注意：
(△X = Xm – Xs)
在研究控制器特性时

抛物线流量特性 3.3 7.3 12 18 26 35 45 57 70 84 100
当相对位移1变00化 0时， 所引起的相对流量的变化量为：
(1R 1)(L l)9.6700 所引起的相对流量的变化率为（以下面几点为例）：
相对 10 0 时 0位 2 .1 7 2 移 1 3 1 30 为 0 0 7 0 0 0 5 相对 50 0 时 0位 6 .3 5 1 . 移 7 5 1 .7 1 1为 0 0 0 1 0 0 0 9 相对 80 0 时 0位 9 .3 8 0 移 .6 8 0 .6 0 1为 0 0 0 1 0 0 01 [说明]：直线流量特性调节阀在小开度工作时，其相对流量
模拟式：传输信号为连续变化的模拟量 基地式、单元组合式、组建组装式
数字式：传输信号为断续变化的数字量 以微型计算机为核心，功能完善、性能优越
供应基地式气动液位 指示调节仪
供应基地式气动温度 指示调节仪
根据动力能源形式的不同，分三大类： 气动执行仪表：（以压缩空气为能源） 特点：结构简单，维修方便，价格便宜，防火防爆。
2 调节机构（调节阀） 局部阻力可变的节流元件
a 分类
大口径的调节阀 一般选用双座阀，其 所需推力较小，动作 灵活，但泄漏较大。
小口径的调节阀 一般选用单座阀，其 泄漏较小。
电动Ｖ型球阀 直行程电动套筒调节阀 电动调节蝶阀
电动三通合流(分流) 调节阀
气动蝶阀
三通球阀
b 流通能力C
调节阀全开，阀差前为 0后 .1M压 P、 a 流体 重量1为 g/cm3时，每小时通过流阀体门流的量 单位 m3或kg。
电动执行仪表：（以电为能源） 优点：能源取用方便，信号传输速度快，传输距离远， 便于信号处理。 缺点：结构复杂，推力小，不太适用于防爆场合（Ⅲ型 仪表已采用了安全防爆措施）。

1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
控制仪表与装置课 概论讲解
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。

EXIT
Chapter 5 Digital Controller
AUTOCONTROL INSTRUMENT
2、数字控制器的特点
实质：是一台工业控制计算机 数字控制器采用数字技术实现了控制技术、通信技术和计算机技术的综合 控制。它具有模拟调节器不可比拟的优点, 主要表现在以下几个方面。 a、性能/价格比高
EXIT
Chapter 5 Digital Controller
AUTOCONTROL INSTRUMENT
2、PID控制算式
目前，在连续生产过程中，数字控制的基本控制方式仍采用PID控制规 律，即使在高级控制中，也有许多是以PID控制规律为中心。 数字调节中的PID控制算式是将PID的模拟表达式进行离散化而得到的。
EXIT
Chapter 5 Digital Controller
AUTOCONTROL INSTRUMENT
4、数字控制器的软件技术
(1)系统软件
用来使用和管理计算机的程序。
包括有：过程管理软件、输入/输出处理软件、自诊断、通讯、软 件自整定、人—机接口管理软件（固化在ROM中）。 （2）应用软件 根据调节器的应用功能所编的程序，如数据采集、数字滤波、标度变 换、数据处理、控制算法、报警及输出程序。在可编程调节器中，这些应 用程序以模块形式给出，用户可用数字调节器的编程语言将这些模块进行 组态，构成用户所需系统。
EXIT
Chapter 5 Digital Controller
AUTOCONTROL INSTRUMENT
几个概念： （1）运算模块——可供用户调用的具有某种运算功能 的标准子程序 （2）过程控制软件包——标准子程序库（PID模块、 四则运算、逻辑运算模块） （3）用户程序——由用户自己编写（制）用于解决实 际控制功能的程序 （4）组态——将软件包中的模块作适当的选用、连接 的工作叫组态——软连接。 （5）编程方式 在线编程（联机编程） 离线编程（脱机编程）

制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特

56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
控是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。