二、过程控制系统的组成及分类
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过程控制系统组成
❖ 1．液位人工控制 ： 检测—眼； 运算（思考）、命令—脑； 执行—手。
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过程控制系统组成
❖ 2、液位自动控制： 测量元件及变送器—眼； 控制器—脑； 执行器—手。
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实例
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过程控制系统组成
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过程控制系统组成
测量元件与变送器
自动化装置 组 成
被控对象
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第二节 自动化仪表简介
一、自动化仪表在控制系 控制策略 统中的地位
测量元件 执行元件
控制决策
通信元件 安全元件
自动化仪表
自动控制系统
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第二节 自动化仪表简介
二、自动化仪表的分类 1、按能源形式分类
可分为电动、气动、液动等几种。 工业上普遍使用电动控制仪表和气动控制仪表。
能源 传输信号
构成 接线
一、概念 过程控制（process control）通常是指石油、化工、电力、冶金，轻工建材、
核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，它是自 动化技术的重要组成部分。
连续型、离散型、混合型
习惯上，把连续型的工业称为过程工业（process industries) 有时为突出其流动的性质也称为流程工业（fluid process industries)
第一章
自动化仪表概论
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2020/9/22
第一章 概论
前言 过程控制系统 自动化仪表简介
自动化仪表的信号与供电 自动化仪表与装置间的通信方式
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前言
一、彼此认识 二、关于社会需求 三、关于本课程及与之相关性的体系说明 四、参考书目 五、教授内容（分章节） 六、要求（平时、实验、考试）
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第一节 过程控制系统
按信号特点分： 定值控制，随动控制，顺序（程序）控制；
按被控参数分： 温度控制系统，压力控制系统， 流量控制系统，液位控制系统， 成分控制系统等
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第一节 过程控制系统
三、过程控制系统的特点： 1、对象复杂多样 2、对象存在滞后 3、对象特性的非线性 4、控制系统较复杂
结论：控制方案确定、控制系统的设计、控制参数的整定都要以 对象的特性为依据。
智能变送器
DCS FCS ……
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第二节 自动化仪表简介
三、单元组合式仪表 1、统一信号：
气动单元组合式仪表：能源为140KPa的干燥清洁的压缩空气； 统一信号为20-100KPa
II型电动单元组合仪表：能源为AC 220V, 统一信号为DC 0-10mA
III型电动单元组合仪表：能源为DC 24V， 统一信号懔DC 4-20mA
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第二节 自动化仪表简介
B、单元组合式仪表： 根据控制系统各组成环节的不同功能和使用要求，将仪表做成能实现一定 功能的独立仪表（称为单元），各个仪表之间用统一的标准信号进行联系。 将各种单元进行不同组合，可以构成多种多样、适用于各种不同场合需要 的自动检测或控制系统。 有电动单元组合仪表（DDZ）和气动单元组合仪表（QDZ）两大类。都经 历了I型、II型(010mA) 、III型(420mA, 15v)的三个发展阶段。
过程信息的集中显示、操作和管理
由工业控制计算机、监视器、打印机、鼠标、 键盘、通信网卡等组成 实现操作站与控制站的连接 提供与企业管理网络的连接
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第二节 自动化仪表简介
E、现场总线控制系Байду номын сангаас（FCS系统） 现场控制和双向数字通信 将传统上集中于控制室的控制功能分散到现场设备中，实现现场控制 现场设备与控制室内的仪表或装置之间为双向数字通信。
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第二节 自动化仪表简介
3、按信号类型分类
模拟式
由模拟元件构成 传输信号通常为连续变化的模拟量，如电流信号，电压 信号，气压信号等
线路较简单，操作方便，使用灵活，价格较低
数字式
以微处理器、单片机等大规模集成电路芯片为核心
传输信号通常为断续变化的数字量，如脉冲信号
可以进行各种数字运算和逻辑判断，其功能完善，性能优越， 能解决模拟式仪表难以解决的问题
控制器 执行器
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过程控制系统组成
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过程控制系统组成
❖ 常规仪表过程控制系统由以下部分组成：
被控对象：（被控对象与被控变量的关系） 传感器和变送器：（标准统一信号问题） 控制器：（扰动） 执行器： （分类） 控制阀： （输出特性）
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过程控制系统分类
按结构特点分： 单回路负反馈控制系统，串接控制系统，前馈控制系统，复合控 制系统等；
电动仪表 电源(220VAC，24VDC) 电信号(电流、电压或数字)
电子元器件 导线、印刷电路板
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气动仪表 气源（140kPa）
气压信号 气动元件 导管、管路板
第二节 自动化仪表简介
2、按结构形式分类
A、基地式仪表
B、单元组合式仪表 C、组件组装式 D、集散型计算机控制系统 E、现场总线控制系统
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第一节 过程控制系统
四、过程控制系统的发展概况： 从简单到复杂，从局部到全局，从低级智能到高级智能 三个发展阶段： 1、１９５０年代以前（初期阶段） 理论基础：传递函数、根轨迹法、单入单出 控制目标：局部自动化 2、第二阶段（仪表化阶段） 发展背景： 理论基础：以状态空间分析方法为基础 控制目标：提高控制质量 3、第三阶段（工业生产自动化进入计算机时代） 标志特点： 解决途径
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第二节 自动化仪表简介
D、集散控制系统（DCS系统）：分散控制、集中管理
控制站（下位机）
数据采集、处理及控制
由DCS系统的基本控制器（包括控制
卡、信号输入输出卡、电源等）构成
或由可编程序控制器PLC（包括CPU、I/O、 电源等模块）或带有微处理器的数字式控制仪 表构成
操作站（上位机） 过程通信网络
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第二节 自动化仪表简介
4、按防爆能力分类 普通型：只能用在非危险场所 隔爆型：采取隔离措施以防止引燃引爆事故 安全火花型：这种仪表防爆性能最好
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第二节 自动化仪表简介
附：自动化仪表内涵及分类：
自动化仪表
模拟式仪表
数字式仪表
控制器 变送器 转换器 运算器
附加单元 执行器
……
可编程调节器 PLC
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第二节 自动化仪表简介
A、基地式控制仪表
相当于把单元组合仪表的几个单元组合在一起，构成一个仪表。 通常以指示、记录仪表为主体，附加控制、测量、给定等部件而构成；
其控制信号输出一般为开关量，也可以是标准统一信号； 一个基地式仪表具有多种功能，与执行器联用或与变速器联用，便可构成一 个简单的控制系统； 性能价格比高，适用于单参数的控制系统。