自动化仪表信号传输形式介绍
仪表控制方案
仪表控制方案引言仪表控制方案是指硬件和软件方面的一套解决方案，用于对仪表进行控制和管理的系统。
仪表控制方案广泛应用于各种行业和领域，例如工业自动化、交通管理、能源监控等。
本文将介绍仪表控制方案的基本原理、组成部分以及应用场景等内容。
仪表控制方案的基本原理仪表控制方案的基本原理是通过对仪表的控制信号进行处理和传输，从而实现对仪表的远程监控和控制。
其基本原理包括控制信号处理、通信传输和数据处理等几个方面。
控制信号处理控制信号处理是仪表控制方案的关键环节之一。
在控制信号处理过程中，需要将输入的控制信号进行处理和转换，以满足仪表的操作要求。
常见的控制信号处理方法包括模拟信号处理和数字信号处理两种方式。
通信传输通信传输是仪表控制方案中必不可少的一环。
通过通信传输可以将控制信号从控制设备传送到被控制的仪表设备。
常见的通信传输方式包括有线通信和无线通信两种。
数据处理数据处理是仪表控制方案的另一个重要环节。
在数据处理过程中，需要对从仪表设备上采集到的数据进行处理和分析，以得到有效的结果。
数据处理主要包括数据采集、数据存储和数据分析等步骤。
仪表控制方案的组成部分仪表控制方案通常由硬件和软件两部分组成。
硬件部分主要包括控制设备、仪表设备和通信设备等，在实际应用中常常需要根据不同的需求进行定制。
软件部分主要包括控制软件和数据处理软件等，负责控制信号处理、通信传输和数据处理等功能。
控制设备控制设备是仪表控制方案中的核心组成部分。
控制设备负责产生控制信号并进行信号处理，然后将处理后的信号传输到仪表设备上。
仪表设备仪表设备是被控制的目标设备，它接收来自控制设备的信号，并根据信号进行相应的操作。
仪表设备通常有多种类型，包括传感器、执行器、显示器等。
通信设备通信设备负责实现控制设备和仪表设备之间的通信传输。
通信设备一般有有线通信和无线通信两种类型，可以根据实际需求选择合适的通信方式。
控制软件控制软件是通过控制设备对仪表进行控制的关键。
过程控制与自动化仪表知识点
1.过程控制系统由被控过程和自动化仪表两部分组成。
2.自动化仪表按能源形式分为：液动、气动和电动。
按信号类型分为：模拟式和数字式。
3.模拟仪表的信号可分为气动仪表的模拟信号与电动仪表的模拟信号。
4.气动仪表的输入/输出模拟信号统一使用0.02~0.1MPa 的模拟气压信号。
5.按照国际电工委员会规定，过程控制系统的模拟直流电流信号为4~20mA DC ，负载电阻为250Ω；模拟直流电压信号为1~5V DC 。
DDZ-Ⅲ型电动单元组合仪表就是这种信号标准。
6.气动仪表与电动仪表的能量供给分别来自于气源和电源。
1.过程参数检测仪表通常由传感器和变送器组成。
2.引用误差计算公式：%100x x minmax ⨯-∆=γ（其中△为最大绝对误差，等于实测值x 减真值a x 的最大差值，即a1x x -=∆，min max x x 与为测量表的上下限值）3.精确度及其等级：最大引用误差去掉“±”与“%”。
例：±5%的精度等级为0.5。
4.热电阻在500℃以下的中、低温度适合作测温元件（理解公式()()[]00t t 1t -+=αR R ，其中R(t)为被测温度t 时的电阻值；R 0为参考温度t 0时的电阻值，通常t 0=0℃，α为正温度系数）；金属热电阻适用于-200℃~500℃；热敏电阻为-50~300℃。
5.热电阻接线有二线制、三线制、四线制三种接法，其中三线制可利用电桥平衡原理消去导线电阻。
6.热敏电阻由于互换性较差，非线性严重，且测温范围在-50~300℃左右，所以通常较多用于家电和汽车的温度检测和控制。
7.由于热电偶具有测温精度高、在小范围内线性度与稳定性好、测温范围宽、响应时间快等优点，因此在工业生产过程中应用广泛。
当温度高于2000℃时热电偶不能长期工作，需采用非接触式测温方法。
8.当被测为运动物体时，采用非接触式测温方法。
体积流量表示瞬时流量与累积流量：瞬时：A A A υυ==⎰d q v 累积：⎰=t 0v v dt q Q 质量流量表示瞬时流量与累积流量：瞬时：v m q q ρ= 累积：v m Q Q ρ=（ρ为流量密度）标准状态下的体积流量：n v n m vn /q /q q ρρρ==（n ρ为标准状态下气体密度）9.典型流量检测仪表有容积式流量计、速度式流量计、直接式质量流量计。
自动化仪表电流信号传输分析
３ 二线 制变送器 ４ ＿ ＿ ２ ０ ｍＡ信 号恒流特性
恒流特性是反 映变送器 的负载 能力的特性 ．在二线制变送 器中 ４ —２ ０ ｍ Ａ输出信号的恒流特性是 由其本身 的结构 特性决定 ．影 响二 线制变送器恒流特性有两个重要 的技术参数 ． 一是供 电电压 范围 ： 二 是二线制变送器的负载电阻范围。供 电电压低 ， 负载能力差 ； 电压 高 ， 负载 能力好 ．也就 是 恒流特 性好 。在 实际使 用 中一般 供 电电压 为 ２ ４ Ｖ Ｄ Ｃ ． 但 可以在小范 围内变化而不影 响过程测量结 果 ， 这是 由二线 制变送器 内部结构转换原理所 决定的 ． 小 范围内电压的波动在内部转 换线路上会 自动改变二线制变送器的内阻 ． 使得 回路 总电阻不变 ， 从 而确保恒流性 ． 进而能准确反映过程测量结果。 般情况下二线制变送器的供电电压有一定的范围限制 ， 其要求 的低端 电压是为保证变送器基本工作电压的需要 ． 但它不能确保变送 器特定 的负载能力要求 ： 高端 电压的要求是为保证变送器能处于安全 工作状态 的需要 ． 可 以在其供 电电压范 围内调整来提高其特定 的负载 能力要求 变送器 的负载包括控制室内转换显示部分 和传输线 路上 的 线电阻 ． 因此 实际使用 时可根据实 际负载大小和供 电电压范 围改变其 供电电压 ． 从 而满 足恒 流特性 的要求 。
制变送器 ４ —２ Ｏ ｍ Ａ输 出信号进入到转换显示 盘柜 内的信号不是真实 的过程物理量对 应 的电流信号 。 而是控制 室盘 （ 柜） 内２ ４ Ｖ Ｄ Ｃ电源 的 供 电系统与负载 （ 含传输线 路电阻 、 线路绝 缘 电阻和 二线 制变送器本 身） 构成的回路 电流， 由于线路绝缘 电阻下降的存在 。 回路负载 阻值下 降． 总回路的电流会 大于二线制变送器 的实 际应转换变送 的测量 过程 参数 的电 流 ． 使得 控制 室 内的仪表 （ Ｄ Ｃ Ｓ ） 显示值 大于实 际过 程参 数 值． 这就是为什么 当现场传 输信号 的线路 绝缘下降 时 ， 各类监控 系统 的参数显示值会 大于现场过程 的实际检测值 的原 因。 在二线制变送器 的配 电线路上变送器可以看作是一个 唯一可变 的负载 ． 测量 回路过程 物理量转换的 ４ —２ Ｏ ｍ Ａ检测电流的源动力还是 电源 ． 但 这一 电流受 变送 器这 一可变 负载变 化（ 过程 物理量实 时变化 ） 的控制 （ ２ ４ Ｖ Ｄ Ｃ电 压在一定范 围波动不影响这一变化 ） ， 而通常情况下 ， 也就是理论上我 们把 控制 室内转换显示部分 （ 显示仪表装 置 、 Ｄ Ｃ Ｓ 、 Ｐ Ｌ Ｃ等 的 Ａ Ｉ 通道 ） 和传输线路上 的线 电阻称作是变送器的负载 ． 而变送器的负载特性是 反映在信号恒流特性上 的技术性能要求
[第4讲]-自动化仪表及过程控制-第四章-过程控制仪表
![[第4讲]-自动化仪表及过程控制-第四章-过程控制仪表](https://img.taocdn.com/s3/m/908249a56529647d272852bc.png)
第四章过程控制仪表⏹本章提要1.过程控制仪表概述2.DDZ-Ⅲ型调节器3.执行器4.可编程控制器⏹授课内容第一节概述✧过程控制仪表---是实现工业生产过程自动化的重要工具，它被广泛地应用于石油、化工等各工业部门。
在自动控制系统中，过程检测仪表将被控变量转换成电信号或气压信号后，除了送至显示仪表进行指示和记录外，还需送到控制仪表进行自动控制，从而实现生产过程的自动化，使被控变量达到预期的要求。
过程控制仪表包括调节器（也叫控制器）、执行器、操作器，以及可编程调节器等各种新型控制仪表及装置。
过程控制仪表的分类：●按能源形式分类：液动控制仪表、气动控制仪表和电动控制仪表。
●按结构形式分类：基地式控制仪表、单元组合式控制仪表、组件组装式控制仪表、集散控制装置等。
[基地式控制仪表]以指示、记录仪表为主体，附加某些控制机构而组成。
基地式控制仪表特点：—般结构比较简单、价格便宜．它不仅能对某些工艺变量进行指示或记录，而已还具有控制功能，因此它比较适用于单变量的就地控制系统。
目前常使用的XCT系列动圈式控制仪表和TA系列简易式调节器即属此类仪表。
[单元组合式控制仪表]将整套仪表划分成能独立实现一定功能的若干单元，各单元之间采用统一信号进行联系。
使用时可根据控制系统的需要，对各单元进行选择和组合，从而构成多种多样的、复杂程度各异的自动检测和控制系统。
特点：使用灵活，通用性强，同时，使用、维护更作也很方便。
它适用于各种企业的自动控制。
广泛使用的单元组合式控制仪表有电动单元组合仪表(DDZ型)和气动单元组合仪表(QD2型)。
[组件组装式控制仪表]是一种功能分离、结构组件化的成套仪表(或装置)。
它以模拟器件为主，兼用模拟技术和数字技术。
整套仪表(或装置)在结构上由控制柜和操作台组成，控制柜内安装的是具有各种功能的组件板，采用高密度安装，结构紧凑。
这种控制仪表(或装置)特别适用于要求组成各种复杂控制和集中显示操作的大、中型企业的自动控制系统。
RS485通讯方式详解
RS485通讯方式详解智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的,现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄断。
究其原因就是企业信息化的需要,企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。
最初是数据模拟信号输出简单过程量,后来仪表接口是RS232接口,这种接口可以实现点对点的通信方式,但这种方式不能实现联网功能。
随后出现的RS485解决了这个问题。
下面我们就简单介绍一下RS485。
RS485接口RS485采用差分信号负逻辑,＋2V～＋6V表示“0”,- 6V～- 2V表示“1”。
RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,现在多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。
在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式,即一个主机带多个从机。
很多情况下,连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。
而忽略了信号地的连接,这种连接方法在许多场合是能正常工作的,但却埋下了很大的隐患,这有二个原因：(1)共模干扰问题： RS-485接口采用差分方式传输信号方式,并不需要相对于某个参照点来检测信号,系统只需检测两线之间的电位差就可以了。
但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围,RS-485收发器共模电压范围为-7～+12V,只有满足上述条件,整个网络才能正常工作。
当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠,甚至损坏接口。
(2)EMI问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路,如没有一个低阻的返回通道（信号地）,就会以辐射的形式返回源端,整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。
由于PC机默认的只带有RS232接口,有两种方法可以得到PC上位机的（1）通过RS232/RS485转换电路将PC机串口RS232信号转换成RS485 RS485电路：信号,对于情况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带隔离珊的产品。
仪表自动化试题
仪表自动化试题一、选择题1. 自动化仪表系统中常用的信号传输方式是：A. 电流信号B. 电压信号C. 数字信号D. 频率信号2. 以下哪种仪表是用于测量液体流量的？A. 温度计B. 压力计C. 流量计D. 电流表3. 仪表中常用的传感元件是：A. 电容器B. 电感器C. 电阻器D. 温度传感器4. 以下哪种仪表是用于测量温度的？A. 流量计B. 压力计C. 热电偶D. 电压表5. 仪表中常用的控制元件是：A. 电阻器B. 电感器C. 电容器D. 继电器二、填空题1. 仪表自动化系统中，用于与计算机进行通信的总线系统称为___________________。
2. 仪表自动化系统中，用于输入或输出模拟信号的模块称为___________________。
3. 仪表自动化系统中，用于输入或输出数字信号的模块称为___________________。
4. 仪表自动化系统中，用于控制执行机构的元件称为___________________。
5. 仪表自动化中，将输入量转化为相应输出量的关系称为___________________。
三、简答题1. 仪表自动化系统的基本组成部分有哪些？2. 请简要说明仪表的分类及其应用领域。
3. 仪表自动化系统中常用的控制策略有哪些？4. 请简要说明PID控制器的原理及其作用。
5. 仪表自动化系统中常用的通信协议有哪些？四、论述题请分析仪表自动化在工业生产中的重要性，并论述其优势和应用前景。
结束语：仪表自动化作为现代工业生产中的重要组成部分，不仅提高了生产效率，也保证了产品质量的稳定性。
随着科技的不断发展，仪表自动化在各个领域的应用前景也越来越广阔。
希望今天的试题能够对您的学习和了解仪表自动化有所帮助。
祝您成功！。
自动化仪表与过程控制题库
自动化仪表与过程控制题库一、选择题（每题3分，共30分）1. 自动化仪表按照功能分类，以下不属于的是（）A. 检测仪表B. 显示仪表C. 执行仪表D. 超级仪表答案：D。
解析：自动化仪表按照功能分为检测仪表、显示仪表、执行仪表等，没有超级仪表这种分类。
2. 过程控制系统中，最常用的控制算法是（）A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例 - 积分 - 微分控制答案：D。
解析：比例 - 积分 - 微分控制（PID控制）综合了比例、积分、微分三种控制作用的优点，是过程控制系统中最常用的控制算法。
3. 自动化仪表的精度等级是根据（）来划分的。
A. 基本误差B. 回程误差C. 引用误差D. 绝对误差答案：C。
解析：自动化仪表的精度等级是根据引用误差来划分的，引用误差越小，精度等级越高。
4. 以下哪种传感器可以用来测量温度（）A. 压力传感器B. 电容传感器C. 热电偶D. 电感传感器答案：C。
解析：热电偶是一种常用的温度传感器，它基于热电效应工作，能够将温度转换为电势信号。
5. 在过程控制系统中，被控对象的特性不包括（）A. 放大系数B. 时间常数C. 滞后时间D. 采样时间答案：D。
解析：被控对象的特性包括放大系数、时间常数和滞后时间等，采样时间是与控制系统的采样有关，不属于被控对象特性。
6. 显示仪表按照显示方式分类，不包括（）A. 模拟式显示仪表B. 数字式显示仪表C. 图像式显示仪表D. 混合式显示仪表答案：C。
解析：显示仪表按照显示方式分为模拟式显示仪表、数字式显示仪表和混合式显示仪表，没有图像式显示仪表这种分类。
7. 自动化仪表的信号传输方式中，以下哪种传输距离较短（）A. 电流信号传输B. 电压信号传输C. 数字信号传输D. 脉冲信号传输答案：B。
解析：电压信号传输时，由于电压容易受到线路电阻的影响，传输距离较短，而电流信号传输抗干扰能力强，传输距离相对较长。
8. 以下关于执行器的说法错误的是（）A. 执行器是过程控制系统中的终端控制元件B. 执行器根据控制信号来改变被控对象的操作变量C. 执行器只有气动执行器一种类型D. 电动执行器也是常见的执行器类型答案：C。
第十章 仪表系统分析
1.1.3. 信号制
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。
1.1.3.1. 信号标准
（பைடு நூலகம்）气动仪表的信号的信号标准
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中国国家标准GB777《化工自动化仪表用模拟气动信号》规定了气动仪表的 信号的下限值和上限值，如表1-2所示
表1 －2
下限
模拟信号的下限值和上限值
上限 100kPa(1kgf/c㎡ )
10.2.3.信号传输制式
1）气动仪表QDZ-I, QDZ-II, 型： 气压信号传输；范围：0.2---1.0 (kgf/cm2) 2）电动仪表DDZ-I, DDZ-II, DDZ-III ,型： 电压/电流信号传输；范围：
I = 0-10mA DC, U = 0-10V DC, (DDZ-I,DDZ-II)； I = 4-20mA DC, U = 1-5V DC, (DDZ-III )； （常规仪表的国际标准信号制式）
说明： 上述信号均为连续变化的模拟量传输信号； 电流信号为恒流形式，电压信号为恒压形式，只要信号 不变，电流/电压值不会随负载的变化而变动。
（2） 基地式控制仪表 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。 （3） 集散控制系统（DCS系统） DCS 系统是一种以微型计算机为核心的计算机控制装置。其基本特 点是分散控制、集中管理。 （4） 现场总线控制系统（FCS系统） FCS 系统是基于现场总线技术的一种新型计算机控制装置。其特点 是现场控制和双向数字通。
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10.2.3.信号传输制式实例
1）DDZ=II型温度变送器测量范围0-300C，电流信号输出。
现测量温度T为150C, 输出电流信号为多大？
仪表常用的四种信号
仪表常用的四种信号一、模拟信号在仪表领域，模拟信号是最常见的一种信号类型。
模拟信号是连续变化的信号，可以表示各种物理量，如温度、压力、电流等。
模拟信号可以通过电压或电流的变化来表示被测量物理量的大小。
在仪表中，模拟信号常用来表示真实世界中的连续变化的物理量。
二、数字信号随着数字技术的发展，数字信号在仪表中的应用越来越广泛。
数字信号是离散的信号，由一系列的数字表示。
在仪表中，数字信号常用来表示开关状态、计数值等离散的信息。
数字信号具有抗干扰能力强、精度高等优点，因此在现代仪表中得到了广泛应用。
三、脉冲信号脉冲信号是一种特殊的数字信号，它是由一系列的脉冲组成的。
脉冲信号的特点是脉冲宽度短、上升时间快、下降时间快。
脉冲信号常用来表示开关状态、计数值等离散的信息。
在仪表中，脉冲信号通常用于测量频率、速度等参数。
四、通讯信号随着网络技术的发展，通讯信号在仪表中的应用越来越广泛。
通讯信号是指在仪表与计算机、控制系统等设备之间传输的信号。
通讯信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。
在仪表中，通讯信号常用于传输测量数据、控制命令等信息。
以上是仪表常用的四种信号类型：模拟信号、数字信号、脉冲信号和通讯信号。
这些信号在仪表中起着不同的作用，用于表示不同的物理量、传输不同的信息。
了解这些信号类型对于正确使用仪表、准确测量物理量非常重要。
在实际应用中，我们经常会遇到各种各样的信号。
了解不同信号的特点和应用场景，有助于我们选择合适的仪表，并正确使用仪表。
不同类型的信号需要不同的处理方式和传输方式，因此在设计仪表系统时需要根据实际需求选择合适的信号类型。
模拟信号的处理通常涉及到放大、滤波、采样等技术。
数字信号的处理通常涉及到模数转换、数字滤波、数字信号处理等技术。
脉冲信号的处理通常涉及到计数、计时、脉冲宽度测量等技术。
通讯信号的处理通常涉及到数据传输、通讯协议、网络通信等技术。
在选择仪表时，需要根据实际需求考虑仪表的精度、测量范围、信号类型等因素。
化工自动化及仪表第九章
化工自动化及仪表第九章1. 引言本章主要介绍化工自动化及仪表的第九章内容。
在化工生产过程中，自动化技术的应用日益广泛。
仪表是自动化系统中的核心组成部分，负责对化工过程进行监测和控制。
本章将重点介绍化工自动化系统的组成、仪表的分类及其工作原理。
2. 化工自动化系统的组成化工自动化系统通常由以下几个部分组成：2.1 控制中心控制中心是化工自动化系统的核心，负责对整个系统进行监控和控制。
它通常由计算机和控制器等设备组成，能够实时获取和处理化工过程中的数据，并根据事先设定的控制策略进行相应的操作。
2.2 信号传输网络信号传输网络是将控制中心和仪表之间的信号进行传输的通道。
常用的信号传输方式包括有线传输和无线传输。
有线传输主要采用电缆，而无线传输主要采用无线电波传输。
2.3 仪表设备仪表设备是化工自动化系统中最关键的组成部分，用于对化工过程进行监测和控制。
常见的仪表设备包括压力传感器、温度传感器、流量计、液位计等。
这些仪表设备能够将经过转换的信号传输给控制中心，实现对化工过程的监控和控制。
2.4 执行机构执行机构是负责对化工过程进行实际操作的设备，如阀门、泵等。
它们接收来自控制中心的信号，根据信号的指令进行相应的动作，以实现对化工过程的控制。
3. 仪表的分类根据仪表的功能和特点，可以将仪表分为以下几类：测量仪表主要用于对化工过程中的各种参数进行测量，如温度、压力、流量等。
它们能够准确地获取并显示参数的数据，为控制中心提供有关化工过程的重要信息。
3.2 控制仪表控制仪表主要用于对化工过程进行控制，如调节温度、压力、流量等。
它们能够根据控制中心提供的信号，控制执行机构的运行，从而实现对化工过程的精确控制。
保护仪表用于对化工过程进行安全保护，如检测阀门是否正常、管道是否泄漏等。
它们能够及时发现潜在的风险并采取相应的措施，避免事故的发生。
3.4 记录仪表记录仪表主要用于对化工过程中的各种参数进行记录和保存。
它们能够将参数的变化情况记录下来，并以图表或曲线的形式展示，为分析和评估化工过程提供依据。
试论化工仪表自动化在生产中的应用
试论化工仪表自动化在生产中的应用化工仪表自动化是利用先进的仪器仪表和自动控制技术，对化工生产过程进行监控、控制和调节的一种技术手段。
它在化工生产中起到了至关重要的作用，不仅提高了生产效率和产品质量，还保证了安全生产和环境保护。
本文将从化工仪表自动化的原理、应用案例等方面进行探讨。
化工仪表自动化的原理主要包括传感器、信号传输、信号处理和执行器四个部分。
传感器负责将被测量的物理量转化为电信号，常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
信号传输将传感器采集到的信号传输到控制系统中，常见的信号传输方式包括模拟信号传输和数字信号传输。
信号处理则是将传输过来的信号进行放大、滤波、调整等处理，以保证信号的稳定性和准确性。
执行器负责根据信号处理后的结果，控制生产过程中的各种设备和阀门，以实现自动化控制。
化工仪表自动化在生产中的应用可以分为两个方面：过程控制和设备监测。
在过程控制方面，化工仪表自动化可以实现对生产过程中各种参数的监测和控制。
在化工反应过程中，可以通过温度传感器监测反应温度，通过压力传感器监测反应压力，通过流量传感器监测反应物料的流量等。
当参数超出预设范围时，自动控制系统可以及时调整反应条件，以保证反应过程的稳定性和产品质量。
在液体配料过程中，化工仪表自动化可以实现精确的配料控制，避免了人工配料中的误差和浪费，提高了生产效率。
在设备监测方面，化工仪表自动化可以监测各种生产设备的运行状态，及时发现故障并进行处理。
在离心机的运行过程中，可以通过振动传感器监测离心机的振动情况，通过温度传感器监测离心机的轴承温度，当振动或温度超过安全范围时，自动控制系统可以发出警报并停止设备运行，以避免设备损坏或事故发生。
化工仪表自动化在生产中的应用还可以延伸到生产过程的优化和节能环保方面。
通过对生产过程中的各种参数进行实时监测和分析，可以找出生产过程中的瓶颈和问题，并作出相应的调整和改进，提高生产效率和降低生产成本。
测控电路 (2)
测控电路1. 引言测控电路是指用于测量和控制系统中的信号调理、数据采集、信号传输和控制执行等功能的电路。
在现代工业控制、仪器仪表和自动化等领域中，测控电路发挥着重要的作用。
本文将介绍测控电路的基本原理、常见组成部分和设计要点等内容。
2. 测控电路的基本原理测控电路的基本原理包括信号调理、数据采集、信号传输和控制执行等方面。
信号调理是指将传感器、信号源等产生的信号进行放大、滤波、线性化等处理，以便更好地适应后续的数据采集和控制操作。
数据采集是指将经过信号调理的信号转换为数字信号，并进行采样、量化等操作。
信号传输是指将采集到的数字信号进行传输，常用的方式包括串行通信、并行通信、以太网等。
控制执行是指根据传输的数字信号控制执行器进行动作控制，例如电机的启动、停止等操作。
3. 测控电路的组成部分测控电路的组成部分主要包括传感器、信号调理电路、数据采集器、数据传输模块和执行控制器等。
3.1 传感器传感器是将被测量的物理量转换为电信号的装置，常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
传感器的选择应根据被测量的物理量和测量要求进行，例如在温度测量中可以选择热电偶传感器或者热敏电阻传感器。
3.2 信号调理电路信号调理电路用于对传感器输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理，以适应后续的数据采集和控制操作。
常见的信号调理电路包括放大电路、滤波电路和线性化电路等。
放大电路可以根据传感器输出的信号进行放大，以增加测量的精度。
滤波电路可以通过滤除高频噪声和杂散信号，提高测量的稳定性。
线性化电路可以将非线性的传感器输出信号转换为线性信号，以便后续的处理和分析。
3.3 数据采集器数据采集器用于将经过信号调理的信号转换为数字信号，并进行采样和量化等操作。
数据采集器可以根据采集的信号类型选择合适的转换方式，常见的转换方式包括模数转换和频率转换等。
模数转换器可以将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，频率转换器可以将频率变化的信号转换为数字信号。
自动化仪表电流信号传输分析
自动化仪表电流信号传输分析【摘要】不管现场测控仪表信号传输方式发生怎样变化，4—20mA信号传输应用还是现代工业现场应用的主流，包括带HART协议的智能测控仪表，因此有必要对测控仪表之间联络的4—20mA信号传输应用做一些探讨和认识。
【关键词】传输原理；恒流特性；驱动能力；开路电压0 前言电子技术的发展带动了工业自动化技术的应用发展，目前测控技术的高端技术产品不断应用于工业和其它相关行业，特别是测量转换技术中的信息数字化网络技术的广泛应用，给测量转换的信号传输带来质的变革—数字化革命，如FF、Prufibus、CANBUS、LONWORKS、HART等现场总线技术和RS-232/485、YTT20mA电流环串行通讯技术的广泛应用。
但不管现场测控仪表间信号传输方式发生怎样的变化，4—20mA信号传输应用还是现代工业现场控制装置应用的主流，包括带HART协议的智能测控仪表，因此有必要对测控仪表之间联络的4—20mA信号传输应用做一些探讨。
1 4—20mA信号传输的理论条件信号源输出的4—20mA信号（各类电流变送器和电流输出AO卡）从理论分析上看作是一个恒流源，它可以向无限远的终端真实地传输被转换的物理信息，但是从变送器转换或AO模块和其它测控装置的内部机理上认识，所表现出来的特性并不是恒流源特性上所描述的——有无穷大的输出内阻，其内阻是一定的，在一定的负载范围内随负载变化而变化（负载电阻大它变小、负载电阻小它变大），从而可以确保在某一过程物理量的检测转换中能使其电流值不随负载的变化而变化，但当传输线路距离增大时则负载电阻增大到超出其范围后就会破坏其恒流性能，达不到不失真远距离传输的要求。
各类电流型变送器或AO电流输出模块，其输出电路基本结构原理如下图示：图1设某一过程物理量（热工量、电学量等）检测、运算转换对应的输出电流为I，则为：I=24/（RL+rT+RC+Re）mA；rT是晶体管导通可变内阻；当RL从0-500欧姆变化而I不变，式中rT跟随负载变化（rT是T导通状况下电阻值）；当RL=0时→I↑→Vbe↓→rT↑→I↓确保了I不变；当RL=500欧姆时→I↓→Vbe↑→rT↓→I↑确保了I不变；由以上分析知：rT随RL向相反方向变化，才使得I保持不变，确保了恒流性能。
无线传输技术在工业自动化仪表中的应用和挑战
无线传输技术在工业自动化仪表中的应用和挑战摘要：工业自动化仪表是一种用于监测、控制和优化工业生产过程的设备。
随着工业4.0和物联网（IoT）的快速发展，无线传输技术在工业自动化仪表中的应用越来越广泛。
本文将探讨无线传输技术在工业自动化仪表中的应用和挑战，旨在为其推广和应用提供参考。
关键词：无线传输技术；工业自动化；仪表一、无线传输技术在工业自动化仪表中的应用介绍工业自动化仪表是一种用于监测、控制和优化工业生产过程的设备。
随着工业4.0和物联网（IoT）的快速发展，无线传输技术在工业自动化仪表中的应用越来越广泛。
无线传输技术在工业自动化仪表中的应用介绍如下。
无线传输技术在工业自动化仪表中的应用具有显著优势。
首先，无线传输无需线路连接，降低了布线难度和成本。
特别是在复杂环境和远距离的情况下，无线传输技术能够避免线路的损坏和耗时的问题，提高了传输的效率和稳定性。
其次，无线传输具有较好的移动性，能够满足工业自动化仪表在监测和控制方面的需求。
无线传输技术可以支持多个设备之间的通信，从而实现多点监测和控制。
此外，无线传输技术还可以实现设备的快速部署和配置，提高了生产效率。
最后，无线传输技术还具有实时性和高效性，能够实现远程监控和预警，提高生产效率。
通过无线传输技术，监测数据可以实时传输到控制中心，从而实现快速响应和预警，避免生产事故的发生。
同时，无线传输技术还可以降低设备的维护成本，提高了设备的可靠性和安全性。
二、无线传输技术在工业自动化仪表中面临的挑战在工业自动化仪表中应用无线传输技术，虽然具有显著的优势，但也面临着一些挑战和困难。
这些挑战主要表现在技术、成本和安全三个方面。
（一）技术挑战无线传输技术在工业自动化仪表中的技术挑战主要包括信号干扰、信号衰减和兼容性问题。
1.信号干扰无线传输技术面临的信号干扰问题主要来自于外部环境和其他无线设备。
在工业环境中，存在大量的机械设备和电子设备，这些设备可能会产生干扰信号，影响无线传输的稳定性。
rs458 两线方式 传输原理
rs458 两线方式传输原理一、RS458标准简介RS458是一种常用的串行通信标准，也被称为EIA-458或TIA-458。
该标准定义了一系列电气特性、信号传输规范和连接器接口，用于在工业自动化、仪器仪表、通信设备等领域进行可靠的长距离数据传输。
二、两线方式传输的基本原理RS458两线方式传输是RS458标准中的一种传输方式，与RS485四线方式相比，只需要使用两根线缆进行数据传输。
这两根线缆分别为A线和B线，其中A线为非反向信号线，B线为反向信号线。
在两线方式传输中，数据传输的基本原理是通过差分信号进行通信。
发送端将要传输的数据信号转换为差分信号，即在A线上产生一个正脉冲，同时在B线上产生一个等幅度但反向的脉冲。
接收端通过比较A线和B线上的信号电平差异，来恢复出原始的数据信号。
三、两线方式传输的优势与劣势1. 优势：- 长距离传输能力强：RS458两线方式传输可以实现最长1200米的数据传输距离，适用于需要远距离传输的应用场景。
- 抗干扰能力强：由于采用差分信号传输，RS458两线方式可以有效抵抗电磁干扰和噪声干扰，提供稳定可靠的数据传输。
- 多节点连接：RS458两线方式支持多个节点同时连接在同一总线上，可以实现多点通信，提高系统的灵活性和扩展性。
2. 劣势：- 传输速率较低：相比于其他高速通信标准，RS458两线方式的传输速率相对较低，通常在100kbps以下，不适用于对传输速率有严格要求的应用场景。
- 线缆成本较高：由于RS458两线方式需要使用较高质量的屏蔽双绞线缆，因此与一般的通信线缆相比，成本相对较高。
四、两线方式传输的应用领域RS458两线方式传输适用于以下应用场景：1. 工业自动化：在工业控制系统中，RS458两线方式可以实现远距离的传感器数据采集和控制信号传输。
2. 仪器仪表：在仪器仪表领域，RS458两线方式常用于传输精密测量仪器的数据信号，确保信号的稳定和可靠。
3. 通信设备：RS458两线方式可以用于通信设备之间的数据交换，如计算机之间的串口通信。
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：，，，，，，，，，，等。
所谓的级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为±%，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。
6.误差分类按照测量误差的基本性质不同，可以将误差分为系统误差、随机误差和粗大误差。
自动化仪表信号传输形式介绍
自动化仪表信号传输形式介绍在工业自动化控制中，经常会遇到开关量，数字量，模拟量，离散量，脉冲量等各种概念，而人们在实际应用中，对于这些概念又很容易混淆。
现将各种概念罗列如下：1.开关量：一般指的是触点的“开”与“关”的状态，一般在计算机设备中也会用“0”或“1”来表示开关量的状态。
开关量分为有源开关量信号和无源开关量信号，有源开关量信号指的是“开”与“关”的状态是带电源的信号，专业叫法为跃阶信号，可以理解为脉冲量，一般的都有220VAC, 110VAC,24VDC,12VDC等信号，无源开关量信号指的是“开”和“关”的状态时不带电源的信号，一般又称之为干接点。
电阻测试法为电阻0或无穷大。
（注意只有0和1）2.数字量：很多人会将数字量与开关量混淆，也将其与模拟量混淆。
数字量在时间和数量上都是离散的物理量，其表示的信号则为数字信号。
数字量是由0和1组成的信号，经过编码形成有规律的信号，量化后的模拟量就是数字量。
（考虑到了编码，是块状的！）3.模拟量：模拟量的概念与数字量相对应，但是经过量化之后又可以转化为数字量。
模拟量是在时间和数量上都是连续的物理量，其表示的信号则为模拟信号。
模拟量在连续的变化过程中任何一个取值都是一个具体有意义的物理量，如温度，电压，电流等。
（连续量）4.离散量：离散量是将模拟量离散化之后得到的物理量。
即任何仪器设备对于模拟量都不可能有个完全精确的表示，因为他们都有一个采样周期，在该采样周期内，其物理量的数值都是不变的，而实际上的模拟量则是变化的。
这样就将模拟量离散化，成为了离散量。
（也即是数学上的简单函数，不过采样周期是个常值）5.脉冲量：脉冲量就是瞬间电压或电流由某一值跃变到另一值的信号量。
在量化后，其变化持续有规律就是数字量，如果其由0变成某一固定值并保持不变，其就是开关量。
综上所述，模拟量就是在某个过程中时间和数量连续变化的物理量，由于在实际的应用中，所有的仪器设备对于外界数据的采集都有一个采样周期，其采集的数据只有在下一个采样周期开始时才有变动，采样周期内其数值并不随模拟量的变化而变动。
仪器仪表信号传递方式在工业生产的应用
仪器仪表信号传递方式在工业生产的应用导读：设备、物料的监测是现代工业的重要组成部分，自动化的监测离不开自动仪表，而仪表信号的传递是现代工业自动化的重中之重。
摘要：目前自动化仪表应用方面还存在一些不足，本文主要介绍多种仪器仪表信号传输方式，进而探讨仪器仪表信号传输方式后期发展方向。
关键词：自动化；仪表；信号传输；开关量；模拟量；通讯1引言自动化仪器仪表在现代工业中的对设备、物料监测的应用，使得现代工业发展不断的飞速发展。
为了进一步提高设备、物料监测的及时高效，仪器仪表信号传输方式也在不断的进化，为设备、物料监测提供了较大的便利。
自动化仪表信号传输作为在现代工业控制系统中关键的技术，其对提高现代工业自动化、智能化水平有着较大的帮助，提高了现代工业生产水平增加经济效益。
2仪器仪表信号传输方式概述信号传输是一个比较广泛的概念，随着技术的进步，信号传输也变得多样化，如：开关量、模拟量、通讯等。
开关量的状态只有0/1；模拟量信号主要是电压或者电流信号，可以是0-10V直流电压，也可以是4-20mA直流电流，还有使用0-20mA直流电流的；通讯的方式比较多，如：RS485、RS232、Hart、以太网、Can等。
以日常生活举例，说话就是一个比较常见信号传输过程。
甲与乙通过说话的方式进行工作上的沟通，甲所用的语言必须是乙能听懂的，甲说话的音量必须适中保证乙能听得清楚，而且不会因为声音大产生耳鸣，甲所讲的工作范围必须在乙工作范围之内，这样才能保证两个人有效的沟通。
我们通过信号传输对照“说话”，对信号传输的进行解释。
“甲所用的语言”，对应信号传输类型，如：开关量、电压信号、电流信号、脉冲信号、RS485、RS23、Hart、Can、以太网等。
“甲音量”对应信号电压、电流大小，如：电压信号0-10V、电流4-20mA等。
“乙工作范围”对应信号传输中PLC、DCS中I/O模块或通讯模块的类型。
3开关量开关量，我们在日常生活中找个相似的例子，如：电灯的开关。
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1.开关量：一般指的是触点的“开”与“关”的状态，一般在计算机设备中也会用“0”或“1”来表示开关量的状态。开关量分为有源开关量信号和无源开关量信号，有源开关量信号指的是“开”与“关”的状态是带电源的信号，专业叫法为跃阶信号，可以理解为脉冲量，一般的都有220VAC, 110VAC,24VDC,12VDC等信号，无源开关量信号指的是“开”和“关”的状态时不带电源的信号，一般又称之为干接点。电阻测试法为电阻0或无穷大。（注意只有0和1）
综上所述，模拟量就是在某个过程中时间和数量连续变化的物理量，由于在实际的应用中，所有的仪器设备对于外界数据的采集都有一个采样周期，其采集的数据只有在下一个采样周期开始时才有变动，采样周期内其数值并不随模拟量的变化而变动。这样就将模拟量离散化了，例如：某设备的采样周期为1秒，其在第五秒的时间采集的温度为35度，而第六秒的温度为36度，该设备就只能标称第五秒时间温度35度，第六秒时间温度36度，而第五点五秒的时间其标称也只是35度，但是其实际的模拟量是35.5度。这样就将模拟信号离散化。其采集的数据就是离散化了，不再是连续的模拟量信号。由于计算机只识别0和1两个信号，即开关量信号，用其来表示数值都是使用数字串来表示，由于计算能力的问题，其数字串不能无限长，即其表达的精度也是有限的，同样的以温度为例，由于数字串限制，其表达温度的精度只能达到0.1度，小于该单位的数值则不能被标称，这样就必须将离散量进行量化，将其变为数字量。即35.68度的温度则表示为35.6度。
4.离散量：离散量是将模拟量离散化之后得到的物理量。即任何仪器设备对于模拟量都不可能有个完全精确的表示，因为他们都有一个采样周期，在该采样周期内，其物理量的数值都是不变的，而实际上的模拟量则是变化的。这样就将模拟量离散化，成为了离散量。（也即是数学上的简单函数，不过采样周期是个常值）
5.脉冲量：脉冲量就是瞬间电压或电流由某一值跃变到另一值的信号量。在量化后，其变化持续有规律就是数字量，如果其由0变成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ一固定值并保持不变，其就是开关量。
2.数字量：很多人会将数字量与开关量混淆，也将其与模拟量混淆。数字量在时间和数量上都是离散的物理量，其表示的信号则为数字信号。数字量是由0和1组成的信号，经过编码形成有规律的信号，量化后的模拟量就是数字量。（考虑到了编码，是块状的！）
3.模拟量：模拟量的概念与数字量相对应，但是经过量化之后又可以转化为数字量。模拟量是在时间和数量上都是连续的物理量，其表示的信号则为模拟信号。模拟量在连续的变化过程中任何一个取值都是一个具体有意义的物理量，如温度，电压，电流等。（连续量）