電動單元組合儀表

電動單元組合儀表

電動單元組合儀表主要由變送、轉換、計算、顯示、給定、調節、輔助、執行等8類單元組成。標準單元是按儀表在自動檢測系統和自動調節系統中的作用劃分的,各單元間使用統一標準的直流電流(或電壓)信號。根據生產工藝要求,這些單元可組成不同複雜程度的自動檢測系統和自動調節系統。用積體電路作基本元件的電動單元組合儀表採用直流低電壓24伏集中供電,並與備用蓄電池構成無停電裝置,能保證儀表的可靠性和安全性。

簡介

由若干種具有獨立功能的標準單元組成的一套電動調節儀表。漢語拼音縮寫為DDZ。標準單元是按儀表在自動檢測系統和自動調節系統中的作用劃分的,各單元間使用統一標準的直流電流(或電壓)信號。根據生產工藝要求,這些單元可組成不同複雜程度的自動檢測系統和自動調節系統。用積體電路作基本元件的電動單元組合儀表採用直流低電壓24伏集中供電,並與備用蓄電池構成無停電裝置,能保證儀表的可靠性和安全性。現場儀表用直流4~20毫安,控制室儀表用直流1~5伏作為統一信號。它是電流傳輸、電壓並聯接收的信息系統。電動單元組合儀表廣泛套用於石油化工冶金電力輕工等工業部門,用於單參數、串級和多參數等自動調節。在電子技術的不同發展階段,電動單元組合儀表又有不同的型式。中國在60年代前後研製的電動單元組合儀表採用電子管和磁放大器為主要放大元件,稱為DDZ-Ⅰ型儀表。60年代採用電晶體作為主要放大元件,稱為DDZ-Ⅱ型儀表。70年代逐漸採用積體電路,稱為DDZ-Ⅲ型儀表。整套儀表的功能大大擴大,性能顯著提高。

電動單元組合儀表主要由變送、轉換、計算、顯示、給定、調節、輔助、執行等8類單元組成(見圖)。

組成

電動單元組合儀表電動單元組合儀表
① 變送單元 又稱變送器(見感測器)。它將各種被測參數(自動調節系統中的被調參數)變換為統一標準信號,供指示、記錄或調節之用。變送單元主要有壓力變送器、差壓變送器、流量變送器、溫度變送器、溫差變送器、液位變送器等。變送單元按原理分為兩種類型。一種是結構型,運用力平衡原理(見氣動單元組合儀表力平衡式感測器)。測量元件膜片、膜盒或波紋管等將被測參數轉換為力,通過矢量機構與電磁反饋力平衡。變送器將測量值變換為標準電流信號(4~20毫安、直流)輸出。另一種是物性型,利用元器件的物理性能變化來測量參數。例如用擴散矽片製成測量元件,直接將壓力或差壓信號變換成電信號。用這種新器件製成的儀表結構簡單,精度高,穩定性好。變送器一般安裝在被測或被控對象附近,要求環境適應性好、密封、防潮、防腐蝕、耐振動。有防爆要求時可採用防爆型變送器。
② 轉換單元 電動單元組合儀表與其他系列儀表之間聯繫的橋樑。它將各種檢測儀表或其他系列儀表的輸出信號轉換為標準信號(4~20毫安、直流)。轉換單元包括直流毫伏轉換器頻率轉換器阻抗轉換器和氣電轉換器。
③ 計算單元 對幾個標準的信號進行加、減、乘、除、開方、平方等運算,適用於多參數綜合調節,根據溫度、壓力對流量信號進行校正計算,如加減器可對4個統一信號進行加減運算。
④ 顯示單元 指示、記錄和累積計算被測參數,供操作人員操作、監視調節系統之用。
⑤ 給定單元 分為比值給定器和報警給定器,分別用於比值調節系統和聲光報警。
⑥ 調節單元 比較被調量信號與給定信號,按一定調節規律(如比例、積分和微分等)計算偏差值,然後輸出一個調節信號給執行器,實現系統的自動調節。調節單元按調節功能區分有PID調節器、前饋調節器、非線性調節器等。調節器由控制部分和指示部分組成。控制部分包括輸入電路、比例微分電路、比例積分電路、輸出電路、手操作電路等。指示部分包括測量信號指示電路和給定信號指示電路。儀表面板分為全刻度指示和偏差刻度指示兩種。DDZ-Ⅲ型的調節單元除具有PID調節器功能外,還有各種間歇調節器、自選調節器、前饋調節器和非線性調節器等功能。還有同計算機連用的調節器,是一種較完善的模擬調節器,能充分滿足各種生產工藝過程控制和調節的需要。
⑦ 輔助單元 在調節系統中起配合作用,使調節系統的組成更為靈活。其中,信號選擇器可在兩個或三個信號中選出最大或最小的信號作為輸出;信限幅器用來限制信號的變化幅度不超過某一生產工藝的極限要求,當輸入信號變化幅度超過限幅範圍時,其輸出信號就保持在限幅值上;安全柵分為檢測端和操作端兩種安全柵,其作用是可靠地進行電路隔離,防止偶然從電源側竄入的高電壓混入信號電路,同時通過電流和電壓雙重限制能量電路,把進入危險現場的電流和電壓限制在安全值以下,使電路可能產生的電火花也限制在爆炸氣體的點火能量以下。
⑧ 執行單元 將調節單元送來的信號轉換成機械位移,操縱閥門等執行元件,以實現自動調節。執行單元主要分為兩類:一類是以電機為動力的位置伺服機構(如直行程執行器),另一類是電氣閥門定位器。它們將調節單元的信號轉換成閥門的位置變化,使閥門開大或關小,因而直接或間接改變被調量,如改變管道中燃油流量或煤氣流量。

參考書目

施仁等編:《工業自動化儀表與過程控制》,電子工業出版社,北京,1984。

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