单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 自动控制仪表,按功能分类:,有测量仪表、显示仪表、调节器和执行机构；,按使用能源分类:,有气动仪表和电动仪表；,按结构形式分类：,有基地式仪表和单元组合式仪表。所谓单元组合式仪表是指把控制系统的各功能单元分别制成一台独立的仪表，各个仪表之间用统一的标准信号相联系。气动仪表的统一标准信号是,0.020.1MPa,；电动仪表的统一标准信号是,010mA或420mA,。所谓基地式仪表是指把测量、显示和调节等功能单元组装在一个壳体内，构成不可分离的整体，它们之间不用统一信号联系。,补充1：,喷嘴挡板机构,1-恒节流孔；2-背压室；3-喷嘴；4-挡板,补充2：,气动功率放大器,1-锥阀；2-金属膜片；3-弹簧片；4-球阀,第一节 变送器,即测量仪表，用以测量各种运行参数（温度、压力、流量、液位、黏度等），并把这些参数的变化成比例地转换成统一的信号输出。,一、气动差压变送器,气动差压变送器为测量仪表，用以测量各种被控参数（温度、压力、液位、压差、流量、粘度等），并把其变化按比例地转换成统一的气压信号（,0.020.1MPa,）送至调节器和显示仪表。,气动单杠杆差压变送器,(1）、结构组成：,测量部分,气动转换部分,(2）、工作原理：,量程：,差压变送器的输出压力信号作全范 围（0.02-0.1MPa)变化时,所对应的,差压变送器的输入压差信号的变化,范围。,气源,输出,6-喷嘴,13-膜盒,9-锁紧螺母,8-主杠杆,7-迁移弹簧,5-档板,15-紧固螺母,14-正压室,12-负压室,11-支架,10-静压误差,调节螺母,1-放大器,20-琐紧螺钉,19-反馈波纹管,18-量程调节指点,17-底版,16-密封簧片,4-顶针架,3-顶针,2-迁移螺钉,p,2,p,1,V,气源,p,出,l,1,l,3,l,2,F,反,(3)差压变送器的调整,1）调零,：,当差压变送器的输入信号为零 时，差压变送器的输出信号应为.02MPa,否 则应进行零点调整,利用调零弹簧的拉力改变 喷嘴挡板机构的初始开度,直至使输出压力为 0.02MPa,.,2）调量程：,当测量信号（输入信号）P为最大值时，差压变送器的输出为0.1MPa.,调整负反馈程度可以调整量程,负反馈增强,达到同样的输出范围,对应的输入就增大范围,即增加了量程。,量程螺帽上移，增强反馈，扩大量程，反之,3）调零、调量程步骤,例如：测量信号为01000毫米水柱。,（1）固定量程支点，使输入压差为零时，其输出压力信号应为0.02MPa，否则，应进行调零。（2）逐渐增大输入的压差信号，同时注视其输出压力信号的变化情况，直至输出压力到达0.1MPa为止，记录此时的输入压差值。（3）视输入压差值和所要求的量程相比较，决定是否需要增大或减小量程。每移动一次量程支点，需重新调零及调量程，直至准确为止。,4)、迁移原理：,所谓迁移就是根据需要将变送器量程的起点由零迁移到某一数值，迁移后量程的起点及终点改变，但量程不变。例：05kg/cm,2,510kg/cm,2,以锅炉参考水位罐为例,负迁移利用迁移弹簧的拉力把负压室的某一压力抵消,掉，使变送器输出0.02MPa,此负压室被抵消的,压力值为迁移量。,正迁移利用迁移弹簧的拉力把正压室的某一压力抵消,掉，使变送器输出为0.02MPa,此时正压室被抵,消的压力值为正迁移量。,5-差压,变送器,2-参考水位罐,4-参考,水位管,6-阀箱,B,A,C,C-泄放阀,1-锅炉,A-截止阀,B-平衡阀,3-测量管,迁移的好处：,（1）经济,：,如测量0.6-1.0MPa,只要用0-0.4MPa,的变送器 经迁移即可，而不用 0-1.0MPa,的大量程变送器。,（2）提高精度及灵敏度：,绝对误差=精度量程,若用一级精度的变送器：,量程1的绝对误差=11%=0.01MPa,量程0.4的绝对误差=0.41%=0.004MPa,5)气动差压变送器的管理要点：,使用、检修、调校时不可使反馈波纹管扭曲并圈；,有时使用调换波纹管的有效面积来改变量程；,检修更换弹性元件时，应尽量使用刚度相同的弹性 元件;,变送器在投运前应注意的事项:,a),变送器在使用之前，应接通仪表的气源以防 测量信号接人时，因无反馈信号而使仪表偏 转角度过大发生损坏。,b)在使用之前，必须对变送器的零点，量程、迁移量等进行复验。,c)投运和停运的时候，应尽量避免仪表承受单 向压力。投运之前，先开平衡阀，接着依次 慢慢打开高压截止阀和低压截止阀，最后慢慢关 闭平衡阀，使变送器投入运行。停运：先开平衡 阀，后关截止阀。,6）,变送器的日常维护,用干净的压缩空气作为变送器的气源，是变送器长期、可靠，稳定工作的首要条件。变送器的气源是无尘、无油、无水的干燥空气。但实际上，不管对压缩空气如何进行净化处理，总会在不同程度上夹着油、水和尘土。因此必须定期按规定清洗和更换过滤元件。如果发现减压阀的输出压力不正常，可以旋转调整螺钉2来进行调整。如果调不好或者输出压力不稳定，这说明整个减压阀已沾污，必须全面拆开进行清洗、烘干，然后装好。把减压阀的输出压力调到0.14MPa，然后装到变送器上。,如果供应放大器的气源不干净，就可能把变送器的挡板弄脏，喷咀和放大器上的玻璃恒节流孔堵塞，使仪表不能正常工作。如果发现仪表线性度不好，零位不稳定，很可能是喷咀和恒节流孔堵塞，必须将放大器拆开清洗，把喷咀吹洗，挡板也得擦干净。,吹洗减压阀、放大器和喷咀挡板，可以先用汽油，然后再用酒精、乙醚之类清洁剂，也可直接用苯或四氯化碳吹洗。洗好之后，可以用电吹风吹干或烘箱烘干，用干净的压缩空气吹干，也可以在无尘通风处晾干。,二、电动差压变送器,1、电容式差压变送器的组成方框图,2、测量部分：,3、转换放大电路：,将上述的电容比提取出来，并转变成 DC 420mA输出。,0,=K1 K2 K3 K4,第二节 调节器,一、气动式比例调节器,1、气动式比例调节器的组成,2、气动式比例调节器的工作原理,3、比例系数K，即比例带PB的调整,二、气动式比例积分调节器,1、气动式比例积分调节器的组成,2、气动式比例积分调节器的工作原理,3、比例带PB和积分时间T,i,的调整,三、气动式比例,微分,调节器,1、气动式比例,微分,调节器的组成,2、气动式比例,微分,调节器的工作原理,3、比例带PB和,微分,时间T,d,的调整,四、比例,积分微分,调节器,1、气动式,比例,积分微分,调节器,（1）气动式比例积,分微分,调节器的组成,（2）气动式比例积,分微分,调节器的工作,原理,（3）比例带PB、积,分,时间T,i,和,微分,时间,T,d,的调整,（4）调整给定值的大小,（5）正、反作用的切换,气动式,比例,积分微分,调节器,2、电动,式,比例,积分微分,调节器,u,i,为PID调节器的输入信号，即测量值电压与给定值电压相比较获得的偏差电压，u,0,为PID调节器的输出电压，,运算放大器A1、A2和A3分别实现比例、比例微分和比例积分作用，A4起加法器的作用，并使调节器的输出信号u0与输入信号ui符号一致。,该调节器的输出在整体上对输入具有比例、积分和微分的作用。,3、,数字式比例,积分微分,调节器,T为采样周期，K为采样序号，K=0，1，2，K。在采样时刻t=KT，PID调节器的增量式为：,式中，P,k,为K时刻的输出控制量；e,k,为K时刻的偏差；Kp为比例系数；Ti为积分时间；T,d,为微分时间。,第三节 执行器,一、气动薄膜调节阀,1、气动薄膜调节阀的结构原理,2、气动薄膜调节阀的作用形式,（,1）气开式和气关式,（2）正作用式和反作用式,二、气动执行器,1、带有阀门定位器的气动调节阀的 结构组成,2、带有阀门定位器的气动调节阀的 工作原理,3、调比例带,三、电动执行器,角行程式电动执行器的原理框图：,