自控系统基础知识及保养维护

自控系统基础知识及保养维护测量的定义：测量是将被测量与同性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并用数字表示这个倍数。直接测量定义：在使用仪表进行测量时，对仪表读数不需要任何运算，就能直接表示测量所需要的结果，称为直接测量。间接测量定义：在使用仪表进行测量时，首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量，将测量值带入函数关系式，经过计算得到所需要的结果，这种测量称为间接测量。联立测量（组合测量）定义：在应用仪表进行测量时若被测物理量必须经过求联立方程组，才能得到最后结果，则称这种的测量为联立测量。电测技术的优越性：用电测技术的方法对非电量进行测量，称之为非电量测量技术。在现代自动化生产过程中普遍采用电测技术进行各种参数的检测，这主要是因为：优点便于实现自动、连续的自动测量；具有高灵敏度和准确度；便于实现信号远距离传输和远距离测量；反应速度快，不但能测量变化慢的非电量，而且能测量变化速度快的非电量；测量范围宽广，能够测量非电量的微小变化量；便于和各种自动控制器和显示仪表配套；便于与微处理器和电子计算机接口。电测技术测量原理及方法：在非电量电测技术中，首要的问题是将各种非电量变换为电量，在检测装置中完成这种变换的环节通常称为传感器，在非电量测量中，所采用的检测原理与技术是多种多样的，目前一般采用两种分类方法：一种是按被测参数，如温度、压力、位移、速度。。。。。。等来分类，另一种是按传感器工作机理，如应变式、电容式、压电式、光电式等电阻温度传感器PT100,PT200,500,1000特点及性质常用的有两线制（近距离测量）,三线制（工程测量），四线制（高精度及实验室测量）电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度)温度与电阻的变化系数0.0003851K=1℃电阻温度传感器误差消除原理：举例采用三线制PT100电阻测量温度，传感器与测量仪表距离200m，令AB之间电阻120欧姆，AC之间电阻120欧姆，CB之间电阻5欧姆。仪表在计算时首先检查AB两点之间的实际测量电阻130，再次测点CB两端电阻5，由于CB两端的电阻一端是在一起短接的，所以安理论计算应该是0，现在测得的CB两端电阻为5欧姆，结果是计算出ABC三端的导线误差电阻为5欧姆如果采用三线制测量法仪表会自动减掉5欧姆。故障及维护：通常情况下手上有一只万用表就可以判断热电阻的好与损坏，正常的pt100在室内常温下测量以三线为例子对A、B、C端分别测量应该数据如下：A、B两端电阻应该在110－125之间随温度而变化，A、C两端电阻同A、B，BC两端电阻应该为0最好，如果测出其他情况说明电阻传感器有问题。一体化温度变送器：一体化温度变送器作为一种标准的工业测量设备主要由1不锈钢管壳、2传感器探头、3变送模块三部分组成，变送模块安装在不锈钢管里面，这中安装中传感器与变送器的距离特别近，而且是完全封装在管壳中所以抗干扰能力特别强。一体化温度变送器4-20mA输出有两线制、三线制、四线制三种，两线制的成本较低最为常用，三线制、四线制一般属于高精度输出，而且还得专门给变送模块供电，布线和采购成本比较高所以在一般工控场合很少用。一体化温度变送器：故障判断一体化温度变送器的故障判断主要由两部分组成（传感器、变送模块故障），在处理故障时需要分别判断。前提是变送模块接线必须正确，变送模块输出最大电流“20mA”故障时：故障一（热电阻）是传感器测断路（电阻探头损坏或与模块接触之间不良或断线）。故障二是变送器本身损坏。变送模块输出最小电流“4mA或低于”故障时：先用万用表测量pt100电阻丝是否正常（必须断开pt100与模块之间的连接在测量，如果不断开模块测量数据不准确），电阻没问题剩下的就是模块温度。压力传感器测量原理：压力传感器是一种有源传感器，它具有频响宽、灵敏度高、结构简单、体积小等优点被广泛应用。压力传感器是采用某些物质的压电效应为基础，当物质受到压力作用力时会在其表面上产生电荷，若将外力去掉时，它们又重新回到不带电的状态，这种现场被称作压力效应。压力传感器都是通过这一原理制作的压力传感器材质：1.压电晶体2.压电陶瓷压力传感器的故障判断：压力变送器为一体化有源传感器，通常有两线制4－20mA电流型及输出0－10V三线制两种，一般三线制主要以西门子公司为主，其他厂家常见的是DC或者AC30两线制较为多见，压力传感器一般比较少见损坏的，当管道中有压力时通常可以从安装在管道上的压力表读到压力值，以此压力和变送器测量到压力做一个比较（比较时一定要视为现场压力表和变送器在同一高度，如果不在统一高度一定目测把高低落差计算进去），变送器输出在4mA和20mA不随着现场压力变化时视为压力变送器损坏。超声波流量计超声波流量计的工作原理：当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时间的变化正比于液体的流速，流量计测得流速后再根据管道的内径即可计算出管道内流体的流量。电动调节阀电磁阀干扰的类型及防护根据产生的物理原因，可分以下几种：1.机械干扰2.热干扰3.光的干扰4.湿度变化的干扰5.化学干扰6.电和磁场的干扰7.射线辐射干扰原因及处理方法：机械干扰原因：机械的震动或冲击造成仪表装置的电气元件发生震动或移位，使仪表指针或信号发生抖动影响仪表工作。声波的干扰类似与机械振荡。处理办法：主要可以采取减震措施来解决，采用弹簧点或减震橡皮垫等热的干扰原因：仪表自身热量及环境温度的变化等都会引起仪表电气参数发生变化和产生热电效应而影响仪表工作。指针或信号发生抖动影响仪表工作。处理办法：可以采用热屏蔽：把仪表内用导热性较好的材料做成屏蔽罩包起来，使罩内达到一定的恒温。湿度变化的影响原因：湿度会降低仪表的绝缘，漏电流增加；会使高阻值电阻下降，会使电介质常数增加，这样必然会影响仪表的正常工作。处理办法：在安时应该尽量将仪表安装在干燥的地方，仪表节线端子及出线盒用环氧树脂和硅橡胶封灌等。化学的干扰原因：化学物品，如酸减盐及腐蚀气体等一方面会通过化学腐蚀作用损坏仪表元件和电路板，另一方面会与金属导体形成化学电压。处理办法：安装时应该尽量将仪表安装在干燥的地方，良好密封和注意清洁对仪表是十分必要的防护化学干扰措施。电和磁的干扰原因：电和磁场可以通过感应及电路对检测仪表构成干扰，电场和磁场的变化也会在检测仪表的有关电路中感应出电压从而影响仪表的正常工作。处理办法：在使用时应尽量将仪表安装在远离磁场及高电压等场合，或着采取屏蔽技术。用环氧树脂和硅橡胶封灌等。射线辐射干扰原因：射线会使气体电离，半导体发出电子等等及辐射电压从而影响检测仪表的正常工作。处理办法：射线防护是一门专业技术，主要用于原子能工业，核武器生产等方面。信号抗干扰技术屏蔽技术：交流电源、强电设备产生的电火花以及雷电，都能产生电磁波，从而成为电磁干扰的噪声源。当距离较近时，电磁波会通过分布电容和电感藕合到信号回路形成电磁干扰；当距离较远时，电磁波则以辐射形式构成干扰。屏蔽是一种用以减小设备之间或设备内部各部分之间辐射干扰的去耦技术，其目的主要有两点：其一是将辐射限制于规定的区域；二是阻止辐射进入规定的区域。凡是属于场的干扰都可用屏蔽方法来削弱以确保设备的正常工作。为了有效发挥屏蔽体的作用，还要注意屏蔽体的接地问题。控制线的抗干扰设计分布式控制系统通常具有多种控制信号，传送信号不同，则选用的传输线也不同，不同信号的传输线选择如下a．模拟量信号对高频脉冲信号的抗干扰能力是很差的，外界的各种干扰信号都可以直接迭加在模拟信号上，影响其幅值的大小。建议采用屏蔽双绞线连接。b．低电平的开关信号、数据通信线路(RS-232、RS-485等)，对低频脉冲信号的抗干扰能力比模拟信号要强，建议采用屏蔽双绞线(至少用双绞线)连接。c．高电平(或大电流)开关量的输入输出及其他继电器输入输出信号的抗干扰能力强于模拟信号及低电平开关信号、数字信号，但会干扰别的信号，故建议采用双绞线连接。d．数字脉冲信号的频率一般较高，容易受外界高频感应电压影响，它在传输过程中也会产生电磁干扰，因此，应选用屏蔽电缆传送脉冲信号。e．供电线及大通断能力的断路器、开关信号线，这些电缆选择主要是由电流负载和电压等级决定。接地技术的设计强电中的地概述：接地是一种技术措施，它起源于强电技术，由于高电压功率大危及人生安全。为此有必要将电网的零线和电气设备的外壳通过导线与大地相连，使之与大地等电位以保设备和人生安全。弱电中的地概述：1。在电子测量仪表中外壳或导线屏蔽层等接着大地是着眼于静电屏蔽的需要。主要是为了通过大地给高频干扰提供低阻通路以防至对仪表的干扰。2。由于习惯的原因，在电子技术中把电信号的基准电位也叫地。电子装置中的地就是输入输出公共零电位，它本身可能与大地是隔离的。3。地电位变化是产生干扰的主要原因之一，正确的接地不但具有抗干扰的作用，而且可以确保人身和设备安全。安全接地：为了安全作为三相四线制电源和电网的零线、电气设备的机壳、底盘等都需要接地。信号地线：是指模拟信号的零信号电位公共线。因为模拟信号一般较弱，因此对模拟信号接地的要求较高。如果在一个系统中有多个直流电源时且供电都到一般采集板时一定要将两个地接到一起一点接地以减少两地之间的电位差干扰。在控制系统中除传感器器以外有其他设备接入到输入输出通道时，必须采用差分电路传输，并且地不能与本系统相连，以避免干扰和设备损坏。一、热网监控系统的必要性1、及时监测参数、了解系统工况。全面及时的掌握供热系统的温度、压力、流量等参数，相当于供热系统安装了眼睛，运行人员可以“居调度室而知全局”。2、均匀调节流量、消除冷热不均。通过电动调节阀自动实现温度调节，不仅提高了供热效果，同时达到了系统水力工况的自适应调节，彻底消除冷热不均。3、合理匹配工况、保证按需供热。当系统总供热量与系统总负荷不一致时可能造成全网的平均室温偏高或偏低，总供热量的浪费与不足总是交替出现。4、及时诊断故障、确保安全运行。故障报警系统的完善，使得运行人员可以快速掌握报警发生地点，对超温、超压、泄漏、堵塞、断电等各种故障的发生做到及时诊断，及时检修，保证系统安全运行。5、健全运行档案、实现量化管理。完备的历史信息数据库，可以进行各种分析、查询、统计。计算平均温度、平均电耗各种控制指标，指导系统优化运行，减少系统能耗。众多项目表明：自控系统节能率在10%-20%。二、热网监控系统的组成1.HOMS热网运行管理软件2.STEC2000换热站自动控制系统3.现场设备4.通讯系统STEC2000换热站自动控制系统温度控制经验曲线调节：推荐的节能模式，不用每天设定供温，只需要在供暖初期，中期和后期各设置一次即可；固定温度调节：能在设置的时间段内按照设定的温度自动恒温运行，不参照室外温度变化而改变温度，适宜用在热源相对不足的情况下限制前端的热量达到热量均衡分配，或要求一些站供温相同的情况下，需要手动在上位机设定供温。分时间段调节：在经验曲线和固定供温模式下的一种附加模式，不可单独使用，是一种参照时间将一天分成4段进行供温的修正，在某些场合如学校、办公楼等换热站中应用能增加节能量；手动开环调节：主要应用在手动调整阀门开度，无法自动控制二次供温；在特殊情况下可以测试板卡输出和阀门执行器的运行情况。压力/流量调节定压力调节：根据二次网供回水压力自动调节变频输出，使二次供回水压力稳定在设定值附近。适合压力变动频繁且变动较大的场合应用，推荐的运行模式，最大节省由于泵选择偏大造成的电力消耗；定频率调节：手动调节变频器输出，变频器在设定时间内按照固定频率运行，此控制方式不考虑二次供压变化。适合压力变动不大的情况下运行；特殊情况下可测试板卡输出和变频运行状况；STEC系列控制器典型功能数据实时采集设备实时控制历史数据存储液晶画面显示主动上传报警开发方便易学设备远程维护集成多种通讯热网监控系统维护自控系统概述：自动化技术是当代发展迅速，应用广泛，最引人瞩目的高新技