自动化仪表装置
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控制的目的主要是保持这些工艺参数的稳定、确保生产 安全；
过程控制系统分析、综合的理论基础是以频率法和根轨 迹法为主体的经典控制理论。
第一章 绪论
(2) 综合自动化(20 世纪60～70 年代中期)阶段 大量采用单元组合仪表(包括气动和电动)和组装式仪表。与 此同时，计算机开始应用于过程控制领域，实现了直接数字 控制(Direct Digital Control，DDC)和设定值控制(Statistical Process Control，SPC)。在自动化仪表过程控制系统的结 构方案方面，相继出现了各种复杂的控制系统，如串级控制、 前馈—反馈复合控制、Smith 预估控制以及比值、均匀、选 择性控制等，一方面提高了控制质量，另一方面也满足了一 些特殊的控制要求。自动化仪表控制系统的分析与综合的理 论基础，由经典控制理论发展到现代控制理论。控制系统由 单变量系统转向多变量系统，以解决生产过程中遇到的更为 复杂的问题。
第一章 绪论
(3) 全盘自动化(20 世纪70年代中期至今)阶段
开始采用以微处理器为核心的智能单元组合仪表(包 括可编程序控制器等)；成分在线检测与数据处理的 应用也日益广泛；模拟调节仪表的品种不断增加， 可靠性不断提高，电动仪表也实现了本质安全防爆， 适应了各种复杂过程控制的要求。在过程控制系统 的结构方面，由单变量控制系统发展到多变量系统， 由生产过程的定值控制发展到最优控制、自适应控 制，由自动化仪表控制系统发展到计算机分布式控
第一章 绪论
例：某台测温仪表的工作范围为0~500℃，工 艺要求测温时测量误差不超过±4℃，试问如 何选择仪表的精度等级才能满足要求？ 解 根据工艺要求，仪表的最大引用误差为 去掉最大引用误差的“±”号和“%”号，其数 值为0.8，介于0.5~1.0之间，若选择精度等 级为1.0级的仪表，其最大绝对误差为±5℃， 超过了工艺上允许的数值，故应选择0.5级的 仪表才能满足要求。
表。
第一章 绪论
仪表的基本技术指标 (1)测量范围、上下限及量程
每个用于测量的仪表都有测量范围，它是该仪表按 规定的精度进行测量的被测变量的范围。测量范围 的最小值和最大值分别称为测量下限和测量上限， 简称下限和上限。 仪表的量程可以用来表示其测量范围的大小，是其 测量上限值与下限值的代数差，即 量程= 测量上限值-测量下限值
第一章 绪论
小结：在确定一个仪表的精度Байду номын сангаас级时，要求 仪表的允许误差应该大于或等于仪表校验时 所得到的最大引用误差；而根据工艺要求来 选择仪表的精度等级时，仪表的允许误差应 该小于或等于工艺上所允许的最大引用误差。 这一点在实际工作中要特别注意。
第一章 绪论
第一章 绪论
自动化仪表的发展
(1)仪表化与局部自动化(20 世纪50～60 年代)阶段 这个阶段的主要特点是：
采用的过程检测控制仪表为基地式仪表和部分单元组合 式仪表，而且多数是气动仪表；
过程控制系统的结构绝大多数是单输入—单输出系统； 被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种工艺参数；
二次仪表-----将测得的信号变送转换为可计量的标准电气信 号并显示的仪表。即包括变送器和显示装置。
第一章 绪论
自动化控制仪表按使用能源分，有液动仪表、气动仪表和电 动仪表；
按结构形式分，有基地式仪表、单元组合式仪表和组装式仪 表等；
按信号类型分，有模拟式仪表和数字式仪表。 单元组合式仪表又分为气动单元组合仪表和电动单元组合仪
第一章 绪论
自动化仪表的分类
一般将自动化仪表分为过程检测仪表和过程控制仪表
一次仪表
过程检测仪表
二次仪表
自动化仪表
调节器、可编程调节器
过程控制仪表
执行器
操作器
第一章 绪论
检测仪表-----将检测元件、变送器及显示装置统称为检测仪 表。
一次仪表-----一般为将被测量转换为便于计量的物理量所使 用的仪表，即为检测元件。
自动化仪表装置
四川工程职业技术学院电气化教研室
张斌
第一章 绪论
自动化仪表的概念 自动化仪表的发展 自动化仪表的分类 仪表的基本技术指标 典型的自动化仪表控制系统
第一章 绪论
自动化仪表的概念 自动化仪表不是指电流表、电压表、示波器这些通 用仪表，而是指生产自动化中，特别是连续生产过 程自动化中必需的一类专门的仪器仪表。其中包括 对工艺参数进行测量的检测仪表、根据测量值对给 定值的偏差按一定的调节规律发出调节命令的调节 仪表以及根据调节仪表的命令对进出生产装置的物 料或能量进行控制的执行器等。这些仪表代替人们 对生产过程进行测量、控制、监督和保护，是实现 生产过程自动化必不可少的技术工具。
第一章 绪论
(3)精确度 仪表的精确度通常是用允许的最大引用误差去掉百 分号(%)后的数字来衡量的。 按仪表工业规定，仪表的精确度划分成若干等级， 简称精度等级，如0.1 级、0.2级、0.5 级、1.0级、 1.5 级、2.5 级等。由此可见，精度等级的数字越小， 精度越高。 例：某温度计的刻度由-50℃～200℃，即其测量范围 为250℃，若在这个测量范围内，最大测量误差不 超过2.5℃，则其相对百分误差δ=2.5/250=1.0%
制系统等。
第一章 绪论
当前，自动化仪表控制已进入了计算机时 代，进入了所谓计算机集成过程控制系统 (Computer Integrated Process System， CIPS)的时代。CIPS 利用计算机技术，对整 个企业的运作过程进行综合管理和控制，包 括市场营销、生产计划调度、原材料选择、 产品分配、成本管理，以及工艺过程的控制、 优化和管理等全过程。分布式控制系统，先 进过程控制策略以及网络技术、数据库技术 等将是实现CIPS 的重要基础。
第一章 绪论
(2)误差
绝对误差：示值与公认的约定真值之差称为绝对误差，即 绝对误差= 示值－约定真值 相对误差：绝对误差与约定真值之比称为相对误差，常用百 分数表示，即 相对误差（%）=绝对误差/约定真值 引用误差：用绝对误差占约定真值的百分数来衡量仪表的精 度比较合理，但仪表多应用在测量接近上限值的量，因而用 量程取代约定真值则得到引用误差如下式所示 引用误差（%）=绝对误差/量程 最大引用误差（%）=最大绝对误差/量程
过程控制系统分析、综合的理论基础是以频率法和根轨 迹法为主体的经典控制理论。
第一章 绪论
(2) 综合自动化(20 世纪60～70 年代中期)阶段 大量采用单元组合仪表(包括气动和电动)和组装式仪表。与 此同时，计算机开始应用于过程控制领域，实现了直接数字 控制(Direct Digital Control，DDC)和设定值控制(Statistical Process Control，SPC)。在自动化仪表过程控制系统的结 构方案方面，相继出现了各种复杂的控制系统，如串级控制、 前馈—反馈复合控制、Smith 预估控制以及比值、均匀、选 择性控制等，一方面提高了控制质量，另一方面也满足了一 些特殊的控制要求。自动化仪表控制系统的分析与综合的理 论基础，由经典控制理论发展到现代控制理论。控制系统由 单变量系统转向多变量系统，以解决生产过程中遇到的更为 复杂的问题。
第一章 绪论
(3) 全盘自动化(20 世纪70年代中期至今)阶段
开始采用以微处理器为核心的智能单元组合仪表(包 括可编程序控制器等)；成分在线检测与数据处理的 应用也日益广泛；模拟调节仪表的品种不断增加， 可靠性不断提高，电动仪表也实现了本质安全防爆， 适应了各种复杂过程控制的要求。在过程控制系统 的结构方面，由单变量控制系统发展到多变量系统， 由生产过程的定值控制发展到最优控制、自适应控 制，由自动化仪表控制系统发展到计算机分布式控
第一章 绪论
例：某台测温仪表的工作范围为0~500℃，工 艺要求测温时测量误差不超过±4℃，试问如 何选择仪表的精度等级才能满足要求？ 解 根据工艺要求，仪表的最大引用误差为 去掉最大引用误差的“±”号和“%”号，其数 值为0.8，介于0.5~1.0之间，若选择精度等 级为1.0级的仪表，其最大绝对误差为±5℃， 超过了工艺上允许的数值，故应选择0.5级的 仪表才能满足要求。
表。
第一章 绪论
仪表的基本技术指标 (1)测量范围、上下限及量程
每个用于测量的仪表都有测量范围，它是该仪表按 规定的精度进行测量的被测变量的范围。测量范围 的最小值和最大值分别称为测量下限和测量上限， 简称下限和上限。 仪表的量程可以用来表示其测量范围的大小，是其 测量上限值与下限值的代数差，即 量程= 测量上限值-测量下限值
第一章 绪论
小结：在确定一个仪表的精度Байду номын сангаас级时，要求 仪表的允许误差应该大于或等于仪表校验时 所得到的最大引用误差；而根据工艺要求来 选择仪表的精度等级时，仪表的允许误差应 该小于或等于工艺上所允许的最大引用误差。 这一点在实际工作中要特别注意。
第一章 绪论
第一章 绪论
自动化仪表的发展
(1)仪表化与局部自动化(20 世纪50～60 年代)阶段 这个阶段的主要特点是：
采用的过程检测控制仪表为基地式仪表和部分单元组合 式仪表，而且多数是气动仪表；
过程控制系统的结构绝大多数是单输入—单输出系统； 被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种工艺参数；
二次仪表-----将测得的信号变送转换为可计量的标准电气信 号并显示的仪表。即包括变送器和显示装置。
第一章 绪论
自动化控制仪表按使用能源分，有液动仪表、气动仪表和电 动仪表；
按结构形式分，有基地式仪表、单元组合式仪表和组装式仪 表等；
按信号类型分，有模拟式仪表和数字式仪表。 单元组合式仪表又分为气动单元组合仪表和电动单元组合仪
第一章 绪论
自动化仪表的分类
一般将自动化仪表分为过程检测仪表和过程控制仪表
一次仪表
过程检测仪表
二次仪表
自动化仪表
调节器、可编程调节器
过程控制仪表
执行器
操作器
第一章 绪论
检测仪表-----将检测元件、变送器及显示装置统称为检测仪 表。
一次仪表-----一般为将被测量转换为便于计量的物理量所使 用的仪表，即为检测元件。
自动化仪表装置
四川工程职业技术学院电气化教研室
张斌
第一章 绪论
自动化仪表的概念 自动化仪表的发展 自动化仪表的分类 仪表的基本技术指标 典型的自动化仪表控制系统
第一章 绪论
自动化仪表的概念 自动化仪表不是指电流表、电压表、示波器这些通 用仪表，而是指生产自动化中，特别是连续生产过 程自动化中必需的一类专门的仪器仪表。其中包括 对工艺参数进行测量的检测仪表、根据测量值对给 定值的偏差按一定的调节规律发出调节命令的调节 仪表以及根据调节仪表的命令对进出生产装置的物 料或能量进行控制的执行器等。这些仪表代替人们 对生产过程进行测量、控制、监督和保护，是实现 生产过程自动化必不可少的技术工具。
第一章 绪论
(3)精确度 仪表的精确度通常是用允许的最大引用误差去掉百 分号(%)后的数字来衡量的。 按仪表工业规定，仪表的精确度划分成若干等级， 简称精度等级，如0.1 级、0.2级、0.5 级、1.0级、 1.5 级、2.5 级等。由此可见，精度等级的数字越小， 精度越高。 例：某温度计的刻度由-50℃～200℃，即其测量范围 为250℃，若在这个测量范围内，最大测量误差不 超过2.5℃，则其相对百分误差δ=2.5/250=1.0%
制系统等。
第一章 绪论
当前，自动化仪表控制已进入了计算机时 代，进入了所谓计算机集成过程控制系统 (Computer Integrated Process System， CIPS)的时代。CIPS 利用计算机技术，对整 个企业的运作过程进行综合管理和控制，包 括市场营销、生产计划调度、原材料选择、 产品分配、成本管理，以及工艺过程的控制、 优化和管理等全过程。分布式控制系统，先 进过程控制策略以及网络技术、数据库技术 等将是实现CIPS 的重要基础。
第一章 绪论
(2)误差
绝对误差：示值与公认的约定真值之差称为绝对误差，即 绝对误差= 示值－约定真值 相对误差：绝对误差与约定真值之比称为相对误差，常用百 分数表示，即 相对误差（%）=绝对误差/约定真值 引用误差：用绝对误差占约定真值的百分数来衡量仪表的精 度比较合理，但仪表多应用在测量接近上限值的量，因而用 量程取代约定真值则得到引用误差如下式所示 引用误差（%）=绝对误差/量程 最大引用误差（%）=最大绝对误差/量程