自动化仪表及装置第0章2概论
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为32，水的沸点定为212,中间分为180份， 开氏温标（热力学温标）： 他们的关系：t=T-273.15K
K=t℃+273.15 ℉=9/5℃+32
四、温度仪表安装注意事项
1、温度一次点的安装位置应选在介质温度变化灵 敏且具有代表性的地方，不宜选在阀门、焊缝等 阻力部件的附近和介质流束呈死角处。 就地指示温度计要安装在便于观察的地方。 热电偶安装地点应远离磁场。 温度一次部件若安装在管道的拐弯处或倾斜安装， 应逆着流向。 双金属温度计在≤DN50管道或热电阻、热电偶在 ≤DN70的管道上安装时，要加装扩大管。扩大管 要按标准图制作。 压力式温度计的温包必须全部浸入被测介质中。
4、可靠性 仪表的可靠性直接关系到仪表人员的维护量,在济济条件
允许等条件下,尽可能的选用高可靠性仪表。
第五节 自动化调节系统的基本概念
仪表自动化的主要内容一般包括： 自动检测系统？利用各种检测仪表对工艺参数进行检测指示
或记录。 自动信号和连锁保护系统？当参数超过允许范围，信号系统
发出声光告戒操作人员。如工况已达到危险状态连锁系统立 即自动打开安全阀或紧急停机防止事故进一步发生。 自动操作系统？根据预先规定的步骤自动的使生产进行周期 性的操作。 自动调节系统？由于各种工艺条件是不断变化的，生产中的 参数就可能偏离或波动，这就需要一些自动调节装置对某些 偏离的参数进行调节。
膜片式弹性元件：膜片式弹性元件根据结构的不同可分为膜片 和膜盒。
波纹管式弹性元件：是一个周围为波纹状的薄壁金属圆桶。
弹簧管压力表：
其用途不同，可分为普通压力表、耐腐蚀 氨用压力表、禁油的氧气压力表。
弹簧管压力表的结构：弹簧管、拉杆、扇 形齿轮、中心齿轮、指针、面板、游丝、 调整螺钉、接头。
K=t℃+273.15 ℉=9/5℃+32
四、温度仪表安装注意事项
1、温度一次点的安装位置应选在介质温度变化灵 敏且具有代表性的地方，不宜选在阀门、焊缝等 阻力部件的附近和介质流束呈死角处。 就地指示温度计要安装在便于观察的地方。 热电偶安装地点应远离磁场。 温度一次部件若安装在管道的拐弯处或倾斜安装， 应逆着流向。 双金属温度计在≤DN50管道或热电阻、热电偶在 ≤DN70的管道上安装时，要加装扩大管。扩大管 要按标准图制作。 压力式温度计的温包必须全部浸入被测介质中。
4、可靠性 仪表的可靠性直接关系到仪表人员的维护量,在济济条件
允许等条件下,尽可能的选用高可靠性仪表。
第五节 自动化调节系统的基本概念
仪表自动化的主要内容一般包括： 自动检测系统？利用各种检测仪表对工艺参数进行检测指示
或记录。 自动信号和连锁保护系统？当参数超过允许范围，信号系统
发出声光告戒操作人员。如工况已达到危险状态连锁系统立 即自动打开安全阀或紧急停机防止事故进一步发生。 自动操作系统？根据预先规定的步骤自动的使生产进行周期 性的操作。 自动调节系统？由于各种工艺条件是不断变化的，生产中的 参数就可能偏离或波动，这就需要一些自动调节装置对某些 偏离的参数进行调节。
膜片式弹性元件：膜片式弹性元件根据结构的不同可分为膜片 和膜盒。
波纹管式弹性元件：是一个周围为波纹状的薄壁金属圆桶。
弹簧管压力表：
其用途不同，可分为普通压力表、耐腐蚀 氨用压力表、禁油的氧气压力表。
弹簧管压力表的结构：弹簧管、拉杆、扇 形齿轮、中心齿轮、指针、面板、游丝、 调整螺钉、接头。
自动化仪表与装置第二章第一节
壹
贰
偏差型PID运算式
模拟控制器的PID运算式
测量值Xm与给定值Xs相减后，得到偏差x，然后对偏差x进行比例、积分和微分的运算。 特点：对给定值的变化也进行PID运算
微分先行PID运算式 先对测量值Xm进行微分运算，再与给定值Xs相减，然后再进行比例积分运算。
微分先行PID控 制器在给定值 不变、测量值 阶跃变化时， 控制器响应特 性
微分先行PID算式 微分运算环节：
偏差计算：
01
比例积分运算环节：
02
微先分行PID算式
2
3
1
带不灵敏区的PID算式 — 在一定偏差范围内输出为0
或
(B称为不灵敏区宽度)
例:
01
积分分离PID算式
01
—在一定偏差范围内切除积分作用 方法：PID控制算式的积分项前面乘上一个变量N
01
01
02
03
实际PI控制器的传递函数:
Y（0）=KPA
利用始值定理
5、积分增益与开环放大倍数
利用终值定理 在阶跃信号输入下，控制器输出随时间变化的表达式为
积分增益 当最终变化量Y（∞）和比例增益KP一定时，积分增益KI越大时，余差越小，控制精度越高
Y（0）=KPA
开环放大倍数KOP 输出作全范围变化时
五种表示方法
微分方程表示法 用微积分的形式表示控制器特性，它常用于测定控制器参数。
P:
PI:
PD:
PID:
五种表示方法
、传递函数表示法 用拉普拉斯变换式表示控制器特性。它常用于控制器的特性分析以及控制系统的分析计算
P:
PI:
PD:
PID:
贰
偏差型PID运算式
模拟控制器的PID运算式
测量值Xm与给定值Xs相减后，得到偏差x，然后对偏差x进行比例、积分和微分的运算。 特点：对给定值的变化也进行PID运算
微分先行PID运算式 先对测量值Xm进行微分运算，再与给定值Xs相减，然后再进行比例积分运算。
微分先行PID控 制器在给定值 不变、测量值 阶跃变化时， 控制器响应特 性
微分先行PID算式 微分运算环节：
偏差计算：
01
比例积分运算环节：
02
微先分行PID算式
2
3
1
带不灵敏区的PID算式 — 在一定偏差范围内输出为0
或
(B称为不灵敏区宽度)
例:
01
积分分离PID算式
01
—在一定偏差范围内切除积分作用 方法：PID控制算式的积分项前面乘上一个变量N
01
01
02
03
实际PI控制器的传递函数:
Y（0）=KPA
利用始值定理
5、积分增益与开环放大倍数
利用终值定理 在阶跃信号输入下，控制器输出随时间变化的表达式为
积分增益 当最终变化量Y（∞）和比例增益KP一定时，积分增益KI越大时，余差越小，控制精度越高
Y（0）=KPA
开环放大倍数KOP 输出作全范围变化时
五种表示方法
微分方程表示法 用微积分的形式表示控制器特性，它常用于测定控制器参数。
P:
PI:
PD:
PID:
五种表示方法
、传递函数表示法 用拉普拉斯变换式表示控制器特性。它常用于控制器的特性分析以及控制系统的分析计算
P:
PI:
PD:
PID:
《自动化仪表概述》ppt课件
例如炸弹的爆炸、电子振荡器中振荡过程的产 生等都是正反响系统。
可见,自动控制系统是具有被控变量负反响的闭 环系统。由于具有负反响的闭环系统,它可随时 了解被控对象的情况,有针对性地根据被控变量 的变化情况而改动控制造用的大小和方向,从而 使系统的任务形状一直等于或接近所希望的形 状这是闭环系统的优点。
自动信号和联锁维护系统(自动维护) 当消费过程出现危险时,自动信号系统发出声、光 等报警信号,自动联锁维护系统立刻作出反响,经过 改动阀门的开启度或切断某些通路,或进展紧急停 车,以防止事故的发生或扩展。它是消费过程中的 一种平安安装。
自动支配及自动开停车系统(自动支配) 自动支配系统:按照预先规定的步骤自动地对消费
动态:被控变量随时间变化、自动化安装改动原状 的不平衡形状。
假设一个系统原先处于相对平衡形状即静态,由于 干
扰的作用而破坏了这种平衡时,被控变量就会发生
变化,从而使控制器、控制阀等自动化安装改动原
来平衡时所处的形状,产生一定的控制造用来抑制 干扰的影响,并力图使系统恢复平衡。从干扰发生
开场,经过控制,直到系统重新建立平衡,在这一段时
检测——实施正确控制的第一步
变送——将检测元件输出的各种信号、微弱信号转化 成一致(规范)的电气信号。 过程控制对检测仪表要求：
设备或安装。如冶金炉,加热炉等,也可是一台详 细
的设备或设备的某一部分,如一段管道(贮槽)。
被控变量y:消费过程中需坚持恒定的变量(液位) 。 干扰作用f:在消费过程中引起被控变量偏离给定
值
的外来要素,它是输入信号 (进料流量的改动)。 控制造用:用来抑制外界干扰,使被控变量恢复到
给
定值的操作。
持的参数值(液位)进展比较得出偏向,并按某种运 算
可见,自动控制系统是具有被控变量负反响的闭 环系统。由于具有负反响的闭环系统,它可随时 了解被控对象的情况,有针对性地根据被控变量 的变化情况而改动控制造用的大小和方向,从而 使系统的任务形状一直等于或接近所希望的形 状这是闭环系统的优点。
自动信号和联锁维护系统(自动维护) 当消费过程出现危险时,自动信号系统发出声、光 等报警信号,自动联锁维护系统立刻作出反响,经过 改动阀门的开启度或切断某些通路,或进展紧急停 车,以防止事故的发生或扩展。它是消费过程中的 一种平安安装。
自动支配及自动开停车系统(自动支配) 自动支配系统:按照预先规定的步骤自动地对消费
动态:被控变量随时间变化、自动化安装改动原状 的不平衡形状。
假设一个系统原先处于相对平衡形状即静态,由于 干
扰的作用而破坏了这种平衡时,被控变量就会发生
变化,从而使控制器、控制阀等自动化安装改动原
来平衡时所处的形状,产生一定的控制造用来抑制 干扰的影响,并力图使系统恢复平衡。从干扰发生
开场,经过控制,直到系统重新建立平衡,在这一段时
检测——实施正确控制的第一步
变送——将检测元件输出的各种信号、微弱信号转化 成一致(规范)的电气信号。 过程控制对检测仪表要求：
设备或安装。如冶金炉,加热炉等,也可是一台详 细
的设备或设备的某一部分,如一段管道(贮槽)。
被控变量y:消费过程中需坚持恒定的变量(液位) 。 干扰作用f:在消费过程中引起被控变量偏离给定
值
的外来要素,它是输入信号 (进料流量的改动)。 控制造用:用来抑制外界干扰,使被控变量恢复到
给
定值的操作。
持的参数值(液位)进展比较得出偏向,并按某种运 算
自动化仪表
自动化仪表
• 自动化仪表概述 • 自动化仪表的工作原理与组成 • 自动化仪表的选型与安装 • 自动化仪表在工业生产中的应用 • 自动化仪表的发展趋势与挑战 • 总结与展望
01
自动化仪表概述
定义与发展历程
定义
自动化仪表是一种能够自动测量、记 录、显示、控制和报警的仪器设备， 广泛应用于工业、能源、环保、交通 等领域。
发展历程
自动化仪表经历了从机械化、电气化 、电子化到智能化的发展历程，随着 计算机技术和网络技术的不断发展， 自动化仪表的智能化程度不断提高。
自动化仪表的分类及应用领域
分类
根据测量原理、被测参数和使用 环境等不同标准，自动化仪表可 分为温度仪表、压力仪表、流量 仪表、物位仪表、分析仪表等。
应用领域
远程监控
借助网络技术，将自动化仪表与远程 监控中心相连，实现对生产现场的远 程实时监测和控制，降低人力成本。
机械设备状态监测与故障诊断
状态监测
通过自动化仪表对机械设备的振 动、温度、电流等参数进行实时
监测，及时发现潜在故障。
故障诊断
利用自动化仪表的数据分析功能 ，对监测到的异常数据进行处理 和分析，准确定位故障原因，为
电动执行机构技术
将控制信号转换为电机的 旋转运动，驱动阀门、风 门等执行机构动作。
气动执行机构技术
将控制信号转换为气源的 压力变化，驱动气动执行 机构动作。
03
自动化仪表的选型与安装
选型原则及注意事项
选型原则 根据测量对象及环境确定仪表类型。
根据测量精度要求选择合适的仪表等级。
选型原则及注意事项
03
常见故障排查及维修策略
检查仪表的输入/输出信号线是否接 好，有无松动或接触不良现象。
• 自动化仪表概述 • 自动化仪表的工作原理与组成 • 自动化仪表的选型与安装 • 自动化仪表在工业生产中的应用 • 自动化仪表的发展趋势与挑战 • 总结与展望
01
自动化仪表概述
定义与发展历程
定义
自动化仪表是一种能够自动测量、记 录、显示、控制和报警的仪器设备， 广泛应用于工业、能源、环保、交通 等领域。
发展历程
自动化仪表经历了从机械化、电气化 、电子化到智能化的发展历程，随着 计算机技术和网络技术的不断发展， 自动化仪表的智能化程度不断提高。
自动化仪表的分类及应用领域
分类
根据测量原理、被测参数和使用 环境等不同标准，自动化仪表可 分为温度仪表、压力仪表、流量 仪表、物位仪表、分析仪表等。
应用领域
远程监控
借助网络技术，将自动化仪表与远程 监控中心相连，实现对生产现场的远 程实时监测和控制，降低人力成本。
机械设备状态监测与故障诊断
状态监测
通过自动化仪表对机械设备的振 动、温度、电流等参数进行实时
监测，及时发现潜在故障。
故障诊断
利用自动化仪表的数据分析功能 ，对监测到的异常数据进行处理 和分析，准确定位故障原因，为
电动执行机构技术
将控制信号转换为电机的 旋转运动，驱动阀门、风 门等执行机构动作。
气动执行机构技术
将控制信号转换为气源的 压力变化，驱动气动执行 机构动作。
03
自动化仪表的选型与安装
选型原则及注意事项
选型原则 根据测量对象及环境确定仪表类型。
根据测量精度要求选择合适的仪表等级。
选型原则及注意事项
03
常见故障排查及维修策略
检查仪表的输入/输出信号线是否接 好，有无松动或接触不良现象。
仪表自动化理论
在使用低电压、小电流时，可在电路上及结构上采取严密措施，限制进入易燃易爆
场所的能量，从而保证在生产现场不会发生足以引起燃烧或爆炸的“危险火花”。
这样，限制电动仪表使用的一个主要障碍被扫除，电信号比气压信号在传送和处理
上的优越性就能得到充分的发挥。大家知道，气压信号传递速度慢，传输距离短，
管线安装不便。相比之下，电信号传输、放大、变换、测量都比气压信号方便得多，
4、各种热电偶的分度表均是在参考端即温度t0为0 ℃的条件下得到的热电势
与温度之间的关系，因此，热电偶测温时，冷端温度必须为0 ℃，否则将产生
测量误差。而在工业上使用时，要使冷端温度保持在0 ℃是比较困难的，所以，
必须根据不同的使用条件和要求的测量精度，对热电偶冷端温度采用一些不
同的处理办法，常用的方法有如下几种：
6、计算修正法 当热电偶冷温度不是0 ℃而是t0时，测得的热电偶回路中的热电势
为E(t, t0)。可采用正式进行修正： E(t, 0)= E(t, t0)+ E(t0, 0)
只适用于实验室或临时性测温的情况，而对于现场的连续测量显然是 不实用的
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第二章 仪表分类、结构、原理 和 常见仪表故障、分析、判断、处理
• 电气式压力计 通过机械和电气元件将被测压力转换成
电量（如电压、电流、频率等）。 结构分类：各种压力传感器和压力变送器。
例：电容式压力变送器 它是由检测和变送两个环节组成。检测环 节感受被测压力的变化转换成电容量的变化 。 变送环节则将电容变化量转换成标准电流信 号4~20mA DC输出。
测压点的选择 被测介质直管段 测量流动介质：取压点与流动方向垂直。 测液体压力：取压点在管道下部 测气体压力：取压点在管道上部
《自动化仪表概述》PPT课件
1. 准备工具和材料
准备好安装所需的工具、材料和仪表。
2. 确定安装位置
根据工艺流程和测量要求确定仪表的安装位置。
安装步骤和操作规范
3. 固定仪表
使用合适的固定件将仪表固定在安装位置上。
4. 连接管路和电缆
按照图纸要求连接好管路和电缆，确保密封性和电气安全。
安装步骤和操作规范
遵守安全规定
在安装过程中遵守安全操作规程 ，确保人身和设备安全。
保持清洁
保持安装环境清洁，防止杂质进入 仪表内部影响测量精度。
正确接线
按照接线图正确接线，避免错接、 漏接导致仪表损坏或测量误差。
调试过程及验收标准
1. 外观检查
检查仪表外观是否完好，有无损坏或变形。
2. 通电检查
给仪表通电，检查显示是否正常，有无报警或故障提示。
调试过程及验收标准
3. 功能测试
因和改进措施
5. 总结实验经验和教训， 提出改进意见和建议
感谢您的观看
THANKS
度对仪表造成损害。
常见故障现象及原因分析
仪表显示异常
可能原因包括电源故障、显示器损坏、内部电路故障等。
仪表测量不准确
可能原因包括传感器故障、信号处理电路故障、校准不当等。
仪表无法通信
可能原因包括通信接口损坏、通信协议不匹配、通信线路故障等 。
排除故障策略和实例分享
1 2 3
针对显示异常
首先检查电源是否正常，然后检查显示器及内部 电路是否损坏，根据具体情况进行更换或维修。
VS
系统稳定
在联调过程中系统运行稳定，信号传输准 确可靠。
04
使用维护与故障排除技巧
日常维护保养方法
保持仪表外部清洁
准备好安装所需的工具、材料和仪表。
2. 确定安装位置
根据工艺流程和测量要求确定仪表的安装位置。
安装步骤和操作规范
3. 固定仪表
使用合适的固定件将仪表固定在安装位置上。
4. 连接管路和电缆
按照图纸要求连接好管路和电缆，确保密封性和电气安全。
安装步骤和操作规范
遵守安全规定
在安装过程中遵守安全操作规程 ，确保人身和设备安全。
保持清洁
保持安装环境清洁，防止杂质进入 仪表内部影响测量精度。
正确接线
按照接线图正确接线，避免错接、 漏接导致仪表损坏或测量误差。
调试过程及验收标准
1. 外观检查
检查仪表外观是否完好，有无损坏或变形。
2. 通电检查
给仪表通电，检查显示是否正常，有无报警或故障提示。
调试过程及验收标准
3. 功能测试
因和改进措施
5. 总结实验经验和教训， 提出改进意见和建议
感谢您的观看
THANKS
度对仪表造成损害。
常见故障现象及原因分析
仪表显示异常
可能原因包括电源故障、显示器损坏、内部电路故障等。
仪表测量不准确
可能原因包括传感器故障、信号处理电路故障、校准不当等。
仪表无法通信
可能原因包括通信接口损坏、通信协议不匹配、通信线路故障等 。
排除故障策略和实例分享
1 2 3
针对显示异常
首先检查电源是否正常，然后检查显示器及内部 电路是否损坏，根据具体情况进行更换或维修。
VS
系统稳定
在联调过程中系统运行稳定，信号传输准 确可靠。
04
使用维护与故障排除技巧
日常维护保养方法
保持仪表外部清洁
《自动化仪表概述》课件
液位控制器
用于控制液体的液位，并保持在 设定值范围内。
执行器
执行器负责根据仪表或控制器的指令执行相应的操作，比如控制阀门、开关 等。
PLC
可编程逻辑控制器（PLC）是一种专用计算机，用于控制工业过程中的各种电气和机械设备。
DCS
分散控制系统（DCS）是一种用于控制和监控大型工业过程的集中式控制系统。
仪表分类
流量计
用于测量流体的流量和速度。
温度计
用于测量物体或环境的温度。
压力计
用于测量气体或液体的压力。
液位计
用于测量容器中液体的高度。
分析仪
分析仪用于检测和分析工业过程中的化学组分和物理性质。
控制器
温度控制器
用于自动控制温度，并保持在设 定值范围内。
压力控制器
用于控制液体和气体的压力，并 保持在设定值范围内。
《自动化仪表概述》PPT 课件
本课件将介绍自动化仪表的概述、分类以及各种不同类型的仪表和相关技术。 通过本课件，您将深入了解自动化仪表的基本知识和应用领域。
仪表概述
仪表是自动化控制系统中的关键元素，用于测量、监测和控制各种工业过程 参数，如温度、压力、流量和液位等。
自动化控制系统
自动化控制系统是通过传感器、执行器和控制器等设备实现工业过程
化工仪表第一、二章讲解
操纵变量：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：除操纵变量外，作用于被控过程并引起被控变量 变化的因素
设定值：工艺参数所要求保持的数值
偏差：被控变量设定值与实际值之差
负反馈：将被控变量送回输入端并与输入变量相减
1.4. 闭环控制与开环控制
闭环控制：
在反馈控制系统中，被控变量送回输入端，与设 定值进行比较，根据偏差进行控制，控制被控变量， 这样，整个系统构成了一个闭环。
二、字母
在控制流程图中，用来表示仪表的小圆圈的上半园 内，一般写有两位字母，第一位字母表示被测变量， 后继字母表示仪表的功能，常用被测变量和仪表功能 能的字母代号见表1-2
1.4 自动控制系统的组成及方框图
在研究自动控制系统时，为了更清楚的表示控制 系统各环节的组成、特性和相互间的信号联系，一般 都采用方框图。每个方框表示组成系统的一个环节， 两个方框之间用带箭头的线段表示信号联系；进入方 框的信号为环节输入，离开方框的为环节输出。
t 些；化学反应器的温度控
制要求高，余差就要小一
些。
（4）过渡时间(回复时间) TS
过度时间表示控制系统过渡过程的长短。
定义：控制系统在受到阶跃外作用后，被控变量从原有稳态 值达到新的稳态值所需要的时间。
y
B
B’
A
0
C t
（1）最大动态偏差（emax）或超调量（ ）
y
B
B’
A
0
控制系统的品 质指标示意图
C
动画链
t 接按钮
最大动态偏差或超调量是描述被控变量偏离设定值最大程度的 物理量，也是衡量过渡过程稳定性的一个动态指标。
对于定值控制系统，过渡过程的最大动态偏差是指被控变 量第一个波的峰值与设定值之差。在上图中，最大偏差就是第 一个波的峰值，为A。
扰动：除操纵变量外，作用于被控过程并引起被控变量 变化的因素
设定值：工艺参数所要求保持的数值
偏差：被控变量设定值与实际值之差
负反馈：将被控变量送回输入端并与输入变量相减
1.4. 闭环控制与开环控制
闭环控制：
在反馈控制系统中，被控变量送回输入端，与设 定值进行比较，根据偏差进行控制，控制被控变量， 这样，整个系统构成了一个闭环。
二、字母
在控制流程图中，用来表示仪表的小圆圈的上半园 内，一般写有两位字母，第一位字母表示被测变量， 后继字母表示仪表的功能，常用被测变量和仪表功能 能的字母代号见表1-2
1.4 自动控制系统的组成及方框图
在研究自动控制系统时，为了更清楚的表示控制 系统各环节的组成、特性和相互间的信号联系，一般 都采用方框图。每个方框表示组成系统的一个环节， 两个方框之间用带箭头的线段表示信号联系；进入方 框的信号为环节输入，离开方框的为环节输出。
t 些；化学反应器的温度控
制要求高，余差就要小一
些。
（4）过渡时间(回复时间) TS
过度时间表示控制系统过渡过程的长短。
定义：控制系统在受到阶跃外作用后，被控变量从原有稳态 值达到新的稳态值所需要的时间。
y
B
B’
A
0
C t
（1）最大动态偏差（emax）或超调量（ ）
y
B
B’
A
0
控制系统的品 质指标示意图
C
动画链
t 接按钮
最大动态偏差或超调量是描述被控变量偏离设定值最大程度的 物理量，也是衡量过渡过程稳定性的一个动态指标。
对于定值控制系统，过渡过程的最大动态偏差是指被控变 量第一个波的峰值与设定值之差。在上图中，最大偏差就是第 一个波的峰值，为A。
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可靠性
选择经过实践证明性能稳定、可靠性高的仪表。
17
2024/1/26
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。
18
2024/1/26
考虑环境条件
根据安装环境选择适合的防护等级和温度范围的仪表。
了解仪表性能
熟悉仪表的工作原理、测量范围、精度等级等技术参数。
了解供应商资质
校验仪表参数
29
Байду номын сангаас2024/1/26
30
2024/1/26
31
2024/1/26
06
CHAPTER
自动化仪表在工业生产中的应用案例
32
2024/1/26
03
自动化仪表在石油化工环保治理中的应用
实时监测和治理废气、废水等污染物排放，降低环境污染。
01
自动化仪表在石油化工原料储运中的应用
实现原料的自动计量、混合、输送和存储，提高储运效率和安全性。
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。
信号输出
将处理后的信号以适当的形式输出，如模拟量输出、数字量输出、开关量输出等，以便与后续控制系统或显示装置进行接口。
9
2024/1/26
自动化仪表的误差来源主要包括原理误差、制造误差、使用误差等。其中，原理误差是由于测量原理不完善引起的；制造误差是由于仪表制造过程中的因素（如材料、工艺等）引起的；使用误差则是由于仪表使用过程中的因素（如环境条件、操作方法等）引起的。
选择有良好信誉和售后服务的供应商。
19
2024/1/26
选择经过实践证明性能稳定、可靠性高的仪表。
17
2024/1/26
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。
18
2024/1/26
考虑环境条件
根据安装环境选择适合的防护等级和温度范围的仪表。
了解仪表性能
熟悉仪表的工作原理、测量范围、精度等级等技术参数。
了解供应商资质
校验仪表参数
29
Байду номын сангаас2024/1/26
30
2024/1/26
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2024/1/26
06
CHAPTER
自动化仪表在工业生产中的应用案例
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2024/1/26
03
自动化仪表在石油化工环保治理中的应用
实时监测和治理废气、废水等污染物排放，降低环境污染。
01
自动化仪表在石油化工原料储运中的应用
实现原料的自动计量、混合、输送和存储，提高储运效率和安全性。
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。
信号输出
将处理后的信号以适当的形式输出，如模拟量输出、数字量输出、开关量输出等，以便与后续控制系统或显示装置进行接口。
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2024/1/26
自动化仪表的误差来源主要包括原理误差、制造误差、使用误差等。其中，原理误差是由于测量原理不完善引起的；制造误差是由于仪表制造过程中的因素（如材料、工艺等）引起的；使用误差则是由于仪表使用过程中的因素（如环境条件、操作方法等）引起的。
选择有良好信誉和售后服务的供应商。
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2024/1/26
仪表与自动化教学课件01
动仪表（少用）。 （2）按信息的获得、传递、反映和处理的过程分类： ①检测仪表；②显示仪表；③集中控制装置；④控制仪
表；⑤执行器。 （3）按仪表的组成形式分类： ①基地式仪表：基地式仪表集变送、显示、控制各部分
功能于一体，单独构成一个固定的控制系统；②单元组 合仪表：单元组合式仪表将变送、控制、显示等功能制 成各自独立的仪表单元，各单元间用统一的输入、输出 信号相联系。
（扰动）的影响而偏离正常状态时，能自动地控制而回到规定的 数值范围内，为此目的而设置的系统就是自动控制系统。 自动检测系统只能完成“了解”生产过程进行情况的任务；信号联 锁保护系统只能在工艺条件进入某种极限状态时，采取安全措施 ，以避免生产事故的发生；自动操纵系统只能按照预先规定好的 步骤进行某种周期性操纵；只有自动控制系统才能自动地排除各 种干扰因素对工艺参数的影响，使它们始终保持在预先规定的数 值上，保证生产维持在正常或最佳的工艺操作状态。
《仪表与自动化》教学课件
10 计算机控制系统 10.1 计算机控制系统的原理与组成 10.2 计算机控制系统的分类与特点 习题与思考题
《仪表与自动化》教学课件 ——0.绪论
0 绪论 0.1仪表自动化的概念 生产过程自动化，就是在生产过程中，采用自动化仪表及装置，
来检测、显示、记录和控制生产过程中的重要工艺参数，以代替 操作人员的直接操作，使整个生产过程能自动地维持正常状态； 当受到外界干扰的影响而偏离正常状态时，又能自动地调回到规 定的数值范围内。这种用自动化仪表来控制生产过程的方法，即 生产过程自动化。 仪表自动化技术是一门综合性的技术学科，它应用自动控制学科 、仪器仪表学科及计算机学科的理论与技术服务于各类生产过程 ，以实现生产过程的自动化。 生产过程或设备的自动控制，实现了生产工艺参数从测量、显示 、记录到控制以及对生产设备的操作和保护等环节，都用自动化 仪表及装置按设定的工艺过程来自动完成，从而使生产质量得以 提高，并大大地减轻工人的劳动强度，同时，也更好地保证生产 安全，延长设备使用寿命，降低能量消耗和生产成本，为生产企 业带来了良好的经济效益和社会效益。
表；⑤执行器。 （3）按仪表的组成形式分类： ①基地式仪表：基地式仪表集变送、显示、控制各部分
功能于一体，单独构成一个固定的控制系统；②单元组 合仪表：单元组合式仪表将变送、控制、显示等功能制 成各自独立的仪表单元，各单元间用统一的输入、输出 信号相联系。
（扰动）的影响而偏离正常状态时，能自动地控制而回到规定的 数值范围内，为此目的而设置的系统就是自动控制系统。 自动检测系统只能完成“了解”生产过程进行情况的任务；信号联 锁保护系统只能在工艺条件进入某种极限状态时，采取安全措施 ，以避免生产事故的发生；自动操纵系统只能按照预先规定好的 步骤进行某种周期性操纵；只有自动控制系统才能自动地排除各 种干扰因素对工艺参数的影响，使它们始终保持在预先规定的数 值上，保证生产维持在正常或最佳的工艺操作状态。
《仪表与自动化》教学课件
10 计算机控制系统 10.1 计算机控制系统的原理与组成 10.2 计算机控制系统的分类与特点 习题与思考题
《仪表与自动化》教学课件 ——0.绪论
0 绪论 0.1仪表自动化的概念 生产过程自动化，就是在生产过程中，采用自动化仪表及装置，
来检测、显示、记录和控制生产过程中的重要工艺参数，以代替 操作人员的直接操作，使整个生产过程能自动地维持正常状态； 当受到外界干扰的影响而偏离正常状态时，又能自动地调回到规 定的数值范围内。这种用自动化仪表来控制生产过程的方法，即 生产过程自动化。 仪表自动化技术是一门综合性的技术学科，它应用自动控制学科 、仪器仪表学科及计算机学科的理论与技术服务于各类生产过程 ，以实现生产过程的自动化。 生产过程或设备的自动控制，实现了生产工艺参数从测量、显示 、记录到控制以及对生产设备的操作和保护等环节，都用自动化 仪表及装置按设定的工艺过程来自动完成，从而使生产质量得以 提高，并大大地减轻工人的劳动强度，同时，也更好地保证生产 安全，延长设备使用寿命，降低能量消耗和生产成本，为生产企 业带来了良好的经济效益和社会效益。
自动化检测仪表第2讲-61页精选文档
2.2 误差分析的基本概念
2.2.2 几种误差的定义
① 残差 vi ： （1）定义：各测量值Mi与平均值A的差，称为残差。 （2）表达式： vi =Mi－A （3）意义：一般情况下，被测量的真值A0未知，无法 按x=M-A0来计算误差，这时可用算术平均值A0代替被 测量的真值来计算测量误差，以示区别，称为残差。
（4）特点： 对于只存在随机误差的测量，各测量值的残差之和
等于0。 即：
vi 0
2.2 误差分析的基本概念
根据测量误差的性质和特点，测量误差可分为系统误 差、随机误差和粗大误差三类。
（一）系统误差
在相同条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得 结果的平均值与被测量的真值之差称为系统误差。
在重复条件下测量同一量时，系统误差的绝对值和符 号保持恒定。
（根三据）不粗同大误误差差的性质和特点，对其处理的方法也不同。
随机误超差出的在统规计定处条理件下预期的误差称为粗大误差。 足粗够大多误次差测使量测中量，结随果机明误显差偏体离现真了值很。强的规律性。对随
机误差对的含研有究粗采大用误概差率的、测统量计值的做方剔法除，处研理究。随机误差的分 布形状和主要数字特征。 1、随机误差的概率分布密度
自动化仪表与系统
第一编 基础知识引论
1 绪论 2 误差分析基础及测量不确定度 3 检测技术及方法分析
2 误差分析基础及测量不确定度
检测获得的测量数据和真值之间存在的差异在数 值上表现为误差。误差的存在具有普遍性和必然性。 无法消除，但可以减少、控制它。
选择恰当的测量手段、测量方法是减少误差的重 要手段。对测量得到的数据进行误差分析、精度分析 是进行合理处理的前提，因此对测量误差的研究是十 分必要的，其意义体现在以下几个方面：
自动化仪表概论PPT课件
时—日级
实时优化
分—秒级或 分—时级
常规控制或高级 过程控制
小于1秒
操作安全与环境保护
小于1秒
测量、变送与执行
被控过程 6
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。
● 20世纪50年代前后(仪表化与局部自动化阶段)：过程控制发展的
第一个阶段，实现了仪表化和局部自动化。 主要特点：检测和控制仪表-----采用基地式仪表和部分单元
2
一、过程控制概述
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形、动态特性多 样。通常被控过程属于多变量、大惯性、大时延、多变量特征，还有非线性与 时变特性。（锅炉、热交换器、精馏塔）
7
过程控制发展概况
●20世纪60年代(综合自动化阶段)：
检测和控制仪表-----采用单元组合仪表(气动、电动)和组装仪表，计算机控制系 统的应用，实现直接数字控制(DDC)和设定值控制(SPC)； 过程控制系统结构------多变量系统，各种复杂控制系统，如串级、比值、均匀 控制、前馈、选择性控制系统。 控制目的------提高控制质量或实现特殊要求。 理论-----除经典控制理论，现代控制理论开始应用。 前馈控制-----按扰动来控制，在扰动可测的情况下，可以地提高控制质量。 选择性控制-----在生产过程遇到不正常工况或被控量达到安全极限事，自动实现
自动化仪表及装置第0章-1绪论
第一节 智能变送器
第二节 智能阀门定位器
第七章 集散控制系统 第一节 概述 第二节 集散控制系统通信网络 第三节 TPS集散控制系统 第四节 PCS7集散控制系统 第五节 集散控制系统可靠性 第八章 现场总线控制系统（简单介绍） 第一节 概述 第二节 几种流行的现场总线 第三节 实时工业以太网 第四节 现场总线控制系统
工业自动化仪表
工业自动化仪表是在工业生产过程中，对工艺 参数进行检测、显示、记录或控制的仪表，又 称工业仪表或(工业)过程检测控制仪表 。 工业仪表能在无人操作的情况下自动地完成测 量、记录和控制工作。此外，利用工业仪表还 可实现信息远距离传送和数据处理。
原油加工
火力发电
木材加工
石油化工
污水处理
模拟式控制仪表及装置:模拟式控制器、 变送器、转换器、运算器和执行器。 数字式控制仪表及装置：可编程调节器、 智能变送器与阀门定位器、集散控制系 统。
四、章节安排
概论
第一节 控制仪表与控制系统 第节 控制仪表及装置的分类 第三节 联络信号和传输方式 第四节 安全防爆的基本知识和防爆措施
第一章 模拟式控制器 第一节 控制器的运算规律和组成方式 第二节 基型控制器 第三节 特种控制器和附加单元
五、考核方式
期末考试（闭卷）
60分
平时成绩 40分 包括： 作业（独立完成）和考勤 实验（20分）（独立操作！ 实验不及格导致整门课不及 格，1次不做实验取消考试 资格） 课上练习（事前不通知） 期中测验（事前不通知）
一次不交作业——扣3分； 旷课（迟到）一次——扣3分。
六、教材及参考书目
海上平台
焦炭炼制
轻工纺织
2024自动化仪表课件ppt大纲
自动化仪表课件ppt大纲目录•自动化仪表概述•自动化仪表分类与特点•自动化仪表工作原理及结构•自动化仪表选型与安装•自动化仪表维护与故障排除•自动化仪表在工业生产中的应用•自动化仪表发展趋势与展望CONTENTSCHAPTER01自动化仪表概述定义与作用自动化仪表定义自动化仪表是一种能够自动完成测量、控制、显示、记录等功能的仪表设备，广泛应用于工业、农业、交通、医疗等领域。
自动化仪表作用自动化仪表能够实现对各种物理量的精确测量和控制，提高生产过程的自动化程度和效率，减少人工干预和操作成本，保证产品质量和生产安全。
发展历程及趋势发展历程自动化仪表经历了机械式仪表、电子式仪表、智能化仪表等多个阶段，不断向着高精度、高可靠性、高集成度、智能化等方向发展。
发展趋势随着物联网、云计算、大数据等技术的不断发展，自动化仪表将更加注重与其他设备和系统的互联互通，实现更加智能化的测量、控制和优化。
应用领域与市场前景应用领域自动化仪表广泛应用于石油、化工、电力、冶金、制药、食品等工业领域，以及农业、交通、医疗等非工业领域。
市场前景随着工业自动化程度的不断提高和智能制造的快速发展，自动化仪表市场需求将不断增长，同时对于仪表的精度、稳定性、可靠性等性能要求也将不断提高。
CHAPTER02自动化仪表分类与特点包括压力传感器、变送器、压力表等种类能够测量并指示压力值，具有高精度、高稳定性、可靠性强等特点特点广泛应用于石油、化工、电力、冶金等工业领域应用种类包括热电偶、热电阻、温度变送器等特点能够测量并指示温度值，具有测量范围广、精度高、响应速度快等特点应用适用于各种工业场合的温度测量和控制包括差压式流量计、转子流量计、电磁流量计等种类特点应用能够测量流体流量，具有测量准确、可靠性高、稳定性好等特点广泛应用于石油、化工、冶金、电力等领域的流体流量测量030201包括浮球式物位计、超声波物位计、雷达物位计等种类能够测量容器中液体或固体的物位高度，具有测量准确、稳定性好、可靠性高等特点特点适用于各种工业场合的物位测量和控制应用物位仪表特点能够在线分析生产过程中物质的成分和含量，具有高精度、高灵敏度、实时性强等特点种类包括pH 计、氧分析仪、气相色谱仪等应用广泛应用于化工、环保、食品等领域的生产过程分析和控制过程分析仪表CHAPTER03自动化仪表工作原理及结构工作原理传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
自动化仪表及装置第0章-2概论
联络信号定义、类型
1
电信号传输方式：电流信号传输、电压信号传输（供电24VDC 、输入信号1~5V、输出信号4~20mA）
2
四线制和两线制传输
3
*
一、联络信号
联络信号的定义：指在成套仪表系列中，仪表之间采用的传输信号的类型和数值。
联络信号类型 气动仪表：20~100KPa 电动仪表：数字、频率信号 模拟信号 0~10mA、 4~20mA 及 1~5V 信号下限从零开始有利于模拟量运算。 信号下限从某值开始（活零点）便于检验仪表是否断电，并可实现两线制。 信号上限高，产生的电磁平衡力大；信号上限低有利于减少功率损耗和仪表防爆。
*
直流电流和直流电压的比较
220V AC供电无本质安全特性
24V DC供电有本质安全特性
高电压供电 装置一旦产生火花，容易引起装置周围的爆炸性混合物爆炸或起火
低电压供电 装置一旦产生火花，不易引起装置周围的爆炸性混合物爆炸或起火
直流电流
直流电压
*
*
一、安全防爆的基本知识 概论 爆炸三要素 自燃物质 助燃物质 激发能量 自燃物质+助燃物质=爆炸性混合物
化工生产的过程现场，经常含有氢、甲烷、乙烷、苯、氨等易燃易爆的气体。
这些可燃性气体都是自燃物质，它们和空气中的助燃物质——氧和在一起构成了爆炸性混合物。
爆炸性混合物都是危险的，其危险程度是不一样的。
*
二、电信号传输方式
1.直流电流传输
电流传递——电流接收的串联方式 0~10mA传送， 0~10mA接收， 220V交流供电，在DDZ-Ⅱ型仪表中使用
↑
I0
R0
Rcm
发送仪表
接收仪表
接收仪表
相关主题
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Ri
U0 Rcm／２
发送仪表
Ri
为减小传输误差,应满足Ri/n 》R0 + Rcm ，故有
接收仪表
R0 Rcm n 100% Ri
为减小传输误差，要求：
R0和Rcm 尽量小，Ri 大些，限制并联 仪表的数量n。
电压信号传输时 仪表之间的连接
26
电压传输的特点
优点
Ri Rcm／２ R0 Ii
执行器
被控介质
简单控制系统方框图
被控变量首先由检测元 件变换为易于传递的物 理量，再经变送器转换 成标准的电信号，该信 号送到控制器(调节器) 中，与给定值相比较得 出的偏差，以一定的控 制（调节）规律发出控 制信号，控制执行器的 动作，从而改变被控介 质物料或能量的大小， 直至被控变量与给定值 相等。
信号 下限=4mA，上限=20mA
下限=0mA，+、－、×、 下限=4mA，躲开晶体管死 ÷运算方便，易于刻度换算。区，一开始就工作在线性区。 电气零点=机械零点，零点 电气零点≠机械零点，零点 易于区别。 不易区别。 上限=10 mA，产生的电磁 上限=20mA，产生的电磁 力（安培力）较小，故带负 力（安培力）较大，故带负 载能力强。 载能力差。
2
> 控制仪表与控制系统
控制仪表指自动控制系统中广泛使用的控制器、变送 器、运算器、执行器等，以及新型控制仪表和装置。 自动控制系统一般由被控对象、变送器、控制器和执 行器构成。其方框图如下所示
执行器
被控介质
简单控制系统方框图
3
给定值
控制器
变送器 被控对象 被控参数
信号上限高，产生的电磁平衡力大；信号上限低有 利于减少功率损耗和仪表防爆。 20
二、电信号传输方式
1.直流电流传输
电流传递——电流接收的串联方式 0~10mA传送， 0~10mA接收， 220V交流供电，在DDZ-Ⅱ型仪表中使用 220V
~ 220V ~ 发 送I0 仪 ↑ 表
Rcm
导线电阻 R0 输出阻抗
30
直流电流和直流电压的比较
直流电流 输入阻抗（接收仪表）↓ 输出阻抗（发送仪表）↑ 输入阻抗Ri↓，输出阻抗 RO↑，信号有损失，为减 小传输误差，仪表应有恒 流特性（负载电阻在一定 范围内变化时，IO的变化 应小于允许值） 直流电压 输入阻抗（接收仪表） ↑ 输出阻抗（发送仪表） ↓ 输入阻抗Ri↑，输出阻抗 RO↓，并联仪表越多，信 号损失越大，为减小传输 误差，并联装置的台数应 ≤4台。
应用 灵活， 通用 性强
Ⅰ系列、EK系列仪表 (日本横河公司) 国产DDZ-Ⅱ、DDZ -Ⅲ系列仪表(北京、 上海、西安、大连、 天津、吉林、重庆 等仪表厂)
14
时间
名称
结构
特点
主要产品
第三阶段 20世纪60 ~70年代 (1972)
组装式 综合 控制 装置
运算调节 机柜, 显示操作 机柜
装配灵活， 功能分离 （调节与 显示操作 分离）
16
第四阶段 20世纪70 ~90年代 (1975)
集 散 控 制 系 统
分散监测控制装置, 人-机接口装置, 通信网络, 上位机接口装置
操作、 显示、 管理 集中. 控制、 负荷、 危险 分散
时间
名称
结构
特点
主要产品 FF基金会现场总线 (美国费歇尔罗斯蒙特公司) PROFIBUS 过程现场总线 (德国西门子公司)
如，气动仪表，电动单元组合仪表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型等。
数字式仪表
传输信号为断续变化的数字量，这类仪表与装置以 微型计算机为核心，功能完善，性能优越，能解决模拟 仪表难以解决的问题。 如，可编程调节器、控制器、 DCS（集散控制系 统）、 FCS（现场总线控制系统） 等。
10
按结构形式
基 地 式 仪 表
增加或取消某个接收仪 表不影响其他仪表的工作。 各接收仪表可设置公共 接地点，可和计算机联用。
Ri
U0 Rcm／２
缺点
Ri
发送仪表
接收仪表
电压信号传输时 仪表之间的连接
引线电阻上产生电压降, 信号受一定损失, 且因接收 仪表输入阻抗很高，易于引 入干扰，所以电压信号不适 于远距离传输。
27
直流电流和直流电压的比较
Rcm/2
信号传输方式：现场仪表与
控制室仪表之间采用直流电 流信号， 控制室内部仪表 之间采用直流电压信号。
Ui
接 Ri 收 仪 表
24V
25
误差分析
Ri Rcm／２ R0 Ii
Ri / n U0 U0 U0 Ui R0 Rcm Ri / n U0 U0 R0 Rcm 100% R0 Rcm Ri / n
集散控制系统（DCS）：以微型计算机为核心, 集4C 技术为一体的计算机控制装置, 实现分散控制和集中管 理。如TPS、PCS 7、ECS、Hollias等。 现场总线控制系统（FCS）: 现场总线将具有数字通 信能力的现场仪表相连接, 并同上层监控管理级一起构 成分布式控制网络。如FF总线控制系统（FCS）。
5
概论
第二节 控制仪表及装置分类、发展
6
> 控制仪表及装置的分类
按所用能源形式
工业上主要使用电动和气动控制仪表。
气 动 仪 表 电 动 仪 表 液 动 仪 表 混 和 仪 表
自动化装置按采用的能源形式不同
7
电动控制仪表和气动控制仪表的比较
电动控制仪表 能源 电源（220V AC/24V DC） 气动控制仪表 气源（140kPa）
传输信号
元器件 接线 电磁干扰与防爆
电信号（电压、电流、数字）
电子元器件 导线 受电磁干扰影响 须采取抗干扰、防爆措施
气压信号
气动元件 导管 不受电磁干扰影响 本质上安全防爆
8
按信号类型
模 拟 式 仪 表
数 字 式 仪 表
自动化装置按采用的信号形式不同
9
按信号类型
模拟式仪表
传输信号为连续变化的模拟量,这类仪表线路较简单, 操作方便，价格较低。
12
> 控制仪表及装置的发展
发展史大约有70年，大体可分成五个阶段。
时间
名称
结构 将测量、显示、 纪录、调节都 放在一个表壳 里的仪表. (以指示记录仪 表为中心，附加 某些调节机构)
特点
主要产品 KF系列气动基地 式仪表(日本山武 -霍尼威尔公司) 带PID调节的电 子电位差计(上海 自动化仪表厂)
优点 发送仪表输出电阻大， 具有恒流特性，故电流信号 适于远距传输。 电流回路中串入一电阻， 取压方便。
R0 Ri
发送仪表
Ii
接收仪表
电流信号传输时 仪表之间的连接
23
电流传输的特点
Rcm Ri
I0
缺点 回路中增减接收仪表时， 将影响其它仪表的工作。 任何一个仪表在拆离回 路之前，首先要把该仪表的 两个输入端短接，否则其它 仪表将会因电流中断而失去 信号。 各台仪表没有公共接地 点，须浮空工作。
4
被控对象 － 需要调节其工艺参数的生产设备。 变送器 － 把工艺参数转换成标准统一信号的装 置。 控制器 － 将来自变送器的测量值与给定信号相 比较后产生的偏差信号， 按照预先设定好的控 制规律进行运算后，输出一个控制信号去执行器。 执行器 － 把控制器的输出信号转换成直线位移 或角位移，以控制阀门的开度。 此外，根据需要还可设有显示、转换、计算、 辅助、给定装置。
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一、 联络信号
联络信号的定义：指在成套仪表系列中，仪 表之间采用的传输信号的类型和数值。 联络信号类型 气动仪表：20~100KPa 电动仪表：数字、频率信号 模拟信号 0~10mA、 4~20mA 及 1~5V 信号下限从零开始有利于模拟量运算。 信号下限从某值开始（活零点）便于检验仪表是否 断电，并可实现两线制。
直流电流 直流电压 增加或取消一台仪表， 增加或取消一台仪表， 整个系统停止运行 整个系统正常运行 串联制 易于远距离传输 无公共接地点 各仪表可有自己的接地 点，系统不允许有公共 接地点（会短路） 并联制 不易于远距离传输 有公共接地点 各仪表可有自己的接地 点，系统允许有公共接 地点
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直流电流和直流电压的比较
第一阶段
20世纪30~40 年代(1935)
基 地 式 仪 表
结构简单, 适于单参数 就地控制
13
时间
名称
结构
特点
主要产品
第二阶段 20世纪40~50 年代(1955)
单 元 组 合 式 仪 表
将整套仪表划分成 若干个单元，各单 元之间采用统一的 标准信号连接。使 用时根据需要，经 过不同的搭配，就 可组成各种各样的 检测及控制系统。
变送器
接收 仪表
现场
控制室
现场
控制室
要实现两线制，必须采用活零点的电流信号。因电 源线和信号线公用，电源供给变送器的功率是通过 信号电流提供的。变送器输出电流为下限值时，应 保证它内部的半导体器件仍能正常工作。故信号电 流下限值不能过低。
本章重点内容介绍
控制仪表与控制系统 仪表的分类和发展 联络信号定义、类型、电信号传输方式 （供电24VDC 、输入信号1~5V、输出信 号4~20mA） 防爆电气设备的分类、分组和防爆标志 常用防爆型控制仪表类型和特点 控制系统实现本安防爆的要求
1
概论
第一节 控制仪表与控制系统
发送仪表
Ii
为保证传输误差ε 在允许范围之内， 应要求R0 》Rcm + nRi ，故有
接收仪表
Rcm nRi 100% R0
为减小传输误差，要求： R0足够大，而Rcm 及Ri 应比较小