自动化仪表1
自动化仪表知识大全
1.测量仪表的概念在工业生产过程中，为了有效地进行生产操作和自动控制，需要对工艺生产中的一些主要参数进行自动测量。
用来测量这些参数的仪表称为测量仪表。
2.参数检测的基本过程3.传感器与变送器传感器又称为检测元件或敏感元件，它直接响应被测变量，经能量转换并转化成一个与被测变量成对应关系的便于靠着的输出信号，如mV、V、mA、Ω、Hz、位移、力等等。
由于传感器的输出信号种类很多，而且信号往往很微弱，一般都需要经过变送环节的进一步处理，把传感器的输出转换成如0~10mA、4~20mA等标准统一的模拟量信号或者满足特定标准的数字量信号，这种检测仪表称为变送器。
4.测量误差由于真值在理论上是无法真正被获取的，因此，测量误差就是指检测仪表(精度较低)和标准表(精度较高)在同一时刻对同一被测变量进行测量所得到的2个读数之差。
即：Δ＝x i－x0也即绝对误差。
5.测量仪表的精确度在自动化仪表中，通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度，定义仪表的精度等级。
由于仪表的绝对误差在测量范围内的上是不相同的，因此在工业上通常将绝对误差中的最大值，即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称为最大相对百分误差：δ＝最大绝对误差/量程＝Δmax/(X max-X min)*100%仪表的精度等级(精确度等级)是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。
把仪表允许的最大相对百分误差去掉“±”号和“%”号，便可以用来确定仪表的精度等级。
目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有：0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。
所谓的0.5级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为±0.5%，以此类推。
精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上。
仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。
精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。
精度等级数值小于等于0.05的仪表通常用来作为标准表，而工业用表的精度等级数值一般大于等于0.5。
仪表自动化基础知识
仪表自动化基础知识1. 介绍1.1 定义：仪表自动化是指利用计算机技术和控制理论，对各种工业过程中的物理量进行测量、监视、调节和控制的一种系统。
1.2 目的：提高生产效率、降低成本，并确保产品质量稳定可靠。
2. 基本原理2.1 测量原理：- 模拟信号与数字信号转换；- 温度传感器及其应用；- 压力传感器及其应用；- 流体流速测量方法等。
3. 自动控制系统3.1 控制回路类型：a) 开环控制回路：输出不受反馈影响，无法校正误差。
b) 关闭环（反馈）控制回路：通过比较实际值与期望值来修正误差并达到目标状态。
常见闭环调节方式有PID调节等。
4 .主要组成部分4 .l 变送器/执行元件:a ) 数字变送器: 将模拟输入电压或电流转换为数字形式处理,如A/D 转换;b ) 数字执行元件 :将数位命令(开关型数据),经过D/A 转换,转化为模拟信号输出给执行机构;c ) 模拟变送器 :将被测量的物理信息(如温度、压力等)转换成标准电流或电压形式以便传输和处理。
4 .2 控制装置:a ) 可编程控制器 (PLC): 是一种数字运算能力强大的专用微型计算机，可对输入/ 输出进行逻辑判断与运算，并根据用户程序来实现各种功能；b ) 仪表调节系统: 对于精密要求较高且需要人工干预时使用。
5. 常见问题及解决方法5.1 测试数据异常：- 校验传感器是否正常工作；- 检查连接线路是否松动或损坏。
6. 应用领域6.1 工业自动化：包括生产线上的监测与控制、设备状态检测等。
6.2 环境监测：例如空气质量检测、水质分析等。
7.附件8.法律名词及注释：- 自动化技术相关法规条例说明：A）《中华人民共和国劳动合同法》（2013年修订）B）《中华人民共和国劳动法》（1994年修订）C）《中华人民共和国专利法》（2008年修订）。
仪表自动化基础知识
其中第三种分类方法最普遍
二、自动控制系统分类
（一）按被控变量分类
被控变量
温度控制系统 T
压力控制系统 P
液位控制系统 L
流量控制系统 F
……
温度控制系统
它由蒸汽加热器、温 度变送器、调节器和蒸 汽流量阀组成。控制目 标是保持出口温度恒定。 当进料流量或温度等因 素的变化引起出口物料 的温度变化时，通过温 度仪表测得的变化，并 进料 将其信号送至调节器与 给定值进行比较，调节 器根据其偏差信号进行 运算后将控制命令送至 调节阀，改变蒸汽量维 持出口温度。
测量仪表的品质指标
举例
例1-1 某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表 时得到的最大绝对误差为±4℃，试确定该仪表的相对百分 误差与准确度等级。 解 该仪表的相对百分误差为
4 100% 0.8%
700 200
如果将该仪表的δ去掉“±”号与“％”号，其数值为0.8。 由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误 差超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测温仪表的 精度等级为1.0级。
图1-1 测量仪表的变差
测量仪表的品质指标
3.灵敏度与灵敏限
仪表的灵敏度是指仪表指针的线位移或角位移，与引 起这个位移的被测参数变化量的比值。
仪表的灵敏限是指能引起仪表指针发生动作的被测参 数的最小变化量。通常仪表灵敏限的数值应不大于仪表允 许绝对误差的一半。
测量仪表的品质指标
4.反应时间
反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快反映出参数变 化的品质指标。反应时间长，说明仪表需要较长时间才能 给出准确的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。
给定值x按照已知规律(时间函数)变化的系统 称为程序控制系统，又称顺序控制系统。
一建【机电】第32讲-自动化仪表工程安装技术1
1H413060 自动化仪表工程安装技术【本节知识框架】1H413061 自动化仪表设备安装要求1H413062 自动化仪表线路及管路安装要求1H413063 自动化仪表的调试要求1H413061 自动化仪表设备安装要求一、自动化仪表工程的划分1.2.例如，仪表工程按仪表类别和安装工作内容可划分为取源部件安装、仪表盘柜箱安装、仪表设备安装、仪表单台试验、仪表线路安装、仪表管道安装、脱脂、接地、防护等分项工程。
主控制室的仪表分部工程可划分为盘柜安装、电源设备安装、仪表线路安装、接地、系统硬件和软件试验等分项工程。
二、自动化仪表工程施工程序3.调试工作（1）仪表试验。
包括：单台仪表的校准和试验、仪表电源设备的试验、综合控制系统的试验、回路试验和系统试验。
（2（3调。
4.验收工作（1（2，这些隐蔽工程记录和办理验收手续，纳入技术档案。
（3）交接验收前，仪表工程应连续开通投入运行1H413062 自动化仪表线路及管路安装要求【真题分布数据统计】（2007单/2012单/2013单/2014单/2016多/2017单/2019单、案）一、自动化仪表线路安装要求1.值不应小于腐蚀性物质排放、潮湿、强磁场和强静电场干扰的位置。
管道检修的位置，应避开运输、人行通道和吊装孔。
【例题·单选】自动化仪表线路敷设完毕后，应测量电缆电线的（）。
A.绝缘电阻B.额定电流C.击穿电压D.线路电阻【答案】A2.支架制作与安装（2）安装支架应符合下列要求：、管道（3二、自动化仪表管路安装要求2.测量管道安装（2（3（43.气动信号管道安装（1（2应配装可拆卸的活动连接件。
4.气源管道安装（1入管内。
（2（3（45.液压管道安装（1（2）应留有便于操作的空间。
（3（4（6源部件安装等。
取源部件1.（1（2（4（5【例题·单选】关于自动化仪表取源部件的安装要求，正确的是（）。
A.合金钢管道上取源部件的开孔采用气割加工B.取源部件安装后应与管道同时进行压力试验C.绝热管道上安装的取源部件不应露出绝热层D.取源阀门与管道的连接应采用卡套式接头【答案】B2.温度取源部件安装（13.压力取源部件安装（1（3（4①测量气体压力时，应在管道的上半部；测量液体压力时，应在管道的下半部与管道水平中心线成0°~45°夹角范围内。
自动化仪表规范[1]
![自动化仪表规范[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/470c442483c4bb4cf7ecd1bf.png)
1 总则1.0.1 为了提高自动化仪表(以下简称仪表)工程施工技术和管理水平,确保工程质量,制订本规范.1.0.2 本规范适用于工业和民用仪表工程的施工及验收.本规范不适用于制造、贮存、使用爆炸物质的场所以及交通工具、矿井井下、气象等仪表安装工程。
1.0.3 仪表工程施工应符合设计文件及本规范的规定，并应符合产品安装使用说明书的要求。
对设计的修改必须有原设计单位的文件确认。
1.0.4 对直接安装在设备上和管道上的仪表和仪表取源部件，应按设计文件对专业分界的规定施工。
1.0.5 仪表工程所采用的设备及材料应符合国家现行的有关规定。
1.0.6 仪表工程中的焊接工作，应符合现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98中的有关规定。
1.0.7 仪表工程的施工除应按本规范执行外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。
2 术语2.0.1 自动化仪表automation instrumentation对被测变量和被控变量进行测量和控制的仪表装置和仪表系统的总称.2.0.2 测量measurement以确定量值为目的的一组操作。
2.0.3 控制control 为达到规定的目标，在系统上或系统内的有目的的活动。
2.0.4 现场site 工程项目施工的场所。
2.0.5 就地仪表local instrument 安装在现场控制室外的仪表，一般在被测对象和被控对象附近。
2.0.6 检测仪表detecting and measuring instrument作以确定被测变量的量值可量的特性、状态的仪表。
2.0.7 传感器transducer接受输入变量的信息，并按一定规律将其转换为同种或别种性质输出变量的装置。
2.0.8 转换器converter接受一种形式的信号并按一定规律转换为另一种信号形式输出的装置。
2.0.9 变送器transmitter 输出为标准化信号的传感器。
2.0.10 显示仪表display instrument 显示被测量值的仪表。
仪表自动化第一章
给定值 C
四、影响控制系统过渡过程品质的主要因素
给定值 偏差 x e 控制器 z 操纵 变量 执行器 q f 干扰作用 被控对象 被控变量 y
p
测量元件与变送器
• 控制效果取决于控制对象（内因）和控制系统 （外因）两个方面。 • 外因只有通过内因起作用，内因是最终效果的 决定因素。
的静态
二、控制系统的过渡过程
设系统原处于平衡状态 干扰
给定值变化
y变化
负反馈 作用
恢复平衡
定义：由一个平衡状态（静态）过渡到另一个平衡状态 （新的静态）的过程。
干扰f
过渡过程
负反馈作用
研究 Y-t的变化规律
阶跃干扰： 突然、剧烈 易实现 好分析
衡量： 衡量： 在阶跃干扰作用 下的过渡过程。 下的过渡过程。
控制流程图符号意义
序号 安装位置 图形符号 备注 序号 安装位置 图形符号 备注
1
就地安装仪表 嵌在管道中
4
集中仪表盘后 安装仪表
2
集中仪表盘面 安装仪表 5 就地仪表盘后 安装仪表
3
就地仪表盘面 安装仪表
控制流程图字母意义
字 母 A C D E F I K L M 第一位字母 被测变量 分析 电导率 密度 电压 流量 电流 时间 物位 水分 比 指示 差 修饰词 后继字母 功能 报警 控制 字 母 P Q R S T V W Y Z 位置 执行机构 第一位字母 被测变量 压力 数量 放射性 速度 温度 粘度 力 安全 积分 累积 记录 开关 传送 阀 修饰词 后继字母 功能
Qi 要 求 观 察 思考 调 节
人工操作
(1)检测 检测 (2)运算 运算 (3)执行 执行
仪表基本知识
• • • •
自动控制系统通则
• 2 自动控制系统的调试 • 控制系统调试过程中需断开控制回路中的一点，形成开环系统， 其方块图如下： • 2.1 将操作器切换到“手动”位置，全部仪表投入运行被测信号 准确无误。 • 2.2 手动操作维持工况正常 • 2.3 断开控制回路，比如断开执行器与调节机构的联系，[见上 图]使系统处于开环状态。 • 2.4 将操作器开关无扰动地切换到“自动”位置。 • 2.5 改变给定值或施加一些扰动信号[如动──动变送器内部杠杆 机构或瞬时断开调节器与执行器间的连接]。 • 2.6 检查系统各环节间信号传递的极性，检查记录、指示、报警 等仪表是否正常工作。如系统各环节工作正常，则闭合控制回路 进入下一步调节器参数整定。
仪表维护检修技术规程
• 维护检修人员应具备如下条件： • a.熟悉本规程及相应仪表的产品使用说明书或技术手 册等有关技术资料； • b.了解工艺流程及该仪表在其中的作用； • c.掌握电工技术基础、电子技术基础、化工测量仪表 及维修、化工仪表机械基础等有关方面的基础理论知 识； • d.掌握该仪表维护、检修、投运及常见故障处理的基 本技能； • e.掌握常用测试仪器和有关的标准仪器的使用方法。
仪表专业术语
• 25 气源管道 ：为气动仪表提供气源的管道。 • 26 仪表线路 ：仪表电线、电缆、补偿导线、光缆和 电缆槽、保护管等附件的总称。 • 27 电缆槽 ：敷设和保护电线电缆的槽形制成品，包 括槽体、盖板和各种组成件。 • 28 保护管 ：敷设和保护电线电缆的管子及其连接件。 • 29 回路 ：在控制系统中，一个或多个相关仪表与功 能的组合。 • 30 伴热 ：为使生产装置和仪表设备、管道中的物料 保持规定的温度，在设备、管道旁敷设加热源，进行 跟踪加热的措施。
自动化仪表系统中的控制技术分析
自动化仪表系统中的控制技术分析摘要：我国经济水平和科技水平的快速发展，我国工业发展也十分快速。
仪器仪表自动化控制技术充分融合了信息技术、微电子技术和传感技术等先进技术，通过与整个工业网络相结合，真正实现以技术为驱动的人机交互，实现产业模式的转型发展，为工业生产及运作提供有效助力。
石化行业所涉及的原料多具有易燃易爆等特点，时刻威胁着员工的人身安全和生产的进度。
加之时代不断进步，行业内竞争激烈，石化企业必须不断更新自身设备，引入仪器仪表自动化控制技术，转变先进技术应用模式，确保数据的精度，提高生产效率，推进企业向集成化、高控制方向发展。
关键词：电气自动化；仪器仪表；控制技术；应用策略引言在传统的管理中，如果电力设施系统出现故障，工作人员必须根据自身经验逐一进行排除，直到找到故障点后再维修。
而目前的电气系统设备中都有仪表，如果出现故障，只需要查看仪表的运行状态是否正常就能够准确找到故障点，从而快速进行维修。
电气仪表的智能化有效提升了电力设备的完好率以及电气系统的运行效率，并且可以利用计算机信息技术对电气仪表的运行数据进行采集和分析，从而实现智能化控制，可以减少故障发生率，有利于增加企业的经济效益。
1电气自动化仪器仪表控制技术的主要功能首先，电气自动化仪器仪表控制是工业生产中的基础工作，只有保证电气设备良好的运行状态，才能提高工业生产的效率及质量。
一旦电流过大或高压，就会造成设备故障，导致生产停止，甚至出现安全事故，造成经济损失，威胁生产人员的人身安全。
而仪器仪表能够起到保护电气设备的作用，减少设备出现故障的概率，保证工业生产的稳定性。
其次，仪器仪表控制技术还能实现对电气设备的实时监控，其核心是传感器，通过对接收到的信号进行分析，生产人员可及时掌握设备的运行状态。
如果出现信号中断的现象，系统就会及时发出警报提醒工作人员，从而杜绝和减少安全事故，保证工业生产的安全性及稳定性。
2仪表中的自动化控制技术应用2.1应用人机交互技术人机交互是指通过电脑交互界面，由系统自主部署和设计完成指令的输入，进而将相关数据参数传输到用户终端，确保操作人员能随时查看仪器仪表的工作状态，实现生产效率的提高。
自动化仪表与过程控制习题集1
自动化仪表与过程控制习题集一、选择题简单控制系统从结构上来说是由一个受控对象、一个测量变送器、一个控制器和一个执行器(调节阀)所组成的( C )系统。
A、预测控制B、推理控制C、闭环控制电子式电动执行器接受的控制信号为( A )。
A．4-20mADC信号B．220VAC信号C．开关信号由热偶测温原理，下列哪种条件下，可测得电势？( A )A、热电偶电极材料不同，两端温度不同B、热电偶电极材料相同，两端温度不同C、热电偶电极材料不同，两端温度相同热电偶是利用热电偶的( B )测量温度的。
A、电阻值B、热电效应C、电磁感应在过程控制中，使用最多的是（A）。
A.气动执行器B.电动执行器C.热动执行器D.手动执行器与热敏电阻相比，金属电阻的温度系数（B ）。
A. 大B. 小C. 相等D. 与外部条件有关若仪表的精度为1级，即允许误差为( A )A、±1%B、-1%C、1%校验一块精度为1.5级，量程为6.0MPa的工业压力表，选用的标准压力表的精度和量程为（C ）A、0.4级，16MpaB、0.6级，10MpaC、0.25级，10Mpa一台测温仪表，其测温范围为600~1100℃，已知其最在绝对误差为±6℃，则其精度等级为(C)A、1.0级B、1.2级C、1.5级压力表的测量使用范围一般为其量程的( A )处。
A、1/3~2/3B、<2/3C、>1/3压力表的测量使用范围一般为其量程的1/3~2/3处，如果低于1/3则( C )A、因压力过低而仪表无指示B、精度等级降低C、相对误差增大现有两台压力变送器，精度等级都为1级，第一台量程为0－600KPa，第二台量程为250－500KPa，测量变化范围320－360KPa的的压力，下列说法正确的是( B )A．第一台准确度高B．第二台准确度高C．两者结果一样测量管道内的液体静压力，为了防止液体中固体颗粒混合物或气泡的不良影响，因此开孔位置应为( B )A、管道上方B、管道下方45度区域C、管道底部科氏流量计从其测量原理上来说，是一种什么类型的流量计？( B )A、体积流量计B、质量流量计C、速度式流量计采用容积测量法的是（B ）Ａ、涡轮流量计Ｂ、罗茨流量计Ｃ、电磁流量计适用于大口径大流量和浓稠浆液及悬浮粒的场合的控制阀是( B )。
仪表自动化概述
仪表自动化概述仪表自动化是指利用先进的技术手段和设备，将传感器、执行器、控制器等相关设备连接起来，实现对生产过程中各种参数的监测、控制和调整。
通过自动化技术的应用，可以提高生产效率、降低能耗、提升产品质量，增加企业的竞争力和盈利能力。
一、仪表自动化的基本原理与组成仪表自动化系统基本原理是通过传感器将被测量的物理量转换为电信号，经过信号调理和放大后，送入控制器进行处理与分析，再通过执行器实现对工艺参数的调整，从而实现对生产过程的自动控制。
仪表自动化系统主要由以下几个组成部分构成：1. 传感器：用于测量被控制的物理量，如温度、压力、液位等。
常用的传感器有温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
2. 信号转换与调理装置：用于将传感器输出的物理量信号，转换为标准信号，并对其进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的精度和稳定性。
3. 控制器：负责对信号进行处理、分析与决策，并输出控制指令。
常用的控制器有PID控制器、PLC（可编程逻辑控制器）等。
4. 执行器：根据控制器的指令，对工艺参数进行调整，如阀门的开关、电机的启停等。
二、仪表自动化的应用领域仪表自动化广泛应用于各个行业的生产过程控制中，具有以下几个主要应用领域：1. 工业生产：在化工、石油、电力、冶金等行业中，仪表自动化系统可以实现对生产过程中的温度、压力、流量、液位等参数的精确测量和控制，提高生产效率，降低生产成本。
2. 环境监测：应用仪表自动化技术可以实现对空气质量、水质、噪音等环境参数的实时监测与调控，保护环境、保障人民健康。
3. 建筑自动化：在楼宇、住宅、商业建筑等领域中，仪表自动化系统可以实现对照明、空调、电梯、安防等设备的智能控制，提供更加舒适、安全和节能的环境。
4. 运输与物流：应用仪表自动化技术可以实现对交通流量、货物追踪、仓储管理等的自动监测与控制，提高物流效率，降低运输成本。
三、仪表自动化的发展趋势随着科技的不断进步和应用需求的提升，仪表自动化技术也在不断发展演进。
《自动化仪表》习题答案
《自动化仪表》习题答案第1章（P15）（1）简述过程控制的特点。
Q：1）系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成；2）被控过程复杂多样，通用控制系统难以设计；3）控制方案丰富多彩，控制要求越来越高；4）控制过程大多属于慢变过程与参量控制；5）定值控制是过程控制的主要形式。
（2）什么是过程控制系统？试用框图表示其一般组成。
Q：1）过程控制是生产过程自动化的简称。
它泛指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、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，是自动化技术的重要组成部分。
过程控制通常是对生产过程中的温度、压力、流量、液位、成分和物性等工艺参数进行控制，使其保持为定值或按一定规律变化，以确保产品质量和生产安全，并使生产过程按最优化目标自动进行。
2）组成框图：f(t)对象y(t)r(t)z(t)e(t)u(t)控制器执行器q(t)_测量变送装置（3）)单元组合式仪表的统一信号是如何规定的？Q：各个单元模块之间用统一的标准信号进行联络。
1）模拟仪表的信号：气动0.02~0.1MPa、电动Ⅲ型：4~20mADC或1~5VDC。
2）数字式仪表的信号：无统一标准。
（4）试将图1-2加热炉控制系统流程图用框图表示。
Q：是串级控制系统。
方块图：给定值_TC_PC阀PTTT干扰1干扰2热油出燃油压力管道加热炉口温度（5）过程控制系统的单项性能指标有哪些？各自是如何定义的？Q：1）最大偏差、超调量、衰减比、余差、调节时间、峰值时间、振荡周期和频率。
2）略（8）通常过程控制系统可分为哪几种类型？试举例说明。
Q：1）按结构不同，分为反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈复合控制系统；按设定值不同，分为定值控制系统、随动控制系统、顺序控制系统。
2）略（10）只要是防爆仪表就可以用于有爆炸危险的场所吗？为什么？Q：1）不是这样。
2）比如对安全火花型防爆仪表，还有安全等级方面的考虑等。
（11）构成安全火花型防爆系统的仪表都是安全火花型的吗？为什么？Q：1）是。
1-3 自动化仪表基础知识
在测量系统中，当被测量随 时间变化时，在测量信号的转换 和传递过程中，会遇到各种运动 惯性和时间上的滞后，使得表示 值（输出量）在时间上不能与被 测量的实际值（输入量）精确吻 合。
3-4 基本技术指标
1 量程 量程：该仪表按规定的精度进行测量 的被测变量的范围。 测量下限：测量范围的最小值，简称 下限。 测量上限：测量范围的最大值，简称 上限。
按使用能源分：
液动仪表、气动仪表和电动仪表 按结构形式分：
基地式仪表、单元组合式仪表和 组装式仪表等
按信号类型分： 模拟式仪表和数字式仪表
按单元组合方式分： 气动单元组合仪表和电动单元组 合仪表
标准信号:
气动控制仪表：0.02～0.1MPa 的模拟气压信号，作为仪表间
的标准联络信号。
电动控制仪表：
2 1 100% 2% 100 0 2 2 100% 1% 300 100
一台仪表的精度等级为2.5级，而另一 台仪表的精度等级为1级。
去掉最大引用误差的“%”号， 其数值分别为2和1，由于国家规定 的精度等级中没有2级仪表，同时该 仪表的误差超过了1.5级仪表所允许 的最大误差，所以这台仪表的精度 等级为2.5级，而另一台仪表的精度 等级正好为1级。
3-3 测量基本知识
1、分类 （1）直接测量 （2）间接测量 （3）组合测量
按被测量在测量过程中的状态 （1）动态测量 （2）静态测量
2、组成
（1）传感器 （2）变送器 （3）传输通道 （4）显示装置
3、误差
(1) 绝对误差和相对误差
绝对误差：测量结果与被测量的 真值之间的差值。 绝对误差=测量值－真值 相对误差：测量的绝对误差与约 定值的百分比。
max
过程自动化及仪表_1_自动控制系统概述
塞上级平水壶的出水小孔，切 断水滴（见图1-6上平水壶前 的一个小鸟式装臵）。
图1-6
4壶滴漏
（3）饮酒速度自动调节
图1-7
饮酒速度自动调节
（4）计里鼓车
图1-8
计里鼓车复原模型及原理
（5）漏水转浑天仪 公元2世纪，中国东
汉的天文学家张衡创制的
一种天文表演仪器。它是
一种用漏水推动的水运浑
汽 包 省 煤 器
给 水
控制器 扰动 比较 设定值 r(t) 机构 e(t) f(t) 广义对象 被控变量
蒸 汽
LT LC
控制装置
测量值 y(t)
u(t)
执行器
q(t)
过程
c(t)
检测元件、变送器
汽 包 省 煤 器
给 水
动画
闭环控制系统组成
方框图 控制系统或系统中每个环节的功能和信号流向的图解表示
控制器 扰动 比较 设定值 r(t) 机构 e(t) f(t) 广义对象 被控变量
蒸 汽
LT LC
控制装置
（3）大系统理论
（4）智能控制
智能化的仪表YS-80及所属的可编程序智能控 制器SLPC
图1-14 智能化仪表
过程控制系统特点
生产过程的连续性 在过程控制系统中，大多数被 控过程都是以长期的或间歇形 式运行，在密闭的设备中被控 变量不断的受到各种扰动的影响
被控过程的复杂性 过程控制涉及范围广，被控对 象较复杂 控制方案的多样性 过程控制系统的控制方案非常 丰富
被控过程内要求保 持设定值的工艺参 数
蒸汽
操纵变量：
LT
LC
汽包
受控制器操纵的用 以克服干扰的影响， 使被控变量保持设 定值的物料量或能 量。 扰动：
自动化仪表考试培训试题1
1.串级控制系统由于引入一个闭和的副回路,不仅能迅速克服作用于副回路的干扰,而且对作用于副对象上的干扰也能加速克服过程。
（）(1分)对错正确答案:错解析:2.在AB金属组成的热电偶中,接入连接导线C后,会影响所产生的电势值。
（）(1分)对错正确答案:错解析:3.补偿导线,对于各种热偶是通用的。
（）(1分)对错正确答案:错解析:4.目前使用的安全栅主要有电阻式、齐纳式、中继放大式和隔离式4种。
（）(1分)对错正确答案:对解析:5.结构化编程把过程要求的类似或相关的功能进行分类,并试图提供可以用于几个任务的通用解决方案。
向指令块提供有关信息(以参数方式),结构化程序能够重复利用这些通用模块。
（）(1分)对错正确答案:对解析:6.蝶阀特点是结构简单、流阻小,泄漏量大,适用于口径较大、大流量、低压差的场合。
（）(1分)对错正确答案:对解析:7.过滤操作时,通过过滤介质流出的液体称为滤渣。
（）(1分)对错正确答案:错解析:8.某蒸汽换热器正常工作时,操作压力控制在800KPa,实际操作时最大允许有±15KPa的测量误差,那么选用压力表的量程和精度等级各是1.2MPa;1.0级。
（）(1分)对错正确答案:对解析:9.当被测介质的化学性质具有腐蚀性,如氨气时,压力表的弹簧管材质应采用不锈钢或者合金钢材料。
（）(1分)对错正确答案:错解析:10.串级控制系统由于增加了副回路,因此具有一定的自适应能力,可用于负荷和操作条件有较大变化的场合。
（）(1分)对错正确答案:对解析:11.波纹管密封型上阀盖适用于有毒性、易挥发或贵重的流体,可避免介质外漏损耗,以及有毒易爆介质外漏而发生危险。
（）(1分)对错正确答案:对解析:12.转子流量计制造厂为了便于成批生产,在进行刻度时,是根据使用单位的实际情况,用水或空气对仪表进行标定并给出曲线的。
（）(1分)对错正确答案:错解析:13.气动喷嘴挡板放大机构的优点是:尺寸小,结构简单,紧凑,没有运动的摩擦零件,工作可靠,牢固耐用,成本低廉;缺点是容易被空气中的夹杂物堵塞。
工业自动化仪表验收规范(GB50093-)-(1)
1 总则1.0.1 为了提高自动化仪表(以下简称仪表)工程施工技术和管理水平，确保工程质量，制订本规范。
1.0.2 本规范适用于工业和民用仪表工程的施工及验收。
本规范不适用于制造、贮存、使用爆炸物质的场所以及交通工具、矿井井下、气象等仪表安装工程。
1.0.3 仪表工程施工应符合设计文件及本规范的规定，并应符合产品安装使用说明书的要求。
对设计的修改必须有原设计单位的文件确认。
1.0.4 对直接安装在设备和管道上的仪表和仪表取源部件，应按设计文件对专业分界的规定施工。
1.0.5 仪表工程所采用的设备及材料应符合国家现行的有关强制性标准的规定。
1.0.6 仪表工程中的焊接工作，应符合现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236—98中的有关规定。
1.0.7 仪表工程的施工除应按本规范执行外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。
2 术语2.0.1 自动化仪表 automation instrumentation对被测变量和被控变量进行测量和控制的仪表装置和仪表系统的总称。
2.0.2 测量 measurement以确定量值为目的的一组操作。
2.0.3 控制 control为达到规定的目标，在系统上或系统内的有目的的活动。
2.0.4 现场 site工程项目施工的场所。
2.0.5 就地仪表 local instrument安装在现场控制室外的仪表，一般在被测对象和被控对象附近。
2.0.6 检测仪表 detecting and measuring instrument用以确定被测变量的量值或量的特征、状态的仪表。
2.0.7 传感器 transducer接受输入变量的信息，并按一定规律将其转换为同种或别种性质输出变量的装置。
2.0.8 转换器 converter接受一种形式的信号并按一定规律转换为另一种信号形式输出的装置。
2.0.9 变送器 transmitter输出为标准化信号的传感器。
化工自动化仪表考试题1
错
正确答案:对
解析:
40.
电子运动的方向为电流的正方向。（）(1分)
对
错
正确答案:错
解析:
41.
在3-2-0的表决方式下,如果有一个CPU的运算结果与其他两个不同,系统将认为该CPU故障,并将其切除,其余两个CPU正常工作。（）(1分)
对
错
正确答案:对
解析:
42.
直行程阀芯按其导向来分有双导向和单导向两种。（）(1分)
对
错
正确答案:错
解析:
34.
抗溶性泡沫灭火剂可以扑灭一般烃类液体火焰,但不能扑救水溶性有机溶剂的火灾。（）(1分)
对
错
正确答案:错
解析:
35.
差压变送器的主要功能是对多种介质的流量、温度、液位、压力、界面等进行测量、转换成统一的标准信号输出。（）(1分)
对
错
正确答案:错
解析:
36.
故障检测元件的双重化或三重化设置是为了防止检测元件的误动作发生联锁停车。（）(1分)
对
错
正确答案:错
解析:
28.
压变送器的迁移相当于测量范围的平移。（）(1分)
对
错
正确答案:对
解析:
29.
转子流量计的转子是用不锈钢、铜、铝合金、有机玻璃、聚四氟乙烯、塑料等材质制作的;根据被测介质的物理化学性质和量程大小来选择不同材料及不同形状的转子。（）(1分)
对
错
正确答案:对
解析:
30.
密封部位的结合面相对精致的密封称为动密封。（）(1分)
1.
在单位时间内通过管道(或设备)某一截面流体的数量称为瞬时流量,通常称为流量。（）(1分)
过程控制及自动化仪表 作业1-2答案
过程控制及自动化仪表——作业11. 用分度号为S的热电偶测温，冷端温度为20℃。
测得热电势E(t, 20) = 11.30 mV，求被测温度t。
E(t, 0)=E(t, 20)+E(20, 0)=11.30+0.113=11.413 mV查询附表A-1,t1=1150, E1=11.348t2=1160, E2=11.467(E-E1)/(E2-E1)=(t-t1)/(t2-t1)=> t=1155.46 ℃2. 用分度好为K的热电偶测试，冷端温度为25℃，热端温度为750℃，则产生的热电势是多少。
查附表A-3E(750, 0)=31.214 mVE(20, 0)=0.798 mVE(30, 0)=1.203 mV由内插法，得E(25, 0)=(0.798+1.203)/2=1.0005 mVE(750, 25)=E(750, 0)－E(25, 0)=31.214-1.0005=30.2135 mV过程控制及自动化仪表——作业23. 弹簧管测蒸汽管道内压力，仪表低于管道安装，二者标高分别为1.6m和6m，若仪表读数为0.7 MPa，已知蒸汽冷凝水密度ρ= 966 kg/m^3，g = 9.8 m^2/s，求管道内蒸汽的实际压力。
当前仪表的绝对压力：p=Δp+p0 = 0.8 MPa管道内压力按力平衡：p' = p - ρgh = 0.8 - 966*9.8*(6-1.6)*1e-6=0.7583 MPa4. 被测压力波动范围0.5~1.4 MPa，要求测量误差不大于压力示值的±5%，确定压力表量程和精度等级。
1/3*A<=(0.5~1.4) <= 2/3*AA<=1.5 MPa && A>=2.1 MPa这两个条件相互矛盾，即量程选择不能同时满足低限和高限要求，以高限优先则取量程A =0 ~ 2.5MPa >= 2.1P=(1.4*0.05)/(2.5-0)*100% = 2.8%取精度等级时按系列小于等于的最大值取，即P=2.5级。
工业自动化仪表与自动化控制技术
工业自动化仪表与自动化控制技术摘要：自动化仪表与自动化控制技术在工业体系中的应用对于保障生产及研发活动的高质量至关重要。
本文立足于仪表控制视角，精准理解工业自动化仪表控制的基本概念，完善控制策略，优化控制方法，为后续工业控制体系的健全和完善提供了宝贵的参考和借鉴。
关键词：工业；自动化仪表；自动化；控制技术；应用方案前言近年来，我国积极调整工业发展策略，强调采用自动化仪表等新兴技术和手段，实现对工业产业底层信息的全面采集、利用和共享。
通过推动工业自动化与智能化，不断提升工业竞争力。
在此背景下，工业企业需深入研究自动化仪表控制理念，优化管理要素和技术要素，调整体系布局，以实现自动化仪表的高效控制。
1.工业自动化仪表控制概念梳理工业自动化仪表控制基本理念与主要特点，有助于技术团队形成正确观念认知，准确把握技术定位，为后续工业自动化仪表自动化控制技术的应用奠定坚实基础，提供必要的方向引导。
1.1工业自动化仪表主要特点工业自动化仪表是由各类自动化元件组成的，它具有完善的功能和丰富的应用场景，可以实现多重功能，包括测量、显示、记录、控制和预警。
借助工业自动化仪表的信息处理能力，可以满足工业现代化和信息化发展的需求，全面提升工业生产能力和发展潜力。
经过多年的发展，工业自动化仪表技术体系已经逐渐成熟，温度仪表、压力仪表、物位仪表、流量仪表等设备，可以满足不同场景下的使用要求。
通过传感器、变送器、显示器等不同的单元模块的有效参与，实现了各类信号的有效检测、模拟，将获取的数据信息转变为电流信号，可编程可控制器在获取电流信号后，完成电流信号的转化。
在显示器的辅助下，将各类测量结果直观地显示出来，帮助管理人员顺利完成生产和研发任务。
自动化仪表的测量结果具有较高的精度，显示结果清晰易懂，操作难度较低。
它还可以依托信息化技术，实现数据在特定框架内的共享和交互，为各项生产任务的顺利完成提供数据支持。
1.2工业自动化仪表自动化控制应用近年来，我国加大了对工业转型的力度，将自动化仪表作为工业监测和管理的重要手段。
自动化仪表的分类
自动化仪表的分类自动化仪表是工业生产中不可或缺的设备，它们用于测量、监控和控制各种过程参数，以确保生产过程的稳定性和高效性。
根据其功能和应用领域的不同，自动化仪表可以分为以下几类：1. 测量仪表测量仪表用于测量各种物理量，例如温度、压力、流量、液位等。
它们通常由传感器、信号转换器和显示器组成。
传感器负责将被测量的物理量转换为电信号，信号转换器将电信号转换为可读的数字或模拟信号，显示器则显示测量结果。
2. 控制仪表控制仪表用于监测和控制生产过程中的各种参数。
它们可以根据预设的设定值自动调节设备的操作，以保持参数在设定范围内。
控制仪表通常由传感器、控制器和执行器组成。
传感器负责监测参数，控制器根据监测结果进行计算和决策，执行器则根据控制器的指令调整设备的操作。
3. 分析仪表分析仪表用于检测和分析生产过程中的化学成分和物理性质。
它们通常用于质量控制和环境监测。
分析仪表可以使用各种技术，例如光谱分析、色谱分析、电化学分析等，以确定样品的成分和特性。
4. 计量仪表计量仪表用于测量和记录生产过程中的能量消耗和物质流量。
它们通常用于能源管理和物料计量。
计量仪表可以根据不同的原理进行测量，例如流量计、电能表、气体计量仪等。
5. 保护仪表保护仪表用于监测和保护生产过程中的设备和人员安全。
它们通常用于监测温度、压力、电流等参数，并在超出设定范围时触发警报或自动停机。
保护仪表可以帮助防止事故和损坏，并确保生产过程的安全性。
6. 校准仪表校准仪表用于校准其他仪表的准确性和精度。
它们通常具有高精度和可追溯性，用于检查和调整其他仪表的测量和控制性能。
这些是自动化仪表的主要分类，每种类型的仪表都有其特定的功能和应用领域。
在工业生产中，不同类型的仪表常常需要配合使用，以实现全面的测量、监控和控制。
随着技术的不断发展，自动化仪表的功能和性能也在不断提升，为工业生产带来更高的效率和可靠性。
自动化仪表知识
3. 工作特点
3.1膨胀式温度计 3.1膨胀式温度计
玻璃液体温度计 – 利用液体受热膨胀并 沿玻璃毛细管延伸而 直接显示温度 双金属温度计 – 不同金属受热膨胀不 同，双金属片在受热 情况下发生弯曲而显 示温度
t > t0
t = t0
应用热膨胀原理测温
测量原理 物体受热时产生膨胀 固体膨胀式温度计
常见压力传感器外形
工业压力变送器
数字压力变送器
通用压力变送器
隔离压力变送器
高温压力变送器
隔离压差变送器
隔离液位变送器
微压变送器
电容压力变送器
隔膜压力变送器
绝压变送器
双膜压差变送器
6、压力变送器实例介绍 、
下图这种压力变送器主要利用液体或气体在检测 器件上形成的压力来检测液体或者气体的流量或压强。 把这种压力信号转变成标准的0-10V或者4-20mA电信 号。以便控制使用。
一次仪表（压力探头）：将压力转换为微弱 电参数； 二次仪表：将微弱电参数转换为标准电信号。
组成
图1-4 电气式压力计组成方框图
一般由压力传感器、测量电路和信号处理装置所组成。常用 的信号处理装置有指示仪、记录仪以及控制器、微处理机等。
4、电气式压力计一次探头
常用电参数有：电阻、电感、电容、电 压等。 常见压力变换器（压力探头）有：
二、浮力式物位计
利用浮子高度随液面或液体界面变化而 变化的原理工作。
三、压差式物位计
利用物料内静压力与物料深度或堆积高 度成正比的关系进行测量。
液体密闭容器
液体敞开容器
2. 差压式液位计
在封闭容器中，容器下部的液体压力除了与 液位高度有关外，还与液面上部的介质压力有关。 在这种情况下，可以采用测量差压的方法来测量 液位，差压式液位计采用差压式变送器，将容器 底部反映液位高度的压力引入变压器的正压室， 容器上部的气体压力引入变送器的负压室。引压 方式可根据液体性质选择。
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第二节 自动化仪表简介
B、单元组合式仪表：
根据控制系统各组成环节的不同功能和使用要求，将仪表做成能实现一定 功能的独立仪表（称为单元），各个仪表之间用统一的标准信号进行联系。
将各种单元进行不同组合，可以构成多种多样、适用于各种不同场合需要 的自动检测或控制系统。
有电动单元组合仪表（DDZ）和气动单元组合仪表（QDZ）两大类。都经 历了I型、II型(010mA) 、III型(420mA, 15v)的三个发展阶段。
A、 电动仪表信号标准的使用
现场与控制室仪表之间采用直流电流信号
优点：直流比交流干扰少
现场
控制室
直流信号对负载的要求简单
变送器
r
负载
2、直流集中供电
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第三节 自动化仪表信号与供电
二、信号制：即信号标准，是指仪表之间采用的传输信
号的类型和数值。
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。
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第三节 自动化仪表信号与供电
操作站（上位机） 过程通信网络
过程信息的集中显示、操作和管理
由工业控制计算机、监视器、打印机、鼠标、 键盘、通信网卡等组成 实现操作站与控制站的连接 提供与企业管理网络的连接
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第二节 自动化仪表简介
E、现场总线控制系统（FCS系统） 现场控制和双向数字通信 将传统上集中于控制室的控制功能分散到现场设备中，实现现场控制 现场设备与控制室内的仪表或装置之间为双向数字通信。
优质量为指标的最优控制。
B、控制方法由模拟的反馈控制发展为数字式的开环预测 控制；由传统的手动定值调节器、PID调节器以及各 种顺序控制装置，发展为以微型机构成的数字调节器 和自适应调节器。
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第三节 自动化仪表信号与供电
一、自动化仪表的供电：
1、交流供电 220V 工频交流
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第二节 自动化仪表简介
一、自动化仪表在控制系 控制策略 统中的地位
测量元件 执行元件
控制决策
通信元件 安全元件
自动化仪表
自动控制系统
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第二节 自动化仪表简介
二、自动化仪表的分类 1、按能源形式分类
可分为电动、气动、液动等几种。 工业上普遍使用电动控制仪表和气动控制仪表。
元
具有特种功能的控制器
行器
组
合
加减器
仪 表 运算单元
乘除器 开方器
显示单元
指示仪 指示记录仪 报警器
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第二节 自动化仪表简介
单 元 组 合 仪 表
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给定单元
输出统一标准信号，作为被控变量的给定值送到控制 单元，实现定值控制。
给定单元的输出也可以供给其他仪表作为参考基准值。
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过程控制系统组成
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过程控制系统组成
测量元件与变送器
自动化装置 组 成
被控对象
控制器 执行器
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过程控制系统组成
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过程控制系统组成
v 常规仪表过程控制系统由以下部分组成：
被控对象：（被控对象与被控变量的关系） 传感器和变送器：（标准统一信号问题） 控制器：（扰动） 执行器： （分类） 控制阀： （输出特性）
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第二节 自动化仪表简介
A、基地式控制仪表
相当于把单元组合仪表的几个单元组合在一起，构成一个仪表。
通常以指示、记录仪表为主体，附加控制、测量、给定等部件而构成；
其控制信号输出一般为开关量，也可以是标准统一信号； 一个基地式仪表具有多种功能，与执行器联用或与变速器联用，便可构成一 个简单的控制系统； 性能价格比高，适用于单参数的控制系统。
二、过程控制系统的组成及分类
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过程控制系统组成
v 1．液位人工控制 ： 检测—眼； 运算（思考）、命令—脑； 执行—手。
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过程控制系统组成
v 2、液位自动控制： 测量元件及变送器—眼； 控制器—脑； 执行器—手。
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实例
3、命名
单元组合仪表命名分为二部分，二部分之间用横线隔开。
□□□-□□□-□□
A、第一部分：由三个汉语拼音大写字母组成 第一个字母为D或Q，代表电动或气动组合仪表 第二个字母代表仪表大类： 变送单元（B）：W（温度或温差）Y（压力）C（差压） L（液位）F（流量） 转换单元（Z）：J（交流毫伏） P（频率）Z（直流毫伏） Q（气电） 调节单元（T）：L（连续） D（断续） 运算单元（J）：J（加减） S（乘除） K（开方） 显示单元（X）：Z（指标） J（记录） B（报警） S（积算） 给定单元（G）：A（恒流） F（分流） 执行单元（K）：J（角行程） Z（直行程） 辅助单元（F）：D（电动操作） Q（气动操作） Z（阻尼） F（限幅） C（选择）
III型电动单元组合仪表：能源为DC 24V， 统一信号懔DC 4-20mA
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2、分类：
变送单元
温度变送器
单
压力变送器
元
差压变送器
组 合
流量变送器
将各种被测参数变换成相应的 标准统一信号传送到接收仪表 或装置，以供显示、记录或控
制
仪
液位变送器
表
直流毫伏转换器 将电压、频率等电信号转
能源 传输信号
构成 接线
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电动仪表 电源(220VAC，24VDC) 电信号(电流、电压或数字)
电子元器件 导线、印刷电路板
气动仪表 气源（140kPa）
气压信号 气动元件 导管、管路板
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第二节 自动化仪表简介
2、按结构形式分类
A、基地式仪表
B、单元组合式仪表 C、组件组装式 D、集散型计算机控制系统 E、现场总线控制系统
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第二节 自动化仪表简介
D、集散控制系统（DCS系统）：分散控制、集中管理
控制站（下位机）
数据采集、处理及控制
由DCS系统的基本控制器（包括控制
卡、信号输入输出卡、电源等）构成
或由可编程序控制器PLC（包括CPU、I/O、 电源等模块）或带有微处理器的数字式控制仪 表构成
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过程控制系统分类
按结构特点分： 单回路负反馈控制系统，串接控制系统，前馈控制系统，复合控 制系统等；
按信号特点分： 定值控制，随动控制，顺序（程序）控制；
按被控参数分： 温度控制系统，压力控制系统， 流量控制系统，液位控制系统， 成分控制系统等
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第一节 过程控制系统
一、概念 过程控制（process control）通常是指石油、化工、电力、冶金，轻工建材、
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，它是自 动化技术的重要组成部分。
连续型、离散型、混合型
习惯上，把连续型的工业称为过程工业（process industries) 有时为突出其流动的性质也称为流程工业（fluid process industries)
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2020/12/17
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第一章 概论
前言 过程控制系统 自动化仪表简介
自动化仪表的信号与供电 自动化仪表与装置间的通信方式
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前言
一、彼此认识 二、关于社会需求 三、关于本课程及与之相关性的体系说明 四、参考书目 五、教授内容（分章节） 六、要求（平时、实验、考试）
C、以微处理器为基本组成部分的控制装置阶段（1970年代初） 灵活，价廉、可靠、性能好，广泛用于工业、国防、家庭等领域 主要途径：DCS、PLC、微计算机系统（PC、单板机、单片机）
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第二节 自动化仪表简介
5、自动化仪表发展趋势 A、控制目标由实现过程工艺参数的稳定运行发展为以最
执行单元
角行程电动执行器 直线行程电动执行器 气动薄膜调节阀
按控制器输出的控制 信号和手动操作信号， 改变控制变量
辅助单元
操作器：手动操作及手动/自动的切换作用 阻尼器：压力或流量等信号的平滑、阻尼 限幅器：限制信号的上、下限值 安全栅：将危险场所与非危险场所隔开，起安全防爆 作用
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第二节 自动化仪表简介
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第二节 自动化仪表简介
4、按防爆能力分类 普通型：只能用在非危险场所 隔爆型：采取隔离措施以防止引燃引爆事故 安全火花型：这种仪表防爆性能最好
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第二节 自动化仪表简介
附：自动化仪表内涵及分类：
自动化仪表
模拟式仪表
数字式仪表
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控制器 变送器 转换器 运算器
再如：DBY-110B （请说出仪表类型及性能指标）
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第二节 自动化仪表简介
4、过程仪表与装置的发展概况：三个阶段
A、基地式仪表阶段（1930-40年代） 优点：简单、价廉、实用 缺点：只能用于简单控制系统，无法或不便于复杂控制系统