自动化仪表与DCS变送单元

第三章变送单元,变送器的作用与构成差压变送器,仪表的功能：,仪表,输出信号,输入信号,变送器,调节器,执行器,T、P、F、L,420mA010mA20100Kpa,DV（DV=PV-SV）,控制信号,控制信号,调节阀门开度或泵的转速,3.1变送器的作用与构成,3.1变送器的作用与构成,1、变送器的作用：,变即转换、送即传送、器即仪器装置之意。,所以变送器是完成工艺参数转换、传送的过程控制仪表。,2、变送器的构成：,3.1变送器的作用与构成,流量、液位、压力、温度,420mA15V20100KPa,注意：输入输出关系主要由反馈系数Kf与输入转换系数D来决定。,3、有关概念,输入X与输出Y一般为线性关系。,3.1变送器的作用与构成,流量、液位、压力、温度,420mA15V20100KPa,4、变送器的调整：,（1）量程（满度）调整,3.1变送器的作用与构成,使变送器输出的上限值与测量信号输入的上限值相对应。,当X=Xmax时，使Y=Ymax（20mA/10mA/100Kpa）,通过改变和可调整量程。,和改变如何影响量程？,（2）零点调整和零点迁移：,未迁移,正迁移,负迁移,4、变送器的调整：,3.1变送器的作用与构成,使变送器输出的下限值与测量信号输入的下限值相对应。,量程（满度）调整,零点调整和零点迁移,量程：,测量范围：,输出范围：,改变,改变,改变,不改变,不改变,不改变,3.1变送器的作用与构成,4、变送器的调整：,（3）线性化,3.1变送器的作用与构成,4、变送器的调整：,3.1变送器的作用与构成,（3）线性化,4、变送器的调整：,5、电动变送器的连线：,3.1变送器的作用与构成,（1）四线制,两根为电源线,两根为信号线,供电电源从控制室来,变送器输出信号传送到控制室,电源：信号：,DDZIIDDZIII,控制室,现场,3.1变送器的作用与构成,5、电动变送器的连线：,两根导线既为电源线，又为信号线。,优点：只需一根管道穿线，安装简单、节省电缆；节省安全栅。,3.1变送器的作用与构成,（2）两线制,5、电动变送器的连线：,第三章变送单元,变送器的作用与构成差压变送器,差压变送器,气动单杠杆差压变送器DDZIII（矢量机构式）差压变送器电容式差压变送器,3.2.1气动单杠杆差压变送器,1、作用：,差压信号转换成标准气信号（20100KPa）,2、能源：,0.14MPa的洁净空气,液体、气体、蒸汽的工艺变量,组成：输入转换部分、比较部分放大部分、反馈部分、调零部分,3.2.1气动单杠杆差压变送器,结构简图,输入转换部分,比较部分,反馈部分,调零部分,放大部分,放大部分,3.2.1气动单杠杆差压变送器,输入转换部分：,P,Mi,作用：,组成：,高、低压室（正、负压室），膜盒，轴封膜片等,引压，内充隔离介质,密封杠杆支点,为膜盒的有效面积,3.2.1气动单杠杆差压变送器,结构简图,输入转换部分,比较部分,反馈部分,调零部分,放大部分,放大部分,3.2.1气动单杠杆差压变送器,反馈部分：,Po,反馈力矩Mf,作用：,组成：,反馈波纹管,放大部分,比较部分,调零部分,喷嘴挡板机构和功率放大器,作用：,组成：,Mi、Mf和M0的差值,Po,即杠杆,调零弹簧,零点调整,作用：,组成：,3.2.1气动单杠杆差压变送器,结构方框图,输入输出关系为：,3.2.1气动单杠杆差压变送器,输入,输出（20100KPa）,特性分析：,1、输入输出特性：,线性关系：K为常数,2、量程调整：,调整K,Ad：,无法调,无法调,：,Ab：,可调，改变反馈波纹管接法,可调，移动量程支点,3、零点调整与迁移：,改变喷嘴挡板机构的初始位移,调零弹簧,：,3.2.1气动单杠杆差压变送器,零点与量程应反复调,特性分析：,3.2.1气动单杠杆差压变送器,差压变送器,气动单杠杆差压变送器DDZIII（矢量机构式）差压变送器电容式差压变送器,3.2.2DDZIII差压变送器,工作原理：力矩平衡,作用：,差压信号转换成标准电信号（420mADC）,液体、气体、蒸汽的工艺变量,检测元件：,膜盒或膜片,3.2.2DDZIII差压变送器,检测部分:Pi输入力Fi,杠杆系统:力的传递和力矩比较,低频位移检测放大器:位移输出Io,电磁反馈装置:输出Io反馈力Ff,调零弹簧,迁移弹簧,量程调整,Mf,Mi,工作原理方框图,组成：输入转换部分、放大部分、反馈部分、杠杆系统、调零部分等。,3.2.2DDZIII差压变送器,作用于主杠杆下端的输入力Fi,（1）测量部分：,作用：,A1=A2=Ad,Fi=Ad(P1-P2)=AdPi,Fi=A1P1-A2P2,因:,故:,3.2.2DDZIII差压变送器,（2）杠杆系统：,主杠杆,进行力的传递和力矩比较,作用：,作用：,输入力Fi,作用于矢量机构上的力F1,3.2.2DDZIII差压变送器,（2）杠杆系统：,矢量机构,进行力的传递和力矩比较,作用：,输入力F1,作用：,作用于副杠杆上的力F2,3.2.2DDZIII差压变送器,（2）杠杆系统：,副杠杆,进行力矩的比较,进行力的传递和力矩比较,作用：,作用：,3.2.2DDZIII差压变送器,（3）低频位移检测放大器：,位移检测片（衔铁）的微小位移S,420mADC,3.2.2DDZIII差压变送器,（4）电磁反馈装置：,输出电流I0,电磁反馈力Ff,作用：,其中Kf=BDcW,Ff=KfI0,改变反馈动圈的匝数，可以改变Kf的大小,Kf为电磁反馈装置的电磁结构系数。,3.2.2DDZIII差压变送器,（4）电磁反馈装置：,1-3短接、2-4短接,W=W1=725匝,1-2短接,W=W1+W2=2175匝,可实现3：1的量程调整,W1=725匝W2=1450匝,3.2.2DDZIII差压变送器,（5）整机特性：,3.2.2DDZIII差压变送器,小结：,1.变送器的输出电流I0和输入信号Pi之间呈线性关系。,3.调零:,4.调量程:,6.零点和量程要反复调整。,(W),实现粗调与微调,改变tg或Kf,调零弹簧,输入范围下限,4mA,2.零点迁移：,迁移弹簧,5.量程比：,技术指标取10：1,3.2.2DDZIII差压变送器,Kf=BDcW,差压变送器,气动单杠杆差压变送器DDZIII（矢量机构式）差压变送器电容式差压变送器,测量原理：,3.2.3电容式差压变送器,C改变,改变,电流改变,感压膜片,C/I转换,产生位移S,放大,Io,构成方框图：,3.2.3电容式差压变送器,本章重点,流量、液位、压力、温度,420mA15V20100KPa,D,K,f,K,X,X,X,0,X,f,Y,变送器的构成：,本章重点,输入X与输出Y一般为线性关系。,