工业过程控制工程课件第四章 测量变送环节和执行器

《工业过程控制工程课件第四章 测量变送环节和执行器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第四章测量变送环节和执行器4.1系统设计时对测量变送环节的考虑4.2控制阀环节在控制系统设计中的考虑4.3其它执行器本章的主要内容:测量变送环节任务和要求P39任务：对被控变量或其它参数进行正确测量，并转换成统一信号风压:0.02~0.1MPa电信号:0~10mA（DDZ-Ⅱ型表）4~20mA（DDZ-Ⅲ型表）表示：线性化处理后，可表示为一阶惯性加纯滞后特性Gm（s）=（4.1-1）4.1系统设计时对测量变送环节的考虑测量变送环节表示：1）存在纯滞后，希望τm越小越好；减小τm的好处：频率提高，稳定裕度增加，过渡过程面积减小2）测量变送环节处于反馈通道中，减小

2、Tm（通道时间常数），可提高控制质量（频率提高，过渡过程面积减小）；3）减小Tm可减小动态误差，Tm大，会使指示记录曲线与真实参数产生很大的动态误差要求：快速、准确地反映被测量值4.1系统设计时对测量变送环节的考虑4.1.1测量误差的来源P394.1.2测量信号的处理P404.1系统设计时对测量变送环节的考虑本节的主要内容:１）仪表本身误差P39仪表的精度等级表明了稳态下仪表的最大百分误差。它是按全量程的最大百分误差来定义的，量程越宽绝对误差越大。选择仪表量程时应尽量选窄一些。从控制原理角度看：缩小检测变送器的量程，就是使该环节静态增益Ｋm增加。4.1.1测量

3、误差的来源１）仪表本身误差P39仪表的精度等级：表明了稳态下仪表的最大百分误差。精度等级G分为八个等级：0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,5.0精度等级的数字越小，精度越高4.1.1测量误差的来源２）安装不当引入误差测量变送的一次元件安装在工艺设备上。安装必须符合规范，否则会引入很大误差。例：流量测量中孔板反向安装直管段不足差压计液体引压管线存在气泡引入误差4.1.1测量误差的来源３）测量的动态误差测量变送环节的滞后，包括Ｔm和τm都会引起测量动态误差。在化工生产中，最容易引入纯滞后的是温度和物性参数的测量。4.1.1测量误差的来源３）测

4、量的动态误差例１：测温元件-存在测量滞后例如：温包、热电阻、热电偶滞后原因：热容热阻（与元件的结构、外围介质的流态、性质及停滞厚度有关）见P40图4.1-1测量元件的响应速度4.1.1测量误差的来源３）测量的动态误差例１：测温元件-存在测量滞后见P40图4.1-1测量元件的响应速度减小误差措施：不要任意加厚保护套管避免把测温元件安放在死角或引起大热阻处4.1.1测量误差的来源4.1.1测量误差的来源３）测量的动态误差例２：ＰＨ值控制系统示意图：P40图4.1-2电极不能放置在流速不稳的主管道上两项纯滞后：τ1与τ24.1.1测量误差的来源３）测量的动态误差例２

5、：ＰＨ值控制系统示意图：P40图4.1-2电极不能放置在流速不稳的主管道上两项纯滞后：３）测量的动态误差式中：减小滞后的措施：合理选择测量元件的安装位置，以减小τm4.1.1测量误差的来源在以下情况下，对测量信号需进行处理后再送往控制器。P40１）对呈周期性的脉动信号需进行低通滤波例：活塞式压缩机的出口压力以往复泵输送液体时的流量呈现脉动现象4.1.2测量信号的处理周期性波动，给系统运行带来的麻烦：控制过程徒劳无益，有可能使系统产生共振，加剧受控变量的波动。使控制阀阀杆加速磨损，影响寿命。措施：增加阻尼（实质上是一种低通滤波作用）　削平脉冲波形　　提高系统平稳

6、性4.1.2测量信号的处理低通滤波示例：RC阻尼器或RC滤波电路传递函数：作用：通低频，阻高频低频时动态增益近似为1，随着频率的增高，其动态增益大大下降4.1.2测量信号的处理实现方法：（见P40图4.1-3）在气体压力传送管线上增加气阻Ｒ气容Ｃ采用电动变送器时，将ＲＣ滤波电路串接在变送器之后。4.1.2测量信号的处理实现方法：（见P40图4.1-3）4.1.2测量信号的处理２）对测量噪声需进行滤波P41例：容器液位剧烈跳动　变送器输出波动不息压力、流量信号呈高频振荡措施：低通滤波３）线性化处理检测变送器：有时输入－输出呈非线性对指示和记录的观察带来不便。4.

7、1.2测量信号的处理4.1.2测量信号的处理３）线性化处理例：节流装置输出差压与流量的平方成正比Ｑ－流量　　　　Ｋ－系数Ｐ－绝对压力△Ｐ－差压　Ｔ－绝对温度措施：进行线性化处理（对例子，采用开方器进行校正）或用软件校正。4.2.1控制阀概述P414.2.2控制阀设计中的几个内容P414.2.3流量特性和阀门增益P424.2.4流量特性的选择P444.2控制阀环节在控制系统设计中的考虑本节的主要内容:控制阀：又称末级控制元件,调节阀最终执行控制任务作用：接收控制器来的控制信号，通过改变阀的开度来控制流量（改变调节量），实现生产过程自动化。4.2.1控制阀概述比喻

8、：在生产过程自动化中简单控制系统的组成