工业自动化仪表及过程控制

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主要参考书
历玉鸣.《化工仪表自动化》.第三版. 化学工 业出版社
吴九辅.《仪表控制系统》.石油工业出版社 刘巨良.《过程控制仪表》.化学工业出版社 侯志林.《过程控制及自动化仪表》.机械工业
出版社 天津大学化工学院主编.注册化工工程师执业
资格考试基础考试(下)复习教程与模拟试题. 天津大学出版社.
直接数字控制系统DDC（Direct Digital Control） 用一台计算机主机完成对现场参 数的监视和控制任务
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计算机控制系统（2）
DCS：集散控制系统
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计算机控制系统（3）
PLC：可编程控制器
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计算机控制系统（4）
FCS：现场总线控制系统
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计算机控制系统（5）
• 计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing Systems，CIMS)和计算机集成过 程系统(CIPS)
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自动化仪表的发展
发展的三个阶段
• 基地式仪表 • 单元组合式仪表 • 计算机控制系统
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基地式仪表
简单、实用
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单元组合仪表（1）
电动单元组合仪表：DDZ
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单元组合仪表（2）
单元组合仪表控制室
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单元组合仪表（3 ）
仪表控制现场
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单元组合仪表（4）
气动单元组合仪表：QDZ
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计算机控制系统（1）
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课程重点
• 过程控制技术：
• 单回路调节系统的结构、工作原理 及应用。
• 复杂调节系统的概念
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自动化仪表的技术指标
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自动化仪表的基本技术指标
• 精度（Accuracy） • 灵敏度（Sensitivity） • 变差（Reproducibility） • ……
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仪表误差的几个概念
• 基本误差：在规定工作条件下的误差 • 附加误差：用于工作条件不满足所产生的误差 • 绝对误差：测量值与实际值之差 • 相对误差：
• 引用误差：绝对误差与量程之比 • 示值误差：绝对误差与实际值之比
• 允许误差：满足规定工作条件下的最大相对误差 • 精度：允许误差的值
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练习
现行国际电工委员会过程控制系统 模拟信号标准为：
直流电流信号（
），
直流电压信号（
）。
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练习
现行国际电工委员会过程控制系统 模拟信号标准为：
直流电流信号（4-20mA）， 直流电压信号（1-5v）。
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练习
自动化仪表因为不在规定条件下而 工作而引起的额外误差被称为什 么误差？
a. 基本误差 b. 附加误差 c.相对误差 d.允许误差
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练习
自动化仪表因为不在规定条件下而 工作而引起的额外误差被称为什 么误差？
a. 基本误差 b. 附加误差 c.相对误差 d.允许误差 答：b
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• 这里“过程”是指在生产装置或设备中进行的 物质和能量的相互作用和转换过程。
• 过程的主要参量有温度、压力、流量、液 位、成分、浓度等。一般的过程控制系统 通常采用反馈控制的形式。
• 过程控制在石油、化工、电力、冶金等部 门有广泛的应用。
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过程控制系统的组成
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例1：热交换器温度控制
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例2：热交换器自动调节系统
• 管理信息分系统 • 设计自动化分系统 • 制造自动化分系统 • 质量保证分系统 • 计算机网络分系统 • 数据库分系统
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
课程重点
• 自动化仪表：
• 基本工作原理及其应用 • 课程举例典型仪表：
• 检测仪表：常用温度、压力、流量和液位检 测仪表
• 模拟仪表：DDZIII型 • 数字仪表：YS-80系列 • DCS：CENTUNM系统 • FCS：Fieldbus Foundation
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典型过程控制系统框图
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自动调节系统组成
• 调节对象(object)或称过程 (process)
• 控制设备
• 传感器/变送器(sensor/transmitter) • 调节器(controller) • 执行器(actuator)
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课程基本情况
课程性质1：限选课 课程性质2：专业课 考核方式：考试课 学时：56（实验8
工业自动化仪表及过程 控制
2020/8/2
课程的主要内容
• 工业自动化仪表：
• 实现生产过程自动化的电子电 气设备
• 过程控制：
• 实现生产自动化的理论和技术
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过程控制系统
(process control systems)
• 以表征生产过程的参量为被控制量使之接 近给定值或保持在给定范围内的自动控制 系统。