RcmnRi 100%
R0
为减小传输误差，要求： R0足够大，而Rcm 及Ri 应比较小
电流传输的特点
优点
发送仪表输出电阻大，故电流信号适于远距传输。 电流回路中串入一电阻，取压方便。
缺点
回路中增减接收仪表时，将影响其它仪表的工作。 各台仪表没有公共接地点，若要和计算机联用,则 应在仪表输入输出端采取直流隔离措施。
本教材是第二次修订后再版，在内容上已引入最新 仪表技术，反映了当代自动化仪表的先进水平。
本书除作大专院校及工矿企业职业教育的专业教材 外，也可供相关专业技术人员阅读。
章节安排
概论 第一节 控制仪表与控制系统 第二节 控制仪表及装置的分类 第三节 联络信号和传输方式 第四节 安全防爆的基本知识和防爆措施
数字仪表
传输信号为断续变化的数字量，这类仪表与装置 以微型计算机为核心，功能完善，性能优越，能解 决模拟仪表难以解决的问题。如可编程调节器、控 制器、 DCS、 FCS 等。
❖ 按结构形式
基地式仪表：包含多种功能部件（传感、指示、记录、 控制、执行等部分），设计成一个整体，结构较简单。 如带控制机构的指示记录仪。
➢ 被控对象 － 需要调节其工艺参数的生产设备。 ➢ 变送器 － 把工艺参数转换成标准统一信号的装置。
➢ 控制器 － 将来自变送器的测量值与给定信号相比较 后产生的偏差信号, 按照预先设定好的控制规律进行 运算后，输出一个控制信号去执行器。
➢ 执行器 － 把控制器的输出信号转换成直线位移或角 位移，以控制阀门的开度。
Ri
为减小传输误差，要求： R0和Rcm 尽量小，Ri 大些。
电压传输的特点
优点
增加或取消某个接收仪表不影响其他仪表的工作。 各接收仪表可设置公共接地点，可和计算机联用。
缺点
要在引线电阻上产生电压降, 信号受一定损失, 且 因接收仪表输入阻抗很高，易于引入干扰，所以电 压信号不适于远距离传输。
此外，根据需要还可设有显示、转换、计算、辅助、 给定装置。
概论
第二节 控制仪表及装置分类
> 控制仪表及装置的分类
❖ 按所用能源形式：气动、电动、液动。工业上主要
使用电动和气动控制仪表。
电动控制仪表和气动控制仪表的比较
电动控制仪表
气动控制仪表
能源
电源（220V AC/24V DC） 气源（140kPa）
传输信号
电信号（电压、电流、数字） 气压信号
元、器件
电子元器件
气动元件
接线
导线
导管
电磁干扰与防爆 受电磁干扰影响 须采取抗干扰、防爆措施
不受电磁干扰影响 本质上安全防爆
❖ 按信号类型：模拟式和数字式。
模拟仪表
传输信号为连续变化的模拟量,，这类仪表线路较 简单, 操作方便，价格较低。 如气动仪表，电动单 元组合仪表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型等。
概论
第三节 联络信号和传输方式
> 联络信号和传输方式
联络信号是指在成套仪表系列中，仪表之间采用的传输 信号的类型和数值。
联络信号类型 气动仪表：20~100KPa 电动仪表：模拟信号 0~10mA、 4~20mA 及 1~5V
数字、频率信号
信号下限从零开始有利于模拟量运算。信号下限从 某值开始（活零点）便于检验仪表是否断电，并可 实现两线制。
第八章 现场总线控制系统 第一节 概述 第二节 几种流行的现场总线 第三节 实时工业以太网 第四节 现场总线控制系统
概论
第一节 控制仪表与控制系统源自> 控制仪表与控制系统
自动控制系统一般由被控对象、变送器、控制器和执 行器构成，其方框图如下所示：
给定值
控制器
变送器
执行器
被控参数
被控对象
被控介质
简单控制系统方框 图
单元组合式仪表：系列仪表划分成能独立实现某种功能 的若干单元，单元间用标准信号联系。如电动、气动单 元组合仪表。
集散控制系统（DCS）：以微型计算机为核心, 集4C技 术为一体的计算机控制装置, 实现分散控制和集中管理。 如TPS、PCS 7、ECS、Hollias等。
现场总线控制系统（FCS）: 现场总线将具有数字通信 能力的现场仪表相连接, 并同上层监控管理级一起构成 分布式控制网络。如基于FF、Profibus总线的FCS。
控制仪表及装置
吴勤勤 凌志浩 刘笛 赵菡
华东理工大学 自动化系 2019.01
内容简介
《控制仪表及装置》是高等院校自动化专业及测控 技术与仪器专业的一门教材。本书详细介绍模拟式控 制仪表及装置（模拟式控制器、变送器、转换器、运 算器和执行器等）以及数字式控制仪表及装置（可编 程调节器、可编程控制器、智能变送器与阀门定位器、 集散控制系统和现场总线控制系统等）的功能特点、 结构原理和使用方法。
信号上限高，产生的电磁平衡力大；信号上限低有 利于减少功率损耗和仪表防爆。
直流电流传输
Rcm
I0
R0
Ii 发送仪表
Ri Ri 接收仪表
电流信号传输时 仪表之间的连接
I0
Ii
I0
R0
R0 (Rcm
nRi
)
I0
I0
I0
Rcm nRi 100% R0 Rcm nRi
为保证传输误差ε在允许范围之内， 应要求R0 》Rcm + nRi ，故有
第四章 可编程调节器 第一节 概述 第二节 KMM可编程调节器
第五章 可编程控制器 第一节 概述 第二节 FX系列可编程控制器 第三节 S7系列可编程控制器
第六章 智能变送器和阀门定位器 第一节 智能变送器 第二节 智能阀门定位器
第七章 集散控制系统 第一节 概述 第二节 集散控制系统通信网络 第三节 TPS集散控制系统 第四节 PCS7集散控制系统 第五节 集散控制系统可靠性
直流电压传输
Ri Rcm／２
R0
Ii
Ri
U0
Rcm／２
发送仪表
Ri
接收仪表
电压信号传输时 仪表之间的连接
U0 Ui
U0 R0
Ri / n Rcm Ri
/ n)U0
U0
U0
R0 Rcm 100% R0 Rcm Ri / n
为减小传输误差,应满足Ri/n 》R0 + Rcm ，故有
nR0 Rcm100%
第一章 模拟式控制器 第一节 控制器的运算规律和组成方式 第二节 基型控制器 第三节 特种控制器和附加单元
第二章 变送器和转换器 第一节 变送器的构成 第二节 差压变送器 第三节 温度变送器 第四节 电/气转换器
第三章 运算器和执行器 第一节 运算器 第二节 执行器 第三节 模拟式控制仪表的应用