热工测量及自动调节9第九章 自动控制仪表.ppt

1、九、自动控制仪表,对工业过程进行检测、显示、控制和执行等仪表总称为自动控制仪表，又称自动化仪表。 自动化仪表的作用是代替人们对生产过程进行测量、控制、监督和保护，因而是自动控制系统的必要组成部分，是实现自动控制必不可少的技术工具。,第一节 自动控制仪表的分类,一、按能源分类 按自动控制仪表所使用的能源可分为电动、气动和直接作用等几类。 二、按结构形式分类 按结构形式分为基地式、单元组合式、组装电子式等。,一、按能源分类,1、电动仪表：以电为能源及传送信号的仪表。 传送距离远，便于与计算机配合，在生产自动化中被广泛应用。 电动仪表可分为：电气（电动机械）式和电子式两类。 2、气动仪表：以压缩空所

2、为能源及传送信号的仪表。 传送距离受限，具防暴特点。 3、直接作用式仪表：又称自力式仪表,二、按结构形式分类,基地式仪表 单元组合仪表 组装电子式仪表,第二节 电气式控制器（调节器）,电气式调节器不使用电子元器件。 不适合高精度、复杂的控制。适用于精度要不高的中、小规模系统的控制。 电气式调节器一般是将传感器与调节部分构成一体。也就是把传感器(温度、湿度、压力)、给定值调整机构、传动杠杆以及变换机构(开关、可变电阻)等组合在一起。 如家电中（电饭锅、冰箱）的温度控制器,第三节 电子式控制器（调节器）,电子式调节器由电子元器件、电子放大器等组成。 测量精度高，采用电子反馈放大器，可对输入信号进行

3、多种运算和处理。 可实现多种调节规律，提高调节系统的调节品质。 分为：普通式、数字式和智能式,第四节 控制器的控制输出,断续输出的控制器 断续输出的控制器有：双位控制器、三位控制器、三位式比例积分控制器和三位式比例积分微分控制器等。 连续输出的控制器 连续输出的控制器有：P控制器、PI控制器、PID控制器等,第五节 执行器,执行器是控制系统中末端控制单元，例如，调节阀、风门、电加热器的调整装置、电磁阀等等。 调节器通过改变执行器的输出量(即调节量)控制对象。 分为：电动、气动、电-气混合,一.电磁阀,利用电磁力操作开启和关闭的阀门 只有开-关两种状态 分为:直通式和先导式 二、电动调节阀 由电

4、动机驱动的阀门 可处于不同开度状态 按结构可分为直通双座阀、直通单座阀和三通阀,三、电动调节风门,电动执行机构和风门组成。,电动调节风门,单叶风门,多叶风门,平行叶片风门,对开叶片风门,四、电动阀门定位器,电动阀门定位器接受调节器来的连续控制信号，对执行机构的位置进行控制。使阀门位置与控制信号成比例关系，从而使调节阀位按输入的信号，实现正确的定位，故得名阀门定位器。 具有正、反作用,五、电压调节装置,电压调节装置根据调节器输出的连续信号改变输出电压大小。 按使用电压：分为交流调压器和直流调压器 在暖通空调工程中，主要用于控制电加热等装置的电压，广泛应用于温度等调节系统上。,六、气动执行器,气动

5、执行器是指以压缩空气为动力的执行器，它一般由气动执行机构和调节机构两部分组成。 七、电气转换器,第六节 调节阀的选择与计算,执行器将来自调节器的信号，变成调节量作用在对象上。它是控制系统的重要组成部分，在设计自控系统时，应和选用传感器、调节器一样，必须从现有的商品中，选择能满足控制系统要求的特性和尺寸的产品。,一、调节阀的流量特性及其选择,调节阀的流量特性 调节阀的流量特性是指流过调节阀介质的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系，即 调节阀流量特性是由调节阀阀芯形状决定的。阀芯形状有柱塞阀和开口形阀两类。而每一类都分为直线特性、等百分比特性和抛物线特性。此外还有平板形的快开特性。,理想流量特性

6、 所谓理想(又称固有)流量特性是指在流量改变时阀前后压差保持不变条件下，所得到的流量特性。 等百分比流量特性线的放大系数即曲线斜率与相对流量成正比；直线流量特性的斜率等于常数，与相对流量值无关；抛曲线特性介于直线和等百分比特性之间。,实际的流量特性 调节阀在阀前后压差随流量变化条件下，调节阀的相对流量与相对开度之间的关系称为实际流量特性，也称工作流量特性。 阀权度（又称阀门能力） 表示在管道系统压力分配上阀门所占有的权度。,加热器的静特性 加热器静特性是指被加热的流体的相对温升与热媒的相对流量之间的关系。 热水加热器静特性的放大系数不是常数，而是随着相对流量的增加而递减；蒸汽加热器特性则近似直

7、线特性。,调节阀流量特性的选择,对于直通调节阀可用等百分比特性阀代替抛物线特性阀，而快开特性阀只应用于双位控制和程序控制中。因此，在选择阀门特性时，是更多的指如何选择对数特性阀和直线特性阀。 对数(等百分比)特性阀应用场合 控制热水加热器；管道阻力大时，即较小，或者阀前后压差变化比较大(即变化大) 的情况；当系统负荷大幅度变动时。,对数（等百分比）特性阀应用场合 控制热水加热器；管道阻力大时，即较小，或者阀前后压差变化比较大（即变化大） 的情况；当系统负荷大幅度变动时。 直线特性阀应用场合 阀前后压差一定；阀上压差大，即值大；负荷变化小（因为直线特性阁，在小流量时不稳定）。,调节阀的流通能力及其口径的选择,调节阀的流通能力 当调节阀全开、阀两端压差为10Pa、流体密度为1时，每小时流经调节阀的流量数（ h）定义