仪表及自动化复习.ppt

仪表与自动化 戴焰明主讲 压力表的安装 3 压力表安装时 应便于观察和维修 尽量避免振动和高温影响 应根据具体情况 采取相应的防护措施 如图2 4所示 压力表在连接处应根据实际情况加装密封垫片 2 4压力表安装示意图 压力表的安装 图2 10差压变送器测液位示意图 差压式液位计 零点迁移 2 零点正迁移若差压变送器与容器的液相取压点不在同一水平面上 如图2 11所示 变送器此时正压室受到的压力P P0 gL gl负压室受到的压力P P0差压 P P P gL gl显然 当L 0时 P 0 显示仪表的指示大于零 此时差压变送器需要零点 正迁移 迁移量 gl 图2 11差压液位计示图 2 零点正迁移若差压变送器与容器的液相取压点不在同一水平面上 如图2 11所示 变送器此时正压室受到的压力P P0 gL gl负压室受到的压力P P0差压 P P P gL gl显然 当L 0时 P 0 显示仪表的指示大于零 此时差压变送器需要零点 正迁移 迁移量 gl 图2 11差压液位计示图 热电偶的结构 热电偶分度表是在参比端温度为0 的条件下得到的 要使配热电偶的显示仪表的温度标尺或温度变送器的输出信号与分度表吻合 就必须保持热电偶参比端温度恒为0 或者对指示值进行一定修正 或自动补偿 以使被测温度能真实地反映在显示仪表上 b 冷端温度补偿虽可采用补偿导线将冷端延伸出来 但不能保证参比端温度恒定为0 为解决此问题 常采用下列参比端温度补偿方法 冰浴法 将补偿导线延伸到冰水混合物中 这种方法只适合实验室使用 工业生产中使用很不方便 查表法 当参比端温度不为0 时 被测介质的真实温度应根据所用仪表的指示温度数值t 在分度表中查出对应的热电势E 再查出与冷端温度t 0相应的热电势E 0 两者相加得到真实的热电势E 再在表中查出与E对应的温度值 即为工作端的真实温度 即 E E E 0 E t 0 E t0 0 6 某合成氨塔的压力控制指标为 14 0 4 MPa 要求就地指示塔内压力 试选用压力表 要求给出类型 测量范围 精度级 型号 解 根据上述问题工艺要求 被测压力 工作压力 14MPa 应该选择14MPa 2 3 0 M MPa经查有关手册 压力表的量程0 M应选0 25MPa 根据 选择压力表的允许误差小于或等于1 6 所以选择精度级为1 5级的压力表 经查有关手册 选Y 100型 测量范围0 25MPa 精度等级为1 5级的普通单圈弹簧管压力表 7 用差压变送器测量液位 在什么情况下会出现零点迁移 何为 正迁移 何为 负迁移 其实质是什么 答 用差压变送器测量液位 在周围环境的影响下会出现零点迁移 当L 0时 显示仪表的指示值大于零 此时差压变送器需要零点 正迁移 当L 0时 显示仪表的指示值小于零 此时差压变送器需要零点 负迁移 零点迁移的实质只是改变了仪表上 下限 相当于测量范围进行了平移 不改变仪表的量程 8 常用的热电偶有哪几种 与之配套的补偿导线是什么材料的 补偿导线起什么作用 需要注意什么问题 答 常用的热电偶有铂铑10 铂 与之配套的补偿导线正极为铜 负极为铜镍材料补偿导线型号符号为SC 常用的热电偶有镍铬 镍硅 与之配套的补偿导线正极为铜 负极为铜镍材料补偿导线型号符号为KC 常用的热电偶有镍铬 铜镍 与之配套的补偿导线正极为镍铬 负极为铜镍材料补偿导线型号符号为EX 常用的热电偶有铜 铜镍 与之配套的补偿导线正极为铜 负极为铜镍材料补偿导线型号符号为TX 由于冷端温度易受工作温度 周围设备 管道和环境温度的影响 且这些影响很不规则 为了将冷端放到温度恒定的地方 就要使用补偿导线 9 什么叫热电偶的冷端温度补偿 补偿方法有哪些 答 热电偶的冷端温度补偿就是保证参比端温度恒定为0 为解决此问题 常采用冰浴法 查表法 校正仪表零点法 补偿电桥法 10 用镍铬 康铜热电偶测温时 如果冷端温度为0 测得的热电势为37 808mV 问 1 被测温度是多少度 2 当参比端温度为30 时 如果测得的热电势仍然是37 808mV 求被测温度为多少度 11 为什么热电阻与各类显示仪表配套时都要用三线制接法 解 查表镍铬 康铜热电偶37 808mV 510 1 被测温度是510 2 当参比端温度为30 时 E t 0 E t t0 E t0 0 37 808mV 1 801mV 39 609mV查表镍铬 康铜热电偶39 609mV 542 11 为什么热电阻与各类显示仪表配套时都要用三线制接法 答 热电阻的输出信号大 比相同温度范围内的热电偶温度计具有更高的灵敏度和测量精度 而且无需冷端补偿 电阻信号便于远传 较电势信号易于处理和抗干扰 但其连接导线的电阻值易受环境温度的影响而产生测量误差 所以必须采用三线制接法 图3 1锅炉汽包液位人工控制 1 检测变送 用 眼睛 将变量汽包液位H测量后送给控制器 大脑 2 分析判断 控制器 大脑 分析判断决策后发出控制命令给执行器 手 3 执行 执行器 手 动作最终使液位保持在设定的标准值上 图3 2锅炉汽包液位自动控制 图3 3自动控制系统方框图 自动控制系统的性能指标1 稳定性所谓稳定性 是指系统在受到外来扰动或设定值发生变化时 被控变量会偏离原来的稳定值后 借助内部反馈系统的自动调节 系统可能回到或接近原来的稳定值或跟随设定值稳定的特性 2 准确性当控制系统受到扰动作用时 被控变量的稳定值与设定值之间保持的程度 3 快速性系统的输入对输出作用的响应程度 4 主要性能指标 1 最大偏差A 或超调量B 2 衰减比n 3 上升时间 峰值时间和过渡时间 4 振荡周期 5 余差 图3 35过渡过程曲线 1 比例 P 控制比例调节器的输出信号 指变化量 与输入偏差信号 假如设定值不变 偏差变化量就是输入变化量 之间成比例关系1 比例控制规律及时有力 但有余差存在 2 比例度与比例放大倍数是倒数关系 越小 Kp越大 比例控制作用就越强 调节及时 但系统稳定性变差 由于比例度不可能为零 即KP不可能为无穷大 所以 余差就不会为零 因此 也常常把比例控制作用叫 有差调节 比例度太大 控制作用就越弱 系统稳定性变好 但余差变大 控制质量差 3 单纯的比例控制适用于扰动不大 滞后较小 负荷变化小 要求不高 允许有一定余差存在的场合 比例控制规律更多是与其他控制规律组合使用 3 图3 34所示为一个水箱水位控制系统 试说明系统的工作原理 画出相应的方框图 并指出该系统的被控对象 被控变量 操纵变量 扰动量和测量仪表各是什么 当水位升高时 请说明系统的控制过程 图3 34水位控制系统原理图 7 某反应器工艺规定操作温度为900 10 考虑安全因素 控制过程中温度偏离设定值最大不得超过30 现设计运行的温度定值控制系统 在最大干扰作用下的过渡过程曲线如图3 35所示 试求该控制系统的过渡过程品质指标的最大偏差 超调量 余差 衰减比和振荡周期各是多少 并问该控制系统是否满足题中所给的工艺要求 图3 35过渡过程曲线 12 如图3 36所示的液位测量系统 当用密度为1200kg m3的封液进行隔离时 试求差压变送器的量程和零点迁移量 并说明迁移方向 已知 1100kg m3 1 6m 1 2m 3m 图3 36液位测量系统 比例调节规律及调节器 示意图 e 比例调节器KP e P e P P P e e 0 KP 1 KP 1 比例 积分规律 e 为阶跃信号时 e t t PP t PI PPI t 比例 微分调节规律 e 为阶跃信号时 t PID三作用规律原理 1 e 为阶跃信号时