控制仪表及装置第二章李忠虎
浅谈天然气锅炉供气系统的设计要点
浅谈天然气锅炉供气系统的设计要点摘要：近年来，城市环境问题日益严重。
每年城市供暖需消耗大量的煤炭资源，其不仅会造成资源的浪费，降低循环使用率，同时也户破坏城市环境。
因此需运用清洁能源替代煤炭供暖，设计合理科学的天然气锅炉供气系统，并通过分析相关设计要点，为锅炉房的安全运行保驾护航。
关键词：天然气锅炉；供气系统；设计要点引言：每年燃煤锅炉的可吸入颗粒物、SO2等污染物排放量占据城市大气污染物排放量的一半以上，进而加重我国的雾霾天气，导致大气环境质量堪忧。
为有效开展燃煤锅炉的烟气污染物治理工作，国家颁布相应的法律法规以及强制性文件，旨在从根本上改善燃煤锅炉烟气对环境的污染现状。
一、天然气锅炉供热原理天然气锅炉供热原理为：进水阀将冷水/干净蒸汽冷凝水回水输送到锅炉，经过燃气燃烧冷水变热水，并通过辐射和对流的换热效应在采暖散热器内实现循环供暖过程。
除此之外，用户在选择循环水泵时，需遵循经济方便的原则，选择合适供热范围的循环水泵。
天然气锅炉管道阀门主要通过控制器控制电路信号，以此来达到调节管道阀门大小的目的，从而能够有效的控制水温，实现舒适供暖[1]。
二、天然气锅炉供气系统设计注意的事项（一）天然气锅炉房选址及燃料的选择锅炉房燃料的选择应遵循合理安全的原则。
一方面燃料成分需权威的资料以及燃料供应协议证明，另一方面燃料在经过使用后所排出的有害物和噪声，需要在国家所规定的可控范围内。
其次，天然气锅炉房的设计选址尤为重要。
需要注意以下几点：第一，合理的布置热力管道以及室外管网；第二，要具有良好的采光通风等条件，并将选址定在靠近热负荷的区域；锅炉房的选址应远离其他建筑或人群密集区域，并作为单独的建筑物。
（二）消防安全的设计关于燃气锅炉房消防安全的设计，其不仅需要在相邻的锅炉房之间设置相应的防火墙，同时消防设计标准、火灾自动报警系统以及消防控制设备的设计应当参考《建筑设计防火规范》(GB 50016—2014) 和《锅炉房设计规范》(GB 50041—2008)、《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116—2013)相关规定[2]。
自动化仪表与装置第二章第一节
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:
控制装置与仪表讲义—控制装置与仪表概述_OK
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19
电气混合仪表
1. 融合电动与气动仪表 优点；
2. 信号传输快； 3. 适宜信号远传； 4. 仪表之间便于配合； 5. 天然防爆；
电－气转换器
返回
电－气阀门定位器
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20
执行机构工作原理演示
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21
华北电力大学
3
自动控制的分类
• 过程控制： 给定值不变；
• 运动控制： 给定值变化；
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4
控制仪表 与过程控制系统的关系
华北电力大学
5
控制仪表 与过程控制系统的关系
控制器
变送器
执行器与 执行机构
被控过程
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6
过程对象与系统
• 对象响应与系统响应的概念； • 对象响应－>开环系统，无控制器； • 系统响应－>闭环系统，有控制器；
控制装置与仪表
第一讲：控制装置与仪表概述
华北电力大学自动化系
华北电力大学
1
教师联系方式
• 陆会明 • Tel：51976841(O), 81712452(H)；13520383228（M） • Email：LuHuiming@
华北电力大学
2
推荐参考书
• 陆会明，控制装置与仪表，机械工业出版社，2007 • 杨庆柏，热工过程控制仪表，电力出版社，2003； • 邵裕森，过程控制及仪表，上海交大出版社，2000； • 张永德，过程控制装置，化学工业出版社，1997； • 金以慧，过程控制，清华大学出版社，2002；
华北电力大学
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7
自动控制仪表 在火电厂的应用系统介绍
• 录像：火电厂生产过程中控制装置的分布以应用
《控制仪表及装置》课件
智能仪表的原理及应用
原理 数字信号处理 通信接口 自动化控制
应用
用于对信号进行数字滤波、增益和校准，提高测 量的准确性。
通过现代通信技术，实现仪表与计算机系统的数 据交互和远程监控。
智能仪表具备自动调节和控制功能，提高控制系 统的稳定性和响应速度。
2 传感器与信号处理
了解传感器的原理和分类以及信号的传输和处理方式，是理解仪表及测量系统的关键。
3 校准与故障诊断
仪表的校准方法和技术以及故障诊断与处理方法，能够确保仪表的长期稳定性和可靠性。
电气式测量仪表的工作原理
电压测量仪表
电压测量仪表利用电压分压原理 测量电路中的电压信号，并通过 合适的电路进行放大和显示。
电流测量仪表
电流测量仪表通过测量电路中的 电流信号，采用电流互感器、霍 尔元件等原理实现精确的电流测 量。
电阻 利用电阻分压和电流测量原理来 测量电路中的电阻值。
机械式测量仪表的工作原理
1
压力测量仪表
压力测量仪表通过传感器测量压力信号，并将其转换为标准信号，用于控制系统 中的压力调节和监测。
《控制仪表及装置》PPT 课件
控制仪表及装置是现代自动化控制系统中不可或缺的重要组件。本课程将介 绍仪表及测量系统的基本原理和分类，控制系统的基本概念和分类，以及未 来的发展与前景。
仪表及测量系统的基本原理
1 准确度与稳定性
仪表的精度及稳定性在测量过程中起着关键作用，它们决定了测量的可靠性和准确性。
2
流量测量仪表
流量测量仪表通过不同的测量原理，如涡街、电磁、超声波等，准确测量流体的 流速和流量。
化工仪表及自动化第五版课后习题答案完整版
化工仪表及自动化_第五版_课后习题答案完整版习题答案《化工仪表及自动化》第五版厉玉鸣主编化学工业出版社Ex1. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。
在化工设备上,配备上一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法,称为化工自动化。
实现化工生产过程自动化的意义:(1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量。
(2)减轻劳动强度,改善劳动条件。
(3)能够保证生产安全,防止事故发生或扩大,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的。
(4)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
习题(第一章)Ex2.化工生产过程自动化,一般包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。
习题(第一章)Ex3.闭环控制系统是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制。
从信号传递关系上看,构成了一个闭合回路。
开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制。
从信号传递关系上看, 未构成闭合回路。
Ex7.方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形,由于各个环节在图中都用一个方块表示,故称之为方块图。
Ex8.测量元件与变送器:用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号(如气压信号、电压、电流信号等);控制器:将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的给定值信号进行比较得出偏差,根据偏差的大小及变化趋势,按预先设计好的控制规律进行运算后,将运算结果用特定的信号送住执行器。
执行器:能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入(或流出)被控对象的物料量或能量,从而克服扰动影响,实现控制要求。
习题(第一章)Ex9.被控对象:在自动控制系统中,将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做~。
被控变量:被控对象内要求保持给定值的工艺参数。
控制仪表及装置(第三版)第五章
网络化仪表
总结词
网络化仪表是实现远程监控和数据共享的关键技术，能够提高生产பைடு நூலகம்率和管理水平。
详细描述
网络化仪表通过互联网、局域网等通信网络，实现了远程数据采集、监控和控制。这使得企业可以实 时掌握生产线的运行状况，及时发现和解决问题。同时，网络化仪表还支持数据共享，使得不同部门 之间可以协同工作，提高工作效率。
调试与校准
检查线路连接
在调试前，应检查仪表的线路连接是 否正确、牢固，避免出现接触不良或 短路等问题。
通电测试
给仪表通电，检查仪表的电源、指示 灯等是否正常工作，确保仪表能够正 常启动。
功能测试
按照说明书的要求，对仪表的各种功 能进行测试，如测量、控制、报警等， 确保仪表的功能正常。
校准与调整
如果需要，对仪表进行校准和调整， 以修正仪表的误差和提高测量精度。
章节结构
• 章节结构：该章节的章节结构清晰，按照控制系统的设计 与实现过程，逐步介绍了基本概念、设计原则、实现方法、 应用实例和未来发展趋势，有助于读者全面了解控制系统 的设计与实现过程。
02 仪表分类与选择
仪表分类
按用途分类
按工作原理分类
按结构分类
按测量参数分类
流量计、温度计、压力 计、液位计等。
差压式、浮力式、电接 触式等。
机械式、电动式、气动 式等。
物位、流量、温度、压 力等。
仪表选择原则
测量精度
根据测量要求选择合适的精度 等级。
工作环境
考虑仪表的工作温度、压力、 湿度等环境因素。
安装条件
根据现场的管道布局、空间大 小等条件选择合适的仪表。
性能可靠
选择性能稳定、可靠性高的仪 表，确保测量准确。
控制仪表及装置第一章(李忠虎)
●
●
二、PID控制器的运算规律 ㈠ PID运算规律的表示形式 1.理想PID控制器
微分方程表示法:
1 y K P ( TI
传递函数表示法:
d 0 dt TD dt )
t
微分时间
Y ( s) 1 W ( s) K P (1 TD s) E ( s) TI s
14
㈣ PD运算规律
具有比例微分控制规律的控制器称为PD控制器。对PID 控制器而言，当积分时间TI→∞时，控制器呈PD控制特性。
1. 理想PD控制器的特性
d y K P ( TD ) 或 W ( s ) K P (1 TD s ) dt
微分作用是根据偏差变化速度进行控制的，有超前控制之称。 在温度、成分等控制系统中，往往引入微分作用，以改善控制过 程的动态特性。不过，在偏差恒定不变时，微分作用输出为零， 故微分作用也不能单独使用。
y K P 1 ( K D 1)e
K Dt TD
0
图1-4 实际PD控制器 的阶跃响应特性tBiblioteka 17 微分增益KD
在阶跃偏差信号作用下，实际PD输出变化的初始值与 最终值（即比例输出值）之比：
KD y (0) y ( )
KD愈大，微分作用愈趋于强。
y () KI y (0)
当积分增益KI为无穷大时，可以证明实际PI控制器的输出 就相当于理想输出。实际上，PI控制器的KI一般都比较大，可 以认为实际PI控制器的特性是接近于理想PI控制器特性的。
13
控制点偏差和控制精度
当控制器的输出稳定在某一值时，测量值与给定值之间存 在的偏差通常称为控制点偏差。当控制器的输出变化为满刻度 时，控制点的偏差达最大，其值可以表示为：
控制仪表及装置教案讲解
青岛科技大学教师授课教案课程名称控制仪表及装置课程性质专业课（必修）授课教师单宝明教师职称讲师授课对象自动化031-5授课时数40学时（34+6）教学日期2006年2月所用教材《控制仪表及装置》吴勤勤化学工业出版社 2002年第二版授课方式课堂教学控制仪表及装置教案2006青岛科技大学授课教案应该覆盖如下内容：本单元或章节的教学目的与要求授课主要内容重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）主要外语词汇辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示数等）复习思考题参考教材（资料）第一章概述第1章概论学习目的和要求：掌握控制仪表的基本特点和分类，信号制和传输方法，仪表的分析方法。
重点、难点：信号制和信号传输，仪表电路分析方法外语词汇：process control（过程控制）, process industries(过程工业)controlling instrument,direct digital control(DDC,直接数字控制)，supervisory system(监控系统)，distributed control system(DCS，集散控制系统或分布式控制系统)，fieldbus(现场总线)，CIMS—computer integrated manufacturing systems(计算机集成制造系统)，CIPS-- computer integrated process systems参考资料：周泽魁主编《控制仪表与计算机控制装置》化学工业出版社 2002何离庆主编《过程控制系统与装置》重庆大学出版社 2003张永德《过程控制装置》，北京化学工业出版社，2000李新光等编著《过程检测技术》机械工业出版社，2004侯志林《过程控制与自动化仪表》，机械工业出版社，2002年1月授课内容：❑过程控制系统概述❑过程控制仪表与装置总体概述❑自动控制系统和过程控制仪表❑过程控制仪表与装置的分类及特点❑信号制❑仪表防爆的基本知识❑仪表的分析方法❑1.1过程控制系统概述1.1.1过程控制系统及其特点过程控制的定义?过程控制的参数?过程控制的特点?1.1.2过程控制系统发展概况生产过程自动化的发展大体划分为几个阶段。
过程控制第一章04过程控制仪表与装置总体概述
丙烯脂、二甲醚、环丙烷、市用煤气
环氧丙烷、丁二烯、乙烯
二甲醚、丙烯醛、碳化氢
乙醚、二乙醚
IIC
氢、水煤气
乙炔
二硫化碳
硝酸乙脂
在某些生产现场存在着各种易燃、易爆气体。安装在这种危险场所的仪表如果产生火花，就容易引起爆炸，因而必须具有防爆性能。
气动仪表从本质上来说具有防爆性能。电动仪表必须采取必要的防爆措施才具有防爆性能，其防爆措施不同，防爆性能也将不同，适合应用的危险场所也不同。
本质安全型防爆仪表
ia 等级 在正常工作、一个故障和两个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。
ib 等级 在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体的电气设备。。
任课教师：
A
周泽魁
张光新
B
*
第一章 概 论
仪表防爆的基本知识
过程控制仪表与装置总体概述 自动控制系统和过程控制仪表 过程控制仪表与装置的分类及特点 信号制
*
*
汇报人姓名
202X年12月20日
过程控制仪表与装置是实现生产过程自动化必不可少的工具。
自动控制系统和过程控制仪表
基本要求：
掌握控制仪表的构成原理和基本概念；
仪表过高的表面温度 因此，根据上述两个方面对II类（工厂用）防爆仪表进行了分级和分组，规定其适用范围。
*
防爆仪表的分级和分组
防爆仪表的分级 根据：最大试验安全间隙dmax 或 最小点燃电流的比值MICR
级 别
dmax (mm)
MICR
II A
dmax≥0.9
MICR>0.8
1
2
iaIICT5 iaIICT6 dIIBT3
1过程控制概述
测量变送 Gm (s)
单回路控制系统方框图
第1章 过程控制概述
1.3 过程控制系统的组成、特点及分类
控制系统中常用的名词术语
被控对象（对象）：需要实现控制的设备、机器或生产过程， 称为被控对象，例如锅炉． 被控变量（被调量、被调参数）y：指需要控制的工艺参数， 如加热器的温度、锅炉汽包水位等。它是被控对象的输出信 号。在控制系统方块图中，它也是自动控制系统的输出信号。 但它是理论上的真实值，由测量变送器输出的信号是被控变 量的测量值x。 设定值（给定值）：被控变量的目标值（预定值），称为设 定值。当它由工业调节器内部给出时称为内给定值，最常见 的内给定值是一个常数，它对应于被控变量所需保持的工艺 参数值。当它产生于外界某一装置，并输入至调节器时称为 外给定值。
1.2 过程控制的任务及要求
过程控制与其它相关学科
控制原理 与方法 最优化 方法与技术
系统仿真 技术
控制工程
计算机 与网络技术
生产工艺 与对象机理
测量与控制 仪表
第1章 过程控制概述
1.3 过程控制系统的组成、特点及分类
1.3 过程控制系统的组成、特点及分类 1.过程控制系统的组成
过程控制
{ 自动化仪表{
第1章 过程控制概述
1.1 过程控制发展概况
直接数字控制DDC和监督控制SCC
显示 计 输出接口 执行器 打印 算 机 输入接口 测量变送 报警
SCC 计 算 机 给定 测量 DDC╱调节器 控制 生 产 过 程
…
生 产 过 程
…
DDC
SCC
第1章 过程控制概述
1.1 过程控制发展概况
3.基于网络的全盘自动化阶段（20世纪70年代中期——） 过程控制发展的高级阶段。主要特点： (1)开始采用智能单元组合仪表； (2)成份在线检测与数据处理技术的应用日益广泛； (3)模拟调节仪表的品种不断增加，可靠性不断提高； (4)电动仪表实现了本质安全防爆； (5)过程控制由单一的仪表控制发展到计算机/仪表 分布式控制，如DCS、FCS； (6)过程辨识、最优控制、最优估计以及多变量解耦 控制等获得广泛应用。
控制装置与仪表PPT课件
(1)变压器隔离（图2-3-5） (2)光电隔离（图2-3-6） (3)隔离放大器（图2-3-7） 2.中和变压器（图2-3-8） 3.浮空（图2-3-9） 4.屏蔽
6.滤波（图2-3-10） 7.隔离器件（图2-3-12和图2-3-13） 8.飞渡电容技术（图2-3-14）
图2-3-5 变压器隔离示意图
第二节 电容式差压/压力变送器
3) 测量气体流量时，取压口应开在流程管道的顶部或侧面，而变送 器应装在取压口下方，以便液体排入流程管道。 4) 测量蒸汽流量时，取压口应开在流程管道的顶部或侧面，而变送 器应装在取压口下方，以便冷凝液体流入引压管。 5) 使用侧面有排气/排液阀的变送器时，取压口应开在流程管道的侧 面。 6) 工作介质为液体时，排气/排液阀在上面，以便排除气体。 7) 工作介质为气体时，排气/排液阀在下面，以便排除积液，将法兰 旋转180°可以改变排气/排液阀的上、下位置。 8) 测量蒸汽或其他高温介质时，不应使变送器的工作温度超过极限 温度。
四、电压信号的辅助作用 五、活零点的含义 六、四线制与二线制
1.四线制（图2-2-1） 2.二线制（图2-2-2）
七、数字控制装置与仪表信号的标准化
图2-2-1 四线制传输
图2-2-2 二线制传输
第三节 控制装置与仪表的干扰及抑制
一、干扰的来源与形式
(1)经过漏电电阻耦合 (2)经过公共阻抗耦合 (3)电场耦合（图2-3-1） (4)磁场耦合（图2-3-2） 2.干扰的形式 (1)串模干扰（图2-3-3） (2)共模干扰（图2-3-4）
图1-4-4 叠加在4～20mA模拟信号上的HART数字信号
第四节 全数字控制装置与仪表间的通信方式
通信协议的特点
粉状稀土原料定量称重包装控制系统的设计
粉状稀土原料定量称重包装控制系统的设计赵国军;李忠虎;张祥【摘要】在电子称出现以前，对散状物料的定量包装，传统的方法是先通过机械秤进行静态称量，然后再进行手工包装。
这种模式存在如下不足，不仅定量称重环节的称量精度不高，而且工人的劳动强度极大。
自动定量称重包装是稀土原料出厂时的最后一个环节。
为提高稀土定量称重包装控制的自动化水平，文中设计了一种全自动的定量称重包装控制系统。
实践证明，该系统对实际生产具有重要的实用价值。
%Before the electronic balance appears , the quantitative packing of the bulk material always uses the manual packing mode.Traditionally, they will be weighed with the mechanical scale first , and then be packed manually by workers .The disadvan-tage of this operating mode is neither precise nor efficient .Automatic quantitative packaging is the last step before they leave the factory.Thus, to improve the automation level of quantitative packaging of powdery rare earth material , a control system of quanti-tative weighing and automatic packaging was designed .Practices show that this control system has important practical value on the production .【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】5页(P46-49,53)【关键词】稀土原料;定量称重;动态称重;自动包装【作者】赵国军;李忠虎;张祥【作者单位】内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古包头 014010; 中国北方稀土集团高科技股份有限公司，内蒙古包头 014030;内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古包头 014010;内蒙古电力集团乌兰察布电业局，内蒙古乌兰察布 012000【正文语种】中文【中图分类】TP273在日常的生产生活中，物料的定量称重问题随处可见，比如饲料的配料过程、食品的定量包装等[1]。
化工仪表及自动化历玉鸣版复习资料
第一章自动控制的基本概念1. 图1-16 为某列管式蒸汽加热器控制流程图。
试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305 所代表的意义。
答：PI-307：表示测量点在蒸汽加热器的一台压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07。
仪表安装在现场。
TRC-303：表示测量点在蒸汽加热器出料管线上的一台温度记录控制仪表，工段号为3，仪表序号为03。
仪表安装在集中仪表盘面上。
FRC-305：表示测量点在蒸汽加热器进料管线上的一台流量记录控制仪表，工段号为3，仪表序号为05。
仪表安装在集中仪表盘面上。
2.写出自动控制系统的组成及方块图，并简述被控对象、被控变量、操纵变量、扰动（干扰）量、设定（给定）值和偏差的含义？答：组成：控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。
方块图:（1）被控对象：自动控制系统中，工艺参数需要实现控制的设备、机械或生产过程称为被控对象，简称对象。
（2）被控变量y（t）：被控对象内要求保持一定数值（或按某一规律变化）的物理量（工艺参数）称为被控变量。
（3）控制变量（操纵变量）q（t）：受执行器控制，用以使被控变量保持一定数值的物料或能量称为控制变量或操纵变量。
（4）干扰（扰动）f（t）：除控制变量（操纵变量）以外，作用于对象并引起被控变量变化的一切因素称为干扰。
（5）设（给）定值x（t）：工艺规定被控变量所要保持的数值。
（6）偏差e（t）：偏差本应是设定值与被控变量的实际值之差。
（但能获取的信息是被控变量的测量值而非实际值，因此，在控制系统中通常把设定值与测量值之差定义为偏差。
）（自动控制系统是一个闭环系统，在图中还可以看到在反馈信号z旁有一个负号“—”，而在给定值x旁有一个正号“+”号，此正号可以省略。
这里正和负的意思是在比较时，以x作为正值以z作为负值，也就是到控制器的偏差信号e=x-z,图中的反馈信号z取负值，所以叫负反馈，负反馈的信号能使原来的信号减弱，如果反馈信号z取正值，那么就叫做正反馈。
化工仪表及自动化课件化工仪表复习
压力计的安装
3、流量检测及仪表
角压取压法 差压式流量计—标准节流装置 法兰取压法
适应范围
转子流量计———电传远式转子流量计 转子流量计的指示之修正
4、物位检测及仪表
工作原理 差压式液位变送器 零点迁移 法兰式差压液位变 送器
5、温度检测及仪表
（1）膨胀式温度计 温包 （2）压力式温度计 （3）辐射是高温计 毛细管 弹簧管
4）控制器正反作用的确定
临界比例度法 衰减曲线法 经验凑数法
5）控制器参数的工程整定
第七章 复杂控制系统
方框图 串级控制系统 主、副控制器正、反作用的选择
热电特性 热电偶 4）热电偶温度计 测量仪表 连接导线 补偿导线 冷端温度补偿
测温原理 5）热电阻温度计 适用范围
第二章 显示仪表
测量机构及作用原理 1）XCZ-101型动圈仪表
外接电阻
动圈的温度补偿
不平衡电桥 2）XCZ-102型动圈仪表 三线制和连接 导线的电阻值 稳压电源
3）自动电子电位差计和自动电子平衡电桥的比较
化工仪表及自动化复习
第一章 检测仪表及传感器
1、工业检测仪表的性能指标 仪表等级的确定 仪表等级的选择
2、压力检测及仪表
弹簧管式弹性元件 弹性式压力计 薄膜式弹性元件 波纹管式弹性元件 压力传感器 电气式压力计 测量电路
霍尔片式 应变片式 压阻式 电容式压力便送器
信号处理装置
压力计的选用及安装
类型的选用 压力计的选用 测量范围的确定 精度等级的选用
第三章 自动控制系统基本概念
1）自动控制系统组成 2）控制流程图
3）自动控制系统的方块图
4）自动控制系统的分类 5）自动控制系统的过渡过程和品质指标
2023年版化工自动化控制仪表考试内部模拟题库含答案必考点
2023年版化工自动化控制仪表考试内部模拟题库含答案必考点1、【单选题】AWG为美国线规代号,18AWG的电缆相当于我国线规线径为()mm的电缆。
（A ）A、1B、1.25C、0.632、【单选题】CENTUMCS3000系统中,PH是()。
（B ）A、给定值B、高报设定值C、输出值3、【单选题】一台差压变送器的测量范围为0~30KPa,现零点正迁移50%,则表的量程为()KPa。
（C ）A、15B、30C、454、【单选题】下列灭火器材中,不适用于电气灭火的是()。
（C ）A、二氧化碳B、干粉C、泡沫5、【单选题】下面关于串级控制回路的描述中正确的是()。
（B ）A、主、副控制器串接工作,主控制器的输出直接操纵控制阀B、主、副控制器串接工作的双闭环负反馈控制系统C、主、副控制器串接工作,实现对副变量的定值控制6、【单选题】下面的叙述中,正确的是()。
（B ）A、阀门定位器的输出信号大小与输入信号大小成正比B、输入信号和阀门定位器的输出不一定一致C、阀杆的行程与阀门定位器的输出信号大小成正比7、【单选题】串级控制系统利用主、副两个控制器串起来在一起来稳定()。
（A ）A、主参数B、副参数C、主对象8、【单选题】二位四通电磁阀大量用于()控制。
（B ）A、连续B、顺序C、遥控9、【单选题】以下属于安全火花型防爆仪表的是()（D ）A、1151差压变送器B、DBW-Ⅲ温度变送器C、DDZ-Ⅲ系列调节阀D、电气转换器10、【单选题】先整定副控制器,后整定主控制器的方法,是串级控制回路控制器的参数整定的()。
（A ）A、两步整定法B、一步整定法C、三步整定法11、【单选题】公称通经DN≤50的调节阀现安装时、阀体中心线距地面或阀下端物体最小距离是()。
（B ）A、300mmB、400mmC、500mm12、【单选题】单位时间内流体在流动方向上流过的距离,称为()。
（B ）A、流量B、流速C、质量流速13、【单选题】双位控制的操纵变量只有()种状态。
控制仪表及装置第二章李忠虎
第二章 变送器和转换器
1
内容安排
第一节 变送器的构成 第二节 差压变送器 第三节 温度变送器 第四节 电/气转换器
2
第一节 变送器的构成
一、构成原理
调零、零点迁移
x
测量部分 Zi
Z0
放大器
y
C
K
Zf
反馈部分 F
信号处理部分
y
ymax
ymin
0
xmin
变送器的构成原理和输入输出特性
= U0 + Uz
R115
U0
R115 + R116 5
+ R106 R107
Uz
因 UT UF 故 U0 = [Ui + ( - ) Uz ]
结论：
(1)改变值, 即更换R103和调整RP1,可实现零迁和调零。 (2)改变值, 即更换R114和调整RP2, 可实现量程调整。 (3)零位和满度必须反复调整。
流输出信号。 ➢ 此外，还要实现零点调整、正负迁移、量程
调整、阻尼调整等功能。
电路包括电容－电流转换电路及放大电路两部分
17
转换放大部分电路原理方框图
Ci1 Ci2
量程调整 （负反馈）
差动信号
振荡器
解调器
IC1 振荡控制
放大器
－
基准
共 模 信 号
稳压 源
电压
－
＋
IC3
前置
放大器
调零及 零点迁移
功放和 输出限制 E ＋
方法：改变反馈部分反馈系数
改变测量部分转换系数
4
零点调整和零点迁移都是使变送器的输出信号下限
值ymin与测量范围的下限值xmin相对应，在xmin= 0时， 称为零点调整，在xmin≠ 0时，称为零点迁移。
控制仪表及装置概论
电动控制仪表
气动控制仪表
能源
电源（220V AC/24V DC）
气源（140kPa）
传输信号
电信号（电压、电流、数字）
气压信号
元、器件
电子元器件
气动元件
接线
导线
导管
电磁干扰与防爆
受电磁干扰影响 须采取抗干扰、防爆措施
不受电磁干扰影响 本质上安全防爆
电动控制仪表和气动控制仪表的比较
缺点
电压传输的特点
变送器与控制室仪表间的信号传输
两线制
电源 装置
变送器
现场
控制室
四线制
接收 仪表
变送器
现场
电源 装置
控制室
接收 仪表
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。
隔离 电路
安全栅
安全栅的结构形式
齐纳式安全栅 基于齐纳二极管的反向击穿性能。结构简单、经济、 可靠。 隔离式安全栅 通过隔离、限压和限流等措施来保证本安防爆性能。 抗干扰能力强，可靠性高。
齐纳式安全栅原理电路
安全侧
危险侧
隔离式安全栅原理框图
安全侧
危险侧
U0
VZ
VZ
R
FU
U
两线制 变送器
限压限流 电路
接收仪表
Rcm／２
发送仪表
0
0
Rcm／２
Ii
Ri
为减小传输误差，要求： R0和Rcm 尽量小，Ri 大些。
为减小传输误差,应满足Ri/n 》R0 + Rcm ，故有
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+ -
VT3
RL
R13
C22
R39
R38
R37
R21 R14
R16
VT2
C12
VT4 R19
22
⑴ 放大电路(包括IC3、VT3、 VT4等)
IC3起前置放大作用， VT3、 VT4组成复合管，将 IC3的输出电压变换为变送器的输出电流。
S K1Pi
Ci2Ci1 Ci2Ci1
K2SK1K2Pi
结论：
(1)
相对变化值 C i2
Ci2
C i1 C i1
与被测差压
Pi
成线性关系。
(2) 与介电常数 无关 ,可大大减小温度对变送器的影响。
(3) 与 S 0 有关。S 0 愈小，灵敏度越高。
16
（三）转换放大电的输出幅 值由控制放大器 IC1 的输出电压决定。
19
⑵ 解调和振荡控制电路
U01
IC1
振荡器
T1
I2
C8
Ui1
R9 R7
Ui2
UR
R8 R6
I1
12
Ri 11 C11
10
C17
1 2
3
VD1
I2
VD2
VD5
I2
VD6
VD4 VD3
VD8
I1
VD7
Ci2 Ci1
① 解调器
由VD1～VD8构成
方法：改变反馈部分反馈系数
改变测量部分转换系数
4
零点调整和零点迁移都是使变送器的输出信号下限
值ymin与测量范围的下限值xmin相对应，在xmin= 0时， 称为零点调整，在xmin≠ 0时，称为零点迁移。
零点调整使变送器测量起始点为零；零点迁移是把测量起 始点由零迁移到某一数值。当测量起始点由零变为某一正 值，称正迁移；而由零变为某一负值，称为负迁移。
《控制仪表及装置》
第二章 变送器和转换器
1
内容安排
第一节 变送器的构成 第二节 差压变送器 第三节 温度变送器 第四节 电/气转换器
2
第一节 变送器的构成
一、构成原理
调零、零点迁移
x
测量部分 Zi
Z0
放大器
y
C
K
Zf
反馈部分 F
信号处理部分
y
ymax
ymin
0
xmin
变送器的构成原理和输入输出特性
的阻值。
21
2.放大及输出限制电路
作用：将电流信号 Ii 放大，并输出4 ~ 20mA的直 流电流。
VZ1 RP21
RP2 RP22 R36
R31
R33
VD12
d RP3
Ii
If
I0
RP31 c
R18
24~45V
VD11
R20
R10
C11 S
R34 A
R11 UF
B
IC3 UT
RP4
C16 R17
P i0时 ， C i1C i2
Pi 0时，Ci1电容量减小， Ci1电容量增大
15
Ci1
1A1
S1
A
S0 S
Ci2
2A2
S2
A
S0 S
C C i i2 2 C C i i 1 1 A A [ [ 1 1 / /( ( S S 0 0 S S ) ) 1 1 / /( ( S S 0 0 S S ) ) ] ] S S 0 K 2 S
流输出信号。 ➢ 此外，还要实现零点调整、正负迁移、量程
调整、阻尼调整等功能。
电路包括电容－电流转换电路及放大电路两部分
17
转换放大部分电路原理方框图
Ci1 Ci2
量程调整 （负反馈）
差动信号
振荡器
解调器
IC1 振荡控制
放大器
－
基准
共 模 信 号
稳压 源
电压
－
＋
IC3
前置
放大器
调零及 零点迁移
功放和 输出限制 E ＋
Pi
S
感压 膜片
调零、迁移信号
C i2 C i1
C i2 C i1
I2 I1
差动
电容-电流 ＋
I0 放大和输
电容
转换电路
－ 出限制电路
反馈
信号
反馈
电路
变送器构成方框图
检测元件－差动电容
构成原理－位移平衡式 14
（二）测量部件
测量部件结构
作用： P i
C i2 C i1 C i2 C i1
实现方法：改变调零信号Z0
5
第二节 差压变送器
作用：用来将压力、差压、流量、液位等被测参数 转换为统一标准的信号，以实现对这些参数 的显示、记录或自动控制。
应用：
测压力： 压力变送器
配电器
显示、记录或控制
测流量： 差压变送器
配电器
开方器
显示、记录控制
测液位：
H
＋ － 通大气
6
力平衡式差压变送器 电容式差压变送器 扩散硅式差压变送器
检测元件中分布电容的存在，使差动电容的相对变 化值减小，造成非线性误差，故设计了线形调整电路。
10
3 C5
C4
1 C3
12
R22
VD9
C8 IC1 RP1 Ui3 VD10
R23
电路通过提高振荡器输 出电压幅度以增大解调器输 出电流的方法，来补偿分布 电容所产生的非线性误差。
补偿电压大小取决于RP1
12～45V －
I0
4～20mA
RL
18
1.电容－电流转换电路
作用：将差动电容的相对变化值成比例地转换为 差动电流信号 (电流变化值)。
⑴ 振荡器 包括VT1、T1等，向Ci1和Ci2提供高频电源
U01 R30
L
C
R29
VT1
C19
C20
是一种变压器反 馈型振荡电路，其振 荡频率由检测电容和 变压器次级绕组的电 感决定。
11
4.低频位移检测放大器 作用：把副杠杆上位移检测片（衔铁）的微小位 移S转换成4~20mA的直流输出电流。 组成：由差动变压器、低频振荡器、整流滤波电 路、功率放大器组成。
12
差动变压器
检测片
S
C
A
上罐形磁芯
D
B
下罐形磁芯
差动变压器的结构
差动变压器原理图
13
二、电容式差压变送器 （一）概述
xmax x
y1KKF(Cxz0)
KF1
y
1 F
(Cx
z0 )
3
二、量程调整、零点调整和零点迁移
量程调整（即满度调整）的目的是使变送器的输
出信号上限值ymax与测量范围的上限值xmax相对应。
量程调整 相当于改变变送 器的输入输出特性的斜率， 也就是改变变送器输出信号
y与输入信号x之间的比例系
数。
Ii = I2- I1 = ( I2+ I1)
Ci2-Ci1 Ci2+Ci1
= K3
Ci2-Ci1 Ci2+Ci1
只要设法使I1+I2保持不变，即可实现电流信号Ii与电
容相对变化值成线性关系。
② 振荡控制放大器
20
主要包括放大器 IC1，其作用是保持I1+I2不变
⑶ 线性调整电路(包括VD9、VD10、R22、R23、RP1等)
一、力平衡式差压变送器
pi
测量部分
Fi
杠杠系统
Ff
位移检测
I0
放大器
电磁反馈 机构系统
7
变送器构成方框图
8
1.测量部分
作用：把被测差 压ΔP转换成作用 于主杠杆下端的 输入力Fi
9
2.杠杆系统
作用：进行 力的传递和 力矩比较。
10
3.电磁反馈装置
作用：把变送 器的输出电流 I0 转 换 成 作 用 于副杠杆的电 磁反馈力Ff