《热工过程自动控制技术》第四章PPT课件
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热工测量及仪表_第4章_显示仪表
0
xcz--102
刘玉长
1 5
（2）工作原理
根据电磁感应原理，当有mV信号加在动 圈两端时，形成一个闭合回路，便有电流流过 动圈，载流动圈在磁场中将受到电磁场的作 用。根据左手定则，磁力线穿过手心，四指指 向电流方向，拇指就是导体受力方向，这个力 使动圈转动，使动圈转动的力和绑定动圈的张 丝力相等时，动圈停在某一位置，指针指示出 温度的大小。
R调：
热电偶的连接导线有长有短，为保证R总=常数， 调整R调使R外=15Ω
刘玉长
R热敏 与 R并：
R热敏与R并两个电阻是动圈的温度补偿电阻。 因为动圈是铜导线绕制的，当温度升高时，动圈 的电阻值R动就会增加，在电压信号不变的情况 下，I将减小，动圈显示仪表的指针指示会偏低， 此时，R热敏的电阻值也会随着温度自动减
第四章 显示仪表
第一节 概述 第二节 模拟式显示仪表 第三节 数字式显示仪表 第四节 常用显示仪表简介 第五节 仪表防爆知识
刘玉长
第一节 概述
显示仪表：
凡能将生产过程中各种参数进行指示、记录或 累积的仪表。
一、定义
显示仪表是指接收检测元件(包括敏感元件、传 感器、变送器等)输出信号，通过适当的处理和转换， 以易于识别的形式将被测参数表现出来的装置。
刘玉长
热电阻与动圈表配套使用实际连线
调整电阻的作用与大小
1.R1+R11+R连 1=5Ω 2.R2+R12+R连2=5Ω 3.R13+ R连3 = 5Ω
+
U=220v
—
R3
R4
a
动圈表
b
R2 R1 R11
R13
R12
刘玉长
Rt
《热工过程自动控制技术》课件
热工过程自动控制技术
燃料量控制系统
▪ (一)燃料量的测量与热量信号 ▪ (二)燃料量(燃煤量)控制系统的基本结构 ▪ (三)燃煤量控制系统的基本要求 ▪ (四)典型的燃料量控制系统 ▪ (五)磨煤机控制 ▪ (六)一次风母管压力的控制 ▪ (七)燃油流量及压力控制
重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER 2020/3/23
负荷或汽压改变时同时调锅炉、汽轮机。 ▪ 1)以锅炉跟随为基础的协调方式COORD.BF ： ▪ 2)以汽轮机跟随为基础的协调方式COORD.TF： ▪ 3)直接能量平衡DEB协调方式 ： ▪ 4)负荷指令间接平衡的协调控制系统方式：
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单级三冲量给水控制系统
▪ (1)给水流量信号W：
系统的反馈信号。克服内扰，稳定给水流量。
▪ (2)蒸汽流量信号D：
系统的前馈信号。减小或抵消“虚假水位”的 影响。
▪ (3)存在的问题：
• ①引入的D信号不一定恰好消除“虚假水位” 的影响。
• ②给水流量既影响内回路又影响外回路→在 系统整定时内、外回路相互影响。
• 1.单级三冲量给水控制系统： • 2.串级三冲量给水控制系统：
▪ (三)给水全程控制系统：
• 1.给水全程控制的概念：
给水全程控制系统指的是在锅炉启停及正常运行中均 能实现自动控制的给水控制系统。
• 2.测量信号的校正： • 3.给水热力系统及调节机构： • 4.给水全程控制系统分析：
重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER 2020/3/23
▪ 3．协调机组内部各子控制系统(燃料、送风、炉膛压力、给 水、汽温等控制系统)的控制作用，在负荷变化过程中使机 组的主要运行参数在允许的工作范围内，以确保机组有较高 的效率和可靠的安全性。
《热工过程自动控制》课程教学大纲(本科)
热工过程自动控制Automatic Control of Thermal Process课程代码：02410069学分：3学时：48 （其中：课堂教学学时：44实验学时：4上机学时：0课程实践学时:0 ）先修课程：能源与动力工程控制基础适用专业：能源与动力工程教材：《热工过程自动控制》（自编讲义）一、课程性质与课程目标（一）课程性质《热工过程自动控制》是能源与动力工程专业教学计划中重要的专业技术基础课，它是在自动化技术、计算机技术、通讯技术、电子技术、传感技术、测量技术、先进制造技术、管理学等课程知识的基础上，将自动控制原理应用到热工过程的一门应用科学。
通过本课程的学习，使学生掌握热工过程自动控制的基本原理以及必要的理论知识和工程实践能力，为学生毕业后从事本专业以及相关专业方面的工作打下坚实的基础。
（二）课程目标课程目标1:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析热工过程自动控制中的复杂工程问题。
课程目标2：能够针对热工过程自动控制中的复杂工程问题，选择恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，提出热工过程自动控制的解决方案、预期的实现目标以及控制质量的综合评定，并能够理解其局限性。
课程目标3：能够就热工过程自动控制中的复杂工程问题与业界同行进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达和解释。
（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业专业必修课程填写）1.毕业要求3：系统掌握本专业领域宽广的、必需的技术理论基础，主要包括机械和力学理论（机械原理、机械设计、理论力学、材料力学）、能源动力工程理论、热流体理论（热力学、流体力学、传热学）、电工电子和自动控制理论以及必要的计算机知识。
2.毕业要求4：掌握本专业领域方向所必需的专业知识和基本技能，了解学科前沿及发展趋势，并对其它相关专业方向的有关知识有一定了解。
3.毕业要求5：具有设计和实施工程实验的能力，并能够对实验结果进行分析。
热控讲义
热工控制基础知识
什么是热控？ 热控班组的工作是什么？
请大家重点掌握讲义中的红色字体内容
热工仪表基础知识
• 热工仪表：用来测量热工参数的仪表
超声波流量计
差压变送器
压力表
仪表的误差
• 绝对误差：仪表的指示值与被测量的真实值之 间的差值。 • 相对误差：绝对误差值与标准值之比的百分数。 • 引用误差：仪表的绝对误差折合成该仪表测量 范围的百分数。引用误差去掉百分号后，用来 表示仪表的精确度等级。 • 基本误差：仪表测量结果中的最大引用误差称 为仪表的基本误差。 • 允许误差：根据仪表精确度等级规定，某种仪 表的基本误差有一个允许值，称为仪表的允许 误差。
仪表的质量指标
• 精确度（精确度等级）：精确度用来反映仪表 测量误差偏离真值的程度。 • 回程误差：对同一检测点，上升指示值与下降 指示值之差称为回程误差。 • 灵敏度：仪表的输出量变化与引起该变化的输 入变化量的比值。 • 指示值稳定性：仪表指示值受使用条件影响程 度的大小，多用影响系数来表示。 • 动态特性：仪表能否尽快地反映出被测物理量 的变化情况。
KP---比例系数；
TI---积分时间常数；
TD---微分时间常数。
电导 磁通[量]
西[门子] 韦[伯]
S Wb
A/V V· s
包括SI辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位
量的名称 磁通[量]密度；磁 感应强度 电感 摄氏温度 光通量 光照度 单位名称 特[斯拉] 亨[利] 摄氏度 流[明] 勒[克斯] 单位符号 T H ℃ lm lx cd· sr lm/m2 其他表示式例 Wb/m2 Wb/A
• 三线制接法
三线制接线法构成如图所示测量电桥，可以消除内引线电阻的影响，测 量精度高于两线制。目前三线制在工业检测中应用最广。而且，在测温 范围窄或导线长，导线途中温度易发生变化的场合必须考虑采用三线制 热电阻。
什么是热控？ 热控班组的工作是什么？
请大家重点掌握讲义中的红色字体内容
热工仪表基础知识
• 热工仪表：用来测量热工参数的仪表
超声波流量计
差压变送器
压力表
仪表的误差
• 绝对误差：仪表的指示值与被测量的真实值之 间的差值。 • 相对误差：绝对误差值与标准值之比的百分数。 • 引用误差：仪表的绝对误差折合成该仪表测量 范围的百分数。引用误差去掉百分号后，用来 表示仪表的精确度等级。 • 基本误差：仪表测量结果中的最大引用误差称 为仪表的基本误差。 • 允许误差：根据仪表精确度等级规定，某种仪 表的基本误差有一个允许值，称为仪表的允许 误差。
仪表的质量指标
• 精确度（精确度等级）：精确度用来反映仪表 测量误差偏离真值的程度。 • 回程误差：对同一检测点，上升指示值与下降 指示值之差称为回程误差。 • 灵敏度：仪表的输出量变化与引起该变化的输 入变化量的比值。 • 指示值稳定性：仪表指示值受使用条件影响程 度的大小，多用影响系数来表示。 • 动态特性：仪表能否尽快地反映出被测物理量 的变化情况。
KP---比例系数；
TI---积分时间常数；
TD---微分时间常数。
电导 磁通[量]
西[门子] 韦[伯]
S Wb
A/V V· s
包括SI辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位
量的名称 磁通[量]密度；磁 感应强度 电感 摄氏温度 光通量 光照度 单位名称 特[斯拉] 亨[利] 摄氏度 流[明] 勒[克斯] 单位符号 T H ℃ lm lx cd· sr lm/m2 其他表示式例 Wb/m2 Wb/A
• 三线制接法
三线制接线法构成如图所示测量电桥，可以消除内引线电阻的影响，测 量精度高于两线制。目前三线制在工业检测中应用最广。而且，在测温 范围窄或导线长，导线途中温度易发生变化的场合必须考虑采用三线制 热电阻。
热工过程自动控制
传递函数：G（s）=Ki/S=1/TiS
特点：1、积分调节作用与偏差的大小没有直接的关系，故一般不单独使用
2、积分调节作用反映了偏差的累计情况，调节作用随时间而逐渐增强，因此能有效地小炒股系统的静态偏差
3、改善静态品质的同时恶化了动态品质，使过渡过程的振荡加剧，甚至造成系统不稳定
★★★4、调节系统的动态偏差
动态偏差：指系统在过渡过程中e（t）的最大值，记为em，
em=x（t）-y（tp） tp—系统第一次达到最大值的时间
（1） 调节系统的动态偏差em决定于调节器的调节作用，调节作用越强，em值越小
（2） 在稳定性相同的条件下，是PI调节器动态偏差最大，使用PD调节器，动态偏差最小
反馈：系统的输出又通过某个环节作用到输入；
在自动控制系统中，主要运用负反馈，性质有
1如果前向传递函数具有足够大的放大系数，则闭环传递函数等于反馈回路传递函数的倒数，而与前向传递函数无关；
2在负反馈闭合回路中，不论输入输出取什么信号，其传递函数的分母一样，所不同的只是传递函数的分子
信号线：指标是信号的传递关系和传递方向，而不代表物质的流动
采用P调节器的系统，七阶跃响应只有一个主要振荡成分，而采用PI和PD调节器的系统，其阶跃响应除了有一个主要的振荡成分以外，还有一个主要的非周期成分。采用PI调节器的系统中的非周期成分，反映了积分作用消除静态偏差的过程，而采用PD调节器的系统中的非周期成分，反映了微分作用抑制动态偏差的过程。
（2） 有自平衡
飞升速度E
延迟时间t
自平衡能力系数P
时间常数Tc
描写有自平衡能力对象动态特性的特征参数有三种组合：①（E,P,t） ②（E，Tc，t） ③（Tc，P，t）
特点：1、积分调节作用与偏差的大小没有直接的关系，故一般不单独使用
2、积分调节作用反映了偏差的累计情况，调节作用随时间而逐渐增强，因此能有效地小炒股系统的静态偏差
3、改善静态品质的同时恶化了动态品质，使过渡过程的振荡加剧，甚至造成系统不稳定
★★★4、调节系统的动态偏差
动态偏差：指系统在过渡过程中e（t）的最大值，记为em，
em=x（t）-y（tp） tp—系统第一次达到最大值的时间
（1） 调节系统的动态偏差em决定于调节器的调节作用，调节作用越强，em值越小
（2） 在稳定性相同的条件下，是PI调节器动态偏差最大，使用PD调节器，动态偏差最小
反馈：系统的输出又通过某个环节作用到输入；
在自动控制系统中，主要运用负反馈，性质有
1如果前向传递函数具有足够大的放大系数，则闭环传递函数等于反馈回路传递函数的倒数，而与前向传递函数无关；
2在负反馈闭合回路中，不论输入输出取什么信号，其传递函数的分母一样，所不同的只是传递函数的分子
信号线：指标是信号的传递关系和传递方向，而不代表物质的流动
采用P调节器的系统，七阶跃响应只有一个主要振荡成分，而采用PI和PD调节器的系统，其阶跃响应除了有一个主要的振荡成分以外，还有一个主要的非周期成分。采用PI调节器的系统中的非周期成分，反映了积分作用消除静态偏差的过程，而采用PD调节器的系统中的非周期成分，反映了微分作用抑制动态偏差的过程。
（2） 有自平衡
飞升速度E
延迟时间t
自平衡能力系数P
时间常数Tc
描写有自平衡能力对象动态特性的特征参数有三种组合：①（E,P,t） ②（E，Tc，t） ③（Tc，P，t）
过程控制系统
图0.1 锅炉汽包示意图
图0.1所示是工业生产中常见的锅炉汽 包示意图。
锅炉是生产蒸汽的设备，几乎是工业生
产中不可缺少的设备。保持锅炉汽包内的液 （水）位高度在规定范围内是非常重要的， 若水位过低，则会影响产汽量，且锅炉易烧 干而发生事故；若水位过高，生产的蒸汽含 水量高，不仅会影响蒸汽质量，还可能溢出 水。这些都是危险的。因此对汽包液位严加 控制是保证锅炉正常生产必不可少的措施。 其液位是一个重要的工艺参数。
自动化技术的前驱，可以追溯到我国古代，如指南车的出现。 至于工业上的应用，一般以瓦特的蒸汽机调速器作为正式起点。 工业自动化的萌芽是与工业革命同时开始的，这时的自动化装置 是机械式的，而且是自力型的。随着电动、液动和气动这些动力 源的应用，电动、液动和气动的控制装置开创了新的控制手段。
有人把直到20世纪30年代末这段时期的控制理论称为第一代 控制理论。第一代控制理论分析的主要问题是稳定性，主要的数 学方法是微分方程解析方法。这时候的系统（包括过程控制系统） 是简单控制系统，仪表是基地式、大尺寸的，满足当时的需要
绪论
生产过程自动化，一般是指石油、化工、冶金、炼焦、造纸、建 材、陶瓷及电力发电等工业生产中连续的或按一定程序周期进行的生产 过程的自动控制。电力拖动及电机运转等过程的自动控制一般不包括在 内。凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进 行的自动控制通称为过程控制。过程控制是自动控制学科的一个重要分 支
过程控制系统可分为常规仪表过程控制系统与计算机过程控 制系统两大类。前者在生产过程自动化中应用最早，已有六十余 年的发展历史，这是本书要介绍的主要内容。后者是自20世纪70 年代发展起来的以计算机为核心的控制系统，这部分内容将在 《计算机过程控制》课程中予以专门介绍，因此不再纳入本书的 讨论范围。
热工仪表基础知识讲义ppt课件
温度是化工生产中既普遍而又十分重要的参
数之一。任何一个化工生产过程，都伴随着物质
的物理和化学性质的改变，都必然有能量的转化
和交换，而热交换则是这些能量转换中最普遍的
交换形式。因此，在很多煤化工反应的过程中，
温度的测量和控制，常常是保证这些反应过程正
常进行与安全运行的重要环节；它对产品产量和
质量的提高都有很大的影响。
8
1、 温度的测量与变送
由于热电极的材料不同，所产生的接触电势亦不同，因此不同
热电极材料制成的热电偶在相同温度下产生的热电势是不同的，这在
各种热电偶的分度表中可以查到。根据热电测温的基本原，理论上
似乎任意两种导体都可以组成热电偶。但实际情况它们还必须进行严
格的选择，热电极材料应满足如下要求。
1．在测温范围内其热电性质要稳定，不随时间变化。
t0
t0
2
3
1
A
B
t
热电偶温度计测量线路 1、热电偶 2、连接导线 3、电测仪表
7
1、 温度的测量与变送
热电偶是由两根不同的导体或半导体材料(如上图中的A和B) 焊接或绞接而成。焊接的一端称为热电偶的热端(测量端或 工作端)，和导线连接的一端称为热电偶的冷端 (自由端)。 组成热电偶的两根导体或半导体称作热电极。把热电偶的热 端插入需要测温的生产设备中，A和B两种不同的物质，电 子密度高的向电子密度低的流动，产生电流，形成电动势， 一般为mV信号，经过测温仪计算为测量介质的温度。
主要内容
一、四大参数的测量原理及仪表 二、自动控制基础知识 三、调节阀 四、联锁系统的构成
1
一、四大参数的测量原理及仪 表
现场仪表测量参数的分类： 现场仪表测量参数一般分为温度、压力、
《热工过程自动控制技术》课件第一章
①自动检测 ：包括对整个机组运行状态和参数的测量、指
示、记录、参数计算、参数越限和设备故障时发出报警信号、 事故记录和追忆、工业电视监视等。 ②自动保护 ：包括主机、辅机和各支持系统及其相互间的 联锁保护，以防止误操作。当设备发生故障或危险工况时， 自动采取措施防止事故扩大或保护生产设备。 ③顺序控制 ：包括主机、辅机和各支持系统的启停控制， 如输煤系统控制、锅炉吹灰控制、锅炉补给水处理控制、给 水泵启停控制、汽轮机自启停控制、锅炉点火系统控制等。 ④连续控制 ：包括对主机、辅机及各系统中的压力、温度、 流量、物位，成分等参数的控制控制，使之保持为预期的数 值。 ⑤管理和信息处理：对电厂中各台机组的生产情况(如发 电量、频率、主要参数、机组设备的完好率、寿命)，电厂 的煤、油、水资源情况，环境污染情况进行监督、分析，供 管理人员做出相应的决策。
− st
重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE 2011-11-7
热工过程自动控制技术
拉氏变换2
2)拉普拉斯变换的性质和定理：
• ①线性性质 • ②微分定理
d n f (t ) L = sn F ( s ) n dt
L af1 ( t ) ± bf 2 ( t ) = aF1 ( s ) ± bF2 ( s )
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热工过程自动控制技术
基本概念
1.数学模型：描述系统输入、输出变量以及内部
各物理量(或变量)之间关系的数学表达式。
2.线性系统：系统的数学模型为线性微分方程式
的控制系统称为线性系统。 线性系统满足叠加原理。
示、记录、参数计算、参数越限和设备故障时发出报警信号、 事故记录和追忆、工业电视监视等。 ②自动保护 ：包括主机、辅机和各支持系统及其相互间的 联锁保护，以防止误操作。当设备发生故障或危险工况时， 自动采取措施防止事故扩大或保护生产设备。 ③顺序控制 ：包括主机、辅机和各支持系统的启停控制， 如输煤系统控制、锅炉吹灰控制、锅炉补给水处理控制、给 水泵启停控制、汽轮机自启停控制、锅炉点火系统控制等。 ④连续控制 ：包括对主机、辅机及各系统中的压力、温度、 流量、物位，成分等参数的控制控制，使之保持为预期的数 值。 ⑤管理和信息处理：对电厂中各台机组的生产情况(如发 电量、频率、主要参数、机组设备的完好率、寿命)，电厂 的煤、油、水资源情况，环境污染情况进行监督、分析，供 管理人员做出相应的决策。
− st
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热工过程自动控制技术
拉氏变换2
2)拉普拉斯变换的性质和定理：
• ①线性性质 • ②微分定理
d n f (t ) L = sn F ( s ) n dt
L af1 ( t ) ± bf 2 ( t ) = aF1 ( s ) ± bF2 ( s )
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热工过程自动控制技术
基本概念
1.数学模型：描述系统输入、输出变量以及内部
各物理量(或变量)之间关系的数学表达式。
2.线性系统：系统的数学模型为线性微分方程式
的控制系统称为线性系统。 线性系统满足叠加原理。
热控培训 ppt课件
1、压力表
压力表按其测量精确度，可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测 量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级，一般压力表的测量精确度等级分 别为1.0、1.6、2.5、4.0级。
压力表按其测量范围，分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表 及高压表。低压表用于测量0~6MPA压力值，中压表用于测量10~60MPA压力值 ，高压表用于测量100MPA以上压力值。
非接触式温度仪表包括红外测温仪表（红外法）、光学温度计（ 亮度法）、光电温度计（亮度法）、比色温度计（比色法）和辐射温度 计（辐射法）。
热控培训
（二）压力 压力是工质热力状态的主要参数之一。对保证压力测量的准确性对于机组安
全，经济运行有重要意义。例如主蒸汽压力、凝汽器真空等，都是运行中需要连 续测量监视的重要参数。此外，差压测量还广泛应用在液位和流量测量中。
接触式即测温元件直接与被测介质接触，通过传导或对流 达到热平衡，反映被测对象热控的培温训 度。接触式温度仪表按其工作
（1）热电阻 热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件。热电阻感 温元件是用来感受温度的电阻器，它是热电阻的核心部分，由电 阻丝及绝缘骨架构成。
金属热电阻的电阻值随温度上升而增大，常用的有铂热电阻 （测温范围为-200～＋850℃）、铜热电阻（-50～＋150℃）和 镍热电阻（-60～＋180℃）3种。
弹簧管压力表出现线性误差时热控，培训应调整拉杆的活动螺丝。
2、压力变送器 压力变送器是一种接受压力变量，经传感转换后，将压力变化量按
一定比例转换为标准输出信号的仪表。由测压元件传感器（也称作压力 传感器）、测量回路和过程连接件三部分制作而成。如图所示。
工作原理：当压力直接作用在测量膜片的表面，使膜片产生微小的形 变，测量膜片上的高精度电路将这个微小的形变变换成为与压力成正比 的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，然后采用专用芯片将这 个电压信号转换为工业标准的4-20m热控A培电训流信号或者1-5V电压信号。
压力表按其测量精确度，可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测 量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级，一般压力表的测量精确度等级分 别为1.0、1.6、2.5、4.0级。
压力表按其测量范围，分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表 及高压表。低压表用于测量0~6MPA压力值，中压表用于测量10~60MPA压力值 ，高压表用于测量100MPA以上压力值。
非接触式温度仪表包括红外测温仪表（红外法）、光学温度计（ 亮度法）、光电温度计（亮度法）、比色温度计（比色法）和辐射温度 计（辐射法）。
热控培训
（二）压力 压力是工质热力状态的主要参数之一。对保证压力测量的准确性对于机组安
全，经济运行有重要意义。例如主蒸汽压力、凝汽器真空等，都是运行中需要连 续测量监视的重要参数。此外，差压测量还广泛应用在液位和流量测量中。
接触式即测温元件直接与被测介质接触，通过传导或对流 达到热平衡，反映被测对象热控的培温训 度。接触式温度仪表按其工作
（1）热电阻 热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件。热电阻感 温元件是用来感受温度的电阻器，它是热电阻的核心部分，由电 阻丝及绝缘骨架构成。
金属热电阻的电阻值随温度上升而增大，常用的有铂热电阻 （测温范围为-200～＋850℃）、铜热电阻（-50～＋150℃）和 镍热电阻（-60～＋180℃）3种。
弹簧管压力表出现线性误差时热控，培训应调整拉杆的活动螺丝。
2、压力变送器 压力变送器是一种接受压力变量，经传感转换后，将压力变化量按
一定比例转换为标准输出信号的仪表。由测压元件传感器（也称作压力 传感器）、测量回路和过程连接件三部分制作而成。如图所示。
工作原理：当压力直接作用在测量膜片的表面，使膜片产生微小的形 变，测量膜片上的高精度电路将这个微小的形变变换成为与压力成正比 的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，然后采用专用芯片将这 个电压信号转换为工业标准的4-20m热控A培电训流信号或者1-5V电压信号。
热工过程自动控制技术
声明：亲们，鉴于有些撸友的课本至今还是空白，特把容嬷嬷课的重点圈出，仅供参考，真诚帮人，高手勿喷。
热工过程控制自动控制技术第一章自动控制原理基础一、自动控制系统的组成自动控制装置（变送器、控制器、执行器）、生产设备（被控对象）二、自动控制系统的基本控制方式开环控制是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程闭环控制是指控制装置与被控对象之间既有顺向作用，又有反向联系的控制过程复合控制就是开环控制和闭环控制相结合的一种控制方式三、自动控制系统的品质指标稳定性（衰减率=0.75~0.98，即振荡2~3次）、准确性（静态偏差y越小越好）、快速性控制系统在阶跃信号作用下过渡过程的基本形式（稳定的控制系统（非周期过渡过程、衰减振荡的过程）、不稳定的控制系统（等幅震荡过程、渐扩振荡过程））四、数学模型数学模型是描述系统输入、输出变量以及内部各物理量（或变量）之间关系的数学表达式建立控制系统数学模型的目的是为了用一定的数学方法对系统的性能进行定性分析和定量计算，乃至综合与校正系统五、环节的基本联接方式环节的串联：串联后总的传递等于各串联环节传递函数的乘积环节的并联：并联环节的总传递函数为各并联环节传递函数的代数和六、控制系统的稳定性分析稳定性是指系统受到扰动作用后偏离原来的平衡状态，在扰动作用消失后，经过一段过渡过程是将能否回复到原来的平衡状态或足够准确地回到原来平衡状态的性能。
稳定性取决于系统本身固有的特征，而与扰动信号无关。
第二章自动控制系统综述一、自平衡能力对象受到干扰作用后，平衡状态被破坏，无需外加任何控制作用，依靠对象本身自动平衡的倾向，逐渐地达到新的平衡状态的性质，称为对象的自平衡能力。
对象自平衡的实质是对象输出量变化对输入量发生影响的结果，或者说，对象内部存在着负反馈。
二、控制器的控制规律比例控制（P）是及时、快速的；比例积分控制（PI）是缓慢的、逐渐的；比例微分控制（PD）；比例微分积分控制（PID）三、串级控制系统在结构上形成了两个闭环，一个闭环在里面，称为内回路或者副回路，在控制过程中起着“粗调”的作用；一个闭环在外面，称为外回路或者主回路，用来完成“细调”任务。
热工过程自动控制培训课件(共 45张PPT)
2.3.5超声波液位测量仪表
超声波液位计基本 原理
超声波液位计利用超声 波的各种特性来测量液位，如 利用声波碰到液面（或料面） 产生反射波的原理，测出发射 波和反射波的时间差，从而计 算出液面高度，用于连续测量。 另外利用声波在不同介 质中声阻抗的差异，有液位时， 声阻抗较小，无液位时，声阻 抗最大，放大器使继电器励磁 或释放，来进行液位报警。
测量范围
WZP型铂电阻 测量范围： -200~420℃ Pt100 WZC型铜电阻 测量范围： -50~100℃ Cu50
2.1.3热电偶
基本概念
热电偶分度号：毫伏信号相对应的温度值。 K、J、R、S 。K 分度号（镍铬-镍硅）等。 补偿导线：在一定温度范围内（包括常温）具有与所匹配的 热电偶的热电动势的标称值相同的一对带有绝缘层的导线，用他 们连接热电偶与测量装置，以补偿他们与热电偶连接处的温度变 化所产生的误差。
超声流量计
2.3物位测量仪表
2.3.1直读式液位测量仪表 2.3.2差压式液位测量仪表 2.3.3浮力式液位测量仪表 2.3.4电气型液位测量仪表
2.3.5超声波液位测量仪表
2.3.6雷达液位计
2.3.1直读式液位测量仪表
测量原理
利用仪表与被测量容器的 气相、液相直接连接来直接读取 容器内的液位高低。 这种液位计适宜于就地直 读液位的测量。有时也用于自动 液位计零位和最高液位的校准。
热工过程自动控制培训
内容：1.电厂热工过程自动控制 2.自动化仪表 3.数字控制系统
2015.11
1.电厂热工过程自动控制
1.1热工过程自动控制的目的
电厂热工过程的自动控制主要是对锅炉、 汽轮机及其辅助设备运行的自动控制，控制的 目的是使机组自动适应工况的变化而且保持在 安全、经济的条件下运行。
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热工过程自动控制技术
第四章 单元机组的热工保护
▪ 概述 ▪ 热工开关量控制系统的基础部件 ▪ 热工信号和自动报警系统 ▪ 单元机组的热工自动保护 ▪ 锅炉机组的热工保护 ▪ 汽轮机组的IC POWER COLLEGE 23.11.2020
▪ 二、自动报警系统：
• (一)自动报警系统的组成： • (二)自动报警系统的基本要求：P150 • (三)自动报警装置：
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热工过程自动控制技术
开关量信号的摄取方法1
误动作：系统不应该动作而动作； 拒动作：系统应该动作而不动作。
误 动 作 率 :P或 p实 误 际 动 动 作 作 次 次 数 数拒 动 作 率 :Q或 q应 拒 当 动 动 作 作 次 次 数 数
热工过程自动控制技术
§4-1 概述
▪ 一、常用术语： ▪ 二、主要技术要求：
1.动作的稳定性 2.动作的可靠性 3.切换差(死区)
▪ 三、开关量信号的摄取方法：
开关量控制系统的完好状态是由正确“动作”和 正确“不动作”两部分组成，相对于这两种完好状 态，有两种故障状态，即“不正确动作”和“不正
确不x动t 作 ”1 0 ,,正 。不 确 正 的 确 作 的 用 作 用 正 确 误 动 动 作 作 和 和 正 拒 确 动 不 作 动 作
▪ (二)液动执行机构：P148
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热工过程自动控制技术
§4-3 热工信号和自动报警系统
▪ 一、热工信号：
• (一)状态信号 • (二)越限报警信号(热工预告信号) • (三)趋势报警信号 • (四)跳闸报警信号(热工事故信号)
(开关量)改变的输入变量值。如图4-1中的P1。 ▪ 7.切换差：上切换值与下切换值之差，又称为死区。
如图4-l中ΔP。 ▪ 8.重复性误差：
在相同条件下，输入变量按照同一方向变化时，连 续多次测得的切换值之最大变化值。
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既减小误动作率又减小拒动作率。
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开关量信号的摄取方法3
▪ 6.信号表决法：2/4或3/4表决电路、3/5表决电路。 能有效地防止信号单元的误动作或拒动作。
▪ 7.信号的多重化摄取法： “二取一”、“二取均”、
式中，实际动作次数为正确动作次数与误动作次数之 和；应当动作次数为实际动作次数与拒动作次数之 和，再扣除误动作的次数。
▪ 1.单一信号法：用单个检测元件组成信号单元的
方法。 元件少，结构简单，但系统的可靠性太差。
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热工过程自动控制技术
常用术语1
▪ 1.设定值：设定被控量的预期值的参比信号。 ▪ 2.位式作用：开关量变量值的数目。 ▪ 3.开关量变送器：能够输出标准开关量信号的控制
仪表，称为开关量变送器。
开关量变送器的输入—输出特性，如图4-1所示。 • (1)当输入＜P1时，输出1-2通； • (2)当输入＞P1＋ΔP时， 输出1-3通； • (3)当P1＜输入＜P1＋ΔP 时，输出可以是1-2通也可以 是1-3通。如果输入是增方向 通过P1时，则输出1-2通；若 输入是减方向通过P1＋ΔP时，则输出1-3通。
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§4-2 热工开关量控制系统的基础部件
▪ 一、开关量变送器：
将被测物理量转换成开关 形式的电信号。 • 1.压力开关 • 2.差压开关 • 3.流量开关 • 4.液位开关 • 5.温度开关
▪ 二、常用控制电器： ▪ 三、气动和液动执行机构：
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开关量信号的摄取方法2
▪ 3.信号并联法：将几个检测元件输出信号并联。 拒动作率大大下降，而误动作率却增加了。信号
并联法只能用于要求拒动作率小，而对误动作率要求 不高的场合。
▪ 4.信号串并联法：将两个信号先进行串联，然后进行 并联 。
串并联后的信号单元的误动
作率或拒动作率均大大减小。
▪ 5.“三取二”信号法：采用三个检测元件测量。当其中 两个或两个以上检测元件触点闭合时，信号单元就有 输出。
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气动和液动执行机构
▪ (一)气动执行机构：P147
• 1.气动薄膜式调节阀： • 2.气动活塞调节阀：
对于活塞式气动阀门和薄膜式气动阀都有“气开式”和 “气关式”之分。如经常用于化学水处理的气动活塞隔膜阀。
一般选择执行机构时必须考虑失去控制气压时，运行工 况是允许“开”还是允许“关”来确定选用“气开’或“气 关”式执行机构。
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常用控制电器
▪ 按钮开关 ▪ 控制开关 ▪ 行程开关(限位开关) ▪ 继电器
• 电流继电器 • 中间继电器 • 时间继电器 • 固态继电器
▪ 接触器
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接触器
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热工过程自动控制技术
常用术语2
▪ 4.切换值：使输出变量改变的任一输入变量值。 ▪ 5.上切换值(动作值)：输入变量增大时，使输出变量
改变的输入变量值，如图4-1中的P1＋ΔP。 ▪ 6.下切换值(返回值：输入变量减小时，使输出变量
“三取中”、“三取均”等。
对提高测量准确度，增加
系统的可靠性，很有必要。
对开关量控制系统，除了要求其检测信号必 须正确可靠外，还要求逻辑控制装置和执行机构也 必须正确可靠地动作，才能使开关量控制系统正常 投入运行。
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第四章 单元机组的热工保护
▪ 概述 ▪ 热工开关量控制系统的基础部件 ▪ 热工信号和自动报警系统 ▪ 单元机组的热工自动保护 ▪ 锅炉机组的热工保护 ▪ 汽轮机组的IC POWER COLLEGE 23.11.2020
▪ 二、自动报警系统：
• (一)自动报警系统的组成： • (二)自动报警系统的基本要求：P150 • (三)自动报警装置：
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开关量信号的摄取方法1
误动作：系统不应该动作而动作； 拒动作：系统应该动作而不动作。
误 动 作 率 :P或 p实 误 际 动 动 作 作 次 次 数 数拒 动 作 率 :Q或 q应 拒 当 动 动 作 作 次 次 数 数
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§4-1 概述
▪ 一、常用术语： ▪ 二、主要技术要求：
1.动作的稳定性 2.动作的可靠性 3.切换差(死区)
▪ 三、开关量信号的摄取方法：
开关量控制系统的完好状态是由正确“动作”和 正确“不动作”两部分组成，相对于这两种完好状 态，有两种故障状态，即“不正确动作”和“不正
确不x动t 作 ”1 0 ,,正 。不 确 正 的 确 作 的 用 作 用 正 确 误 动 动 作 作 和 和 正 拒 确 动 不 作 动 作
▪ (二)液动执行机构：P148
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§4-3 热工信号和自动报警系统
▪ 一、热工信号：
• (一)状态信号 • (二)越限报警信号(热工预告信号) • (三)趋势报警信号 • (四)跳闸报警信号(热工事故信号)
(开关量)改变的输入变量值。如图4-1中的P1。 ▪ 7.切换差：上切换值与下切换值之差，又称为死区。
如图4-l中ΔP。 ▪ 8.重复性误差：
在相同条件下，输入变量按照同一方向变化时，连 续多次测得的切换值之最大变化值。
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既减小误动作率又减小拒动作率。
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开关量信号的摄取方法3
▪ 6.信号表决法：2/4或3/4表决电路、3/5表决电路。 能有效地防止信号单元的误动作或拒动作。
▪ 7.信号的多重化摄取法： “二取一”、“二取均”、
式中，实际动作次数为正确动作次数与误动作次数之 和；应当动作次数为实际动作次数与拒动作次数之 和，再扣除误动作的次数。
▪ 1.单一信号法：用单个检测元件组成信号单元的
方法。 元件少，结构简单，但系统的可靠性太差。
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常用术语1
▪ 1.设定值：设定被控量的预期值的参比信号。 ▪ 2.位式作用：开关量变量值的数目。 ▪ 3.开关量变送器：能够输出标准开关量信号的控制
仪表，称为开关量变送器。
开关量变送器的输入—输出特性，如图4-1所示。 • (1)当输入＜P1时，输出1-2通； • (2)当输入＞P1＋ΔP时， 输出1-3通； • (3)当P1＜输入＜P1＋ΔP 时，输出可以是1-2通也可以 是1-3通。如果输入是增方向 通过P1时，则输出1-2通；若 输入是减方向通过P1＋ΔP时，则输出1-3通。
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§4-2 热工开关量控制系统的基础部件
▪ 一、开关量变送器：
将被测物理量转换成开关 形式的电信号。 • 1.压力开关 • 2.差压开关 • 3.流量开关 • 4.液位开关 • 5.温度开关
▪ 二、常用控制电器： ▪ 三、气动和液动执行机构：
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开关量信号的摄取方法2
▪ 3.信号并联法：将几个检测元件输出信号并联。 拒动作率大大下降，而误动作率却增加了。信号
并联法只能用于要求拒动作率小，而对误动作率要求 不高的场合。
▪ 4.信号串并联法：将两个信号先进行串联，然后进行 并联 。
串并联后的信号单元的误动
作率或拒动作率均大大减小。
▪ 5.“三取二”信号法：采用三个检测元件测量。当其中 两个或两个以上检测元件触点闭合时，信号单元就有 输出。
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气动和液动执行机构
▪ (一)气动执行机构：P147
• 1.气动薄膜式调节阀： • 2.气动活塞调节阀：
对于活塞式气动阀门和薄膜式气动阀都有“气开式”和 “气关式”之分。如经常用于化学水处理的气动活塞隔膜阀。
一般选择执行机构时必须考虑失去控制气压时，运行工 况是允许“开”还是允许“关”来确定选用“气开’或“气 关”式执行机构。
热工过程自动控制技术
常用控制电器
▪ 按钮开关 ▪ 控制开关 ▪ 行程开关(限位开关) ▪ 继电器
• 电流继电器 • 中间继电器 • 时间继电器 • 固态继电器
▪ 接触器
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常用术语2
▪ 4.切换值：使输出变量改变的任一输入变量值。 ▪ 5.上切换值(动作值)：输入变量增大时，使输出变量
改变的输入变量值，如图4-1中的P1＋ΔP。 ▪ 6.下切换值(返回值：输入变量减小时，使输出变量
“三取中”、“三取均”等。
对提高测量准确度，增加
系统的可靠性，很有必要。
对开关量控制系统，除了要求其检测信号必 须正确可靠外，还要求逻辑控制装置和执行机构也 必须正确可靠地动作，才能使开关量控制系统正常 投入运行。
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