国产仪表
60年代，电子管和磁放大器，DDZ-I,0-10mA 70年代，晶体管，DDZ-II，0－10mA 80年代，线性集成电路,火花防爆，DDZ-III,4-20mA
工艺介质
调节对象 检测元件
被调量
执行单元 调节单元
测量值 给定值
变送单元
单元组合仪表
操作单元 给定单元 显示单元
检测仪表
温度检测仪表 压力检测仪表 流量检测仪表 液位检测仪表 成分分析仪表

成分分析仪表
热导式（根据气体导热系数） 红外线（根据吸收谱） 色谱（液相色谱，气相色谱）

调节器
本节内容复杂，涉及到自动化控制的比较核 心的算法部分，以后如果需要单独作为一 个讲座。
本安仪表 本安系统 防爆栅：是对送往现场的电压和电流进行严 格限值的单元，可保证在各种状态下进入 现场的电功率都在安全范围之内。

与个人计算机控制的比较
本质上个人计算机和 PLC是面向不同应用领 域的计算机系统。个人计算机的最大特征是运算 速度快，功能强，应用范围广。如果采用PC作为 某一设备的控制器，就必须根据实际需要考虑抗 干扰问题和硬件及软件设计，以适应设备控制的 需要。这样就势必把通用的PC转化为具有特殊功 能的控制器而称为一台专用机。 所以，本质上 PLC 就是一种用于工业自动化 控制的专用微机控制系统，结构简单，抗干扰能 力强，价格也比一般微机系统低。

流量检测仪表
节流型流量计（孔板、靶式、动子） 容积式（椭圆齿轮） 涡轮流量计（精度介于上者之间） 电磁流量计（可测含纤维及污物的液体， 适用于腐蚀性液体，但导电率不能太小， 不能用于油和纯水，不能有气泡） 漩涡流量计(旋进型和涡街型，涡街为主流）

液位检测仪表
浮力式（浮子式、翻板式） 静压式 电容式 超声波 雷达
DC-24V
G2
整流滤波
（1）检测端防爆栅
调制器 信号 电源隔离 电源 信号隔离
4~20mA
接控制室
DC-24V
DC / AC
G1 整流滤波 G2 解调放大
4~20mA 限压 限流 接执行器
执行端防爆栅电路原理图
DCS简述
发展过程

分散控制方式：仪表间相距过远、仪表盘尺寸过大、无法全 面了解信息及操作； 集中控制方式：危险过于集中，计算机出现故障时整个生产 装置瘫痪； 集散控制方式：控制功能分散、操作管理集中---DCS。 集散控制中危险分散的方法：将控制功能分散到多台计算机 上，采取双重化冗余措施。
保护电器和组合电器
熔断器：又称保险丝，起短路保护作用 自动开关：又称空开，有过载、短路、欠 压保护作用，可用于不频繁启动的电机控 制。 磁力启动器：是一种组合电器，由接触器、 隔离开关、熔断器、热继电器和按钮等组 合而成。 什么是隔离开关？

继电器－接触器控制系统的设计原则

正确地设计控制线路
电动单元组合仪表简介
自动化仪表作为一种专门的仪表，最早出现在上世纪 40年代，由于石油、化工、电力等工业对自动化的需要， 出现了将测量、记录、调节仪表组合在一起的多功能自动 化仪表。后来，人们发现多功能仪表的结构不够灵活，不 如将仪表按功能划分，制成若干种能独立完成一定功能的 标准单元，各单元间以标准联络信号相互联系，这样通过 选择一定的单元，积木式地把仪表组合起来，构成各种复 杂程度不同的控制系统。这种积木式的仪表就称为单元组 合仪表。这种做法不论对仪表厂的大量生产还是用户的选 用和维护都是有利的。这些年随着计算机技术的进步，仪 表的功能结构又重新向多功能转变。
构成
可编程控制器
按 钮 接触器
辅助触点
限位开关 电 源
输 入 模 块
CPU模块
存储器
输 出 模 块
电磁阀
指示灯 电 源
编程器
特点
可靠性高，抗干扰能力强 配套齐全，功能完善，适用性强 易学易用，深受工程技术人员欢迎 系统的设计、建造工作量小，维护方便， 容易改造 体积小，重量轻，能耗低

正确选择电器设备选型时要考虑工作方式、线路电
压和电流等级，考虑触点的断弧容量（双触点串联可提高 断弧能力），辅助触点的数量等。

故障安全原则
当系统中出现设备损坏或故障时，不 能发生误操作和故障的扩大。
例：操纵制动器的电磁铁
表示合闸状态的指示灯 急停开关、拉绳开断的状态选取
设计中要注意的问题
保证控制线路的可靠和安全
常用继电器种类
电压继电器 电流继电器 时间继电器 热继电器 中间继电器

主令电器
主令电器是按一定生产工艺要求发出控制命 令的操纵电器，用以闭合或断开接触器、继电器等 电器的线圈回路，以实现对生产机械的控制。在控 制电路中由于它是一种专门发布命令的电器，故称 为主令电器。不允许使用主令电器分合主回路。 常见的主令电器有：控制按钮、万能转换开 关、主令控制器、行程开关

接触器
适于频繁地接通和分断主电路或大容量控制 电，主要用于控制电动机，也可用于控制其它电力 负荷。 按工作原理分为电磁式、气动式和液压式，这 里主要介绍电磁式接触器。 电磁式接触器的主要组成部分：触头系统、 电磁系统、灭弧装置、支架和外壳。 按主回路接通和分断的负载电流的性质，分 为直流接触器和交流接触器。
交流接触器
主回路分断和接通交流负载，控制线圈可以 是交流或直流，通常交流接触器的控制线圈为交流 线圈。 交流接触器分断交流负载，灭弧装置相对简 单，当使用交流线圈时线圈铁心象变压器一样为减 少涡流损耗由硅钢片叠压而成，由于线圈电磁力发 生波动，通常噪声较大。由于励磁电流与励磁线圈 的电抗相关，而电抗又与磁路的气隙大小有关，所 以接触面不平或污损将会增大励磁电流，增大接触 器温升甚至烧毁交流接触器。
或控制器死机时，是否发出主机跳闸的命令，要根据具体 系统设计，一般要求控制电路重新启动时不影响主系统的 运行。
控制线路力求简单、经济
尽量减少触点数目 尽量缩短连接导线的数量和长度 控制线路在工作时，除必要的电气元件需 通电外，其余电器尽量不长期通电，以延 长电气元件的寿命和节约电能及减少发热 采用标准件，尽可能选用相同型号的元件 尽量使用标准的、常用的或经过实际考验 过的线路和环节

正确连接电器的触头

正确连接电器的线圈

控制电源一端接地时应防止发生意外
KM
KM

防止出现寄生回路
KM1
KM2
L1
KM1
KM2 KM1
KM2
L2

防止电气元件触点“竞争” “先断后合型”、“先合后断型” 继电器触头的分断合接通能力 触点并联的作用、

电器连锁和机械连锁 控制电路是否跳闸：控制电路由于电源等原因断电
VD1
27~28V
VD2
29~30V
Vi
F1 + 危 险 场 所 − R1 VT2 VT1 VT3 VD1
F2 + VD2 安 全 场 所 −
VD3 R2 F3
VD4 F4
隔离型
整流滤波 电源隔离
解调放大器
4~20mA
接控制室
信号隔离 DC / AC
G1
信号 电源 调制器 限压 限流 4~20mA 接变送器
工业自控 基础知识
主要内容

常用控制电器 继电器－接触器控制系统的设计原则 继电器－接触器控制线路设计中应注意的问题 PLC简介（构成、特点、应用领域） PLC与其他工业控制系统的比较 电动单元组合仪表简介 检测仪表 调节器 DCS简述
常用控制电器
接触器 继电器 主令电器 保护电器和组合电器
集散控制系统的组成
监控操作站(上位机） 网关
通信总线
现场控制站
现场控制站
现场控制站
DCS现场控制站概述说明

概述：控制站支持多回路控制，在加强单回路控制器的基 础上增加了顺序控制功能。 特点：反馈控制与顺序控制由同一CPU操纵，容易完成生 产现场的工艺组合，能够实现生产全过程的自动化。 说明：补充资料—具有相同功能的技术手段--PLC现场控 制站

应用领域
开关量逻辑控制（顺序控制） 闭环过程控制 位置控制 监控系统 分布控制系统

PLC与其他工业控制系统的比较
与继电器控制的比较 与个人计算机控制的比较 与单板机控制的比较 与DCS控制的比较

与继电器控制的比较
控制逻辑（硬接线与软接线） 工作方式（硬接线全联动和顺序扫描） 控制速度 时间控制 技术控制 设计、施工和改造 可靠性和可维护性 价格
防爆栅只限值瞬时功率，现场设备的L，C都可能造成危险， 所以构成安全火花防爆系统的充要条件是：现场仪表与非 危险场所之间的电路连接必须经过防爆栅；在危险现场的 仪表必须是本安型的。 防爆电缆：国际标准没有这一说，只限值L，C，习惯上要求 颜色区分。
两种防爆栅 齐纳型
危 险 VO 场 所
R1
R2
F 安 全 场 所

PLC简介（构成、特点、应用领域）
国际电工协会（IEC）定义：可编程控制器是一种数字 运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它 采用可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、 顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过 数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生 产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业 控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计。 68年GM公司提出10条技术指标在社会上公开招标，69 年DEC根据要求研制出第一台PLC并中标。

温度检测仪表
热电偶 热电阻 半导体热敏电阻 （热电阻使用方便，便宜，热容大，反映 慢，测温范围不如热电偶大） 半导体热电阻体积小，适用于设备内测 温，测温范围也小，精度不高。