控制仪表
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。
dcs仪表控制基本知识
DCS（分布式控制系统）是一种集散控制系统，它将计算机技术、控制技术和网络技术高度结合，用于实现对生产过程中的众多控制点进行控制。
DCS仪表控制基本知识包括以下几个方面：1. 仪表的分类：仪表分为一次仪表（现场仪表）和二次仪表（控制仪表）。
一次仪表直接与工艺介质相接触，如温度计、压力表等；二次仪表主要用于显示、控制、调节等，如PID控制器、报警器等。
2. 仪表的信号类型：仪表信号分为模拟信号和数字信号。
模拟信号包括温度、压力、流量等连续变化的信号，如4-20mA、1-5V等；数字信号包括开关量信号和脉冲信号，如0-1、1-0、2-3等。
3. DCS系统的组成：DCS系统通常由控制器（过程站）、操作站、通信网络和现场仪表等组成。
控制器负责实现对现场仪表的实时控制和调节；操作站用于监控和管理整个控制系统；通信网络负责连接控制器、操作站和现场仪表，实现数据传输。
4. DCS系统的控制功能：DCS系统可以实现多种控制功能，如温度控制、压力控制、流量控制、液位控制等。
通过PID控制算法等调节方法，实现对工艺过程的精确控制。
5. 仪表与DCS系统的连接：仪表通过信号传输线与DCS系统的输入/输出（I/O）卡件连接。
模拟信号通常采用4-20mA、1-5V等标准信号传输；数字信号采用开关量或脉冲信号传输。
6. DCS系统的组态：组态是指DCS系统根据实际应用需求进行配置和编程的过程。
通过组态软件，可以实现对DCS系统的控制策略、报警设置、历史数据存储等功能进行配置。
7. DCS系统的调试与维护：DCS系统调试主要包括系统硬件检查、通信网络测试、控制策略编程和调试等。
维护工作主要包括定期检查、故障排除、系统升级等。
通过以上对DCS仪表控制基本知识的了解，可以更好地把握DCS系统在工业生产过程中的应用和作用。
仪表控制方案
仪表控制方案仪表控制方案引言在工业生产过程中，仪表是必不可少的工具之一。
仪表的准确性和稳定性对于生产过程的监控和控制起着至关重要的作用。
为了实现对仪表的远程监控和控制，需要制定合适的仪表控制方案。
本文将介绍一个基于现代技术的仪表控制方案，旨在提高监控和控制的效率和准确性。
仪表控制方案的要求一个理想的仪表控制方案应该具备以下几个要求：1. 高准确性：仪表控制方案应该能够提供高精度的数据采集和处理功能，确保监控和控制过程的准确性。
2. 实时性：仪表控制方案应该能够实时地采集和传输数据，确保及时监控和控制生产过程。
3. 高可靠性：仪表控制方案应该能够在面对各种干扰和异常情况下，保持稳定的工作状态，确保可靠性和稳定性。
4. 易于使用：仪表控制方案应该具备友好的用户界面和简单易懂的操作方式，方便用户进行监控和控制操作。
仪表控制方案的设计与实现数据采集与处理模块数据采集与处理模块是仪表控制方案的核心部分，其主要功能是采集仪表的数据，并对数据进行处理和分析。
为了实现高准确性和实时性，可以采用先进的传感器技术和高速数据采集卡，确保数据的准确和及时采集。
同时，可以使用现代化的数据处理算法和模型，对数据进行实时分析和判断，并提供准确的监控和控制指标。
数据传输与通信模块数据传输与通信模块是实现远程监控和控制的关键部分，其主要功能是将采集到的数据传输至远程监控和控制中心，并接收来自中心的命令和指令。
为了实现实时性和高可靠性，可以采用高速、稳定的网络通信技术，如以太网和无线通信技术。
同时，可以使用数据压缩和加密算法，确保数据的安全传输和存储。
用户界面与操作模块用户界面与操作模块是仪表控制方案的用户接口，其主要功能是提供友好的用户界面和简单易懂的操作方式，方便用户进行监控和控制操作。
可以设计一个直观明了的图形界面，显示实时监控数据和控制指标，并提供简单易懂的操作按钮和控制面板，方便用户进行操作和控制。
系统稳定性与可靠性模块系统稳定性与可靠性模块是仪表控制方案的重要组成部分，其主要功能是确保整个仪表控制系统的稳定和可靠运行。
控制仪表简介介绍
06
控制仪表的发展趋势和未来展 望
发展趋势介绍
1 2 3
智能化
控制仪表正朝着智能化方向发展，通过引入人工 智能、机器学习等技术，实现更精准、高效的测 量和控制。
集成化
控制仪表集成化程度不断提高，通过将多个功能 模块集成到一个仪表中，实现更便捷、高效的操 作和维护。
无线化
无线控制仪表逐渐成为主流，通过无线通信技术 实现远程监控和操作，提高工作效率和便捷性。
功能介绍
测量功能
控制功能
控制仪表能够实时测量被控对象的各种参 数，如温度、压力、流量等，并将测量结 果以数字或模拟信号的形式输出。
控制仪表根据预设的算法和设定值，对被 控对象进行自动调节和控制，以保证被控 对象始终处于设定值范围内。
显示功能
报警功能
控制仪表能够将测量结果以数字或模拟形 式显示出来，方便操作人员了解被控对象 的实时状态。
当被控对象的参数超过设定值范围时，控 制仪表能够发出声光报警，及时提醒操作 人员进行相应的处理。
03
控制仪表的种类和应用领域
种类介绍
温度控制仪表
用于测量和调节温度，按测量范围可分为 温度传感器、温度变送器和控制仪表。
过程分析仪表
用于监测工业生产过程中各种化学成分和 物理参数，按测量原理可分为化学分析仪 表、物理分析仪表和过程分析控制仪表。
背景
随着工业技术的发展，控制仪表在工 业自动化领域的应用越来越广泛，对 于提高生产效率、降低成本、保证产 品质量等方面具有重要意义。
控制仪表的定义和分类
控制仪表定义
控制仪表是一种用于测量、显示、记录和控制工业生产过程中各种参数的自动化设备。
控制仪表分类
化工仪表的主要类型
化工仪表的主要类型一、引言化工仪表是化工生产过程中不可或缺的重要设备，它们广泛应用于化工领域的各个环节，如流程控制、温度测量、压力监测等。
本文将从功能和特点两个方面，介绍化工仪表的主要类型。
二、功能类型1. 测量仪表测量仪表是化工生产中最常见的仪表之一，用于测量和监测各种物理量，如温度、压力、流量、液位等。
其中，温度计、压力计、流量计和液位计是常见的测量仪表。
它们通过传感器将被测量的物理量转换为电信号，并经过放大、处理、显示等步骤，提供准确的测量结果。
2. 控制仪表控制仪表用于对化工生产过程进行控制和调节，以实现生产目标。
常见的控制仪表有调节阀、控制器和可编程逻辑控制器（PLC）。
调节阀通过调节介质的流量、压力和温度等参数，控制化工过程中的物质流动和能量转移。
控制器通过接收传感器信号，并与设定值进行比较，输出控制信号，实现对过程参数的闭环控制。
PLC是一种多功能、可编程的控制器，可实现复杂的逻辑控制和自动化控制。
3. 分析仪表分析仪表用于对化学组分和物理性质进行分析和检测。
常见的分析仪表有气相色谱仪、液相色谱仪和光谱仪。
气相色谱仪通过气相色谱柱和检测器，对气态或挥发性物质进行分离和检测。
液相色谱仪则通过液相色谱柱和检测器，对溶解性物质进行分离和检测。
光谱仪则通过测量样品在特定波长处的吸收、发射或散射光，分析样品的组成和性质。
三、特点类型1. 安全仪表安全仪表主要用于监测和控制化工过程中的安全参数，以确保生产过程的安全稳定。
常见的安全仪表有火焰探测器、气体泄漏探测器和防爆仪表。
火焰探测器通过探测火焰的辐射和光谱特性，及时发出警报并采取相应的措施。
气体泄漏探测器则通过探测气体浓度的变化，及时发出警报以避免事故。
防爆仪表则具有防爆能力，能够在有爆炸危险的环境中安全运行。
2. 无线仪表无线仪表是近年来快速发展的一种新型化工仪表。
它采用无线通信技术，能够克服传统有线仪表布线困难和成本高的问题，实现远程监测和控制。
过程控制仪表.详解
过程控制 3、按结构形式分类
单元组合式仪表 基地式仪表 集散型计算机控制系统
现场总线控制系统
过程控制
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。
最简单的电动执行器称为电磁阀
其它连续动作的电动执行器都使用电动机作动力元件，将
调节阀的信号转变为阀的开度 + 伺服电动机 伺服放大器 －
减速器
位置发生器
电动执行机构的构成框图
三、调节阀的气开和气关
1、执行机构与调节机构的组合
过程控制
气开阀：在有信号压力输入时阀打开、无信号压力时阀全关 气关阀：在有信号压力时阀关闭，无信号压力时阀全开 从控制系统角度出发，气开阀为正作用，气关阀为反作用
4、数学运算
过程控制
当检测信号与被控变量之间有一定的函数关系时，需要进行数 学运算获得实际的被控变量数值。
5、信号报警
如果检测变送信号超出工艺过程的运行范围，就要进行信号 报警和连锁处理。
6、数字变换
例如快速傅里叶变换、小波变换； 在计算机控制系统中，模数转换和数模转换时经常使用的。
3.3 执行器
过程控制
温度变送器 压力变送器 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
自动控制仪表(ppt 64页)
比例控制系统的控制结果会产生余差，这是比例控制器的固 有控制特性所决定的。余差的产生也可以从比例控制的特性来 说明。
为了减少余差，可以增大比例放大倍数，也就是减小了比例度。但 这会使系统的稳定性变差。一般地，适当地增大比例放大系数，即 减小比例度，使比例控制作用增强。此时，最大的偏差减小，余差 减小，工作频率提高，周期缩短，系统的振荡加剧，稳定性下降。
8
二、比例控制
在双位控制系统中，被控变量不可避免地会产生 持续的等幅振荡过程，为了避免这种情况，应该使控 制阀的开度与被控变量的偏差成比例，根据偏差的大 小，控制阀可以处于不同的位置，这样就有可能获得 与对象负荷相适应的操纵变量，从而使被控变量趋于 稳定，达到平衡状态。9Biblioteka 如左图，根据相似三角形原理
15
三、积分控制
当对控制质量有更高要求时，就需要在比例控制的 基础上，再加上能消除余差的积分控制作用。
积分控制作用的输出变化量p与输入偏差 e的积分成正比，即
pKI edt
当输入偏差是常数A时
图5-9 积分控制器特性
pKI AdK t IAt
结 当有偏差存在时，输出信号将随时间增长（或减小）。 论 当偏差为零时，输出才停止变化而稳定在某一值上，
At
17
图5-11积分时间对过渡过程的影响
积分时间T大小表示曲线的斜率和输出曲线上升速度快慢， 积分时间T是表征积分控制作用强弱的一个重要参数。当 积分时间T越小（K越大）时，直线上升越快，积分控制作 用越强。反之，T越大（K越小），直线上升越慢，积分作 用越弱。
第四章 自动控制仪表
B
0
VT
' 1
1 3 VS VB
' ' 2 3
I I I
VB
0
F
输入电路
1 VO1 V B 2 0 i F F R1 R4 R5 1 1 V F Vi VO1 V B 3 2
比例积分控制器
由于积分控制动作缓慢，一般与 比例控制组合使用，这样既能及 时控制，又能消除余差。 比例积分控制规律可表示为：
p K p (e K I edt) 1 K p (e TI
edt)
积分时间TI的物理意义：在阶跃信号作用下，控制器 积分作用的输出等于比例作用的输出所经历的时间。
什么是控制规律？
在分析自动化系统时，偏差采用e=x-z，但在单 独分析控制仪表时，习惯上采用测量值减去给定 值作为偏差。 控制器的输出信号就是控制器送往执行器（常用 气动执行器）的信号p。 所谓控制器的控制规律就是指p与e之间的函数关 系，即
p f (e) f ( z x)
1—自动-软手动-硬手动切换开关；2—双针垂直指示器；3—内给定设定轮； 4—输出指示器；5—硬手动操作杆；6—软手动操作板键；7—外给定指示 灯；8—阀位指示器；9—输出记录指示；10—位号牌；11—输入检测插孔； 12—手动输出插孔
DDZ-Ⅲ型调节器输入电路
R5 R1 Vi
R2
主要作用:
0.4
0.6
0.8
1 Time (sec)
1.2
1.4
1.6
1.8
2
比例控制
仪表控制管理制度
仪表控制管理制度一、总则为了规范仪表的管理和维护工作，提高设备运行效率，确保生产安全和质量，制定本管理制度。
二、管理范围本管理制度适用于公司所有生产车间及设备仪表的管理工作。
三、管理原则1. 确保仪表的准确性和稳定性。
2. 做到预防性维护，减少故障发生。
3. 坚持按期检修，保证设备的正常运行。
4. 加强技术培训，提高管理人员和操作人员的仪表知识和技能。
5. 建立健全的记录和档案管理系统，方便查询和追踪。
四、管理职责1. 仪表管理员：负责制定仪表管理计划，组织实施仪表检修和保养工作，监督检修过程，维护维修技术资料。
2. 设备操作人员：负责日常仪表检查和保养工作，及时发现和报告问题。
3. 技术人员：负责仪表维修和技术支持工作，解决故障问题。
4. 质量部门：对仪表进行质量把关，确保仪表符合质量要求。
五、管理程序1. 仪表管理计划的制定和执行（1）制定仪表管理计划，明确检修频次和内容。
（2）组织实施计划，监督检修过程，及时处理问题。
2. 仪表检修和保养工作（1）定期检查仪表，发现问题及时处理。
（2）按照保养手册执行保养工作，延长仪表使用寿命。
3. 仪表故障处理（1）及时响应故障报警，找出故障原因。
（2）制定故障处理方案，迅速修复恢复设备正常运行。
4. 仪表记录和信息管理（1）建立仪表记录卡，记录仪表的使用和检修情况。
（2）建立维修资料库，保存仪表维修手册和技术资料。
5. 仪表技术培训（1）定期开展仪表技术培训，提高管理人员和操作人员的仪表知识和技能。
（2）组织外部培训，了解最新的仪表技术和维修方法。
六、管理评估1. 定期对仪表管理工作进行评估，检查是否按照规定执行。
2. 对管理人员和操作人员进行考核，及时纠正问题。
3. 通过评估结果，及时调整管理措施，提高管理水平。
七、附则本管理制度自颁布之日起执行，如有疑义或需要修改，由公司技术部门负责解释和修订。
以上仪表控制管理制度，不得随意更改，以免影响设备正常运行和生产效率。
控制仪表复习
答:输出变化量是0.25V。
2 5.说明积分增益和微分增益的物理意义。他们的大小对控制器的
输出有什么影响？
答：积分增益K
的物理意义是：
I
在阶跃信号作用下，PI控制器输出变化的最终值与初始值之比：
KI
y () y(0)
，K
越大越接近理想积分，消除静差的能力越强。
两端，见图2 4，这样两导线电阻的压降UCM1和UCM2均成 无扰动切换。
为输入电路的共模电压信号，由于差动放大器对共模信号
有很强的抑制能力，因此，这两个附加电压不会影响运算
电路的精度。
第三章
3-11 气动仪表的基本元件有哪些？说明喷嘴挡板机构和放大器的作用原理。
答：（1）表的基本元件：气阻、气容、弹性元件、喷嘴-挡板机构和功率放大器等。
U03 () K K Pmin Imin
1 0.05%（不考虑漂移、积分电容漏 0.2 104
电的影响，此时MAX 2mV, P27）； 控制器指标给出的控制精度为： 0.5% （考虑漂移、积分电容漏电
等因素影响，此时MAX 20mV）。 不能消除偏差，因为KI ，CI漏电。
注：正常使用时，K I
又如exiaiict5表示ii类本质安全型ia等级c级t5组其设备适用于所有气体级别引燃温度不低于t5100c爆炸性气体蒸汽的燈按最大试验安全间隙倾在规定的标准试验条件下火焰不能饰的最大间隙称为最旭验2按最小点燃电流比分级在规定的标准试验条件下调节最小点燃电流以甲烷的最小点燃电流为标准定为10其它物质的最小点燃电流与之比较得出最小点燃电流比micr为
ymax
ym
。此
in
时
比例
仪表控制方案
仪表控制方案仪表控制方案是一种用于控制和监测仪器设备的方法和策略。
在各种工业领域中，仪表控制方案发挥着至关重要的作用，它能够确保设备的正常运行和高效性能。
本文将探讨仪表控制方案的重要性、常见的仪表控制方法以及在实际应用中的一些挑战和解决方案。
首先，让我们来探讨仪表控制方案的重要性。
现代工业生产中，各种仪器设备的应用十分广泛，它们负责监测和调节机械、电子、化学等各种过程。
而仪表控制方案则是为了更好地管理和控制这些仪器设备而产生的。
一个合理的仪表控制方案能够确保设备的稳定性和安全性，同时也可以提高生产效率和降低资源消耗。
因此，仪表控制方案对于企业的正常运营和可持续发展至关重要。
那么，在实际应用中，常见的仪表控制方法有哪些呢？首先，PID 控制是一种常见的仪表控制方法，它通过比较实际值和设定值之间的差异，来调整设备的输出信号，使系统保持在稳定状态。
PID控制算法包括比例控制、积分控制和微分控制，通过不断的调整三个参数的数值，可以实现对系统动态性能的控制。
另外，模糊控制是另一种常见的仪表控制方法。
模糊控制是基于模糊逻辑的控制方法，它不同于传统的精确控制，而是通过模糊集合和规则库来进行推理和决策。
模糊控制适用于那些难以明确建立数学模型或者存在不确定性的系统，它能够更好地适应实际情况，并具有较好的容错性。
除了PID控制和模糊控制外，还有一些其他的仪表控制方法，如网络控制、自适应控制和模型预测控制等。
这些方法都有各自的特点和适用范围，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的方法。
然而，在实际应用中，仪表控制方案也面临一些挑战。
首先，仪表设备本身的可靠性和准确性对于控制方案的有效性至关重要。
如果仪表设备存在故障或者读数不准确，那么无论采用何种控制方法，都难以实现预期的控制效果。
因此，对于仪表设备的选择和维护十分重要。
其次，不同的控制方法在不同的系统中表现也不尽相同。
在应用仪表控制方案时，需要根据具体系统的特点和需求来选择合适的控制方法，并根据实际情况进行参数调整和优化。
化工自动化控制仪表作业
化工自动化控制仪表作业1. 引言化工自动化控制仪表在化工生产过程中起着至关重要的作用。
它们用于测量、控制和监测化工过程中的各种参数，如温度、压力、流量等。
本文将介绍化工自动化控制仪表的基本原理、常见类型以及其在化工生产中的应用。
2. 基本原理2.1 传感器化工自动化控制仪表中的传感器负责将物理量转化为可感知的电信号。
常见的传感器类型有温度传感器、压力传感器、液位传感器等。
温度传感器通常采用热电偶或热电阻原理，压力传感器则利用压力的作用力对敏感元件进行变形，从而产生电信号。
2.2 信号转换器传感器产生的电信号通常是微弱的，需要经过信号转换器进行放大和转换。
信号转换器能将微弱的电信号转换为标准信号，如0-10mA或4-20mA的电流信号，或0-10V或0-5V的电压信号。
这些标准信号可以更方便地用于后续的处理和控制。
2.3 控制器控制器是化工自动化控制仪表系统中的核心部分。
它通过与传感器和执行器的连接，实现对于化工过程的控制。
常见的控制器有PID控制器和PLC（可编程逻辑控制器）。
PID控制器通过计算误差信号、比例增益、积分时间和微分时间来调节控制信号，实现对控制对象的稳定控制。
PLC则可以编写逻辑程序，实现更复杂的控制逻辑。
3. 常见类型3.1 温度控制仪表温度控制仪表常用于控制化工过程中的温度。
它们包括温度传感器、信号转换器和温度控制器。
通过测量温度传感器的电信号，经过信号转换器转化为标准信号后，再根据设定的温度值进行相应的控制。
3.2 压力控制仪表压力控制仪表常用于控制化工过程中的压力。
它们包括压力传感器、信号转换器和压力控制器。
通过测量压力传感器的电信号，经过信号转换器转化为标准信号后，再根据设定的压力值进行相应的控制。
3.3 液位控制仪表液位控制仪表常用于控制化工过程中的液位。
它们包括液位传感器、信号转换器和液位控制器。
通过测量液位传感器的电信号，经过信号转换器转化为标准信号后，再根据设定的液位值进行相应的控制。
控制仪表的概念
控制仪表(control instrument )，自动控制被控变量的仪表。
它将测量信号与给定值比较后，对偏差信号按一定的控制规律进行运算，并将运行结果以规定的信号输出。
工程上将构成一个过程控制系统的各个仪表统称为控制仪表。
在化工生产中，又称控制器或调节仪表。
是将被控变量按一定精确度自动控制在设定值附近的化工仪表。
它把所需控制的被控变量的测量值与要求的设定值进行比较，得出偏差，按照一定的函数关系(称为控制规律)发生控制作用，操纵控制阀或其他执行器以实现对生产过程的控制。
在化工生产中常见的被控变量有温度、流量、压力、液位和成分等。
常规的控制仪表内部用模拟信号联系和运算，故称模拟控制仪表，也称调节器。
控制仪表内部用数字信号联系和运算的，称为数字式控制仪表，也称数字调节器。
应用：可与各类传感器、变送器配合使用，实现对温度、压力、液位、容量、力等物理量的测量和显示，并配合各种执行器对电加热设备和电磁、电动阀门进行PID调节和控制、报警控制，数据采集和记录热电偶必需是由两种性质不同但契合一定请求的导体（或半导体）资料构成回路。
热电偶丈量端和参考端之间必需有温差。
将两种不同资料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。
当导体A 和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因此在回路中构成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。
热电偶就是应用这一效应来工作的。
是一种感温元件，是一种一次仪表，热电偶直接丈量温度。
工作原理：两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当两个接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。
热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。
自动控制仪表简述
自动控制仪表简述一．自动控制仪表的作用自动控制是指再没有人直接参与的情况下，利用控制装置（控制器），使机器、设备或生产过程（被控对象）的某一工作状态或参数（被控量）自动按照预定的规律运行。
自动控制是可以在检测的基础上，在应用控制仪表（常称为控制器）和执行器来代替人工操作。
自动控制仪表在自动控制系统中的作用是将被控变量的测量值与给定值相比较，产生一定的偏差，控制仪表根据该偏差进行一定的数学运算，并将运算结果以一定的信号形式送往执行器，以实现对于被控变量的自动控制。
二．自动控制仪表的分类及其特点1.按控制仪表的结构形式分类（1）基地式控制仪表⑴原理：基地式控制仪表是将测量、变送、显示及控制等功能集于一身的一种控制仪表。
它的结构比较简单，常用于简单控制系统。
⑵目前流行的仪表：有MOOR公司的XCT340 D-B、SMAR公司的LD301和KF系列。
⑶存在的问题：①气动基地式仪表(例如KF系列)要比电动基地式仪表的价格贵l倍还要多；②目前电动基地式仪表还未国产化，尚需进口；③气动基地式仪表对气源质量要求高。
往往由于气源净化不好而不能投入自动。
⑷发展方向：电动基地式仪表的发展趋势是全部采用现场总线技术，将一些本属于控制室中控制器的功能下放到现场型仪表中，从而更加拓宽了其使用范围。
不但简化了系统，节约了投资。
而且利用现场总线的双向通信功能，可由现场向控制室发出测量参数、维修预报以及故障诊断等信号，同时，也可在控制室对电动基地式仪表进行在线组态、设定、维护及调整。
（2）单元组合式仪表⑴原理：单元组合式仪表把整套仪表按照其功能和使用要求，分成若干独立作用的单元，个单元之间用统一的标准信号联系，使用时，针对不同的要求，将个单元以不同的形式组合，可以组成各种各样的自动检测和控制系统。
图1-1用电动单元组合仪表构成的调节系统⑵单元组合式仪表的分类（按使用的能源来分）①气动单元组合式仪表：以电作为能源及传送信号的仪表．这种仪表具有响应快速，易于控制和远距离传送，便于与各种电子装置、计算机等配合，可构成各种复杂的综合控制系统，发展十分迅速，在生产中被广泛应用。
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者缺的设备，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者摹拟信号，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份和物理性质。
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，以确定样品的成份和特性。
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者自动停机。
保护仪表可以匡助防止事故和损坏，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，不同类型的仪表往往需要配合使用，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。
化工仪表自控控制仪表概述、原理与应用
图4-1 理想双位控制特性
图4-2 双位控制示例
缺点：执行器在频繁工作，容易出现故障。
2.1位式控制
二、具有中间区的双位控制
将上图中的测量装置及继电器线路稍加改变，便可成 为一个具有中间区的双位控制器，见下图。
由于设置了中间区，当偏差在中间区内变化时，控制 机构不会动作，因此可以使控制机构开关的频繁程度大为 降低，延长了控制器中运动部件的使用寿命。
1 8 6 1 3 0 /4 /1 2 0 0 0 10 0 10 % 0 4 0% 0
2.2比例控制
说明
当温度变化全量程的40%时,控制器的输出从0mA变化到
10mA。在这个范围内,温度的变化和控制器的输出变化p是
成比例的。当温度变化超过全量程的40%时 (在上例中即温 度变化超过40℃时) ,控制器的输出就不能再跟着变化了。
这是因为控制器的输出最多只能变化100%。所以,比例 度实际上就是使控制器输出变化全范围时,输入偏差改变量 占满量程的百分数。
2.2比例控制
将式（4-5）改写后得 e(pmaxpmi)n10% 0
p xmaxxmin
即
1(pmaxpmi)n10% 0 （4-6）
Kp xmaxxmin
对于一只具体的比例控制器，仪表的量程和控制器的 输出范围都是固定的,令
2.2比例控制
二、比例度及其对控制过程的影响
1.比例度
比例度 是指控制器输入的变化相对值与相应 的输出变化相对值之比的百分数。
xma exxmi/npma pxpmin10% 0 （4-5）
输入的最大变化量
输出的最大变化量
2.2比例控制
可以从控制器表面指示看出比例度具体意义：
1. 比例度就是使控制器的输出变化满刻度时（也就是控制 阀从全关到全开或相反），相应的仪表测量值变化占仪 表测量范围的百分数。
过程控制仪表
第四章过程控制仪表本章提要1.过程控制仪表概述2.DDZ-川型调节器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：一般结构比较简单、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。
仪表控制方案
仪表控制方案1. 引言在现代工业生产中，仪表控制方案是实现自动化控制的重要组成部分。
通过仪表控制方案，工程师们能够实时监测和调整工业过程中的各种参数，从而提高生产效率和质量。
本文将介绍一种常见的仪表控制方案，并讨论其具体应用。
2. 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传感器收集实时数据，经过处理和分析后，通过执行器对工业过程进行控制。
一般来说，仪表控制方案包括以下几个主要组成部分：2.1 传感器传感器是仪表控制方案的输入设备，用于采集各种参数数据，如温度、压力、流量等。
传感器通常通过模拟信号将采集到的数据传输给控制系统。
2.2 控制系统控制系统是仪表控制方案的核心部分，负责接收传感器采集的数据并进行处理和分析。
常见的控制系统包括集散控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）等。
2.3 执行器执行器是仪表控制方案的输出设备，用于对工业过程进行控制。
执行器接收控制器发送的信号，并通过相应的操作对工业设备进行调整，如开关、调节阀等。
3. 仪表控制方案的具体应用仪表控制方案广泛应用于各个工业领域，如化工、电力、石油等。
以下是几个常见的应用场景：3.1 温度控制在化工生产中，许多反应过程需要在特定的温度范围内进行，以保证反应的效率和产品的质量。
仪表控制方案通过温度传感器采集反应器内的温度数据，经过控制系统的处理和分析，控制加热或冷却设备的工作状态，以维持温度在设定的范围内。
3.2 压力控制在石油开采过程中，油井的压力是一个重要的参数。
仪表控制方案通过压力传感器实时采集井口的压力数据，控制系统根据设定的压力范围，对油井泵进行控制，以保持合适的压力水平，确保石油的正常生产。
3.3 流量控制流量控制是很多工业过程中的重要环节，如水处理、燃气输送等。
仪表控制方案通过流量传感器采集流体的流量数据，控制系统根据设定的流量值，对流量阀门进行调整，以保持流体的稳定流动。
4. 仪表控制方案的优势和挑战仪表控制方案相较于传统的人工控制有许多优势，如实时性高、精度高、自动化程度高等。
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一、控制仪表与装置的分类及发展过程控制仪表与装置的分类可按安装场地、能源形式、结构形式和信号类型来分。
按安装场地的不同，可将其分为现场类仪表与控制室类仪表。
现场类仪表通常在抗干扰、防腐蚀、抗震动、防爆等方面有持殊要求。
如变送器、执行器类仪表。
按所用能源的不同，可将其分为电动、气功、液动和混合式等几大类。
气动控制仪表发展最早，20世纪40年代就广泛地应用于工业生产。
它们具有本质安全、防爆的特征，且性能稳定、结构简单、价格便宜；但精度不高．还有一定的阻塞问题。
因此，在控制系统中的应用领域较窄，但其地位仍然不能被取代。
特别是其中的气功执行器，具有安全、可靠和工作平稳等优点，应用仍非常的广泛。
十多年后出现了电动控制仪表与装置．其发展相当迅速，主要分为模拟式调节装置与数字式调节装置两条发展线路。
模拟式调节装置的结构类型有基地式、电动单元组合式与组件组装式。
模拟式调节装置按回路或过程进行控制，主要在测控能力、应用灵活、性价比上不断发展。
现在正在发展的仪表有电气混合的趋势，特别在执行器的发展中尤为显著，综合气动设备的防爆与电动设备的高指标，使仪表及系统的设计更趋合理。
数字式调节装置以计算机或微电脑为核心，经历了集中式控制系统、集散控制系统DCS以及现在正在发展的现场总线控制系统FCS。
在前两者中，测量变送类仪表与执行类仪表一般采用模拟信号，集中式控制系统的控制中心由计算机总体担纲，集散控制系统的控制由数字调节器、可编程控制器(PLC、SLC等)以及多台计算机递阶构成，因此都属于模拟数字混合式控制装置。
与模拟式调节装置相比，其过程优化，测量控制精度更上一个档次。
但在DCS形成过程中，由于受汁算机系统早期存在的系统封闭这一缺陷的影响，各厂家的产品自成体系，不易互连，难以互换、互操作．因而难以组成更大范围的信息共享网络系统。
现场总线控制系统采用全数字信号，以打破这种封闭性为目标，使通信网络的解决方案成为基于公开化、标准化的解决力案，让各生产厂商按同一的协议规范设计自己的控制装置与系统，使各种控制系统可以通过现场总线实现互连、互换、互操作，从而实现综合白动化的各种功能：全分布式结构、控制功能彻底下放到现场，依靠现场智能设备本身实现基本的测量、运算与拧制。
二、控制仪表与装置的信号与供电（一）、控制仪表与装置的供电电动控制仪表与装置的供电主要有两种形式：交流供电与白流集中供电1、交流供电早期的电动控制仪表中多使用交流供电，220v的工频交流直接引入降低了仪表的安全性．缩小了仪表的应用范围。
目前，电子技术的发展使电源的处理非常容易．一片交流／直流或直流／交流电源电压变换器元件可以做到体积小、功率大，且价格便宜。
2、直流集中供电整个控制系统由统一的直流低压电源箱供电，且常常是—组电源为整个控制系统的各台仪表供电，称为直流单电源集中供电。
当各台仪表需要多组电源时，现代的电源变换技术常以电源电压变换器元件的形式将单一电源变换成或隔离地变换成多组电源，这种模块很容易应用在仪表的设计中。
直流集中供电方式好处很多：易实现带备用电源的无停电系统；低压供电为系统防爆提供了有利条件。
（二）、模拟仪表的信号制控制系统中各仪表、装置之间信号传输需要有公认的、统一的联络信号。
信号制即指在某种标准中所规定的信号联络方法。
一般在同一系列仪表中各仪表采用相同的信号制，以便各仪表间能够任意连接，有利于控制系统的仪表成套。
电信号的种类有多种．主要有模拟信号、数字信号、频率信号和脉宽信号四大类，其中前两者用得最多。
电模拟信号的种类有直流电流、直流电压、交流电流、交流电压四种。
其中直流信号具有不受线路中电感、电容及负载性质的影响．不存在相移问题，不受交流感应影响等优点，因而应用较为广泛。
1973年国际电工委员会(IEC)第64次技术委员会通过的标准规定了国际统一信号，过程控制系统的模拟直流电流信号为4—20mADC，模拟直流电压信号为l—5VDC。
模拟仪表的常见信号制还有0—10mADC，这是我国早期DDZ—Ⅱ仪表所用的信号制。
气动调节仪表的信号制为0．02—0．1MPa。
信号制的下限不为零称为活零点，有助于实现微机控制系统的自检；信号制的上限也不能太大，有助于实现系统的防爆。
直流模拟电流与电压信号各有优缺点，分别适用于不同的场合。
下面对直流模拟电流与电压信号做分析比较。
直流电流信号与电压信号传输模型如图2．1和图2．2所示。
图中L作为发送仪表的变送器的等效输出电阻，冗m为连接导线及连接过程所产生的电阻。
n台接收仪表串联或并联地接收信号。
1、直流电流信号直流电流信号传输有如下两个缺点：①若回路中有一个断点。
则n台接收仪表均不能接收信号，因此，可靠性受到影响。
②各接收仪表输入端会逐级电位升高，引起系统设计与维护的不便。
直流电流信号传输所产生的误差由发送仪表信号源的质量引起。
现代电子技术完全能保证发送仪表的输出电阻rr2很大。
由上式可知，当接收仪表输入电阻足够小(常为25051左右)时，传输电阻入。
在一定范围内变化仍能保证传输精度。
因此．直流电流信号适宜于长距离传输。
2、直流电压信号直流电压信号没有直流电流的两个缺点，因而可靠性好，设计安装上较为简单，增加或去掉某台仪表不会对系统产生影响。
信号传输所产生的误差：比较式(2．2)与式(2．5)可知，当距离相同时，在精度上电流传输优于电压传输。
因此，在直流模拟仪表的设计应用中，远距离传输或进出控制室的信号用电流信号，控制室内各仪表间的信号联络用电压信号。
（三）、数字仪表与装置的信号制随着控制系统的发展，DDZ电动单元组合仪表、DCS集散控制系统以及现场总线通信协议—直在演变。
主要有多种模拟过程控制信号、现场总线通信协议等。
前者技术成熟并已广泛地应用，后者虽处于发展中，却是信号标准的发展趋势，以微处理器芯片为基础的各种智能仪表若能遵从同一通信标准，可极大地提高系统的信息集成、综合白动化、降低成本等各项能力。
但不同设备制造商所提供的设备之间的通信标准不统一，严重束缚了工厂底层网络的发展。
从1984午开始，不断有各种包括国际组织、跨国公司等着手研究、制定这种适应工厂自动化领域的同一的通信标准，称为现场总线、由于受地区、行业的限制，公司、企业集团的利益驱使，目前现场总线还未形成完全统一的国际标准，但仍然陆续出现一些有影响的现场总线标准，并具有一定的应用范围和市场。
从应用的角度(即仪表设计的角度)看，数字仪表通信标准大致应包三个方面内容：信息构成格式、数据编码／调制形式与物理的信号发送／接收接口标准。
三、控制系统的安全防爆在某些企业生产过程中，由于使用大量挥发性有机物质、易燃易爆的气体或蒸气、爆炸性粉尘、易燃纤维等，使工厂内的某些区域成为爆炸危险区域。
因此，在这此区域里进行自动控制的仪表或装置必须考虑安全防爆问题。
（一）、安全防爆的基本概念1、危险环境划分我国1987年公布的《爆炸危险场所电气安全规程》(试行)将爆炸危险场所分为两种五级。
第一种场所指含有爆炸性气体或可燃蒸气与空气混合物形成的爆炸性气体混合物的场所，有三个区域等级：0区、1区与2区。
第二种场所指含有爆炸性粉尘或易燃纤维与空气混合物形成的爆炸性混合物的场所，有两个区域等级：10区与11区。
0区：在正常情况下，爆炸性气体混合物连续地、短时间地频繁出现成长时间存在的场所。
1区：在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所。
2区：在异常情况下，爆炸性气体混合物有可能短时间出现的场所。
10区：在正常情况下，爆炸性粉尘或易燃纤维与空气的混合物可能连续地、短时间地频繁出现或长时间存在的场所。
11区：在异常情况下，爆炸性粉尘或易燃纤维与空气的混合物可能短时间出现的场所。
2、爆炸性物质划分爆炸性物质被分为三类：I类——矿井甲烷。
II类——爆炸性气体、可燃蒸气。
III类——爆炸性粉尘、易燃纤维。
将各种危险物质分别在如图2．3所示的实验装置中测试，按最大实验安全间隙和最小点燃电流比分级：A、B、c级，指引燃温度分组：T1—T6组。
表2-1给出部分示例。
实验代表了一般的点燃源。
如灯开关、磁力起动器等在分合过程中产生的电弧、电器控制设备表面的热积累：烟头、撞击火花、明火、化学反应热、热物体表面等。
另外，爆炸性气体、蒸气、粉尘等要与空气混合成一定比例，才能形成爆炸性混合物，这种比例称作爆炸浓度。
当混合物浓度超过爆炸浓度上限或低于爆炸浓度下限时，都不能被点燃。
在上限与下限的危险区域之中，特别应当注意下限，因为低于下限的混合物经过积累，随时可能达到爆炸浓度的下限而被点燃。
3、防爆仪表划分气动仪表和液动仪表本质是防爆的，在控制系统中仍发挥着极大的作用。
但由于它们在功能的多样性、控制的复杂性等诸多方面不及电动仪表，电动仪表的应用更广、发展更快。
防爆电器设备有多种结构，应用于0区与1区的只有三种：正压型、隔爆型与本质安全型(简称本安型)。
正压型原理是控制易爆气体，即人为地在危险现场营造出一个没有易爆气体的空间，将仪表安装在其中。
隔爆型仪表将仪表的电路和接线端子等安装在厚厚的隔爆腔体内，仪表电路因事故出现火花，不会引爆外面的易燃、易爆物质。
隔爆腔体耐压800-1000kPa，表壳外部的温升不得超过危险物质的自燃温度所规定的数值，表壳结合面的缝隙宽度和深度根据它的容积和气体的级别采取规定的数值。
本质安全型的原理是控制仪表电路中的能量，使电路在正常或异常状态下产生的火花或达到的温度，都不足以引爆危险物质。
正常状态指设计规定下的正常上作状态，如电路开关的断开与闭合。
异常指故障状态，如电路短路、元件损坏等。
目前，本质安全型防爆是发展态势最好的一种防爆方式。
现代的本质安全型防爆的概念是指整个自动化系统的防爆性能符合本质安全型防爆要求。
由于采用本质安全防爆技术制造的电气设备不仅具有质量轻、体积小、成本低的特点，而且还可实现带电维护操作和0区危险场所应用，因此，这种防爆技术已为越来越多的防爆仪器仪表制造厂商和用户所选用。
从仪表防爆的角度，出动化系统包括两种仪表：安装在控制现场(危险场所)的本质安全型仪表和安装在控制室(非危险场所)的一般仪表。
本质安全型仪表电路的能量因受到限制，所以在其中流动的能量是“安全能量”；一般仪表电路没有限制电路的能量，所以可能会出现对于控制现场来说的“危险能量”。
由于系统中两个场所之间的仪表有信号的联系。
一般仪表的“危险能量”就可能通过信号线路进入控制现场引爆危险物质。
因此，本质安全型防爆系统还要在信号线路上加接防爆栅。
防爆栅的目的就是防止安全场所的危险能量窜入危险场所。
如图2.4所示，防燃栅就像一道门，有危险能量流动时就关门。
危险场所要应用本质安全的仪表，并且与之打交道仪表的一部分电路也应该是本质安全的。
防爆电路主要体现在相关的安全规则上，如两种电路要有叫确的标示，相隔应有一定距离等。