复习总结(详细)概要

1-1单回路过程控制系统方框图概论1、过程控制仪表与过程控制系统的功能，调节器、变送器、执行器的功能。2、仪表之间联系信号，信号的传输方式，传输误差。3、两线制变送器与四线制变送器相比结构特点及优点。4、本质安全防爆系统的组成，本安防爆的充要条件，本安防爆仪表的特点，防爆标识得含义给定单元调节器执行器被控对象变送器XRXiXeY5、安全栅的种类、电路分析。概论1、过程控制仪表与过程控制系统的功能，调节器、变送器、执行器的功能。过程控制系统（仪表）的功能：对工业生产过程中过程量（温度、压力、流量、液位（物位）、成分量）进行自动检测与控制，使工艺参数满足控制要求。调节器功能：将来自变送器的测量值与给定值相比较后产生的偏差进行一定规律的运算，并输出统一标准信号,去控制执行机构的动作，以实现对过程量的自动控制。变送器：将各种过程量转换为标准电信号。执行器：接收调节器输出的控制信号，将其转换为直线位移或角位移来改变调节阀开度（流通面积），以控制物料流量，实现对参数自动控制。LTLT液位调节器液位变送器电动调节阀泵储水箱上水箱下水箱概论电动仪表输入、输出信号：II型0～10mADC0～2VDC转换电阻R=200ΩIII型4～20mADC1～5VDC转换电阻R=250Ω0.2～1.0kg/cm2或0.02～0.1MPa气动仪表输入、输出信号2、仪表之间联系信号，信号的传输方式，传输误差计算。概论信号的传输方式仪表之间长距离传输：电流仪表之间或内部短距离传输：电压传输误差：电流、电压损失在内阻及导线上的信号概论3、两线制变送器与四线制变送器相比结构特点及优点。优点节省材料和安装费用。利于加安全防爆栅，适于易燃易爆场合。电气零点与机械零点分开，提高了抗干扰能力。ri变送器E电源接收仪表ErRBRLI0二线制传输变送器接收仪表X四线制传输本质安全防爆系统的充要条件危险现场使用的仪表是本质安全防爆仪表。现场仪表与非危险场所之间电路连接必须经过安全栅。4、本质安全防爆系统的组成，本安防爆的充要条件，本安防爆仪表的特点，防爆标识的含义概论调节器执行器被控对象变送器XRXiXeY安全栅安全栅本质安全防爆系统的组成概论本安防爆仪表的特点采用安全设计，保证在异常状态下，电路不会产生火花。限流、限压、限能。防爆标识+应用场所+引燃温度防爆标志例1、EXiaIIBT5含义例2：应用于煤矿0区危险场所，引燃温度不低于950C，选用何种仪表，写出防爆仪表标志例3：应用于工厂，C级爆炸性气体环境，气体引燃温度不低于1100C，写出防爆仪表标志5、安全栅的种类、电路工作原理概论安全栅的种类：齐纳安全栅和变压器隔离式安全栅齐纳安全栅电路工作原理限制从安全侧到危险侧的高危能量。利用齐纳二极管击穿电压特性进行限压，利用电阻进行限流。变压器隔离安全栅工作原理通过变压器切断安全侧串入的高压，通过限压限流电流进一步限制流入危险侧能量。概论检测端隔离式安全栅执行端隔离式安全栅给定单元调节单元执行单元被控对象变送单元XRXiε△Yθ第一章模拟式调节器1、调节规律（P、PI、PD、PID）及其特点，作用方式2、PID参数的确定方法3、基型调节器输入电路、PI电路分析，输入输出关系式的推导。5、积分饱和产生原因、消除措施、抗积分饱和电路分析4、软手操、硬手操电路分析，公式推导1、调节规律（P、PI、PD、PID）及其特点，作用方式第一章模拟式调节器调节规律（P、PI、PD、PID）及其特点P调节特点：快速有余差。PI调节特点：能消除余差，调节速度较快，有超调。PD调节：超前调节，减小超调。PID调节：整定PID参数使被调参量既快又稳且无余差到设定值。作用方式：正作用与反作用。温度控制系统框图电开阀，调节冷水水量来控制水箱温度，调节器的作用方式；调节管道蒸汽流量来控制锅炉温度，调节器的作用方式。第一章模拟式调节器例：4~20mA比例调节器，输入从4~8mADC变化，输出从4~14mADC变化，δ=？（1）P调节%100%10010IIKiP比例增益比例度iPIIyK0tε0t0y∆KPε2、PID参数的确定方法第一章模拟式调节器（2）PI调节第一章模拟式调节器P0I1(d)tyKtTPIT理想例：PI调节器，输入偏差为2mA时，输出变化量为4mA，之后积分作用输出变化量为8mA时所用时间为90秒，比例度和积分时间常数为多少？tε0t0∆yKPεTIPIyyPy实际PI调节IPII11()11TsWsKKTstε0t0∆yKPεKPεKI)]1)(1(1[IITKtIPeKKyI()(0)yKy积分增益控制点偏差及精度第一章模拟式调节器例：控制精度为0.2的III调节器，最大电流偏差。%100minmaxmaxminmaxmaxxxKKyyIPDPDD1()1TsWsKTsK（3）PD调节DDPD1(1)KtTyKKe输出响应D(0)()yKy微分增益tε0t0∆y)1(63.0DPKKPKDDPKK微分时间常数D第一章模拟式调节器])1(1[DtDPeKKy测量信号指示线路测量信号指示线路输入电路PD电路PI电路输出电路硬手操电路软手操电路测量指示给定指示指示单元控制单元1～5VUiUo1Uo2Uo3输出指示4～20mAIo一、电路组成第一章模拟式调节器01()2()iSVSVVSV250030VI03RMMVVtRCHVV033、基型调节器输入电路、PI电路分析，输入输出关系式的推导。第一章模拟式调节器引入导线电阻压降后的输入电路原理图UiIC1R1R2R3R4R5UsR7R8R6Uo1UCM1UCM2UB基型调节器输入电路分析为何采取差动式输入为何要进行电平移动推导过程采用放大器虚短虚断及叠加定理等电路理论。第一章模拟式调节器PI电路分析叠加定理，复域分析IIo3o2o2MIMMIIIIIIo3o2MI11()()()(1)(),1()(1)()CCUsUsUsCmRCsCmRCsTmRCCUsUsCTs设则4、软手操、硬手操电路分析，公式推导第一章模拟式调节器+UR-URRM-+IC3软TFCMCIRIUO2UO3S4软手操电路03RMMVVtRCUO3-+IC3UO2CMCIVHWHRFVBS1自硬RIRH硬手操电路03(0)FHHHHRVVVVR第一章模拟式调节器5、积分饱和产生原因、消除措施、抗积分饱和电路分析第二章变送器1、由变送器组成框图推导出输入输出的关系；由输入输出的关系说明如何调零、零点迁移、调量程。2、电容式差压变送器组成，各个环节输入输出特性，电路功能，由整机表达式，说明如何调整零点调整量程。4、热电偶温度变送器组成，各个环节输入输出特性，电路功能，由整机表达式，说明如何调整零点调整量程。5、热电阻温度变送器组成，各个环节输入输出特性，电路功能，由整机表达式，说明如何调整零点调整量程。6、电气转换器输入输出信号关系，工作原理3、扩散硅差压变送器电路分析，信号转换测量部分C放大器K反馈部分F调零、零点迁移ZiZfZ0yx1、由变送器组成框图推导出输入输出的关系；由输入输出的关系说明如何调零、零点迁移、调量程。00()()1CxzKyCxzKFF由叠加定理和反馈控制理论当X=Xmax，调整量程机构变F，使Y=Ymax。调量程调零零点迁移当Xmin=0调整调零机构，变Z0，使y=ymin。当Xmin≠0调整调零机构，变Z0，使y=ymin。第二章变送器例：DBW-III，温度测量范围0～1000℃，对应输出电流为4～20mADC。（1）画出输出电流I0与温度t的关系曲线。（2）写出输入与输出的关系式。（3）温度为750℃，输出电流=？输出电流为12mADC时，测量温度=？（4）温度测量范围为100～1000℃时，重新画出（1）曲线，计算（3）。第二章变送器3、电容式差压变送器组成，各个环节输入输出特性，电路功能，由整机表达式，说明如何调整零点调整量程。pdC感压膜片差动电容211122100iiiiiiCCKdPKKPCCdd测量部分差压变为电容第二章变送器转换放大部分1111121TTiiPPduiCIidtfCVdtT22222201TiiPPduiCIidtfCVdtT差动输出212121211232121()()iiiiiPPiiiiiiCCCCIIIVfCCIIKCCCC整机表达式''02100312''0012311iiiiiiiIICCIIKCCIIKKKKPP差压最小，调整调零电位器，变使I0=4mA'0I差压最大，调整量程电位器，变β，使I0=20mA调制11iduiCdt22iduiCdt解调输出21211221()iiiiiCCIIIIICC压控振荡器123IIK提供调制电压电容-电流转换电路分析3、扩散硅差压变送器电路分析，信号转换第二章变送器0121()iiVZVGVVkVGR量程单元：信号综合，零点调整，量程调整，非线性反馈，热电偶冷端温度补偿。断线报警，限压限流保护0000()TFTfTfVVEVVVVVEIVI补偿补偿整机表达式零点调整，量程调整。4、热电偶温度变送器组成，电路功能，由整机表达式，说明如何调整零点调整量程。放大单元Vε热电偶限压限流冷端温补断线检测调零电路调量程反馈线性化运算放大器功率放大器I0ET+V补V0+VfETV补GNDV0Vf’第二章变送器为何需要线性化？线性化思想方法。为何要进行冷端温度补偿？补偿思想方法。量程单元：信号综合，零点调整，量程调整，输入线性化，线性反馈。整机表达式00TZfTZTTZVVVIVVRIVI零点调整，量程调整方法。5、热电阻温度变送器组成，电路功能，由整机表达式，说明如何调整零点调整量程。（1）输入回路如何实现线性化。线性化电路分析。0ttttttdRdIttdtdtVIRVtt与线性关系，I与成线性关系。第二章变送器tItRtVt（2）为何热电阻采用三线制接入输入回路。补偿电路分析消除导线电阻影响。''''()itcztCtztzVVVVVIIrVVV补偿支路补偿电流与热电阻电流相等。第二章变送器VZRTrrrITVT’VC放大器V0VfICFiF0L0Ff2Ff1lf2lf16、电气转换器输入输出信号关系，工作原理工作原理:力矩平衡原理4～20mADC转换为20～100kPa标准气压信号。第三章运算器与执行器1、电动执行器的组成、功能，输入输出特性2、伺服放大器电路分析3、执行机构的组成与功能4、气动执行机构的组成与工作原理7、电气阀门电位器的结构与工作原理6、直线阀、等百分比阀流量特性，适合场合5、气动执行器的组合方式，选择原则伺服放大器位置发送器伺服电机操作器减速器阀位指示放大器执行机构4～20mAIiIfθ0~90OsaU()0()0()0iifiifiifIIIIIIIII电机正转电机反转电机停转不变将调节器输入的直流电流信号线性地转换成位移量。各个功能模块功能。第三章运算器与执行器1、电动执行器的组成、功能，输入输出特性）（型型416909iiIIIIIII2、伺服放大器电路分析第三章运算器与执行器3101()ifRVVVR0109(1)fRVVR001002HHVVVVVVVV00102LLVVVVVVV3、执行机构的组成与功能第三章运算器与执行器伺服放大器位置发送器伺服电机操作器减速器阀位指示放大器执行机构4～20mAIiIfθ0~90OsaU作用是将伺服放大器输出的电功率转换成机械转矩,改变阀杆的位置。同时将阀位转换为反馈电流