《过程装备控制技术及应用教学课件PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《过程装备控制技术及应用教学课件PPT.ppt（36页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、过程装备控制技术及应用,过程控制装置与被控对象构成了过程控制系统的基本要素。过程式控制装置必须由测量变送单元、调节器和执行器（如调节阀）三个环节组成。由于工业过程式的复杂性，在进行过程控制系统设计时，必须根据过程特性和工艺要求，通过合理选用过程检测控制装置组成自动控制系统，并通过调节器 PID 参数的整定，使系统运行在最佳状态，从而实现对生产过程的最优控制。,4.1 变送器4.2 调节器4.3 执行器,4,一.变送器的作用,二.变送器的理想输入输出特性,三.变送器的构成原理,四.变送器的一些共性问题,五.差压变送器,六.温度变送器,4.1 变送器,5,对各种工艺参数，如温度，压力、流量、液位、
2、成分等物理量进行检测，并转化成统一标准信号，以供显示、记录或控制之用。,一.变送器的作用：,气动变送器电动变送器差压变送器温度变送器,6,二.变送器的理想输入输出特性：,xmax和xmin：变送器测量范围的上限值和下限值，即被测参数的上限值和下限值。图中，xmin=0ymax和ymin：变送器输出信号的上限值和下限值，对于模拟式变送器，即为统一标准信号的上限值和下限值。,7,由图可得出变送器的输出一般表达式为：,式中 x-变送器的输入信号；y-相对应于x时变送器的输出。,（1）,8,从构成原理来看，模拟式变送器由测量部分，放大器和反馈部分三部分组成。,三.变送器的构成原理：,模拟式变送器完全由
3、模拟元器件构成，它将输入的各种被测参数转换成统一标准信号，其性能也完全取决于所采用的硬件。,如图所示：在放大器的输入端还加有调零与零点迁移信号Z0,9,放大部分：在放大器的输入端，Zi与调零及零点迁移信号Z0的代数和同Zf进行比较，其差值由放大器进行放大，并转换成统一标准信号y输出。,测量部分：包括检测元件，其作用是检测x，并将其转换成放大器可以接受的信号Zi，Zi可是电流、电压、位移和作用力等，由变送器的类型决定。,反馈部分：将变送器的输出y转换成反馈信号Zf。,10,四.变送器的一些共性问题：,变送器在使用之前，须进行量程调整和零点调整。,（一）量程调整,量程调整的目的：是使变送器的输出信
4、号上限值ymax与测量范围的上限值xmax相对应。右图为变送器量程调整前后的输入输出特性。,由该图可见，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。,11,（二）零点调整和零点迁移,目的：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。Xmin=0时称零点调整，xmin0时成为零点迁移。零点调整目的：使变送器的测量起点为零零点迁移目的：是把测量的起始点由零迁移到某一数值（正值或负值）。测量的起始点由零变为某一正值，称为正迁移；测量的起始点由零变为某一负值，称为负迁移。下图为变送器零点迁移前后的输入输出特性。,12,由上
5、图可以看出，零点迁移以后，变送器的输入输出特性沿x坐标向右或向左平移了一段距离，其斜率并没有改变，即变送器的量程不变。,13,进行零点迁移，再辅以量程调整，可以提高仪表 的灵敏度。各种变送器对其零点迁移的范围都有明确规定。零点调整和零点迁移的方法，对于模拟式变送 器，是通过改变加在放大器输入端上的调零信号Z0的大小来实现,14,(2)先进行量程调整（0-0.6MPa）2，再进行零点迁移（1-1.6）3，斜率改变，灵敏度提高！,例：某变送器的量程为01MPa，输出信号为4-20mA。欲把该变送器用于测量11.6MPa的信号，试问：该变送器应作何调整？,量程够用，直接零点迁移2，再调整量程3,15
6、,总 结 仪表的零点调整与迁移扩大了仪表的使用范围，增加仪表了通用性和灵活性。各种变送器根据自身的构造对其零点迁移的范围都有明确的规定，在使用说明书上有详细注明其调节方法，调整都不是任意的，而且也是反复进行的。,五.差压变送器,1、差压变送器的工作原理,差压变送器的基本原理：是将一个空间用敏感元件（多用膜盒）分割成两个腔室，分别向两个腔室引入压力时，传感器在两方压力共同作用下产生位移（或位移的趋势），这个位移量和两个腔室压力差（差压）成正比，将这种位移转换成可以反映差压大小的标准信号输出。实际构造中，敏感元件的结构，腔室的形式，位移转换的方式，标准信号的格式 都有很多种。,2、差压变送器适用范
7、围,差压变送器用于测量液体、气体和蒸汽的液位、密度和压力，已广泛用于石油、化工、冶金、电力、食品、造纸、医药、机械制造、科学实验和航空军工等行业。,锅炉汽包测量装置,高加水位测量装置简图,22,（）气动差压变送器 主要用途 测量液体、气体或蒸汽的压力、差压、流量、液位等物理量 气动差压变送器的工作原理 力平衡原理，将压力信号成比例地转换成 kPa的统一标准气压信号 杠杆系统的三种形式：单杠杆、双杠杆、和矢量机构 敏感元件为膜片或膜盒,23,（2）电动差压变送器 电动差压变送器能将压力信号 成比例地转换成010mA(DDZ型)或420mA(DDZ型)直流电流统一标准信号，送往调节器或显示仪表进行
8、指示、记录和调节。,3、常用的几种差压变送器,DDZ(电动单元组合)型压力（差压）变送器 矢量式压力变送器 电容式压力（差压）变送器 扩散硅式压力（差压）变送器 EJA智能压力（差压）变送器,DDZ型压力（差压）变送器有下列特点：,（1）采用国际标准信号制；（2）采用线路集成电路；（3）集中统一供电，并与蓄电池构成不停电供电装置；（4）结构合理，调整简单；（5）能与计算机配套使用；（6）整套仪表可以构成安全火花型防爆系统。,返回,4、DDZ型压力（差压）变送器,4、DDZ型压力（差压）变送器,DDZ型压力（差压）变送器由测量部分、放大器、电磁反馈等几部分组成。其原理如图所示：,4、DDZ型压力
9、（差压）变送器,敏感元件将被测压力（差压）转换成相应的测量力，杠杆系统把测量力与反馈力进行比较后，转换成位移检测片的位移量，位移检测放大器将位移检测片的位移量转换放大成420mA的直流电流输出。该电流通过电磁反馈结构形成电磁反馈力，并作用于副杠杆上，形成反馈力矩。当反馈力矩与测量力的作用力矩相等时，杠杆系统处于平衡状态，此时，变送器的输出电流与被测压力成正比。从而，得出被测压力的大小,4、DDZ型压力（差压）变送器,六、温度变送器,30,1、温度变送器的作用 与各种热电偶或热电阻配合使用，将被测温度线性转换为0-10mA或4-20mA直流电流信号，便于后续处理 温度变送器的三种结构 DDZ-I
10、II型热电偶温度变送器 热电偶温度变送器的工作原理 利用非线性的反馈回路来抵消热电偶的非线性，以得到整个变送器的线性,六、温度变送器,31,1、温度变送器的作用 温度变送器的三种结构根据测温传感器的不同类型：直流毫伏变送器电阻体温度变送器热电偶温度变送器,六、温度变送器,量程单元放大单元,32,33,34,4-23,性能优点：1、低漂移、高增益的线性集成电路2、线性化电路3、安全火花防爆措施，兼有安全栅的功能性能指标：1、测量繁文缛节 3mV-60mV;零点迁移量-50-+50mV2、基本误差 0.5%3、温度特性 环境温度每变化25C，附加误差不超过千分之54、恒流特性环境温度每变化25C，附加误差不超过千分之55、防爆指标,2、DDZ-III型热电偶温度变送器,4-25,
