工业控制及自动化仪表基础知识

1.测量仪表的概念在工业生产过程中，为了有效地进行生产操作和自动控制，需要对工艺生产中的一些主要参数进行自动测量。

用来测量这些参数的仪表称为测量仪表。

2.参数检测的基本过程3.传感器与变送器传感器又称为检测元件或敏感元件，它直接响应被测变量，经能量转换并转化成一个与被测变量成对应关系的便于靠着的输出信号，如mV、V、mA、Ω、Hz、位移、力等等。

由于传感器的输出信号种类很多，而且信号往往很微弱，一般都需要经过变送环节的进一步处理，把传感器的输出转换成如0~10mA、4~20mA等标准统一的模拟量信号或者满足特定标准的数字量信号，这种检测仪表称为变送器。

4.测量误差由于真值在理论上是无法真正被获取的，因此，测量误差就是指检测仪表(精度较低)和标准表(精度较高)在同一时刻对同一被测变量进行测量所得到的2个读数之差。

即：Δ＝x i－x0也即绝对误差。

5.测量仪表的精确度在自动化仪表中，通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度，定义仪表的精度等级。

由于仪表的绝对误差在测量范围内的上是不相同的，因此在工业上通常将绝对误差中的最大值，即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称为最大相对百分误差：δ＝最大绝对误差/量程＝Δmax/(X max-X min)*100%仪表的精度等级(精确度等级)是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。

把仪表允许的最大相对百分误差去掉“±”号和“%”号，便可以用来确定仪表的精度等级。

目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有：0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。

所谓的0.5级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为±0.5%，以此类推。

精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上。

仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。

精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。

精度等级数值小于等于0.05的仪表通常用来作为标准表，而工业用表的精度等级数值一般大于等于0.5。

工业自动化仪表及控制装置设备的分类标准及基础知识！随着生产规模的不断扩大和生产技术的发展，对生产过程自动化水平提出了越来越高的要求。

因此，工业仪表也经历了一个从无到有、由简单到复杂，由单一功能向多功能的发展过程。

从最初的只能在现场测量并显示温度（如玻璃温度计）、压力（如U形管压力计）、流量（如玻璃转子流量计）、液位（如玻璃管液位计）的就地检测仪表和只能进行简单控制的就地调节器，逐步向远传集中显示、远程控制的方向发展。

除检测各种参数的检测元件和检测仪表愈加齐全外，过程控制仪表的发展更是日新月异，经历了由气动单元组合仪表、电动单元组合仪表、电子式综合控制装置到工业计算机控制系统的飞跃。

工业自动化仪表品种繁多，从信息的获得、传递、反映和处理的过程把工业自动化仪表分为五大类；（1）检测仪表；（2）显示仪表；(3)控制仪表；（4）执行器；（5）集中监测与控制装置。

检测仪表生产过程中，介质在设备、管道不同部位的温度、压力、流量、物位以及其他物理量瞬息万变，始终处于变化之中。

检测仪表就是用以检测上述物理量在每个瞬间的量值。

按照所测量工艺参数的不同，检测仪表可分为如下几种：1．温度仪表：常用的温度测量仪表有玻璃温度计、双金属温度计、压力式（温包）温度计、温度开关、热电偶、热电阻，还有辐射高温计及光学高温计、光电比色高温计等辐射式温度计。

2．压力仪表：压力测量仪表用于检测压力、真空和压差。

根据其工作原理可分为：弹性式压力计（按其弹性元件又分为弹簧管压力计、膜片压力计、膜盒压力计、压力开关等）；传感式压力计（如电阻式、电容式、电感式、霍尔式压力计等）；液柱式压力计（如U形管、直管、倾斜管压力计)；还有精度较高通常用于校验标准压力表的活塞式压力计。

3．流量仪表：流量测量仪表品种繁多，目前应用最为广泛的是由节流装置和与其配套的差压流量变送器。

常用的节流装置有孔板、喷嘴和文丘里管。

其他常用的流量仪表还有水表、转子流量计、椭圆齿轮流量计、靶式流量计、电磁流量计、旋涡流量计、阿钮巴流量计、质量流量计等。

工业自动化仪表与自动化控制技术张 慧（上海电气船研环保技术有限公司，上海 200136）进入到21世纪以后，世界各地的信息化科学技术都获得了迅速发展，已经成为衡量各个国家经济水平重要标准，信息化科学技术的应用使得我国各个产业都发生了翻天覆地的变化，对于工业生产而言，自动化仪表以及自动化控制技术所带来的变革性变化最为突出，将帮助工业生产逐渐进入到全智能化时代。

1.工业自动化仪表介绍1.1 基本情况介绍 对于我国工业设备自动化控制系统建设而言，必须依靠自动化仪表才能够得以实现。

自动化仪表是实现自动化控制的核心功能，需要依靠众多自动化、现代化、科技化的软件和硬件共同构成。

通过建设自动化仪表能够对设备各项基本参数进行实时的监测，使工业设备整体运行情况都能够得到实时的监督管理，是我国工业生产过程中最为重要的现代化信息技术工具。

在大多数情况下，工业生产中的自动化仪表需要具备以下几方面的功能：对设备工艺参数进行实时监测，记录数据内容，完成适当控制功能，而且也能够以远程方式对数据信息进行传递、收集和处理，能够帮助工作人员随时了解不同设备现行的运行状况，全面保障机械设备生产效益。

行业内工业自动化仪表随着科学技术发展形成了不同功能类型，能够针对不同用工需要来完成数据展现，但是总体而言，工业自动化仪表功能上可以分为检测型、数据显示型、功能调节型。

检测型主要是帮助工作人员可以对工业生产过程中各项设备运行参数变化进行展示，这些参数一般包括压力值、电流、温度值等；数据显示型主要是将检测仪表中的各类数据进行参数对比性的展示，能够方便操作人员及时查阅各类数据信息，并且提高故障发现效率；功能调节型主要是指通过预先设定的方式对各项功能进行程序上的控制，通过对仪表进行设置，能够以自动化方式对机械设备生产效率进行调节，帮助企业实现最大化生产效益[1-2]。

1.2 仪表种类分析 工业自动化仪表种类各式各样，名目也各有不同，根据不同功能所进行的种类划分也随着工业生产愈发精细化而变得更加多样化，如果按照参数功能进行分析可以将工业自动化仪表分为温度仪表、位置仪表、压力仪表等；如果按照基本功能来进行分析，可以将工业自动化仪表分为执行仪表、调整仪表、显示仪表等。

工业自动化控制四大仪表是什么？四大仪表出现故障原因及解决办法为实现工业生产的自动化，需要对生产过程中温度、压力、流量、物位等数据进行全面监控，这些功能通过相应的检测仪表来实现，仪表一旦发生故障，将对工业生产的正常进行造成严重影响。

因此，工控人员必须熟练掌握四大仪表的物理构造、测量原理以及性能指标等，能够准确地对仪表故障进行诊断和处理，从而保证工业生产的正常进行。

一、工业自动化控制四大仪表
1温度仪表
石油化工生产中所进行的化学反应及变化需要在特定的温度及压力环境下才能顺利进行，为实时监测温度变化、精密掌控温度范围，必须在生产中布设一定数量的温度仪表。

目前对于生产温度主要采取接触测量，通过热电偶、热电阻等测温元件来测量温度数据，并借助现场总线技术来达到自动化温控效果。

热电偶与热电阻的识别
工业用热电偶和热电阻保护套管的外形几乎是一样的，有的测温元件外形很小，如铠装型的，两者外形又基本相同。

1、在有铭牌，知道型号的情况下，可采通过铭牌识别。

热电偶：原理为热电效应，其分度号为S、B、E、K、R、J、T七种标准化型号。

热电阻：原理为电阻的热效应（导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性），其分度号为Pt10、Pt100、Pt1000、Cu50和Cu100。

其中Pt100和Cu50的应用最为广泛。

2、在没有铭牌，又不知道型号的情况下，可采用以下方法识别。

（1）看测温元件的引出线，通常热电偶只有两根引出线，如果有三根引出线就是热电阻了。

但对于有四根引出线的，需要测量电阻值来判断是双支热电偶，还是四线制的热电阻。

先。

自动化仪表基础知识(高端培训)一、教学内容本节课主要讲授自动化仪表的基础知识，包括自动化仪表的定义、分类、基本原理及其在工业生产中的应用。

具体内容包括：1. 自动化仪表的定义及作用2. 自动化仪表的分类：压力仪表、流量仪表、温度仪表、物位仪表等3. 自动化仪表的基本原理：传感器、变送器、显示器、执行器等4. 自动化仪表在工业生产中的应用：石油、化工、电力、冶金等二、教学目标1. 了解自动化仪表的定义、分类及其在工业生产中的应用。

2. 掌握自动化仪表的基本原理，包括传感器、变送器、显示器、执行器等。

3. 能够分析并解决实际工程中的自动化仪表问题。

三、教学难点与重点重点：自动化仪表的分类、基本原理及其在工业生产中的应用。

难点：自动化仪表的基本原理，包括传感器、变送器、显示器、执行器等的工作原理及其相互之间的关系。

四、教具与学具准备1. 教具：PPT、自动化仪表模型、实物仪表等。

2. 学具：笔记本、笔、教材等。

五、教学过程1. 实践情景引入：介绍工业生产中自动化仪表的应用实例，如炼油厂、化工厂等，让学生了解自动化仪表在实际生产中的重要性。

2. 理论知识讲解：详细讲解自动化仪表的定义、分类、基本原理，包括传感器、变送器、显示器、执行器等的工作原理及其相互之间的关系。

3. 例题讲解：分析实际工程中的自动化仪表问题，如压力仪表的选用、流量仪表的校准等，引导学生运用所学知识解决实际问题。

4. 随堂练习：布置一些与本节课内容相关的练习题，让学生现场解答，检验学习效果。

5. 互动环节：鼓励学生提问，解答学生疑问，加强师生之间的互动。

六、板书设计1. 自动化仪表的定义、分类及其在工业生产中的应用。

2. 自动化仪表的基本原理，包括传感器、变送器、显示器、执行器等。

七、作业设计1. 请简述自动化仪表的定义及其作用。

2. 列举至少三种自动化仪表的分类，并简要说明其原理。

3. 分析实际工程中自动化仪表的应用，以压力仪表和流量仪表为例，说明其在工程中的具体应用。

工业控制及自动化仪表基础知识工业控制及自动化仪表基础知识一、概述1.1 工业控制和自动化仪表的定义1.2 工业控制和自动化仪表的发展历史1.3 工业控制和自动化仪表的应用领域二、控制系统基础知识2.1 控制系统的组成和基本原理2.1.1 控制系统的基本组成部分2.1.2 控制系统的闭环原理2.1.3 控制系统的开环原理2.2 控制系统的分类2.2.1 按控制对象分类2.2.2 按控制方式分类2.2.3 按控制策略分类2.3 控制系统的性能指标2.3.1 稳态性能指标2.3.2 动态性能指标2.3.3 鲁棒性能指标三、自动控制器3.1 自动控制器的概述3.2 PID 控制器3.2.1 PID 控制器的原理3.2.2 PID 控制器的参数调整方法 3.3 其他常见的自动控制器3.3.1 模糊控制器3.3.2 遗传算法控制器3.3.3 神经网络控制器四、传感器与仪表4.1 传感器的基本原理和分类4.1.1 传感器的基本原理4.1.2 传感器的分类4.2 常见的传感器及其工作原理4.2.1 温度传感器4.2.2 压力传感器4.2.3 流量传感器4.2.4 位置传感器4.3 仪表的基本原理和分类 4.3.1 仪表的基本原理4.3.2 仪表的分类4.4 常见的仪表及其工作原理 4.4.1 电流表4.4.2 电压表4.4.3 水平计4.4.4 示波器五、现场总线技术5.1 现场总线的概述5.2 现场总线的工作原理5.3 常用的现场总线协议5.3.1 Profibus5.3.2 Modbus5.3.3 Foundation Fieldbus六、安全与监控系统6.1 安全系统的概述6.2 安全系统的设计原则6.3 监控系统的概述6.4 监控系统的结构和功能附件：附件1：控制系统案例分析附件2：PID 控制器参数调整方法总结法律名词及注释：1、法律名词1：解释12、法律名词2：解释2：：：。