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13.3.3 过程控制

最近更新:2023-02-16

13.3.3.1 过程控制系统的组成原理

过程控制是以温度、压力、流量、液位等工业过程状态量作为被控制量而进行的控制。 在过程控制系统中,一般采用生产过程仪表控制。由于自动化仪表规格齐全,且成批大量 生产,质量和精度保证,造价低,这些都为过程仪表控制提供了方便。

生产过程仪表控制系统是由自动化仪表组成的,即用自动化仪表的各类产品作为系 统的各功能元件组成系统,组成原理仍是闭环反馈系统,其组成的原则性方块图如图13- 73所示。它是由检测仪表、调节器、执行器、显示仪表和手动操作器等所组成,其中检测 仪表、调节器、执行器此三类仪表属于闭环的组成部分,而显示仪表、手动操作器是闭环外 的组成部分,它不影响系统的特性。

图13-73 过程控制系统组成方框图

13.3.3.2 过程控制系统的组成单元

组成过程控制系统的仪表装置有DDZ-Ⅱ型、DDZ-Ⅲ型等系列的单元组合仪表。 在选取仪表的系列时,应根据具体情况而定,一般是根据投资的多少、系统控制的要求、企 业的投入、产出的比例、设备情况、工作人员的技术等级、操作人员的习惯等来选取。大型 企业、新建和改造项目,一般选用DDZ-Ⅲ型系列或集散控制系统。然而,由于DDZ-Ⅱ 型仪表价格低廉,工作也比较稳定,所以DDZ-Ⅱ型至今仍有它的市场。

图13-74是DDZ-Ⅱ型系列单元组合仪表的组成示意图,各单元之间是以0~ 10mA的直流电流信号作为统一的标准信号。图13-75是DDZ-Ⅲ型系列单元组合仪 表的组成示意图,Ⅲ型仪表的现场传输信号为4~20mA DC,控制室联络信号为1~5V DC。从系统的组成单元来看,有变送转换单元、计算单元、调节单元、记录显示单元、辅助单元 等几大类。

图13-74 DDZ-Ⅱ型系列单元组合仪表的组成

图13-75 DDZ-Ⅲ型系列单元组合仪表的组成

(1) 变送单元类 变送单元用来将各种被测参数转换成标准信号(DDZ-Ⅱ型为 0~10mA,DDZ-Ⅲ型为4~20mA),然后根据系统的需要,送到有关单元进行显示或调 节。按测量和传送的参数不同,变送单元可分为温度变送器、压力变送器、差压变送器、流 量变送器等。

(2)转换单元类 转换单元用来将机械量和成分分析仪表等信号以及某些流量传感 器的输出频率信号转换成标准信号。

(3)计算单元类 计算单元类主要完成多个信号的综合、乘法、除法、开方等处理,以 便实现对输入信号的运算,其输出值仍然是标准信号。

(4) 给定单元类 给定单元是一个稳定恒流电流信号输出,如恒流定值器的输出是 0~10mA连续可调作为调节单元的外给定信号及其仪表的校验信号源;比率给定器可接 收几个输入信号,按比例分配综合后,输出恒定电流信号。

(5) 显示单元类 显示单元用来显示变送器送来的参数瞬时值,或将变送器送来 的信号进行累计后,用数字的形式显示出来,以反映流体介质在一段时间内的总流 量值。

(6) 调节单元类 调节单元是将被调节量信号与给定信号相比较,得出偏差信号,按 照偏差信号大小进行比例、积分、微分运算后,输出调节信号控制执行器动作,以改变阀门 开度、直至消除偏差。

(7) 辅助单元类 辅助单元类品种较多,如操作单元能完成手动-自动无扰动跟踪 切换以及进行远方操作;又如高低值选择器、限幅报警器等是将来自变送器等的信号限制 在某一范围内,以保证系统的安全可靠。

(8)执行单元类 执行单元类的作用是接收调节单元等送来的标准信号,并根据调 节规律变化动作去操纵翻板、阀门等调节机构的位置,达到控制介质量的目的。