自动化仪表复习资料

1什么是DDZ？D电D单Z组，即电动单元组合。

2一次仪表：检测元件安装在生产的第一线，直接与工艺介质相接处，取得第一次的测量信号。

3变送器：将检测元件输出的微弱信号变成能远距离传输的标准信号4以直流信号作为标准信号的优点：在传输过程中易于和交流感应干扰相区别，且不存在移向问题，可不受传输过程中电感电容和负载性质的影响。

采用电流信号作为标准信号的优点是：不受传输线及负载电阻的变化的影响适用于远距离的传输，其次由于电单元组合很多是采用力平衡原理构成的，使用电流信号可以直接与磁场作用产生正比于信号的机械力，此外，对于要求电压输入的仪表和元件，只要在回路中串接电阻就可以得到电压信号，比较灵活。

5．DDZ-1 DDZ-2 0—10mA DDZ-3 DDZ-S:4—20mA6.什么叫活零点：在DDS仪表中，以20mA表示信号的满度值，而以此满度值的20%即4mA表示零信号，此称为活零点安排。

活零点的优点：有利于识别仪表的断电断线等故障，且为现场变送两线制实现了可能性。

7两线制变送器：所谓两线制就是把供电的电源线和传输线合并起来，一共只用两根导线。

优点：1有利于识别仪表的断电断线等故障2不仅节省电缆布线方便，而且大大有利与安全防爆易抗干扰。

3上限值较大，有利于抑制干扰4上下限的比值为5:1与气动仪表信号制对应，便于相互折算，产生较大的磁力。

两线制的三大组成部分：传感器调理电路，两个vi转换器。

8仪表的精确度：测量范围中的最大绝对误差与该仪表的测量范围之比，称为百分误差，去百分号，就是仪表的精确度。

变差：使用统一仪表堆被控量进行反复测量，（正行程和反行程）所产生的最大差值与测量范围之比。

9热电偶测温原理：当两种不同的导体或半导体接成闭合回路时，若两个接触点的温度不同，回路中就会出现热电动势，并产生电流。

热电动势包括接触电势（两种材料的种类和接触点的温差）和温差电势。

使用补偿导线的情况：考虑到冷端恒温器或电动势补偿装置距离测量点比较远的时候，使用热电偶时，如果全用热偶丝代价太高，为了节约，选用补偿导线。

热电阻测温的特点：不需要冷端补偿，测量精度也比较高，测温范围-200到500，广泛应用。

使用三线接法的原因：在使用平衡电桥对热电阻进行测量时，由电阻引出三根导线，一根的电阻与电源E相连接，不影响电桥的平衡，另外两根接到电桥的两臂内，他们随环境温度的变化可以相互抵消。

热电偶温度变送器：被测温度---热电偶---------输入电桥------------放大电路--------输出电流反馈回路输入电路：主要起冷端温度补偿和零点调整。

放大电路:将信号变换为高电平输出。

反馈电路：为了使输出大小能直接与被测温度成线性关系。

冷端温度补偿的方法：补偿导线法，热电势修正法，冰浴法，补偿电桥，软件处理。

在采用DDZ3型仪表时必须调整零点，因为3型仪表的范围是4到20mA即4mA代表信号的零值，此时温度变送器就需要调整零点。

共模干扰：两根信号线在输入端对公共地共同存在的干扰，就是共模干扰。

抑制共模干扰使用仪表浮空的办法。

差模干扰：两根信号线之间存在的电磁感应，静电感应，以及电阻泄露引起的电压差所产生的干扰，称为差模干扰。

工程上把单面积内受得力称为压力。

平衡式压力变送器工作原理：被测压力经过纹波管的作用转化为力Fi作用杠杆的A端，杠杆绕O点做逆时针旋转。

稍一旋转，位于右端的位移检测元件便有感觉，位移监测放大器变输出一定的输出电流Io，此电流流经反馈线圈和变送器的负载，并与永久磁铁作用产生一定的磁力，是杠杆在B点受力顺时针转动，使杠杆处于平衡状态时，输出电流和被测压力成正比，由此便可以测出压力。

电容式差压变送器的工作原理：被测压力分别加到左右两个隔离膜片上，通过硅油将压力传到测量膜片。

在测量膜片左右有两个玻璃凹球面制成的金属固定电极，当测量膜片向一边鼓起使，它与两个固定的金属电极之间的电容一个增大一个减小，通过引线测出这两个电容的变化，便可知道差压的数值。

电容式差压变送器，与力平衡式差压变送器的区别：它不存在力平衡式必须把杠杆插出测压室的问题。

在力平衡式差压变送器中为使输出杠杆既能密封又能转动，使用了弹性密封膜片，带来了静压误差。

容积式流量计：在金属壳内有一对啮合齿轮，当液体自左向右流过通过时，再输入压力的作用下，产生力矩，驱动齿轮转动。

主齿轮在力矩的作用下作顺时针得转动，带动B 齿轮转动，将半月形内的液体排出至出口，这样连续转动，椭圆齿轮每转动一周，就像出口排出四个半月形溶剂的液体。

测量椭圆齿轮的转速便可知道液体的体积流量，累计齿轮的转动圈数，便可知道一段时间内流过液体的体积。

比例度：是一个无因此量，他表示只有在比例作用下，能使输出做满量程变换的输入量变化的百分比。

PID的作用：P加快系统的动作速度，减小超调，克服震荡减小系统的稳态误差，提高稳态精度但是系统存在静差，虽然增大比例系数可以减小静差，但是不能消除静差。

I 积分作用是消除静差，但是积分时间常数太大积分作用不明显，太小可能引起震荡，时系统不稳定，增大系统的调节时间动态品质变坏。

D微分作用，加快系统的响应速度，较小调节时间，减小超调量，但系统抗干扰的能力变弱单独的微分有严重的不就是对静差毫无抑制的能力，因此不能单独使用。

调节器的调节规律：输出量与输入量（偏差信号）之间的函数关系。

为了适应工艺过程的启动和提车和发生事故等情况，调节器除需要有自动调节的工作状态外，还需要在特殊情况下有操作人员切除PID运算控制电路，直接根据易仪表的指示作出判断，调节调节器的手动工作状态。

PID输入电路的作用：输入电路能实现测量信号与给定值的相减，获得放大两倍的偏差信号输出电压与公共地线上的压降Vcm1Vcm2无关。

输入电路接受两个零线为起点的测量信号和给定信号，而输出以Vb=10V为起点的电压，实现了电平的平移。

PID输出电路：是一个电压电流转换电路。

将PID1----5V 的输出电压变成4----20mA的电流。

为了保持切换过程中软启动有较好的保持特性，必须选用偏置电流极小的运算放大器，和漏电极极小的电容器。

集散控制系统（DCS）也叫分布式控制系统，即控制功能分散，操作监视与管理集中，主要由操作站，现场控制，通信网络三大部分组成。

其中操作站作为人机接口，进行系统的集中监视操作维护与工程组态。

现场控制站则是分散执行控制功能他们几只通过内部的高速通道总线相连，组成计算机的局域网。

控制功能分散，操作监视管理集中可以使系统在某个站发生故障时，其他回路不受影响，不至于系统全部瘫痪。

其次，集中控制保证了系统实时性的要求，让操作人员以最短的时间迅速掌握整个生产过程的状态，及时进行整定调节。

集中控制的缺点：随着控制功能的集中，事故的危险性也集中了，当一台控制几百个回路的计算机发生故障时，整个生产装置全面瘫痪。

现场总线：现场总线是连接智能测量和控制设备的全数字式，双向传输具有多节点分支结构的通信链路。

现场总线的优点：首先双向传输通信是我们可以从现场获取大量的信息，而且可以根据需要，实施远程组态与维护。

其次现场总线可以大大节省电缆，降低安装费用。

最后，现场总线的一致性和相互操作性，保证了现场总线的开放性，互换性、调节阀的流量特性：调节阀的阀芯位移与流量之间的关系。

固有流量特性：在调解阀前后差压固定的情况下，得出的流量特性称为固有流量特性，也叫理想流量特性。

快开特性（在阀的开度比较小的情况下，流量变化比较块），直线特性（阀芯位移与流量变化成直线关系），对数特性（阀芯位移与流量变化成对数关系）。

工作流量特性：调节阀在使用时前后差压是变化的，在前后差压变化的使用条件下，阀芯位移对流量的控制特性，称为工作流量特性。

气动调节器由气动执行机构和调节阀两部分组成。

安全火花：该火花能量不足以引起周围可燃性物质爆炸。

安全火花防爆系统的实质就是限制火花的能量。

安全火花防爆仪表设计思想：安全火花仪表在设计电路开始的时候就考虑把电路在开路，短路，误操作的情况下可能产生的火花限制在爆炸性介质的点火能量之下，从爆炸的根本原因上采取防爆措施。

其优点是：防爆等级比结构防爆仪表高一个等级，可以用于后者不能胜任的氢气乙炔等最危险产所。

其次长时间不使用不会降低防爆等级，还可以在危险场所进行带电测试和检修。

构成一个安全火花防爆系统的充要条件：在危险现场使用的仪表必须都是安全火花仪表，现场仪表与非危险场所之间的电路连接都要经过防暴栅，从现场仪表到防暴栅的连接线不能形成大的分布电容和电感。

理想的限流电阻在安全范围内应不起限流作用，即阻值为零；而当电流一旦超出安全范围，其阻值骤增，其强烈的限制作用。

调节规律的选择：比例调节：对控制作用和扰动作用的响应都很迅速，缺点是存在静差，工艺上要求不高的系统可以选择比例调节。

积分调节：特点是没有静差，但动态误差最大，且调节时间也最长，只能用于自衡特性的简单对象，很少单独使用。

微分调节：加快系统的响速度，增进系统的稳定度，减小动态偏差但微分作用不应太大，会导致系统的不稳定。

调节器参数的实验整定方法：1稳定边界法：稳定边界法又称邻界比例度法，按照经验公式求出调节器的正定参数。

2反应曲线法：先测定对象的动态特性，即输入量做单位阶跃变化时，被调量的反应曲线，即分升曲线。

3衰减曲线法。

三种方法的优缺点：1反应曲线法优点进行的是飞升特性试验，较其他两种办法所进行的实验要简单容易掌握，所需的时间短。

缺点是飞升曲线实验理论上比较简单，但是在实际中不太容易。

2稳定边界法：优点在稳定边界的条件下，调节器的比例度P较小动作很快，结果被调量的波动幅度很小。

缺点是整个实验过程是很浪费时间的。

3衰减曲线法：优点此方法是在调节器投入闭环状态下进行的，被调量偏离工作点不大，也不需要把调节系统推进稳定的边界，因而比较安全，而且容易掌握，缺点与稳定边界法一样都是实验的时间比较长。

衰减曲线法及稳定边界法的整定依据：首先把调解器改成比例调节器，使Ti=无穷大Td=0，放在某一比例度，由手动投入自动在达到稳定情况后，适当改变给定值，观察调节过程的衰减比，如果达不到一比四，则适当改变比例度，直到达到规定的衰减比为止。

依据是典型调节过程最佳比及衰减比为0.75的前提下，尽量满足稳定性，快速性，准确性的要求。

串级调节系统是一个双回路系统，实质上是把两个调节器串接起来，通过他们的协调工作，使一个被调量准确保持为给定值。

副调节器用来克服落在副调节器内地扰动，而主调节器的任务是克服落在副环以外的扰动，并准确保持被调量为给定值。

主副环的频率要错开，最好相差三倍以上，以减少相互之间的影响，提高调解质量。

串级调节器的整定方法：1按通常方法整定调节器，整定时先切除主调节器，在主环断开的情况下以衰减率为0.75到0.9的范围整定副调节器，然后再投入副调节器的情况下，把副环看成是弱阻尼的二阶环节，再加上副环以外的部分，按照常规的方法整定主环。