控制仪表第三章
自动化仪表控制系统管理制度和维修制度（5篇）
自动化仪表控制系统管理制度和维修制度第一条为加强公司自动化仪表设备及控制系统的管理工作，控制和优化工艺条件，保障仪表设备安全经济运行，依据国家有关法规及相关管理规定，制定本制度。
第二条本制度适用于本公司自动化仪表控制系统的管理。
第三条控制系统主要包括集散控制系统(DCS)、紧急停车系统(ESD)、可编程控制器(PLC)等。
第四条控制系统的日常维护。
(一)系统点检制度1、仪表部系统负责人员应加强对系统的日常维护检查，根据系统的配置情况，制定系统点检标准，并设计相应的定点检表格。
2、系统定点检应包括以下主要内容: A、主机设备的运行状态。
B、外围设备(包括打印机等)的投用情况和完好状况。
C、各机柜的风扇(包括内部风扇)运转状况。
D、机房、操作室的温度、湿度。
3、定点检记录要字迹清楚、书写工整，并定期回收，妥善保管。
(二)系统硬件管理1、仪表系统要设立专人负责保养，按规定进行点检和维护。
2、建立系统硬件设备档案，内容应名细到主要插件板，并作好历次设备、卡件变更记录。
3、系统硬件的各种资料要妥善保管，原版资料要归档保存。
4、在线运行设备检修时，要严格执行有关手续，按照规定，做好防范措施。
(三)系统软件管理1、系统软件和应用软件必须有双备份，并妥善保管在金属柜内;控制系统的密码或键锁开关的钥匙要由专人保管，并严格执行规定范围内的操作内容。
软件备份要注明软件名称、修改日期、修改人，并将有关修改设计资料存档。
2、系统软件无特殊情况严禁修改;确需修改时，要严格按照申请、论证手续，主管经理批准后实施。
3、应用软件在正常生产期间不宜修改。
按工艺要求确需重新组态时，要有明确的修改方案，并由生产技术部门、仪表和厂领导负责人共同签字后方可实施并做好安全防范措施。
4、软件各种文本修改后，必须对其他有关资料和备份盘作相应的修改。
5、由通用计算机、工业控制微机组成的控制、数据采集等系统，应执行专机专用，严禁任何人运行与系统无关的软件，以防病毒对系统的侵袭。
过程控制系统与仪表 王再英 第3章 控制仪表-2010
y = K pe
3.1 基本控制规律及特点
3.1.2 比例控制（P） 比例控制（ ）
杠杆（控制器） 杠杆（控制器） 浮球：测量元件 浮球：
活塞阀
图3-3 简单的自力式 比例控制系统示意图
29
3.1 基本控制规律及特点
原来系统处于平衡， 原来系统处于平衡，进 水量与出水量相等， 水量与出水量相等，此时进 水阀有一开度。 水阀有一开度。 t=0时 t=0时，出水量阶跃增 加，引起液位下降，浮球下 引起液位下降， 移带动进水阀开大。 移带动进水阀开大。 当进水量增加到与出水 量相等时，系统重新平衡， 量相等时，系统重新平衡， 液位也不再变化。 液位也不再变化。
y = K pe
（3-3） ）
K p为放大倍数（比例增益），它的大小决定了比例控制作用 为放大倍数（比例增益）， ），它的大小决定了比例控制作用 的强弱。 K p越大，比例控制作用越强。 的强弱。 越大，比例控制作用越强。
24
3.1 基本控制规律及特点
3.1.2 比例控制（P） 比例控制（ ）
y = K pe
（3-3） ）
比例度： 比例度：就是指控制器输入偏差的相对变化值与相应的输出的 相对变化值之比，用百分数表示： 相对变化值之比，用百分数表示：
e P= x −x min max
ymax
y − ymin
× 100%
（3-4） ）
式中： 为输入偏差 为相应的输出变化量 为输入偏差； 为相应的输出变化量； 式中：e为输入偏差；y为相应的输出变化量； (xmax − xmin )为测量输入的最大变化量，即控制器的输入量程； 为测量输入的最大变化量，即控制器的输入量程； ( y max − y min )为输出的最大变化量，即控制器的输出量程。 为输出的最大变化量，即控制器的输出量程。
过程控制仪表及控制系统_课后习题答案(林德杰) 2
第一章思考题与习题1－2 图1.6为温度控制系统，试画出系统的框图，简述其工作原理；指出被控过程、被控参数和控制参数。
解：乙炔发生器中电石与冷水相遇产生乙炔气体并释放出热量。
当电石加入时，内部温度上升，温度检测器检测温度变化与给定值比较，偏差信号送到控制器对偏差信号进行运算，将控制作用于调节阀，调节冷水的流量，使乙炔发生器中的温度到达给定值。
系统框图如下：被控过程：乙炔发生器被控参数：乙炔发生器内温度控制参数：冷水流量1－3 常用过程控制系统可分为哪几类?答：过程控制系统主要分为三类：1. 反馈控制系统：反馈控制系统是根据被控参数与给定值的偏差进行控制的，最终达到或消除或减小偏差的目的，偏差值是控制的依据。
它是最常用、最基本的过程控制系统。
2．前馈控制系统：前馈控制系统是根据扰动量的大小进行控制的，扰动是控制的依据。
由于没有被控量的反馈，所以是一种开环控制系统。
由于是开环系统，无法检查控制效果，故不能单独应用。
3. 前馈－反馈控制系统：前馈控制的主要优点是能够迅速及时的克服主要扰动对被控量的影响，而前馈—反馈控制利用反馈控制克服其他扰动，能够是被控量迅速而准确地稳定在给定值上，提高控制系统的控制质量。
3－4 过程控制系统过渡过程的质量指标包括哪些内容？它们的定义是什么？哪些是静态指标？哪些是动态质量指标？答：1. 余差(静态偏差）e：余差是指系统过渡过程结束以后，被控参数新的稳定值y(∞)与给定值c 之差。
它是一个静态指标，对定值控制系统。
希望余差越小越好。
2. 衰减比n:衰减比是衡量过渡过程稳定性的一个动态质量指标，它等于振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比，即：n ＜1系统是不稳定的，是发散振荡；n=1,系统也是不稳定的，是等幅振荡；n ＞1,系统是稳定的，若n=4,系统为4：1的衰减振荡，是比较理想的。
衡量系统稳定性也可以用衰减率φ4．最大偏差A ：对定值系统，最大偏差是指被控参数第一个波峰值与给定值C 之差，它衡量被控参数偏离给定值的程度。
控制仪表与计算机控制装置周泽魁化学工业出版社课后答案
第一章1-1控制仪表和自动控制系统有什么关系？（P1自动控制系统和控制仪表）控制仪表与装置是实现生产过程自动化必不可少的工具。
为了提高控制系统的功能，还可以增加一些仪表，如显示器、手操器等。
而为了改善控制质量还可以采用串级控制等其他更复杂的控制方案，显然，这将需要更多仪表。
实际所采用的仪表，可以是电动仪表，气动仪表等各种系列的仪表，也可以是各种控制装置，所有这些仪表或装置都属于控制仪表与装置范畴。
显而易见，如果没有这些仪表或装置，就不可能实现自动控制。
1-3单元组合式控制仪表有哪些单元？各有哪些功能？（P2书上有各单元功能以及品种）单元组合仪表分为八类：变送单元执行单元控制单元转换单元运算单元显示单元给定单元辅助单元变送单元：它能将各种被测参数，如温度、压力、流量、液位等变换成相应的标准统一信号传送到接收仪表，以供指示、记录或控制。
转换单元：转换单元将电压、频率等电信号转换为标准统一信号，或者进行标准统一信号之间的转换，以使不同信号可以在同一控制系统中使用。
控制单元：将来自变送单元的测量信号与给定信号进行比较，按照偏差给出控制信号，去控制执行器的动作。
运算单元：它将几个标准统一信号进行加、减、乘、除、开方、平方等运算，适用于多种参数综合控制、比值控制、流量信号的温度压力补偿计算等。
显示单元：它对各种被测参数进行指示、记录、报警和积算，供人员监视控制系统和生产过程工况之用。
给定单元：它输出统一标准信号，作为被控制变量的给定值送到控制单元，实现定值控制。
给定单元的输出也可以供给其他仪表作为参考基准值。
执行单元：它按照调节器输出的控制信号或手动操作信号，操作执行元件，改变控制变量的大小。
辅助单元：辅助单元是为了满足自动控制系统某些要求而增设的仪表，如操作器、阻尼器、限幅器、安全栅等。
操作器用于手动操作，同时又起手动/自动的双向切换作用；阻尼器用于压力或流量等信号的平滑、阻尼；限幅器用于以限制信号的上下限值；安全栅用来将危险场所与非危险场所隔开，起安全防爆作用。
《过程控制与自动化仪表(第2版)》课后答案
V / cm3
P / ( Pa / cm2 )
54.3 61.2
61.8 49.5
72.4 37.6
88.7 28.4
118.6 19.2
194.0 10.1
试用最小二乘一次完成算法确定参数 α 和 β 。要求： （1） 写出系统得最小二乘格式。 P / ( Pa / cm 2 ) （2） 编写一次完成算法得 MATLAB 程序并仿真。 解： （1） 因为 PV
（2）该过程的框图如下：
−
−
Q1 (s )
−
1 C1S
H 1 (s )
1 R12
Q12 (s )
−
1 C2S
H 2 (s )
Q2 (s )
1 R2
Q3 (s )
1 R3
（3）过程传函： 在（1）中消去中间变量 ∆q2 、 ∆q3 、 ∆q12 有：
∆h1 ∆h1 ∆h2 d∆h1 ⎧ ⎪ ∆q1 − R − R + R = C1 dt (1) ⎪ 2 12 12 ⎨ ⎪ ∆h1 − ∆h2 − ∆h2 = C d∆h2 (2) 2 ⎪ R3 dt ⎩ R12 R12
H (s )
Q1 (s )
。
R1 q1 h
R2
q2
R3
q3
解：假设容器 1 和 2 中的高度分别为 h1 、 h2 ， 根据动态平衡关系，可得如下方程组：
d ∆h1 ⎧ (1) ⎪∆q1 − ∆q2 = C dt ⎪ ⎪∆q − ∆q = C d ∆h2 ( 2 ) 3 ⎪ 2 dt ⎪ ∆h ⎪ ( 3) ⎨∆q2 = R2 ⎪ ⎪ ∆h (4) ⎪∆q3 = 2 R3 ⎪ ⎪∆h = ∆h − ∆h (5) 1 2 ⎪ ⎩
自动化仪表控制系统管理制度(3篇)
自动化仪表控制系统管理制度第一章总则第一条为加强对自动化仪表控制系统的管理，确保其正常运行和安全可靠，根据国家相关法律法规，制定本管理制度。
第二条本管理制度适用于公司内所有涉及自动化仪表控制系统的管理活动。
第三条自动化仪表控制系统是指用于对生产过程、设备设施进行控制的自动化仪表系统，包括但不限于传感器、执行机构、PLC控制器等。
第四条公司将加强自动化仪表控制系统的维护和管理，提高运行效率，优化控制流程。
第五条建立和完善自动化仪表控制系统管理的制度和规范，加强对自动化仪表控制系统的监督和管理，确保其安全、稳定地运行。
第六条全体员工应遵守本管理制度，不得违反或规避有关法律法规。
第二章自动化仪表控制系统管理的职责第七条相关部门的主管负责全面指导和监督自动化仪表控制系统的管理工作。
第八条技术部门负责自动化仪表控制系统的维护、保养、升级和改造工作。
第九条安全保卫部门负责制定自动化仪表控制系统的安全管理制度，组织开展系统安全检查和排查工作，确保系统安全可靠。
第十条运维人员负责日常的自动化仪表控制系统维护和巡检工作。
第十一条生产部门负责对自动化仪表控制系统的运行情况进行监控和管理，提出相关的优化措施。
第十二条待添加根据公司实际情况组织挂职待遇制定章节详情第三章自动化仪表控制系统的建设和改造第十三条公司应根据生产需要，合理规划和布局自动化仪表控制系统。
第十四条自动化仪表控制系统建设和改造应编制详细的设计方案，并根据方案进行合理的运营。
第十五条建设和改造过程中必须有相关资格认证的单位进行验收，并按照验收意见进行整改。
第十六条自动化仪表控制系统的建设和改造需经公司领导批准，并报相关行政部门备案。
第四章自动化仪表控制系统的维护和保养第十七条每个自动化仪表控制系统都应有专人负责维护和保养工作，传感器的清洁，控制器的校验等工作。
第十八条系统维护人员应制定详细的维护计划，并定期进行维护和保养。
第十九条对于出现故障的自动化仪表控制系统，维护人员应及时进行排查，并修复故障。
何道清仪表与自动化课后答案
实验内容：包括传感器、变送器、执行器等仪表设备的安装、调试与维护
实验步骤：详细介绍了每个实验的操作流程和注意事项
实验报告要求：需要记录实验数据、分析实验结果并撰写实验报告
汇报人：XX
感谢观看
简答题答案Βιβλιοθήκη 选择题答案填空题答案
计算题答案
04
实验指导书答案
第九章 实验指导书答案
实验一：温度检测与控制实验
实验二：压力检测与控制实验
实验三：流量检测与控制实验
实验四：液位检测与控制实验
第十章 实验指导书答案
实验一：温度检测与控制实验
实验二：压力检测与控制实验
实验三：流量检测与控制实验
实验四：液位检测与控制实验
第二章 测量仪表
测量仪表的安装和使用注意事项
测量仪表的发展趋势和未来展望
测量仪表的种类和原理
测量仪表的误差和校准方法
第三章 控制仪表
对比了几种常见的控制仪表的性能和优缺点。
介绍了控制仪表的基本概念、分类和功能。
详细分析了控制仪表的工作原理和特点。
总结了控制仪表在自动化系统中的应用和重要性。
第四章 自动化系统
XX,a click to unlimited possibilities
何道清仪表与自动化课后答案
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第一章 仪表基础知识
什么是仪表？
仪表的分类及特点。
仪表的基本组成及工作原理。
仪表的精度等级及误差分析。
第十一章 实验指导书答案
过程控制仪表第3章防爆安全栅.详解
构成安全火花防爆系统的二要素：
① 在危险现场使用的仪表必须是安全火花防爆仪表（本安仪表）。 ② 现场仪表与危险场所之间的电路连接必须经过安全栅（防爆栅）。
6
3. 本安自动化（安全火花）防爆系统的组成
它包括两部分：①安装在危险场所（现场）的本安电路； ②安装在非危险场所的非本安电路。
如图所示。为了防止非本安电路中过大能量进入危险场所的本安电路， 两者之间采用防爆安全栅。使整个系统具有本安防爆性能。
9
3.2 防爆安全栅原理
防爆安全栅，防止危险能量由安全场所进入危险场所， 不影响仪表正常工作，安放在安全场所的入（出）口处。 这样对安全场所的仪表不作防爆要求。
防爆安全栅的结构种类很多，有电阻式安全栅、中继放 大式安全栅、齐纳式安全栅、光电隔离式安全栅、变压器 隔离式安全栅等。 按用途分类： ①输入端用， ②输出端用。
第三章 防爆安全栅
3.1 防爆安全的基本概念
在生产现场存在各种易燃，易爆气体或蒸汽，或 者存在爆炸性粉尘，易燃纤维。它们与空气混合，具 有爆炸危险，其空间成为具有不同程度的爆炸危险场 所。 在大气条件下，气体蒸汽、簿雾、粉尘或纤维状 的易燃物质与空气混合，点燃后燃烧将在整个范围内 传播的混和物，称为爆炸性混合物。 爆炸性物质分为3类：Ⅰ类：矿井甲烷；Ⅱ类：爆 炸性气体、蒸汽；Ⅲ类：爆炸性粉尘、纤维。 含有爆炸性混合物的环境，称为爆炸性环境。
17
2. 输出端用齐纳安全栅
齐纳安全栅在安全侧接调节器类仪表的输出。在危险侧的负载仪表 一般为电－气转换器或电动阀门定位器。 按调节器输出电路形式分为两种：①发射极输出，②集电极输出
（1）配发射极输出型调节器的齐纳安全栅
其电路和系统组成如图所示。发射极输出时，调节器（输出端一端 接地）与安全栅共地。需要单通道保护。二极管VD防止信号极性接反 时损坏安全栅（相当于齐纳二极管正向连接）。
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执行器的分类和特点
按使用的调节机构又可分为直通双座调节阀、直通单座调节阀、 笼式（套筒）调节阀、角形调节阀、三通调节阀、高压调节阀、 隔膜调节阀、波纹管密封调节阀、超高压调节阀、小流量调节 阀、低噪音调节阀、碟阀、凸轮挠曲调节阀、V形球阀、O形球 阀等。其中，碟阀、凸轮挠曲调节阀、V形球阀、O形球阀为角 行程式；其余为直行程式。
执行器还可以配备一定的辅助装置，常用的辅助装置有阀门定位器 和手操机构。阀门定位器利用负反馈原理改善执行器的性能，使执行器 能按控制器的控制信号，实现准确定位。手操机构用于人工直接操作执 行器，以便在停电或停气、控制器无输出或执行机构失灵的情况下，保 证生产的正常进行。
❖ 执行器的构成：
执行机构－产生推力或位移的装置。 调节机构－直接改变能量或物料输送量的装置， 通常称为控制阀或调节阀。
DDZ-Ⅲ型开方器的作用是对1-5VDC的输入信号进行开方 运算，运算结果以1-5VDC或4-20ADC输出，其运算关系 式为
U K U 11
O
i
主要技术指标：输入信号 1~5VDC； 输出信号 1~5VDC或4~20mABC； 电源24VDC； 基本误差 ±0.5%(输入信号＞10%时)； 小信号切除 输入信号＜1.04V时，输出切除。
U 22
tp T
• U 21
Uf
tp T
• U 31
Q U f U11
U 22 U 21 U11 U31
U 22
U11 •U 21 U 31
比例放大电路
R10
UF
－
+
IC3
U23 R11
U22
R12
RP1
U23 N0 •U22
N0
R11 R12 Rp1 R12 Rp1
调整电位器RP1，可改变N0的大小，借此改变仪表量程。
输出电路
24 v
C14 R14
R13 U23
UB
– + IC4
R16 R15
Up= 9v
R17 将 U23转换成整流输出
信号Uo和Io
VT5
8
7 Uo U23 UB U p
VD3 4
U23 1
R18 5
二、开方器
（一）概述
开方器对1～5V直流电压信号进行开方运算, 结果 以1～5V 直流电压或4～20mA 直流电流输出，运 算关系为：
K
xf
调宽电路 S 调高电路 滤波电路
k1
k2
UD
设k2 k3 , 则
滤波电路 调高电路
M1
UD
x1 x2 x3
k3 x3
M2
（二）工作原理
输入电路的作用：减
1
，电平移动（
0
U
）
B
U11 N1(Ui1 -1)，U02 N2 (Ui2 -1)
U03 N3 (Ui3 -1)
附加偏置电路的作用： 提供偏压 U21 Uo2 UP2 N2 (Ui2 -1) UP2 U31 Uo3 UP3 N3 (Ui3 -1) UP3
执行器由执行机构和调节机构两个部分构成。
p, I 执行机构 F，L 调节机构
（M，θ）
被控介质流量 （流量截面积）
执行器的构成框图
执行机构是执行器的推动装置，它根据输入控制信号的大小，产 生相应的输出力F（或输出力矩M）和位移（直线位移L或角位移θ）， 推动调节机构动作。调节机构是执行器的调节部分，在执行机构的作 用下，调节机构的阀芯产生一定位移，即执行器的开度发生变化，从 而直接调节从阀芯、阀座之间流过的被控介质的流量。
另可实现乘后开方、乘法和除法三种运算。
乘法运算的实现方法
对于单向矩形脉冲（图3-1）， 其直流分量为：
U
直流分量
矩形脉冲宽度
Um
UD
=
tP T
Um
矩形脉冲周期
（3-1）
矩形脉冲幅值
0
tp
t
T
图3-1 单向矩形脉冲
tP 表征矩形脉冲的高电位与低电位持续时间的不对称程度， T
称为占空比，用 S表示 ,即 S tP ，于是 T
1 2 •V02
VT VF
实线连接时，
VB
V21 V02 Vp
虚线连接时，
自激振荡时间分割器
VD1 VD2
U21
C5
VT1
R5
C8
U11
-
C4 Uf
IC2
+
Q C6 b
R7 C9
c
M1
R9
U22
VT2 C12
d
C10 C7 VT4
UB C11
R6
R8 VT3
U31
a
M2
（a）原理电路
C5
K1
切除点U
的具体数值：
L
当Ui 1.04V时，输出被切除
这时U 23 N2U 21 U11
＝ N1N2U 21 Ui 1
＝3 Ui 1 当 Ui 1.04V时，U23 0.6V 所以
U L 0.6V
实际的切除值可通过UL来调整 调RP5，改变UL
开方器的输入输出特性
第二节 执行器
执行器在控制系统中的作用
瞬时流量
q
节流 装置
P 差压 变送器
x 开方器 y
比例 积算器
累计流量
控制器
P K1 q2
x K2 P K1 K2 q2
y K x K K1 K2 q 这样，y ~ q 呈线性关系
即使开放器的输出信号与流量信号q成正比。
开放器的实现方法
在模拟式仪表中有许多种方法 可以实现开放运算。如利用二极管 的开关作用构成折线电路，并通过 调整电路元件的参数，使其输入与 输出之间呈开放运算特性，如图 （a）所示。
U
与
1
U3
的除法运算；若使
U3
UD
，则有
U
2 D
U1U 2 ，即
U D U 1U 2
开方器就是利用这一原理来实现的。
对于实际的开方器，除上图所示的核心电路外，还需要 加入一些电路。以DDZ-Ⅲ型开方器为例，其开方运算式为
U K Ui 1 1
式中， Ui 为输入信号；U 为输出信号； K 为开方系数。
另外，也可以利用负反馈原理， 将此折线电路先设计为平方特性， 并将其放置在反馈通道中，从而实 现整机输入与输出之间的开放运算 特性，如图（b）所示。
开方特性实现原理
在单元组合仪表中，还有一种开方器是由乘除器演变来的，这种 乘除器构成比较复杂，但其运算精度比较高，所以在控制系统中得 到较为广泛的应用。其构成原理如图。
（二） 工作原理
Ui 输入电路1 U11 +
N1
－
Uf
比较器
U21
U23
S 乘法电路1 U22 比例放大 U23 小信号 输出电路 Uo
K2
电路N2
切除电路
N0
乘法电路2 K3
开方运算部分
图 3-13 开方器方框图
自激振荡时间分割器的起振条件
振荡条件：
U 23 U11 U11 是以U B为参考的0 ~ 4 V电压， 取上限值4 V，有
UD S Um
x1 调宽电路
设 S k1x1， Um k2x2， 则
k1
x2 s 调高电路
k2
UD 滤波电路
控制矩形脉冲的宽度（调宽）
M
图3-2 简单乘法电路方框图
UD k1k2x1x2
控制矩形脉冲的幅值（调高）
滤波取直流分量，完成乘法运算
乘除器的构成原理－负反馈
x2
x1 放大器
调宽电路 S 调高电路
滤波电路
UD
－
K
xf
k1
k2
滤波电路
调高电路
M1
k3
M2
x3
图3-3 乘除器构成方框图
x1 - x f S Kk1
U D k2Sx2 x f k3Sx3
UD
Kk1k2 x1x2 1 Kk1k3 x3
当 Kk1k3 x3 ? 1，
x2
UD
k2 x1x2 k3 x3
x1 放大器
－
由图可知
U f K3U 3S
由于电路采用了深度负反馈，所以有
由上两式可得
U f U1
S U1 K3U 3
而
U D K 2U 2 S
把S代入，可得
UD
K 2U1U 2 K 3U 3
设 K2
K3
， 则有
UD
U1U 2 U3
若使
U3 为常数，则可实现 U1与
U
的乘法
2
运算；若使U 2
为一常数，则可实现
❖ 本章介绍两种典型的运算器：
乘除器和开方器
一、乘除器
（一）概述
可对两个或三个1～5V的直流电压信号进行四种运 算, 结果以1～5V 直流电压或4～20mA 直流电流输 出。乘除运算关系式为：
U0 = N (Ui1–1)(Ui2 + K2) + 1
Ui3 + K3
式中：Ui1、Ui2、Ui3 — 乘除器的输入信号； U0 — 乘除器的输出信号； N — 运算系数； K2、 K3 — 可调偏置电压。
R32
6 58
R*52 7
R31
R30
U11
Ui2 R29
C20 VZ1
U02 R*53
+
1V
UB=10V
UB
图3-5 输入电路
附加偏置电路
R 33
R 34
V
o2
13
15
R +- IC636 R35 C22 14 16