控制系统

控制循环的不同组件

什么是控制回路?

一种控制循环是工业控制系统或工业自动化的基本构建块。它是一组组件作为系统一起工作,通过操纵控制循环中的另一变量的值来实现和维护系统变量的所需值。

仪器控制回路由控制器组成,控制器通过传感器测量当前工艺变量,将工艺变量调整为设定值。

控制回路组成:

有不同类型的控制回路组件组合地为系统的共同愿望或获得设定值。他们是:

  • 主要元素/传感器
  • 传感器
  • 转换器
  • 发射机
  • 信号
  • 指标
  • 录音机
  • 控制器
  • 校正元素/最终控制元素
  • 执行器

主要元素/传感器:

传感器是控制回路中的第一个元素,它测量过程中的变化并报告流程变量所以它们也被称为主元素。传感器是受工艺变量变化影响而引起变化的设备。有不同类型的传感器测量变量,如压力,温度,流量,液位,pH值,振动等,

有不同类型的传感器可用于不同的过程变量:

  • 热电偶,RTD温度测量
  • 应变仪,压力传感隔膜,压力测量电容电池
  • 用于流量测量的孔板、皮托管、磁流管等

还有许多其他传感器用于测量不同变量,如振动,pH,力,重量等。

换能器:

一种传感器将任何形式的能量转换为另一种形式。在电气欧宝体育黑人么仪表中,换能器是将物理变量转换为电信号的设备。另一个名称传感器是拾取器。

在过程欧宝体育登录口控制中,用于将4-20 mA电流信号转换为3-15 psi气动信号的转换器称为电流-压力转换器。有不同类型的传感器根据他们的工作原则分类。

发射器:

变送器是将信号转换为标准信号的设备,可以通过控制回路传输和参数可以远程监控。

  • 压力传送器
  • 流动变送器
  • 温度变送器
  • 水平发射器
  • 分析变送器

信号:

信号用于将过程变量从变送器发送到控制器,并将控制器反馈信号发回最终控制元件。工业自动化中有三种类型的信号:

  • 气动信号:气动管道中的气压根据过程变量的变化而变化。行业中信号管中的标准气压在3-15psi的范围内。

  • 模拟信号:模拟信号多用于控制信号,发射器通过一组电线发送信号。欧宝体育黑人么标准信号范围在4-20mA内,对LRV阀产生4mA信号,对URV产生20mA信号。其他常见的标准电信号包括1 - 5v(伏特)欧宝体育黑人么
    信号和脉冲输出。

指标:

指示符是显示流程变量的人类可读设备。有模拟指标,如用于压力,温度仪表和数字指标显示过程变量的数字。即使过程变量是连接到控制器上的,这些指标也被用于不同的行业。

记录:

录像机用于行业,为该过程提供历史,并将提交给监管机构进行核查。通过记录临界测量点的读数并随着过程的结果比较这些读数,可以提高该过程。

控制器:

控制器是过程控制的中心,它接收过程变量,然后与存储在控制器中欧宝体育登录口的设定值进行比较,并作为控制器的输出发送反馈来控制最终的控制元素。有气动和电子或可编程DCS等,PLC采用复杂的数学算法来执行控制动作。

PLC(可编程逻辑控制器):PLC通常是连接到一组输入/输出(I / O)设备的计算机。计算机被编程为通过发送输出来响应输入来维护设定值的所有进程。

DCS(分布式控制信号):DCSS是控制器,除了执行控制功能外,还提供过程状态的读数,维护数据库和高级人机界面。

最终控制元件:

最终控制元件是从控制器接收信号的校正元件,并在过程中进行变化以在所需参数下调整过程变量。在任何控制回路中,最终控制元件反应校正超出设定值的变量的速度非常重要。最终控制元素的许多技术改进与改善其响应时间有关。

例如:

钢丝和控制阀 - 流量控制系统的最终控制装置

加热器和锅炉 - 温度控制系统的最终控制装置

压缩机和阀门:压力控制系统的最终控制装置

执行器:

执行器是最终控制元件的最重要部分,该设备导致最终控制元件中的物理变化。对于阀门执行器是阀杆致动器和加热器,它是加热线圈。致动器可以通过气动,液压地电动。欧宝体育黑人么

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