过程控制复习_第三章
23号要考过程控制了，在这里整理一下知识点和大纲。
术语
•传感器（senor)：一种在线测量控制变量和干扰的设备。
•发送器(transmitter)：一种将传感器测量的信息发送到控制器的设备。
•转换器(converter)：状态变量（温度，压力，
将浓度等转换为电流或电压的设备。 现场总线（共享信号）
•控制器(controller)：确定操作量的设备。 使用数字计算机等。
•执行器(actuator):fainal control ：执行过程中最终控制元件控制器计算出的调节变量的设备。
阀门，泵，马达，压缩机等 (Valve,Pump,Moter,Compresseor)
3.2过程变量和传感器
•温度：热电偶温度计，电阻灯泡，双金属型温度表指示器，高温计，红外辐射计
•压力：U型管，波登管，膜片，波纹管型，压电
•流量：差压型流量计，面积流量 流量计，涡街流量计，容积式流量计，涡轮流量计，超声波液位仪
•液位：差动流量计，浮子，无线电液位仪，超声波液位仪
•浓度：色谱仪，FTIR分析仪
3.3 变送器和换能器 Transmitter and Transducer
•将来自计算机的信号转换为电流和电压并发送到执行器的设备。
•另一方面，将电流和电压信号转换为数字值的设备也称为TRANSDUCER。
•D / A和A / D传感器
–传感器信号变为当前值（4-20mA）
–通过I / E转换将电流转换为电压。
–模拟信号（电压）变为数字信号（A / D）。
–从数字信号（D / A）改变电压。
换能器的增益
•考虑一个P / I传感器，它将压力在0.1到10MPa之间改变为电流在4到20mA之间。
–传感器跨度：9.9MPa
–传感器零位：0.1MPa
–传感器增益：16mA / 9.9MPa
•例1：测量温度并控制阀开度的控制系统。
–温度测量范围：100〜600℃
–用传感器转换为4〜20mA，并传送到控制器。
–传感器的增益是多少？ 300℃时传感器的输出是多少？
3.3.2转换器测量精度
•数字信号只能采用由位决定的整数值
•8位D / A和A / D转换器：2^8 = 256
•分辨率：
（模拟信号范围）/（整数值范围）量化误差
例3.2：一个8位A / D转换器将0至5 V电压转换为数字信号（0至255）。 解决方法？
数字信号为248和12时的电压值是多少？
•解决方案
3.4执行器アクチュエータ
3.4.1阀门
调节阀的工作方向：
气压升高时打开或关闭
例3.4选择一个阀：故障安全
•用冷水冷却发生放热反应的反应器。 该冷却水调节阀。
•使用蒸汽作为蒸馏塔中再沸器的热源。 该蒸汽调节阀。
•向加热炉供应燃气。 该燃气量调节阀。
例3.4阀门的选择(fail safe)：
故障保险•在发生放热反应的地方，用冷水冷却反应堆。 该冷却水调节阀。
（Air-to-Close)
•使用蒸汽作为蒸馏塔中再沸器的热源。 该蒸汽调节阀。
(Air-to-Open)
•向加热炉供应燃气。 该燃气量调节阀。
(Air-to-Open)
阀门尺寸和可控性
•流经阀门的流体的流速取决于阀门的开度和流体的状况。
（气体，液体），粘度，入口压力P1，
根据出口压力P2如下确定。
示例3.5确定过程泵将水从水箱1输送到水箱2的能力
例3.6之前的水输送过程
对于Cv = 20,40的情况，计算当阀门完全打开（f（x）= 1.0）和10％打开（f（x）= 0.1）时的抽水量。
泵的压力增加是恒定的。
Cv = 40时为15.7kgf / cm2，
Cv = 20时为19.8kgf / cm2。
阀门流量特性
3.4.2ポンプ・圧縮機
•泵：将液体泵入设备或清除液体产品。
-涡轮泵：旋转泵体内的叶轮以增加流体的速度并将其送出。
-正排量泵：用活塞等将液体倒入密闭容器中，容量大。
•压缩机，鼓风机输送气体。
homework：
教科书P69 [1]，[2]
[1]在3.5、3.6的运输过程中Cv = 40阀门开度的示例
改变x时流量如何变化？ 分别计算具有线性特性的阀门和具有百分比特性的阀门（α= 50）的（VL / VLmax）与x的关系。
[2]在示例3.5中，VL = 20m3 / h的水在f（x）= 0.5时流动
使用Cv = 40阀。 如果罐2中的压力
当压力变为P2 = 20kg / cm2时，泵将要增加什么压力？
