过程控制仪表及装置1.过程控制仪表与控制系统的关系自动控制：是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称为过程控制仪表或装置），使被控对象的工作状态或参数（压力、物位、流量、温度、pH值等）自动的按照预定的程序运行。过程控制仪表：是实现工业生产过程自动化的重要工具，它被广泛地应用于石油、化工等各工业部门。在自动控制系统中，过程检测仪表将被控变量转换成电信号或气压信号后，除了送至显示仪表进行指示和记录外，还需送到控制仪表进行自动控制，从而实现生产过程的自动化，使被控变量达到预期的要求。过程控制仪表包括变送器、调节器（也叫控制器）、执行器、操作器，以及可编程调节器等各种新型控制仪表及装置。进料生产中与生活中通过过程控制实现自动化的例子：卷烟厂的防潮系统家用空调2.过程控制仪表的发展和分类1)发展60年代：就地分散控制检测和控制仪表：普遍采用基地式仪表和部分单元组合仪表（多数是气动仪表）。目的：实现工艺参数的稳定操作。70年代：集中控制（一些工厂、企业实现了车间或大型装置）。使用仪表：80年代至今：集散控制系统（DCS全名DistributedControlSystem）。特点：集中管理，分散控制。仪表使用：微处理器、微机与传统仪表相结合的过程控制仪表（数字调节器或可编程序调节器）。2)分类控制仪表可按能源、信号类型、结构形式来分类（1）按应用能源分类：气动、液动、液动等电动控制仪表的特点：可以实现无滞后的远距离传送，同时又具有能源简单、便于和计算机配合的特点。由于采取安全火花防爆措施解决了防爆问题，电动仪表同样也能应用于易燃易爆的危险场所，因此在工业生产过程中得到越来越广泛的应用。（2）按信号类型分类：模拟式、数字式基地式仪表单元组合式控制仪表将整套仪表划分成能独立实现一定功能的若干单元，各单元之间采用统一信号进行联系。使用时可根据控制系统的需要，对各单元进行选择和组合，从而构成多种多样的、复杂程度各异的自动检测和控制系统。特点：使用灵活，通用性强，同时，使用、维护更作也很方便。它适用于各种企业的自动控制。广泛使用的单元组合式控制仪表有电动单元组合仪表(DDZ型)和气动单元组合仪表(QDZ型)。组装式综合控制装置：单元组合仪表的基础上发展起来的一种成套仪表装置，结构上包括控制机柜和显示操作盘两部分，它的主要特点是功能分离，结构组件化，特别适用于要求组成各种复杂控制和集中显示操作的大、中型企业的过程控制系统。集散控制系统DCS:以CPU为核心，在4C技术（即control、computer、communication、CRT阴极射线管显象技术）迅速发展基础上发展而来。将集中于一台计算机完成的任务分派给各个微型过程控制计算机，再配上数字总线以及上一级过程控制计算机，组成各种各样的，能适应于不同过程的、积木式分级分布式计算机控制系统.3.本课程的任务和学习方法1)本课程的任务2)本课程的学习方法第一章过程控制仪表的基本知识1.1过程控制仪表的信号制式1.1.1信号制式:信号标准,是指仪表之间采用的传输信号的类型和数值.1.1.2信号标准1.气动仪表的信号标准2.电动仪表的信号标准1.2电动仪表信号标准的使用1.2.1采用4~20mADC电流信号传送1.采用直流电流信号的优点（1）直流电流信号比交流电流信号干扰小.交流电流信号容易产生交变电磁场的干扰,对附近仪表和电路有影响,并且如果混入的外界交流干扰信号和有用信号形式相同时难以滤除.另外电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。（2）直流电流信号对负载的要求简单.交流电流信号有频率和相位的问题,对负载的感抗和容抗敏感,使得影响因素增多.（3）电流比电压更利于远传信息.如果采用电压形式传送信息,当负载电阻较小且进行远距离传输时,导线上的电压降会引起误差.2.采用4~20mADC电流信号传送的理由（1）仪表的电器零点是4mA，不与机械零点重合。上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。（2）在现场使用两线制变送器不仅节省电缆，布线方便，而且还便于使用安全栅，有利于安全防爆。两线制的基本知识两线制是指现场变送器与控制室仪表联系仅用两根导线，这两根线既是电源线，又是信号线。两线制与三线制(一根正电源线，两根信号线,其中一根共GND)和四线制(两根正负电源线，两根信号线,其中一根GND)相比，两线制的优点是：1、不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温漂的影响，可用非常便宜的更细的导线；可节省大量