过程控制与仪表 第1章
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过程控制系统与仪表课程总结院系:电气与信息工程学院班级:测控09-2班姓名:张福生学号:20091478第一章绪论1.1 过程控制过程控制在石油、化工、电力、冶金等部门有广泛的应用。
20世纪50年代,过程控制主要用于使生产过程中的一些参量保持不变,从而保证产量和质量稳定。
60年代,随着各种组合仪表和巡回检测装置的出现,过程控制已开始过渡到集中监视、操作和控制。
70年代,出现了过程控制最优化与管理调度自动化相结合的多级计算机控制系统。
80年代,过程控制系统开始与过程信息系统相结合,具有更多的功能。
1.2 过程控制系统的发展随着人们物质生活水平的提高以及市场竞争的日益激烈,产品的质量和功能也向更高的档次发展,制造产品的工艺过程变得越来越复杂,为满足优质、高产、低消耗,以及安全生产、保护环境等要求,做为工业自动化重要分支的过程控制的任务也愈来愈繁重。
在现代工业控制中, 过程控制技术是一历史较为久远的分支。
在过程控制系统本世纪30 年代就已有应用。
过程控制技术发展至今天, 在控制方式上经历了从人工控制到自动控制两个发展时期。
在自动控制时期内,过程控制系统又经历了三个发展阶段, 它们是:分散控制阶段, 集中控制阶段和集散控制阶段。
几十年来,工业过程控制取得了惊人的发展,无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中,还是在传统工业过程改造中,过程控制技术对于提高产品质量以及节省能源等均起着十分重要的作用。
目前,过程控制正朝高级阶段发展,不论是从过程控制的历史和现状看,还是从过程控制发展的必要性、可能性来看,过程控制是朝综合化、智能化方向发展,即计算机集成制造系统(CIMS):以智能控制理论为基础,以计算机及网络为主要手段,对企业的经营、计划、调度、管理和控制全面综合,实现从原料进库到产品出厂的自动化、整个生产系统信息管理的最优化。
1.3 建模方法1、机理法建模用机理建模法就是根据生产中实际发生的变化机理,写出各种有关的平衡方程,如物质平衡方程,能量平衡方程,动量平衡方程以及反映流体流动、传热、传质、化学反映等基本规律的方程,物性参数方程和某些设备的特性非常等,从中获得所需要的数学模型。
前言+第一章1、自动化仪表:是实现工业生产过程自动化的重要工具,它被广泛地应用于石油、化工等各工业部门。
在自动控制系统中,自动化仪表将被控变量转换成电信号或气压信号后,除了送至显示仪表进行指示和记录外,还需送到控制仪表进行自动控制,从而实现生产过程的自动化,使被控变量达到预期的要求。
2、过程控制仪表包括:检测仪表、调节仪表(也叫控制器)、执行器,以及可编程调节器等各种新型控制仪表及装置。
3、过程控制系统的主要任务是:对生产过程中的重要参数(温度、压力、流量、物位、成分、湿度等)进行控制,使其保持恒定或按一定规律变化。
4、标准信号制度:国际电工委员会规定:过程控制系统的模拟标准信号为直流电流4-20mA,直流电压1-5V。
我国DDZ型仪表采用的标准信号:DDZ-Ⅰ型和DDZ-Ⅱ型仪表:0-10mA。
DDZ-Ⅲ型仪表:4-20mA。
5、我国的DDZ型仪表采用的是直流电流信号作为标准信号。
6、采用电流信号的优点:电流不受传输线及负载电阻变化的影响,适于远距离传输。
动单元组合仪表很多是采用力平衡原理构成,使用电流信号可直接与磁场作用产生正比于信号的机械力。
对于要求电压输入的受信仪表和元件,只要在回路中串联电阻便可得到电压信号。
7、采用直流信号的优点:a.直流信号传输过程中易于和交流感应干扰相区别,且不存在移相问题;b.直流信号不受传输线中电感、电容和负载性质的限制。
8、热电偶是以热电效应为原理的测温元件,能将温度信号转换成电势信号(mV)。
特点:结构简单、测温准确可靠、信号便于远传。
一般用于测量500~1600℃之间的温度。
9、热电偶的测温原理:将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路,若两个连接点温度不同,回路中会产生电势。
此电势称为热电势,并产生电流。
10、对于确定的热电偶,热电势只与热端和冷端温度有关。
11、热电偶的基本定律:均质导体定律、中间导体定律、中间温度定律。
12、热电阻:对于500℃以下的中、低温,热电偶输出的热电势很小,容易受到干扰而测不准。