自动控制--自动化仪表与过程控制课程设计课件
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精品课件-4自动化仪表与过程控制-.2被控变量与操纵变量的选择
纵变量； 控制通道纯滞后 0的影响——选择 0小的可控变量作为
操 纵变量；
干扰通道时间常数Tf的影响——使Tf大些为好； 干扰通道纯滞后 f基本无影响。
干扰响应曲线
操纵变量响应曲线 图9-10 纯滞后 o对控制质量的影图响9-11干扰通道纯滞后 f的影响
4．操纵变量的选择原则 工艺上允许加以控制的可控变量； 对被控变量影响较灵敏、及时的变量（放大系数Kc大、
智能仪表与过程控制
四 简单控制系统 ▬▬ 4.2 被控变量与操纵变量的选择
4.2被控变量与操纵变量的选择
4.2.1 被控变量的选择 4.2.2 操纵变量的选择 4.2.3 测量元件特性的影响
4.2.1 被控变量的选择
1.自动控制的目的： 使生产过程自动按照预定的目标进行，并使工艺参数保持
在预先规定的数值上。 生产过程中希望借助自动控制保持恒定值(或按一定规律变化)
塔顶（或塔底）馏出 物 的组分xD（或xW）应作为 被控变量，进行直接指标 控制。但有困难！
图9-4 精馏过程示意图 1-精馏塔；2-蒸汽加热器
间接指标控制 被控变量的选取
图9-5 苯-甲苯溶液的T-x图
图9-6 苯-甲苯溶液的p-x图
3．被控变量选择的一般原则 被控变量应能代表一定的工艺操作指标或反映工艺操作
的变量称为被控变量。 被控变量是 “关键”变量。 控制类型：
直接指标控制 被控变量本身就是需要控制的工艺指标， 如物料平衡控制 ；
间接指标控制 选取与直接质量指标有单值对应关系而 反应又快的另一变量，作为间接控制指标，进行间接指标控 制，如产品质量指标控制。
2.被控变量的选择 实例： 精馏过程
影响提馏段温度T灵的各种因素： 可控因素：Q蒸、Q回 Q蒸（操纵变量）； 不可控因素：Q入、
操 纵变量；
干扰通道时间常数Tf的影响——使Tf大些为好； 干扰通道纯滞后 f基本无影响。
干扰响应曲线
操纵变量响应曲线 图9-10 纯滞后 o对控制质量的影图响9-11干扰通道纯滞后 f的影响
4．操纵变量的选择原则 工艺上允许加以控制的可控变量； 对被控变量影响较灵敏、及时的变量（放大系数Kc大、
智能仪表与过程控制
四 简单控制系统 ▬▬ 4.2 被控变量与操纵变量的选择
4.2被控变量与操纵变量的选择
4.2.1 被控变量的选择 4.2.2 操纵变量的选择 4.2.3 测量元件特性的影响
4.2.1 被控变量的选择
1.自动控制的目的： 使生产过程自动按照预定的目标进行，并使工艺参数保持
在预先规定的数值上。 生产过程中希望借助自动控制保持恒定值(或按一定规律变化)
塔顶（或塔底）馏出 物 的组分xD（或xW）应作为 被控变量，进行直接指标 控制。但有困难！
图9-4 精馏过程示意图 1-精馏塔；2-蒸汽加热器
间接指标控制 被控变量的选取
图9-5 苯-甲苯溶液的T-x图
图9-6 苯-甲苯溶液的p-x图
3．被控变量选择的一般原则 被控变量应能代表一定的工艺操作指标或反映工艺操作
的变量称为被控变量。 被控变量是 “关键”变量。 控制类型：
直接指标控制 被控变量本身就是需要控制的工艺指标， 如物料平衡控制 ；
间接指标控制 选取与直接质量指标有单值对应关系而 反应又快的另一变量，作为间接控制指标，进行间接指标控 制，如产品质量指标控制。
2.被控变量的选择 实例： 精馏过程
影响提馏段温度T灵的各种因素： 可控因素：Q蒸、Q回 Q蒸（操纵变量）； 不可控因素：Q入、
自动化仪表与过程控制培训课件课件(PPT165页)
自动化仪表与过程控制培训课件(PPT1 65页) 工作培 训教材 工作汇 报课件 管理培 训课件 安全培 训讲义P PT服务 技术
过程控制与自动化仪表
8
自动化仪表与过程控制培训课件(PPT1 65页) 工作培 训教材 工作汇 报课件 管理培 训课件 安全培 训讲义P PT服务 技术
考核方式
1.点名作业20% 2.试验成绩10% 3.期末考试70%
产品的反应过程。典型设备：反应器
4 ．精馏过程 精馏是一种分离过程。典型设备：精馏塔
5 ．传质过程 不同组分的分离和结合，如液体和气体之间的解
吸、汽提、去湿或润湿，不同非溶液体的萃取、液体 与固体之间的结晶、蒸气或干燥等都是传质过程。其 目的是获得纯的出口物料。
过程控制与自动化仪表
6
一、生产过程及其特点
➢系统由被控过程和检测控制仪表组成
过程控制采用各种检测仪表、控制仪表和计算机等自动化工具，对整个生产过 程进行自动检测、自动监督和自动控制。检测仪表把工艺参数转换为电信号或 气信号，反映生产过程状况；控制仪表接受检测信号对过程进行控制。
➢被控过程的多样性
生产规模不同、工艺要求各异、产品品种多样导致过程的结构性、动态特性多 样。通常被控过程属于多变量、大惯性、大时延特征，还有非线性与时变特性。 （锅炉、热交换器、精馏塔）
➢控制方案的多样性
被控对象复杂导致控制方案多样性。单/多变量控制系统、常规仪表控制/计算 机集散控制系统、提高控制品质的和实现特定要求的控制系统。单回路、串级、 前馈、比值、均匀、分程、选择性、大时延、多变量系统，还有先进过程控制 系统(自适应、预测、补偿、智能、非线性控制等)。
自动化仪表与过程控制培训课件(PPT1 65页) 工作培 训教材 工作汇 报课件 管理培 训课件 安全培 训讲义P PT服务 技术
自动化仪表与过程控制培训课件(PPT165页)
策，使企业利益最大化。
日—月级
时—日级 分—秒级或 分—时级
小于1秒
小于1秒
决策管理与计划调度
实时优化 常规控制或高级
过程控制 操作安全与环境保护
测量、变送与执行 被控过程
过程控制与自动化仪表
14
过程控制发展概况
● 20世纪40年代前后(手工阶段)：手工操作状态，凭经验 人工控制生产过程，劳动生产率很低。
作用----在现代工业生产过程自动化中，过程控制
技术可实现各种最优的技术经济指标、提高经济效 益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护 环境卫生等方面起着越来越大的作用。
过程控制与自动化仪表
3
自动化仪表
自动化仪表----- 用于生产过程自动化的仪器或
设备，是实现工业企业自动化的必要手段和技术 工具。 特点----- 兼容性、统一标准
用自动化装置来管理连续或间歇生产过程的综
合性技术就称为生产过程自动化，简称为过程控制
（Process Control ）。
过程控制与自动化仪表
2
过程控制
过程控制----泛指石油、化工、电力、冶金、核能
等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产 过程自动控制，其被控量通常为压力、液位、流量、 温度、PH值等过程变量，是自动化技术的重要组成 部分。
过程控制与自动化仪表
8
考核方式
1.点名作业20% 2.试验成绩10% 3.期末考试70%
过程控制与自动化仪表
9
第一章 过程控制与自动化仪表概述
过程控制的特点
➢系统由被控过程和检测控制仪表组成
过程控制采用各种检测仪表、控制仪表和计算机等自动化工具，对整个生产过 程进行自动检测、自动监督和自动控制。检测仪表把工艺参数转换为电信号或 气信号，反映生产过程状况；控制仪表接受检测信号对过程进行控制。
日—月级
时—日级 分—秒级或 分—时级
小于1秒
小于1秒
决策管理与计划调度
实时优化 常规控制或高级
过程控制 操作安全与环境保护
测量、变送与执行 被控过程
过程控制与自动化仪表
14
过程控制发展概况
● 20世纪40年代前后(手工阶段)：手工操作状态，凭经验 人工控制生产过程，劳动生产率很低。
作用----在现代工业生产过程自动化中，过程控制
技术可实现各种最优的技术经济指标、提高经济效 益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护 环境卫生等方面起着越来越大的作用。
过程控制与自动化仪表
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自动化仪表
自动化仪表----- 用于生产过程自动化的仪器或
设备，是实现工业企业自动化的必要手段和技术 工具。 特点----- 兼容性、统一标准
用自动化装置来管理连续或间歇生产过程的综
合性技术就称为生产过程自动化，简称为过程控制
（Process Control ）。
过程控制与自动化仪表
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过程控制
过程控制----泛指石油、化工、电力、冶金、核能
等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产 过程自动控制，其被控量通常为压力、液位、流量、 温度、PH值等过程变量，是自动化技术的重要组成 部分。
过程控制与自动化仪表
8
考核方式
1.点名作业20% 2.试验成绩10% 3.期末考试70%
过程控制与自动化仪表
9
第一章 过程控制与自动化仪表概述
过程控制的特点
➢系统由被控过程和检测控制仪表组成
过程控制采用各种检测仪表、控制仪表和计算机等自动化工具，对整个生产过 程进行自动检测、自动监督和自动控制。检测仪表把工艺参数转换为电信号或 气信号，反映生产过程状况；控制仪表接受检测信号对过程进行控制。
自动化仪表与过程控制--自动化仪表与过程控制课程设计课件-670
模拟量输出（AO）：蒸汽调节阀、循环水泵、补 水泵
共3点 开关量输入（DI）：共28点； 开关量输出（D0）：共21点；
蒸汽调节阀
5、系统的自动化管理
仪表设计文件
第三部分
仪表位号
仪表设计文件
自动化仪表与过程控制
课程设计
课程设计概要
第一部分
课程设计的目的
独立工作能力和创造力； 综合运用专业及基础知识，解决实际工程
技术问题的能力； 查阅图书资料、产品手册和各种工具书的
能力； 工程绘图的能力； 编写技术报告和编制技术资料的能力。
课程设计的重要性
专业研究应用方向： 过程控制、运动控制、智能建筑特色、 检测技术、信息技术
设计的基本类型
计算机+仪表控制系统； 计算机+智能模块控制系统：
计算机+仪表控制系统
设计的内容
熟悉工艺流程； 完成工艺控制流程图(PCD)； 管道仪表流程图(P&ID) ； 仪表选型，编制有关仪表信息的设计文件 ； 控制室设计 ，控制室布置图及控制室与现场信号连接的
有关设计文件，如仪表回路图、端子配线图 ； 节流装置和调节阀的计算； 控制室与现场间联系的相关设计文件； 根据控制专业有关的其他设备、辅助材料的选用等情况； 编写设计文件目录等文件 。
换热站控制
第二部分
换热站
换热站是利用热电厂锅炉产生的过热蒸汽， 经换热器与水进行热交换从而加热管网的 循环水，向用户供暖。传统的换热站采用 自励式设备来实现热负荷的调节，其节能 效果已经远远不能满足国家对节能和环保 的要求。
控制和监控参数如下：
模拟量输入（AI）： 压力：4 进气压力、减压后压力、供水压力、 回水压力 温度：6 进气温度、减压后温度、供水温度、 回水温度、室外温度、冷凝水温度 流量：1 蒸汽流量 频率：2 设计将是毕业后工作任务中的一项 重要内容 ；
共3点 开关量输入（DI）：共28点； 开关量输出（D0）：共21点；
蒸汽调节阀
5、系统的自动化管理
仪表设计文件
第三部分
仪表位号
仪表设计文件
自动化仪表与过程控制
课程设计
课程设计概要
第一部分
课程设计的目的
独立工作能力和创造力； 综合运用专业及基础知识，解决实际工程
技术问题的能力； 查阅图书资料、产品手册和各种工具书的
能力； 工程绘图的能力； 编写技术报告和编制技术资料的能力。
课程设计的重要性
专业研究应用方向： 过程控制、运动控制、智能建筑特色、 检测技术、信息技术
设计的基本类型
计算机+仪表控制系统； 计算机+智能模块控制系统：
计算机+仪表控制系统
设计的内容
熟悉工艺流程； 完成工艺控制流程图(PCD)； 管道仪表流程图(P&ID) ； 仪表选型，编制有关仪表信息的设计文件 ； 控制室设计 ，控制室布置图及控制室与现场信号连接的
有关设计文件，如仪表回路图、端子配线图 ； 节流装置和调节阀的计算； 控制室与现场间联系的相关设计文件； 根据控制专业有关的其他设备、辅助材料的选用等情况； 编写设计文件目录等文件 。
换热站控制
第二部分
换热站
换热站是利用热电厂锅炉产生的过热蒸汽， 经换热器与水进行热交换从而加热管网的 循环水，向用户供暖。传统的换热站采用 自励式设备来实现热负荷的调节，其节能 效果已经远远不能满足国家对节能和环保 的要求。
控制和监控参数如下：
模拟量输入（AI）： 压力：4 进气压力、减压后压力、供水压力、 回水压力 温度：6 进气温度、减压后温度、供水温度、 回水温度、室外温度、冷凝水温度 流量：1 蒸汽流量 频率：2 设计将是毕业后工作任务中的一项 重要内容 ；
过程控制仪表及自动化课件1.ppt
过程控制仪表及自动化
第1章 过程控制仪表的基本知识
知识目标
掌握控制仪表的信号标准及使用方法 掌握控制仪表防爆知识 理解DDZ-Ⅲ型仪表的型号含义和命名方法 掌握DDZ-Ⅲ型仪表分析方法
技能目标
能理解电动仪表采用电流信号传送和控制室采用电 压信号接线的道理 能识别控制仪表铭牌上关于型号、防爆等级的含义
防爆仪表的防爆标志为“Ex”；仪表的防爆等级标志的顺序为：防爆型式、类 别、级别、温度组别。过程控制仪表常见的防爆等级有iaIICT5 (iaIICT6)和 dIIBT3二种。前者表示II类本质安全型ia等级C级T5组；后者表示II类隔爆型B 级T3组。
℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃
防爆仪表的分级与分组，与易燃易爆气体或蒸汽的分级和分组是相对应的。
I 类：煤矿井下用电气设备 II类：工厂用电气设备
II类(工厂用)电气设备又分为8种类型。其标志如下：
隔爆型
d 增安型
e
本质安全型
i 正压型
P
充油型
O 充沙型
q
无火花型
n 特殊型
S
第8页
EXIT
过程控制仪表及自动化
在爆炸性气体或蒸汽中使用的仪表，引起爆 炸主要有两方面原因：
1.仪表产生能量过高的电火花或仪表内部因 故障产生的火焰通过表壳的缝隙引燃仪表 外的气体或蒸汽
目的：达到通用性和相互兼容性的要求，以便不同系列或 不同厂家生产的仪表能够共同使用在同一控制系统中， 实现系统的功能。
下限
上限
20kPa(0.2Kgf/cm2) 100kPa(1Kgf/cm2)
电流信号 ４－２０mA
0-10mA
负载电阻 ２５０－７５０欧 ０－１０００欧 ０－３０００欧
第1章 过程控制仪表的基本知识
知识目标
掌握控制仪表的信号标准及使用方法 掌握控制仪表防爆知识 理解DDZ-Ⅲ型仪表的型号含义和命名方法 掌握DDZ-Ⅲ型仪表分析方法
技能目标
能理解电动仪表采用电流信号传送和控制室采用电 压信号接线的道理 能识别控制仪表铭牌上关于型号、防爆等级的含义
防爆仪表的防爆标志为“Ex”；仪表的防爆等级标志的顺序为：防爆型式、类 别、级别、温度组别。过程控制仪表常见的防爆等级有iaIICT5 (iaIICT6)和 dIIBT3二种。前者表示II类本质安全型ia等级C级T5组；后者表示II类隔爆型B 级T3组。
℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃
防爆仪表的分级与分组，与易燃易爆气体或蒸汽的分级和分组是相对应的。
I 类：煤矿井下用电气设备 II类：工厂用电气设备
II类(工厂用)电气设备又分为8种类型。其标志如下：
隔爆型
d 增安型
e
本质安全型
i 正压型
P
充油型
O 充沙型
q
无火花型
n 特殊型
S
第8页
EXIT
过程控制仪表及自动化
在爆炸性气体或蒸汽中使用的仪表，引起爆 炸主要有两方面原因：
1.仪表产生能量过高的电火花或仪表内部因 故障产生的火焰通过表壳的缝隙引燃仪表 外的气体或蒸汽
目的：达到通用性和相互兼容性的要求，以便不同系列或 不同厂家生产的仪表能够共同使用在同一控制系统中， 实现系统的功能。
下限
上限
20kPa(0.2Kgf/cm2) 100kPa(1Kgf/cm2)
电流信号 ４－２０mA
0-10mA
负载电阻 ２５０－７５０欧 ０－１０００欧 ０－３０００欧
过程控制与自动化仪表说课PPT课件
工业过程的控制。
第18页/共46页
师资队伍
自动化专业现有专职教师5名，兼职教师3名。其中副教授2名，高 级工程师1名，讲师3名，工程师1名，完全满足理论与实践教学需要。
教学条件
过程控制与仪表现有检测实验室，化工仪表实训室，仿真机房，以 及多媒体教室，完全满足教学需要。
与新疆金特，广汇等企业进行合作，建立各种实训基地，满足学生 实习需求。
第16页/共46页
教学资源
第17页/共46页
教材
高职高专“十一五”规划教 材
作 者：武平丽 主编 出 版 社：化学工业出版社 出版时间：2007-6-1
本书以控制系统为体系，将过程参数检测变 送、显示记录及控制仪表作为组成系统的相应环节， 力求完整体现过程控制的整体内容。在参数检测方面， 深入浅出地介绍了检测原理及方法；依据其代表性及 发展趋势，介绍了目前生产中广泛应用的检测仪表。 在控制仪表方面，根据生产实际情况，介绍了模拟、 数字控制器和电动、气动执行器。在控制系统方面， 着重介绍简单控制系统和几种常用复杂控制系统的设 计，以及分布式控制系统（DCS）的硬件和软件体系 构成与目前国内常见的几种分布式控制系统（DCS）。 此外，还简要介绍了显示记录仪表。最后介绍了典型
第9页/共46页
课时分配
学习项目一预计参考学时为4学时，学习项目二 预计参考学时为12学时，学习项目三预计参考学 时为4学时，学习项目四预计参考学时为14学时。 学习项目五预计参考学时为12学时，学习项目六 预计参考学时为8学时。
共计48学时，其中理论学时44学时，实践学时4 学时。
第10页/共46页
第4页/共46页
前导与后续课程
生产实训
过程控制与自动化仪表
高等数学
第18页/共46页
师资队伍
自动化专业现有专职教师5名，兼职教师3名。其中副教授2名，高 级工程师1名，讲师3名，工程师1名，完全满足理论与实践教学需要。
教学条件
过程控制与仪表现有检测实验室，化工仪表实训室，仿真机房，以 及多媒体教室，完全满足教学需要。
与新疆金特，广汇等企业进行合作，建立各种实训基地，满足学生 实习需求。
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教学资源
第17页/共46页
教材
高职高专“十一五”规划教 材
作 者：武平丽 主编 出 版 社：化学工业出版社 出版时间：2007-6-1
本书以控制系统为体系，将过程参数检测变 送、显示记录及控制仪表作为组成系统的相应环节， 力求完整体现过程控制的整体内容。在参数检测方面， 深入浅出地介绍了检测原理及方法；依据其代表性及 发展趋势，介绍了目前生产中广泛应用的检测仪表。 在控制仪表方面，根据生产实际情况，介绍了模拟、 数字控制器和电动、气动执行器。在控制系统方面， 着重介绍简单控制系统和几种常用复杂控制系统的设 计，以及分布式控制系统（DCS）的硬件和软件体系 构成与目前国内常见的几种分布式控制系统（DCS）。 此外，还简要介绍了显示记录仪表。最后介绍了典型
第9页/共46页
课时分配
学习项目一预计参考学时为4学时，学习项目二 预计参考学时为12学时，学习项目三预计参考学 时为4学时，学习项目四预计参考学时为14学时。 学习项目五预计参考学时为12学时，学习项目六 预计参考学时为8学时。
共计48学时，其中理论学时44学时，实践学时4 学时。
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前导与后续课程
生产实训
过程控制与自动化仪表
高等数学
《自动化仪表》PPT课件
定期保养计划及实施
故障诊断与排除技巧
通过观察仪表的显示状态、指示灯等，判断可能出现的故障类型。
使用备用部件替换疑似故障部件，观察仪表是否正常工作，以便确定故障点。
使用专业测量工具对仪表进行测量，分析测量结果以判断故障原因。
查阅仪表的技术手册或相关资料，了解故障现象对应的解决方法。
观察法
替换法
测量法
浮子式物位计
通过测量电容变化来反映物位变化，适用于测量导电液体的液位或粉状物料的料位。
电容式物位计
物位测量仪表
04
CHAPTER
自动化仪表的选型与安装
满足工艺要求
根据工艺流程、测量范围、测量精度等要求选择合适的仪表类型。
可靠性
选择经过实践证明性能稳定、可靠性高的仪表。
选型原则及注意事项
经济性：在满足工艺和可靠性要求的前提下，尽量选用价格合理、维护方便的仪表。
03
02
01
温度测量仪表
利用弹性元件受压变形的原理测量压力，如弹簧管压力表、膜片压力表等。
弹性式压力计
将压力转换为电信号进行测量，如压电式、压阻式压力传感器等。
电气式压力计
将压力信号转换为标准信号输出，实现远程传输和集中控制。
压力变送器
压力测量仪表
流量测量仪表
差压式流量计
利用流体流过节流装置产生的差压与流量之间的关系进行测量，如孔板流量计、喷嘴流量计等。
测量原理及方法
信号转换
将各种非电量（如温度、压力、流量等）转换为电量（如电压、电流等），以便进行后续处理。常见的转换元件有热电偶、热电阻、压力传感器等。
信号处理
对转换后的电信号进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的信噪比和抗干扰能力。常见的信号处理方法有模拟电路处理、数字电路处理以及微处理器处理等。
自动化仪表与过程控制84页PPT
自动化仪表与过程控制
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
自动化控制与仪表工程(ppt)
• 椭圆齿轮流量计—是容积式流量计，可以指示、积算、远传、发 讯，用于测量粘性液态的总量。
流量检测仪表
• 流量仪表—用于测量、指示、记录、累计物体的体积、重量和质 量的仪表。
• 差压一次元件—利用差压原理进行测量的检测仪表，与工艺介质 直接接触，采用插入式或法兰连接在工艺管道上。差压一次元件 包括节流装置、毕托管、均速管流量计。节流装置有孔板、限流 孔板、文丘里管、喷嘴、道尔管、内藏孔板。
（三）按信号形式分： 1.模拟控制仪表 2.数字控制仪表
（四）结构形式分： 1.基地式控制仪表 2.单元组合式控制仪表 3.组装式综合控制装 置 4.集中计算机控制仪表 5.集散控制仪表 6.现场总线控 制仪表。
检测仪表
• 检测仪表—工业过程检测技术涉及内容非常广泛，包括被测 变量信息的获得、转换和显示技术。能确定所感受的被测变 量大小的仪表称为检测仪表、变送器或传感器，或者兼有检 测元件与显示功能的仪表，都可称为检测仪表。
眼看 脑想
手动
进料口 变操 送作 器站
执 行 器 出料口
3.自动化控制与仪表工程内容
自控仪表工程
仪表设备安装工程
仪表材料安装工程
安装
调试
管路
线路
单体调试
系统调试
支吊架
4.自控仪表定额项目设置
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
名称 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章
压力检测仪表
• 压力仪表—测量垂直均匀作用于单位面积上的力的仪表称为 压力仪表。压力有绝对压力、表压、负压。测量表压时（绝 对压力与大气压力的差值为正值）压力表通常不作说明，如 测量绝对压力的（全部作用于物体上的所有压力的和成为绝 对压力）则为绝对压力表，测量负压的（绝对压力与大气压 力的差值为负值）压力表称为真空表。
流量检测仪表
• 流量仪表—用于测量、指示、记录、累计物体的体积、重量和质 量的仪表。
• 差压一次元件—利用差压原理进行测量的检测仪表，与工艺介质 直接接触，采用插入式或法兰连接在工艺管道上。差压一次元件 包括节流装置、毕托管、均速管流量计。节流装置有孔板、限流 孔板、文丘里管、喷嘴、道尔管、内藏孔板。
（三）按信号形式分： 1.模拟控制仪表 2.数字控制仪表
（四）结构形式分： 1.基地式控制仪表 2.单元组合式控制仪表 3.组装式综合控制装 置 4.集中计算机控制仪表 5.集散控制仪表 6.现场总线控 制仪表。
检测仪表
• 检测仪表—工业过程检测技术涉及内容非常广泛，包括被测 变量信息的获得、转换和显示技术。能确定所感受的被测变 量大小的仪表称为检测仪表、变送器或传感器，或者兼有检 测元件与显示功能的仪表，都可称为检测仪表。
眼看 脑想
手动
进料口 变操 送作 器站
执 行 器 出料口
3.自动化控制与仪表工程内容
自控仪表工程
仪表设备安装工程
仪表材料安装工程
安装
调试
管路
线路
单体调试
系统调试
支吊架
4.自控仪表定额项目设置
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
名称 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章
压力检测仪表
• 压力仪表—测量垂直均匀作用于单位面积上的力的仪表称为 压力仪表。压力有绝对压力、表压、负压。测量表压时（绝 对压力与大气压力的差值为正值）压力表通常不作说明，如 测量绝对压力的（全部作用于物体上的所有压力的和成为绝 对压力）则为绝对压力表，测量负压的（绝对压力与大气压 力的差值为负值）压力表称为真空表。
过程控制与自动化仪表PPT课件
块表示为这个环节的输出。线旁的字母表示相互间
的作用信号。
第5页6/共41页
第二节过程控制系统的组成及其分类
液位自动控制的方块图
• 方块图中， x 指设定值；z 指输出信号；e 指偏差 信号；p 指发出信号；q 指出料流量信号；y 指被 控变量；f 指扰动作用。当x 取正值，z取负值，e= x- z，负反馈；x 取正值，z取正值， e= x+ z，正 反馈。
第二节 过程控制系统的组成及其分 类
1.定值控制方法
“定值” 是恒定给定值的简称。工艺生产中，若要求控制系统的作用是使 被控制的工艺参数保持在一个生产指标上不变，或者说要求被控变量的给定值不 变，就需要采用定值控制系统。
2.随动控制系统（自动跟踪系统）
给定值随机变化，该系统的目的就是使所控制的工艺参数准确而快速地跟 随给定值的变化而变化。
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第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标
动态——被控变量随时间变化的不平衡状态 。
从干扰作用破坏静态平衡，经过控制，直到系统重 新建立平衡，在这一段时间中，整个系统的各个环节和 信号都处于变动状态之中，这种状态叫做动态。
结论：在自动化工作中，了解系统的静态是必要的，但是了 解系统的动态更为重要。因为在生产过程中，干扰是客观存 在的，是不可避免的，就需要通过自动化装置不断地施加控 制作用去对抗或抵消干扰作用的影响，从而使被控变量保持 在工艺生产所要求控制的技术指标上。
图1-11 温度控制系统过渡过程曲线
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第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指 标
解 最大偏差A＝230-200＝30℃ 余差C＝205-200＝５℃ 由图上可以看出，第一个波峰值B＝230-205＝25℃， 第二个波峰值B′＝210－205＝5℃， 故衰减比应为B:B′＝25:5＝5:1。 振荡周期为同向两波峰之间的时间间隔， 故周期T＝20-5＝15（min）
自动化仪表与过程控制-第一讲
θ
二、电动单元组合仪表及其控制系统的组成
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； 电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。
A + -
VT
Rf I（4~20）mA 0
250Ω V=1~5V
二、电动单元组合仪表及其控制系统的组成
电流表一
A + V1 Rf P 250Ω VT I（0~16）mA 2 24V
RP1 VD 2
请同学们讨论造成电流表一显示为零的原因
7分钟
二、电动单元组合仪表及其控制系统的组成
电流表一
A + V1 Rf P 250Ω VT I（0~16）mA 2 24V
二、电动单元组合仪表及其控制 系统的组成
二、电动单元组合仪表及其控制系统的组成
反应器反应 温度自动调 节系统
温度变 送器
调节器
反应器反应温度自动调节系统
二、电动单元组合仪表及其控制系统的组成
1. 电动单元组合仪表
阀门
调节对象 执行单元
被调量
检测元件 变送单元 调节单元
测量值 给定值
单元组 合仪表
按信号类型分类可分为：
模拟式自动化仪表；
数字式自动化仪表。
一、自动化仪表及其分类
按功能划分主要可分为： 多功能自动化仪表； 单元组合式自动化仪表。
多功能仪表
将测量、记录、调节仪表组合 在一起的多功能自动化仪表。
单元组合式仪表 若干种能独立完成一定功能的
标准单元，根据需要，构成复
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自动化仪表与过程控制
课程设计
课程设计概要
第一部分
课程设计的目的
• 独立工作能力和创造力； • 综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力； • 查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力； • 工程绘图的能力； • 编写技术报告和编制技术资料的能力。
课程设计的重要性
专业研究应用方向： 过程控制、运动控制、智能建筑特色、 检测技术、信息技术
关设计文件，如仪表回路图、端子配线图 ； • 节流装置和调节阀的计算； • 控制室与现场间联系的相关设计文件； • 根据控制专业有关的其他设备、辅助材料的选用等情况； • 编写设计文件目录等文件 。
换热站控制
第二部分
换热站
• 换热站是利用热电厂锅炉产生的过热蒸汽，经换热器与水进行热 交换从而加热管网的循环水，向用户供暖。传统的换热站采用自 励式设备来实现热负荷的调节，其节能效果已经远远不能满足国 家对节能和环保的要求。
控制和监控参数如下：
• 模拟量输入（AI）： • 压力：4 进气压力、减压后压力、供水压力、 回水压力 • 温度：6 进气温度、减压后温度、供水温度、 回水温度、室外温度、冷凝水温度 • 流量：1 蒸汽流量 • 频率：2 循环泵、补水泵变频器输出频率 • 共13点；
• 模拟量输出（AO）：蒸汽调节阀、循环水泵、补 水泵
• 从事控制工程设计将是毕业后工作任务中的一项 重要内容 ； • 密切结合过程工业实际的实践环节之一 ； • 加强工程实际观念、进行专业知识全面综合运行 的一个极好的过程 。
掌握工程设计的方法
• 教学中的理论、技术基础； • 要用图纸、文字资料来表达设计意图，使别人能 清楚地看懂自己的设计图纸，并能按图纸进行施 工，就要熟悉有关的设计规范 ；
• 共3点
• 开关量输入（DI）：共28点；
• 开关量输出（D0）：共21点；
蒸汽调节阀
5、系统的自动化管理
仪表设计文件
第三部分
仪表位号
仪表设计文件
• 大量查阅设计规程和规定，广泛了解、掌握仪表、 设备、材料等有关信息，学会收集设计资料的方 法和途径。在编制众多的控制设计图纸资料过程 中，训练、提高工程设计图纸资料的编制能力
设计的基本类型
• 计算机+仪表控制系统； • 计算机+智能模块控制系统：
计算机+仪表控制系统
设艺控制流程图(PCD)； • 管道仪表流程图(P&ID) ； • 仪表选型，编制有关仪表信息的设计文件 ； • 控制室设计 ，控制室布置图及控制室与现场信号连接的有
课程设计
课程设计概要
第一部分
课程设计的目的
• 独立工作能力和创造力； • 综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力； • 查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力； • 工程绘图的能力； • 编写技术报告和编制技术资料的能力。
课程设计的重要性
专业研究应用方向： 过程控制、运动控制、智能建筑特色、 检测技术、信息技术
关设计文件，如仪表回路图、端子配线图 ； • 节流装置和调节阀的计算； • 控制室与现场间联系的相关设计文件； • 根据控制专业有关的其他设备、辅助材料的选用等情况； • 编写设计文件目录等文件 。
换热站控制
第二部分
换热站
• 换热站是利用热电厂锅炉产生的过热蒸汽，经换热器与水进行热 交换从而加热管网的循环水，向用户供暖。传统的换热站采用自 励式设备来实现热负荷的调节，其节能效果已经远远不能满足国 家对节能和环保的要求。
控制和监控参数如下：
• 模拟量输入（AI）： • 压力：4 进气压力、减压后压力、供水压力、 回水压力 • 温度：6 进气温度、减压后温度、供水温度、 回水温度、室外温度、冷凝水温度 • 流量：1 蒸汽流量 • 频率：2 循环泵、补水泵变频器输出频率 • 共13点；
• 模拟量输出（AO）：蒸汽调节阀、循环水泵、补 水泵
• 从事控制工程设计将是毕业后工作任务中的一项 重要内容 ； • 密切结合过程工业实际的实践环节之一 ； • 加强工程实际观念、进行专业知识全面综合运行 的一个极好的过程 。
掌握工程设计的方法
• 教学中的理论、技术基础； • 要用图纸、文字资料来表达设计意图，使别人能 清楚地看懂自己的设计图纸，并能按图纸进行施 工，就要熟悉有关的设计规范 ；
• 共3点
• 开关量输入（DI）：共28点；
• 开关量输出（D0）：共21点；
蒸汽调节阀
5、系统的自动化管理
仪表设计文件
第三部分
仪表位号
仪表设计文件
• 大量查阅设计规程和规定，广泛了解、掌握仪表、 设备、材料等有关信息，学会收集设计资料的方 法和途径。在编制众多的控制设计图纸资料过程 中，训练、提高工程设计图纸资料的编制能力
设计的基本类型
• 计算机+仪表控制系统； • 计算机+智能模块控制系统：
计算机+仪表控制系统
设艺控制流程图(PCD)； • 管道仪表流程图(P&ID) ； • 仪表选型，编制有关仪表信息的设计文件 ； • 控制室设计 ，控制室布置图及控制室与现场信号连接的有