自动化仪表与DCS仪表构成与组件.pptx

2.1 2.1 仪表的构成仪表的构成1、仪表的功能：仪表输出信号输入信号变送器调节器执行器T、P、F、L420mA010mA20100KpaDV（DV=PV-SV）控制信号控制信号调节阀门开度或泵的转速第1页/共24页2、仪表的开环结构：W(s)yxK开环仪表：问题：输入转换、放大等使误差累积并逐级放大，y与x的线性关系难以保证。解决途径：采用闭环结构其中：W(s)代表仪表的转换部分，K表示放大部分。2.1 2.1 仪表的构成仪表的构成第2页/共24页3、仪表的闭环结构：Ki输入部分的转换系数；K放大器的放大系数；Kf反馈部分的反馈系数。2.1 2.1 仪表的构成仪表的构成由于K很大，所以输出输入关系几乎不受放大器特性影响。第3页/共24页第二章第二章 构成仪表的元件构成仪表的元件 仪表的构成电动与气动仪表的基本元/组件构成仪表的环节与典型实现第4页/共24页2.2 2.2 电动与气动仪表的基本元件电动与气动仪表的基本元件 电阻R 气阻R (a)固定电阻 (a)固定气阻 (b)可调电阻 (b)可调气阻 关系式 R=U/I 关系式 R=P/M 式中 U电阻两端电压；式中 P气阻两端压降 I 流过电阻的电流。M 气体的质量流量 1、基本元件：气阻第5页/共24页2、基本元件：气容 2.2 2.2 电动与气动仪表的基本元件电动与气动仪表的基本元件 电容C 气容C (a)固定电容 (b)可变电容 a)固定气容 (b)可变气容 关系式：关系式：式中：q电容中的电荷量；式中：m气容中的气体质量 iC流过电容的电流；M气体的质量流量；UC电容两端的电压。PC气容中的压力。第6页/共24页3、基本组件：节流通室2.2 2.2 电动与气动仪表的基本元件电动与气动仪表的基本元件可调气阻固定气阻1.通过调整R1获得分压关系；2.K1在01间变化；3.可构成比例调节规律。第7页/共24页节流通室（分压气路）(a)结构原理图 (b)阶跃响应 关系式（稳态时）：若P3=0（通大气）式中 KP比例系数，0 KP 1 分压电路 (a)结构原理图 (b)阶跃响应关系式：式中 KP比例系数，0 KP 1比例环节2.2 2.2 电动与气动仪表的基本元件电动与气动仪表的基本元件第8页/共24页4、基本组件：节流盲室积分时间：TRC2.2 2.2 电动与气动仪表的基本元件电动与气动仪表的基本元件第9页/共24页节流盲室（积分气路）(a)结构原理图 (b)阶跃响应传递函数：式中 T时间常数,T=RC积分电路(a)结构原理图 (b)阶跃响应传递函数：式中 T时间常数，T=RC 积分环节2.2 2.2 电动与气动仪表的基本元件电动与气动仪表的基本元件第10页/共24页微分环节2.2 2.2 电动与气动仪表的基本元件电动与气动仪表的基本元件节流盲室（微分气路）(a)结构原理图 (b)阶跃响应微分电路 (a)结构原理图 (b)阶跃响应第11页/共24页2.2 2.2 电动与气动仪表的基本元件电动与气动仪表的基本元件5、喷嘴-挡板机构结构1.放大作用：很大；2.转换作用：位移-喷嘴背压；3.控制作用：通过 h 控制 PD。第12页/共24页2.2 2.2 电动与气动仪表的基本元件电动与气动仪表的基本元件6、气动功率放大器ACBD功率=压力 X 流量金属簧片金属膜片第13页/共24页例：喷嘴挡板机构、功率放大器2.2 2.2 电动与气动仪表的基本元件电动与气动仪表的基本元件第14页/共24页第二章第二章 构成仪表的元件构成仪表的元件 仪表的构成电动与气动仪表的基本元件构成仪表的环节与典型实现第15页/共24页1.力平衡式：2.3 2.3 构成仪表的环节与典型实现构成仪表的环节与典型实现比较环节C：膜片的刚度系数第16页/共24页2.力矩平衡式：2.3 2.3 构成仪表的环节与典型实现构成仪表的环节与典型实现比较环节第17页/共24页2.力矩平衡式：2.3 2.3 构成仪表的环节与典型实现构成仪表的环节与典型实现比较环节第18页/共24页力比较是输入力和反馈力作用在比较元件上，其差值使比较元件产生微小的位移；力矩比较是输入力矩和反馈力矩作用在作为比较元件的杠杆上，其差值使杠杆产生微小的偏转。气动仪表的比较环节：力比较和力矩比较2.3 2.3 构成仪表的环节与典型实现构成仪表的环节与典型实现第19页/共24页本章重点本章重点仪表的功能：仪表输出信号输入信号变送器调节器执行器T、P、F、L420mA010mA20100KpaDV（DV=PV-SV）控制信号控制信号调节阀门开度或泵的转速第20页/共24页本章重点本章重点仪表的闭环结构：Ki输入部分的转换系数；K放大器的放大系数；Kf反馈部分的反馈系数。第21页/共24页气阻：R=P/M气容：本章重点本章重点节流通室：节流盲室：第22页/共24页本章重点本章重点第23页/共24页感谢您的观看！第24页/共24页