自动化仪表与DCS考试

1、第二节第二节 压力、差压变送器压力、差压变送器 例1：一电型压力变送器，测量范围210MPa，测得信号为12mA时，所测压力是多少MPa? 当所测压力为7.6MPa时，输出为多少mA?)(62)210(420412MPaX)(2.154)420(21026.7mAIo变送器输出与测量值的换算：minminmaxminmaxmin)()或(YYYXXXXPIYOO测量值与变送器输出的换算： minminmaxminmaxmin)(XXXYYYYX各种输出与被测参数满足线性关系的变送器均可适用。各种输出与被测参数满足线性关系的变送器均可适用。返回例2 ：需要就地测量某储罐的压力，被测介质的工作压力

2、为6.0MPa，要求最大测量误差不能超过被测压力的2%，仪表应如何选择？ 解：普通弹簧管压力表。 测量范围选择：因为测量的储罐压力变化应比较平稳，则MPaP9236精度选择：根据题意，工艺所允许的最大绝对误差为 MPaa12.06%2max仪表要求最大引用误差为： %2.1%1001012.0%100maxmaxLaq仪表允许最大引用误差为： %2.1max允qq 选择结果：普通弹簧管压力表，测量范围010MPa, 精度1.0级。 第三节第三节 压力仪表的选用与校验压力仪表的选用与校验 测量范围：测量范围：010MPa精度应为：精度应为：1.0级级返回选择类型：作为就地指示表，没有其它特殊要求

3、。 某测温仪表的测量范围为某测温仪表的测量范围为01000, 据工艺要求温度测量误差据工艺要求温度测量误差不得超过不得超过7, 应如何选择仪表精度才能满足要求应如何选择仪表精度才能满足要求?0.7%100%010007qmax结论结论: : q允允 qmax 且且 q允允 hmaxq允 qmax 且 q允 hmax根据工艺要求选择仪表精度等级根据工艺要求选择仪表精度等级: 去掉去掉“”与与“”号，此值介于号，此值介于0.5和和1.0级之间，若选择等级级之间，若选择等级1.0级的仪表，其允许误差为级的仪表，其允许误差为1.0， 超过工艺允许的最大误差。超过工艺允许的最大误差。仪表允许的最大引用误

4、差应为仪表允许的最大引用误差应为: :例3：根据仪表校验数据确定精度等级:故应选择 0.5 级精度。 第三节 压力仪表的选用与校验 返回例4：010MPa、2.5级压力表，使用一段时间后，需检验其是否合格，请选用合适的标准表。对压力表进行校验的数据如下，判断是否合格？标准表：测量范围016MPa，精度0.5级。 第三节 压力仪表的选用与校验 amax=0.16MPamax =0.2MPa%100%0100.qmax6 . 116 %0 . 2100%0102 . 0hmax满足q允 qmax 和 q允 hmax ，则合格。返回被校a31a标 被被校校校校qL31qL标 允标被 第三节第三节 差

5、压式液位计差压式液位计设设: 变送器的量程变送器的量程Pmax = 5000Pa, hg =5000Pa。 H = 0 P = - 5000Pa，调整零点迁移使，调整零点迁移使 I = 4mA； H = Hmax=h Pmax= 5000-5000 = 0 I = 20mA。调整压差为小于零的附加静压调整压差为小于零的附加静压，称，称负迁移负迁移。如何判断正负迁移、计算迁移量、迁移后的测量范围如何判断正负迁移、计算迁移量、迁移后的测量范围？(1) 分别计算正负压室两侧静压分别计算正负压室两侧静压P1、P2 , 求求P =P1 -P2 (2) 令被测液令被测液位位H =Hmin时时: 即即: P

6、min = 迁移量迁移量D ， 其代数和为正则其代数和为正则正迁移正迁移； 为零则为零则无迁移无迁移； 为负则为负则负迁移负迁移。(3) 差压变送器量程差压变送器量程: L = Hmaxg(4) 迁移后的测量范围：迁移后的测量范围：DL+D 返回返回例：例： 用转子流量计测用转子流量计测CO2气体流量。测量时被测气体气体流量。测量时被测气体t=40，P=0.49105Pa，若流量计读数为，若流量计读数为120Nm3h，问，问CO2实际流实际流量是多少量是多少?解：解：已知已知 Q0=120Nm3h，T0=293.15K，P0=0.10133MPa P=0.0490.10133=0.15033M

7、Pa，T=40273.15=313.15K由气体性质表查得：由气体性质表查得：20，0.10133MPa条件下：条件下：01.205kgm3，01.842kgm3。则带入修正公式得：则带入修正公式得：)/(4.114120842.1205.115.31315.29310133.015033.03hNm第五节第五节 转子流量计转子流量计返回返回000000QTTPPQ二、计算：调节阀口径的确定CQ、P1、计算流量：确定QMAX和QMIN2、计算压差：确定阀两端压降NMAXQQ)25 . 1 (NMINQQ31(2)若P1、P2未知，根据工艺条件确定。NQ为工作流量(1)若P1、P2已知，则 。

8、12PPPa. 先找恒压点：P3、P4 b. 计算系统中所有阻力：如阀门、 设备、直管段、弯头、三通等。 设备：压降一般为已知，设为Ps；位差：用 来表示; ()rHg H三通：00n弯头： 11n直管段：2d c. 计算阀压降总阀PPPPPP4321管总PPsHrP22WP管AQWmaxmaxAQWminmin00112nnl d7.5 7.5 执行器的选择与计算执行器的选择与计算三、验算1、开度验算2、可调比验算最大流量时开度Kmax 90%，最小流量开度Kmin 10% 。（1）理论公式（2）经验公式%10003. 01)10(03. 122iiQPCSSK直线特性：等百分比特性：221

9、.48lg1100%(10) 1iiSKSCP Q其中：Ki为流量为Qi处的阀门开度，S为阀阻比。maxmax10090%CKC选minmin10010%CKC选10rRSKmax：Qmax、minPKmin：Qmin、maxP验算 是否成立minmaxQQRr7.5 7.5 执行器的选择与计算执行器的选择与计算3.2.23.2.2 比例积分调节规律比例积分调节规律例：某例：某PI控制器，控制器，KP=1，TI=5s，偏差为零时，控制器输出，偏差为零时，控制器输出MV稳定在稳定在8mA处。当偏差发生如下变化时，调节器输处。当偏差发生如下变化时，调节器输出如何变化？出如何变化？DVt5s2mAD

10、Vt5s2mA10s4mA6 6、微分时间测定、微分时间测定：t tM V( (mA)mA)PK DVPDKKDVDVeKKtMVDtDP1) 1()(1)DtPPDK DVK DV KePMV (1)DtDPDMVK DV KeDMVP P作用结果作用结果D D作用结果作用结果当当 时，时，Dt(1) 0.368DPDMVK DV K(1)PDK DV K 0.632(1)PDK DV KD在阶跃输入下，实际在阶跃输入下，实际PDPD调节器的输出调节器的输出从一开始的跳变值，下降了微分作用从一开始的跳变值，下降了微分作用输出幅度的输出幅度的0.6320.632所经历的时间为微分时间常数所经历

11、的时间为微分时间常数 。DDDDTKT TD D定义：定义：3.2.33.2.3 比例微分调节规律比例微分调节规律3.2.43.2.4 比例积分微分调节规律比例积分微分调节规律8 8、小结、小结(1)调节规律调节规律通常用通常用增量式增量式表示，调节器表示，调节器实际输出实际输出为为阀位信号。阀位信号。1()PDIdDVMVKDVDVdtTTdt0MVMVMV(2)为方便起见，讨论各种调节规律时，为方便起见，讨论各种调节规律时，设调节器处于正作用工况。设调节器处于正作用工况。(3)这里这里只讨论调节器的规律只讨论调节器的规律，不是整个控制系统的。，不是整个控制系统的。(4)PI调节器稳定输出时

12、，测量值与给定值之间依然存在偏差（控制点偏差），即调节器稳定输出时，测量值与给定值之间依然存在偏差（控制点偏差），即PI调节调节器不可能完全消除余差。器不可能完全消除余差。(5)调节精度调节精度表征表征调节器消除余差的能力。调节器消除余差的能力。maxmaxmin100%DVPVPV 1( )( )( )( )PDId DV tMV tKDV tDV t dtTTdt( )(0)( )MV tMVMV t1( )( )( )( )(0)PDId DV tMV tKDV tDV t dtTMVTdt（三）（三）PIDPID算式算式1、理想、理想PID算式算式（1）位置型）位置型令令 tnT00(

13、 )()ntiDV t dtDV iTT( )()(1) )dDV tDV nTDVnTdtT0( )(1)( )( )( )(0)nPDiITDV nDV nMV nKDV nDV iTMVTT( )()( )MV tMV nTMV n( )()( )DV tDV nTDV n3.3.23.3.2 数字调节器数字调节器T为采样时间，为方便起见，为采样时间，为方便起见，nT以以n表示表示离散化离散化（2）增量型）增量型( )( )(1)MV nMV nMV n10(1)(2)(1)(1)( )(0)nPDiITDV nDV nMV nKDV nDV iTMVTT( )( )(1)( )( )2(1)(2)DPITTMV nKDV nDV nDV