过程控制系统 复习总结

过程控制系统知识点总结

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一、概论

1、过程控制概念:五大参数。

过程控制的定义:工业中的过程控制就是指以温度、压力、流量、液位与成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。

2、简单控制系统框图。

控制仪表的定义:接收检测仪表的测量信号,控制生产过程正常进行的仪表。主要包括:控制器、变送器、运算器、执行器等,以及新型控制仪表及装置。

控制仪表的作用:对检测仪表的信号进行运算、处理,发出控制信号,对生产过程进行控制。

3、能将控制流程图(工程图、工程设计图册)转化成控制系统框图。

4、DDZ -Ⅲ型仪表的电压信号制,电流信号制。QDZ-Ⅲ型仪表的信号制。它们之间联用要采用电气转换器。

5、电信号的传输方式,各自特点。

电压传输特点:

1)、 某台仪表故障时基本不影响其它仪表; 2)、 有公共接地点;

3)、 传输过程有电压损耗,故电压信号不适宜远传。 电流信号的特点:

1)、某台仪表出故障时,影响其她仪表;

2)、无公共地点。若要实现仪表各自的接地点,则应在仪表输入、输出端采取直流隔离措施。 6、变送器有四线制与二线制之分。区别。

1、四线制:电源与信号分别传送,对电流信号的零点及元件的功耗无严格要求。

2、两线制:节省电缆及安装费用,有利于防爆。活零点,两条线既就是信号线又就是电源线。 7、本安防爆系统的2个条件。

第一个字母:参数类型 T ——温度(Temperature) P ——压力(Pressure) L ——物位(Level) F ——流量(Flow) W ——重量(Weight) 第二个字母:功能符号 T ——变送器(transmitter) C ——控制器(Controller) I ——指示器(Indicator) R ——记录仪(Recorder) A ——报警器

(Alarm)

加热炉

1、在危险场所使用本质安全型防爆仪表。

2、在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅,以限制流入危险场所的能量。 8、安全栅的作用、种类。 安全栅的作用:

1、安全栅作为本安仪表的关联设备,可用于传输信号。

2、控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或混合物的点火能量以下, 以确保系统的本安防爆性能。

安全栅的种类:齐纳式安全栅、隔离式安全栅 二、基型调节器

1、基型调节器组成:控制单元与指示单元。基型调节器控制单元构成。

基型控制器又称基型调节器,对来自变送器的1-5V 直流电压信号与给定值相比较所产生的偏差进行PID 运算,输出4-20mA(DC)直流控制信号。

控制单元:输入电路(偏差差动与电平移动电路)、PID 运算电路(由PD 与PI 运算电路串联)、输出电路(电压、电流转换电路)以及硬、软手操电路;

指示单元:测量信号指示电路、设定信号指示电路。 2、测量信号、内给定信号范围;外给定信号范围。

测量与内给定信号:1~5V(DC);

外给定信号:4～20mA 直流电流。(它经过250Ω精密电阻转换成1～5V 直流电压) 3、输入电路、输出电路的作用。 输入电路作用:

1)、 信号综合。将(U i -U s )后放大两倍反相以U o1输出,即 U o1= -2(U i -U s )。

2)、 电平转换。将以0V 为基准的输入信号转换为以U B (10V)为基准的输出信号U o1。 电平转换的目的:使运算放大器工作在允许的共模输入电压范围内。

输出电路作用:把PID 输出ΔU o3 (以UB 为基准)转换成4-20mA 、DC 输出。实现电压—电流转换。 4、放大系数与比例度。

。

愈大，比例作用就越强愈小，成反比，与即 可表示为：。此时比例度在单元组合仪表中，输出信号变化范围。

—偏差变化范围；

—式中：

输出的相对变化

输入的相对变化 比例度的一般表达式：

比例度

P P P

K K K y y y y y y y

δδδεεεεεεε

δ%1001

%100 min max min max min max min max min

max min

max ⨯=

-=---=

⨯-∆-=

5、基型调节器PD 电路的阶跃响应曲线形状;比例分量;t=TD/KD 时的微分分量;微分时间。 作用:对∆U o1进行PD 运算,可设置T D 、 K P (或比例度)。T D 为微分时间;K P 为比例系数。

微分作用:快速的调节作用,超前作用。

6、基型调节器PI 电路的阶跃响应曲线形状;比例分量: Kc=CI/CM;t=TI 时的积分分量;积分时间。

7、积分饱与。

解决积分饱与办法:1)对控制器的输出加以限幅,使其不超过额定的最大值或最小值;2)限制积分电容两端的充电电压;3)切除积分作用。

8、微分时间对微分作用的影响,积分时间对积分作用的影响。 微分时间越小,微分作用越强;积分时间越大,积分作用越强。 9、软手操电路与硬手操电路。

软手动操作电路就是积分电路。硬手动操作电路就是比例电路。

作业

2-4 某P 控制器的输入信号就是4mA~20mA,输出信号为1V~5V ,当比例度δ=60%时,输入变化0、6mA 所引起的输出变化就是多少？

解:根据比例度的公式:

%100 min

max min

max ⨯-∆-∆=y y y x x x δ

比例系数:D

K α

微分时间:T D =n R D C D 调整R p (α)与R D

可改变比例度与微分时间。