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仪表基础知识
过程控制一般是指冶金、石油、化工、电力、轻工、建材等工业部门生产过程的自动化,即通过采用各种自动化仪表、计算机等自动化技术工具，对生产过程中的某些物理参数进行自动检测、监督和控制，以达到最优化的技术经济指标，提高经济效率和劳动生产力，节约能源，改善劳动条件和保护环境卫生等目的。
过程控制系统是指自动控制生产过程中的温度、压力、流量、液位、成分分析等这样的一些变量，并且使这些变量稳定在某一范围,或按预定的规律变化的系统。
自动控制系统由三个部分组成:
第一部分：检测仪表
检测仪表是用来检测工艺过程参数的仪表(也叫一次仪表），它是工人的眼睛,它能检测工艺过程的大部分参数，这是人所做不到的。例如:物质的成份分析（如:酸浓、SO2、O2，PH等）流量、液位、湿度、压力、转速、温度、重量、位移、振动等。这些测量有的是直接测量出来的，但是大部分参数是不可能直接测量出来的，要用间接测量的方法才能测量出来。
第二部分:指示、调节仪表
指示、调节仪表是控制系统的核心,相当于人的大脑，一般称为“二次仪表”。现在大多数用DCS系统、PLC系统（可编程序控制器）。一套DCS系统或PLC系统可以完成以前单体仪表所有的功能。
PLC控制系统的特长是用于开关控制，故现在很多电气设备都随机带来PLC控制系统，最小的控制系统甚至只有几个检测点.但是若模拟信号太多,则用PLC系统就不太合适，成本太高(模拟卡较贵）。
DCS系统是一种综合控制系统,即能进行模拟控制，又能进行数字控制，系统可大可小，大到几万点，小到几十点；自从微软公司开发出“WINDOWS”系统以后，组态又方便，故DCS系统得到了广泛的应用，一般新上一个项目都会采用DCS系统。
第三部分:执行机构
执行机构的种类:执行机构的种类有各种各样的.除了常用的各种气动和电动调节阀外,很多电气设备都可以作为执行机构。例如风机、泵、搅拌机、加热器等。作为执行机构用的最多的还是各种各样的调节阀.所有的调节阀都由两部分组成：驱动部分和执行部分。驱动部分有：气动簿膜、气缸、电磁阀,还有电气驱动系统。执行部分有:单座阀、双座阀、蝶阀、球阀、隔膜阀、三通阀等。
仪表工位号的说明
就象每一个人都有一个名子一样,每一个仪表检测控制系统都有一个名称,我们称之为工位号（TAG）。这个工位号在一个DCS系统中是唯一的，绝对不能重复。仪表工位号由几个英文字母及阿拉伯数字组成，一般最多8位,如：PICA1301、LICA1402、TICA1503等。
第一个字母是参数符号,代表生产过程中的各种参数,如：温度、压力、流量等；后面的英文字母叫功能符号，代表该仪表系统的各种功能，如:记录、调节、报警等；前面2位阿拉伯数字一般代表生产工序(工厂总图布置分配的子项号）(祥光铜业的子项清单）。如：熔炼蒸汽干燥系统是“04”；硫酸净化系统是“26”；制氧站系统是“37”等等。后面2位阿拉伯数字一般代表该工序该参数的序号.在要超过8位时，可以去掉某些功能符号。
参数符号说明：
A：成份分析（包括所有分析仪表,如：酸浓、SO2、O2,PH等）B：烧嘴、火焰、C：电导率、E：电压、F：流量、G：可燃气体、
H：手操、I：电流、J：功率、K:时间、L:液位、M:水分、湿度、P：压力、Pd:压力差、R:电阻、核辐射、S：转速、频率、T：温度、Td：温差；V：振动、阀门、W：重量、X:位移、Z：振动等。
功能符号说明：
A：报警、C：调节、E：检测元件、G：现场监视、I：指示、Q:累积、R：记录、S:联锁、T：变送器、X：任意、Y：运算、Z：紧急、CV：自力式等.
不光仪表检测控制系统有工位号,设备也有工位号。设备的工位号大多用于DI、DO类型点（一般用该设备英文名称的第一个字母表示）.例如：
P：泵；B：风机；A：搅拌机；E：换热器等。
为了图方便,也有只用“DI”、“DO”等后边加序号表示的,如： DI0001～DI0016、DI0017～DI0032、DI0033～DI0048等，
D00001～D00016、D00017～D00032、D00033~D00048等.
这样编方便、简单，但不容易记。
工位号的后缀
主要是用于设备的DI、DO。有些设备有多种工作状态,都要在DCS系统里体现出来,而在DCS系统里，工位号又不能相同，故在原工位号后面加后缀,以示区别.以贵溪冶炼厂亚砷酸车间DCS系统的一个风机为例：
B60302：1＃还原风机
由于该还原风机在DCS系统中有多种状态，并都要参加各种程序运算，故要在后面加上后缀。
B60302A:1＃还原风机手动运转（DI)
B60302B:1＃还原风机手动停止(DI）
B60302C：1＃还原风机运转应答（DI）
B60302D:1#还原风机主开关送电(DI)
B60302E：1＃还原风机故障（DI）
B60302G:1＃还原风机变频器故障(DI）
B60302F：1#还原风机运转（DO）
1。2　电缆号的说明
从仪表室到现场的电缆都有一个名称，就是电缆号,以示区别。一般电缆号和仪表的工位号差不多，只是在后面加了一个后缀“C”。
1.4仪表图形符号说明　
:就地安装仪表：如:PG、TG、XE、XT、XV等。
：室内盘装仪表
:现场盘装仪表
：DCS系统,PLC系统
：可编程序控制器及联锁回路
1。5线条说明　
直线：一般代表工艺管线
虚线：一般代表仪表的信号线
直线上加两短斜杠：一般代表气动信号
1。6常用符号说明：
I/O：输入/输出
A/M：自动/手动切换;
L/R：本机/远方切换（机旁/中控室切换）
AI：模拟输入信号；AO： 模拟输出信号
DI：开关（数字）输入信号;DO：开关（数字)输出信号
PV:仪表的测量值；SP:仪表的设定值；OP:仪表的输出值
LSP：本机设定值（平时只写SP）;RSP：远方设定值
DA：正作用;RA：反作用（调节器和阀门都适用）
PO: 气开式；PC:气关式(阀门)FC：故障关；FO:故障开（阀门）
H：上限;HH：上上限；HHH：上上上限
L：下限；LL：下下限；LLL：下下下限
P：气源（电源）
E:电信号;P:气信号
E/P（I/P）:电/气转换器；P/E（P/I）：气/电转换器
P：盘面安装;PB：盘后安装；L：现场安装；LB：现场盘安装
P：比例调节；PI：比例积分调节；PID:比例积分微分调节
1.7仪表的标准信号
1.7.1电动仪表的标准信号:4～20mADC；1~5VDC
1。7.2气动仪表的标准信号：0.02~0.1MPa（20KPa～100KPa）
(0。2～1.0Kg/cm2）（老的）
温度仪表
测量原理:金属的电阻随着温度的增高而加大。
结构组成：将金属丝绕在玻璃或云母骨架上，用引线接在接线端子排上，在外面套上不锈钢套管就成了热电阻温度计。
接线方法有2线制和3线制,接3根线的目的是为了减少线路误差。通常用1,2，3或A，B,C或a，b，c表示,一般后两根线接在端子排的一个接线端子上.没有正，负之分。
連接到二次仪表时用普通3芯电缆就可以了，但为了减少线路误差,其电缆应选不小于1。5mm2的.
判断电阻温度计好坏的方法是用万用表测量其电阻值。
热电偶
测量原理：在两种不同的导体组成的闭合回路中，如果使其两个接点处于不同的温度，该回路就会出现电动势.这就是热电偶的测温原理.
结构组成:将两根不同的金属丝的一端焊在一起，在该金属丝上套上绝缘瓷套管，用引线接到接线端子排上，在外面套上不锈钢套管就成了热电偶温度计。
接线方法只有2线制，要区分“＋”“－”,不能搞错了，否则仪表指示有很大的误差。
連接到二次仪表时一定要用相应的专用补偿导线。
判断热电偶温度计好坏的方法是用电子电位差计(mV计）（或万用表的直流电压档)测量其“mV"值，与其标准值进行对照来判断好坏。　
为了使用方便，有时将两支热电偶装在一个套管内，组成双支热电偶温度计。在接线时“1”和“2”“＋”和“－”不能接错了。
其它温度计
　　另外，还有双金属温度计、膨胀式温度计、水银温度计等。
2。2 压力仪表
单位:Pa，KPa,MPa，Kg/cm2,bar，mbar,mmH2O，mmHg，mmAg等。1Mpa=10公斤气压
高于大气压力的表压力，叫正压，简称压力；低于大气压力的表压力，叫负压或真空.在测量差压时，习惯上将较高的一侧的压力称为“正压",将较低的一侧的压力称为“负压”。这个负压并不是低于大气压力的那个“负压”；有时，两边都是负压，负的小些的一端，就叫正压(用H表示)，负的大些的一端，就叫负压（用L表示）。
测量仪表有压差变送器、压力变送器、电接点压力表，压力表等。
可编程控制器(PROGRAMMABLE CONTROLLER,简称PC）.与个人计算机的PC相区别,用PLC表示。 PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。国际电工委员会（IEC）颁布了对PLC的规定:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程.可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。目前：在工业控制领域中,PLC控制技术的应用非常普及
随着计算机技术的发展，今后PLC将会朝着以下两个方向发展。
1．灵活和小型化 ；2．高功能和大型化
梯形图语言
梯形图是在原继电器—接触器控制系统的继电器梯形图基础上演变而来的一种图形语言。它是一种图形语言，它将PLC内部的各种编程元件和各种具有特定功能的命令用专用图形符号定义,并按控制要求将有关图形符号按一定规律连接起来，构成描述输入、输出之间控制关系的一种图形。目前用得最多的PLC编程语言。
继电器触接器线路图中的电气符号代表的是一个实际的物理器件,如继电器、接触器的线圈或触点等,连线是“硬接线”，线路图两端有外接电源，连线中有真实的物理电流
PLC梯形图表示的并不是一个实际电路,而是一个控制程序。图中的继电器线圈以及触点实际是存储器中的一位,因此称为“软继电器”。相应位状态为“1”，带动自己的触点动作，常开触点闭合,常闭触点断开。相应位状态为“０”，表示该继电器线圈断电，其常开、常闭触点保持原状态。PLC梯形图两端没有电源，连线上并没有真实电流流过,仅是“概念”电流
逻辑功能图
“与”、“或”、“非”是逻辑函数的最基本的表达形式。用逻辑符号描述的PLC梯形图为逻辑功能图.
DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。
　　即所谓的分布式控制系统,或在有些资料中称之为集散系统,是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。
(1)高可靠性 由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现,系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高.
　　（2)开放性 DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。
　　(3)灵活性 通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。
　　(4）易于维护 功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时,可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换,迅速排除故障。
　　(5）协调性 各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。
　　(6）控制功能齐全 控制算法丰富,集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。 DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成. 处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理,如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展,DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等