學(xué)習(xí)情境八 控制系統(tǒng)的認知.ppt

學(xué)習(xí)情境八控制系統(tǒng)的認知 任務(wù)一過程控制裝置的認知 任務(wù)二過程控制裝置的干擾抑制 下篇控制儀表 任務(wù)引領(lǐng) 本任務(wù)要求熟悉過程檢測與控制情境教學(xué)實訓(xùn)裝置 認識各種測量儀表和控制儀表 分析水位 流量 壓力如何測量和實現(xiàn)控制的 啟動該裝置后 觀察控制效果 理解控制裝置在控制系統(tǒng)中的作用 任務(wù)一過程控制裝置的認知 安全注意要點 注意過程檢測與控制仿真裝置通電前的檢查 不要隨意修改顯示儀表參數(shù) 觸動端子排接線 控制盤柜220V電源 切勿碰觸 保證投運操作正確 規(guī)范 不能損壞設(shè)備或傷及自身 任務(wù)一過程控制裝置的認知 過程檢測與控制情境教學(xué)實訓(xùn)裝置演示 實施的任務(wù) 啟動過程檢測與控制情境教學(xué)實訓(xùn)裝置 觀察罐03液位控制情況 資訊 請找出過程檢測與控制情境教學(xué)實訓(xùn)裝置中 用到哪些控制儀表及裝置 具體在系統(tǒng)中各起什么樣的作用 知識點1 控制裝置的作用 任務(wù)布置 在火電廠生產(chǎn)過程中 熱工控制系統(tǒng)的任務(wù)是當(dāng)生產(chǎn)過程受到內(nèi) 外干擾 在允許范圍內(nèi) 使機組運行參數(shù)偏離給定值時 熱工控制儀表自動進行操作 消除干擾影響 使機組自動恢復(fù)到正常運行狀態(tài)或按預(yù)定的規(guī)律運行 知識點1 控制裝置的作用 火電廠中的熱工控制系統(tǒng)一般為負反饋控制系統(tǒng) 火電廠熱工控制系統(tǒng)示意圖如上圖所示 火電廠熱工控制系統(tǒng)示意圖 資訊階段 知識點1 控制裝置的作用 燃料 煤 燃燒需要空氣 燃料 煤 燃燒發(fā)出的熱量 被金屬管內(nèi)的水 給水 吸收變成蒸汽 高溫高壓蒸汽經(jīng)調(diào)節(jié)閥門進入汽輪機 汽輪機將蒸汽的動能轉(zhuǎn)換為機械能 因為汽輪機與發(fā)電機的軸是連在一起的 所以發(fā)電機將汽輪機高速旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)換為電能 經(jīng)電網(wǎng)送往工礦企業(yè)和千家萬戶 要保證電能的連續(xù)生產(chǎn) 必須對鍋爐 汽輪機和發(fā)電機的運行狀況進行監(jiān)視和控制 這就需要熱工控制儀表 圖中的氧氣測量 溫度測量 壓力測量 速度調(diào)節(jié)器 計算機和控制閥 閥門 就是熱工控制儀表的一部分 為了方便對控制系統(tǒng)的設(shè)計 分析和整定 根據(jù)自動控制理論 可得到下圖所示的熱工控制系統(tǒng)組成方框圖 知識點1 控制裝置的作用 熱工控制系統(tǒng)組成方框圖 熱工控制系統(tǒng)由控制對象和熱工控制儀表組成 這里所說的熱工控制儀表 是指從被控參數(shù)到執(zhí)行機構(gòu)輸出之間的全套自動化儀表的總稱 它包括變送器 控制器和執(zhí)行機構(gòu) 控制機構(gòu)指的就是調(diào)節(jié)閥或調(diào)節(jié)擋板 屬于生產(chǎn)設(shè)備 理應(yīng)劃歸控制對象 但是 由于控制機構(gòu)的工作性能對控制質(zhì)量影響很大 而且它又是執(zhí)行器的一個組成部分 因此控制機構(gòu)也可劃歸控制儀表 知識點1 控制裝置的作用 變送器對被控參數(shù)進行測量和信號轉(zhuǎn)換 控制器將給定值與被控參數(shù)進行比較和運算 執(zhí)行機構(gòu)將控制器的運算輸出轉(zhuǎn)換為開關(guān)閥門或擋板的位移或轉(zhuǎn)角 從而調(diào)節(jié)工質(zhì)流量 最終使生產(chǎn)過程自動地按照預(yù)定的規(guī)律運行 一個熱工控制系統(tǒng)控制品質(zhì)的好壞 除取決于控制系統(tǒng)的設(shè)計是否合理外 還取決于控制對象和控制儀表的工作特性 因此 作為熱工自動化人員 既要熟悉控制對象的特性 還要了解和掌握各種熱工控制儀表的結(jié)構(gòu)原理 組態(tài)校驗和安裝維護 以便正確選擇 使用各種控制儀表 熱工控制儀表的作用 知識點2 控制儀表與裝置的分類 任務(wù)布置 請找出過程檢測與控制實訓(xùn)裝置中 控制儀表及裝置哪些是電動儀表 哪些是氣動儀表 是否存在液動儀表 分析電動儀表 氣動儀表 液動儀表的性能及特點 在過程控制系統(tǒng)中如何選用它們 液動控制儀表以高壓油或水為能源 它也是發(fā)展得比較早的一類自動控制儀表 具有結(jié)構(gòu)簡單 工作可靠的特點 多用于功率較大的場合 知識點2 控制儀表與裝置的分類 一 按能源形式分 液動控制儀表 氣動控制儀表以壓縮空氣為能源 具有結(jié)構(gòu)簡單 直觀 易于掌握 性能穩(wěn)定 可靠性高 天然防爆及使用范圍廣等特點 特別適用于石油 化工等有易燃 易爆的生產(chǎn)現(xiàn)場 2 氣動控制儀表 知識點2 控制儀表與裝置的分類 一 按能源形式分 電動控制儀表采用電信號 其傳輸速度的極限是光速 這樣一來 無論是中央控制室將信號送到被控對象 還是被控對象的被控參數(shù)送到中央控制室 都可以看成沒有時間滯后 操作人員可以在中央控制室觀察和操作 控制器 顯示器 記錄儀器 這些儀表現(xiàn)在已經(jīng)被控制站和操作員站所取代 都可以安裝在中央控制室 還能實現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律 并組成各種復(fù)雜的控制系統(tǒng) 3 電動控制儀表 混合式控制儀表同時使用上述兩種或兩種以上的能源進行工作 混合式控制儀表在火電廠的典型應(yīng)用 就是汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng) 4 混合式控制儀表 基地式控制儀表的測量 顯示 控制和執(zhí)行等部件組合成一個整體 放在一個表殼里 并安裝在生產(chǎn)設(shè)備附近 二 按結(jié)構(gòu)形式分 基地式控制儀表 在自動控制系統(tǒng)中 根據(jù)單元組合式控制儀表所擔(dān)負的功能分解成不同的單元 每一單元均為一種儀表 不同單元之間的連接采用統(tǒng)一的傳輸信號 因此在自動控制系統(tǒng)中 每一單元儀表損壞時 只需更換被損壞單元 其他單元照常使用 2 單元組合式控制儀表 基地式儀表的單回路控制 組裝式控制儀表將整套儀表的控制和運算功能與顯示操作功能分開 控制柜中以插接方式密集安裝了一塊又一塊具有獨立功能的功能組件 二 按結(jié)構(gòu)形式分 3 組件組裝式控制儀表 單回路調(diào)節(jié)器也稱單回路控制器或可編程數(shù)字調(diào)節(jié)器或微機控制儀表 是單元組合式儀表向微機化發(fā)展和計算機控制向分散化發(fā)展相結(jié)合的產(chǎn)物 4 單回路調(diào)節(jié)器 分散控制系統(tǒng) DistributedControlSystem DCS 是一種以微處理器和微型計算機為核心 在控制 Control 計算機 Computer 通信 Communication 圖像顯示 CRT 即4C技術(shù)迅速發(fā)展的基礎(chǔ)上研制成功的一種新型控制裝置 DCS具有縱向分層 橫向分站的體系結(jié)構(gòu) 它的設(shè)計思想是分散控制 集中管理 也稱為集散 型 控制系統(tǒng)或分布式控制系統(tǒng) 5 分散控制系統(tǒng) 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) FieldbusControlSystem FCS 是諸多現(xiàn)場儀表通過現(xiàn)場總線互聯(lián)及與控制室人一機界面組成的系統(tǒng) 它是一個全分散 全數(shù)字化 全開放和互操作的新一代生產(chǎn)過程控制系統(tǒng) 因為控制功能重新送回現(xiàn)場 所以每臺現(xiàn)場儀表都是一個基地式控制儀表 并且通過現(xiàn)場總線與其他現(xiàn)場儀表和控制室人一機界面進行雙向數(shù)字通信 二 按結(jié)構(gòu)形式分 6 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 控制儀表的發(fā)展歷程 模擬控制儀表的輸入或輸出信號是隨時間變化而變化的 模擬量的最大特點是連續(xù)性 即在其隨時間變化曲線上的任意一點均可求導(dǎo) 模擬控制儀表在我國已經(jīng)歷了多次升級換代 如氣動基地式儀表 DDZ DDZ DDZ TF 900和MZ 三 按信號是否連續(xù)分 1 模擬控制儀表 基地式儀表的單回路控制 數(shù)字控制儀表的輸入或輸出信號隨時間變化是不連續(xù)的 它是一個離散時間信號序列 或脈沖序列 存在間斷點 隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展 數(shù)字式控制儀表的各類品種相繼問世 如單回路控制器 DDZ S型電動單元組合式儀表 DCS PLC和FCS等 這些儀表以微型計算機為核心 其功能完善 性能優(yōu)越 能解決模擬控制儀表難以解決的問題 滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)過程的高質(zhì)量控制要求 被越來越多地應(yīng)用于生產(chǎn)過程自動化中 2 數(shù)字控制儀表 1 逐步實現(xiàn)全數(shù)字式 開放式的DCS系統(tǒng) 由于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展 推動著DCS體系結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變革 數(shù)字通信將一直延伸到現(xiàn)場 傳統(tǒng)的4 20mA直流模擬信號制將逐步被雙向數(shù)字通信的現(xiàn)場總線所取代 發(fā)展智能變送器和智能執(zhí)行器 擴展量程 改善精度 提高可用性和可靠性 使現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)換代為全數(shù)字 全分散 全開放的新一代控制系統(tǒng) 現(xiàn)場控制系統(tǒng) FCS 2 發(fā)展小型DCS系統(tǒng) 擴展應(yīng)用覆蓋面 許多主流的DCS系統(tǒng)功能強 質(zhì)量好 可靠性高 而價格則相當(dāng)昂貴 中小型企業(yè)無力選用 針對這種情況 近年來一些DCS生產(chǎn)企業(yè)相繼推出了小型DCS系統(tǒng) 由于中小型企業(yè)所占比例很大 因而提高小型DCS系統(tǒng)的性能和功能 降低價格必將極大地拓展DCS系統(tǒng)的應(yīng)用覆蓋面 提高整個工業(yè)生產(chǎn)的自動化水平和經(jīng)濟效益 控制儀表與裝置的發(fā)展趨勢 3 開發(fā)先進的過程控制軟件 隨著先進控制算法因廣泛的應(yīng)用和經(jīng)驗的積累而日趨成熟 一些DCS生產(chǎn)企業(yè)近年來也陸續(xù)推出一些先進的過程控制模塊 如預(yù)測控制 自適應(yīng)控制 模糊控制 參數(shù)自整定控制及智能控制等軟件模塊 使一些復(fù)雜的生產(chǎn)過程自動控制難題得以解決 4 人工智能 專家系統(tǒng)在工業(yè)控制中的應(yīng)用將逐步深入 近年來 人工智能 專家系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)自動控制中的應(yīng)用已引起人們普遍的關(guān)注 現(xiàn)已開始用于管理 在線設(shè)備診斷 計劃調(diào)度 生產(chǎn)工況判斷 操作指導(dǎo)以及直接用于生產(chǎn)過程的優(yōu)化控制 控制儀表與裝置的發(fā)展趨勢 5 人 機接口界面不斷更新 完善 方便工作人員的監(jiān)視與操作 如運用語音輸入技術(shù) 使操作人員可以用講話的方式與控制系統(tǒng)進行對話 在圖像顯示上將能給出更多的信息和更清晰的圖像 以使操作人員更方便地全面了解生產(chǎn)狀況 知識點3 過程控制系統(tǒng)術(shù)語和指標(biāo) 任務(wù)布置 實施的任務(wù) 請你分析過程檢測與控制實訓(xùn)裝置中 可控制的參數(shù)有哪些 如何進行控制 水箱水位控制如圖所示 試畫出方框圖 說明被控量 給定值 控制對象 內(nèi)擾 外擾 操作變量指的是哪些物理量和設(shè)備 調(diào)節(jié)過程結(jié)束后水位是否有靜差 某電廠儀表班負責(zé)維修80臺變送器 它的平均無故障工作時間MTBF為5000h 試估算一年內(nèi)維修變送器的工作任務(wù) 變送器是指通過檢測元件 傳感器 接受被測變量信號并將其轉(zhuǎn)換成通用的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號的儀表 變送器與傳感器的主要區(qū)別是變送器輸出的是標(biāo)準(zhǔn)信號 而傳感器輸出的信號則不一定是標(biāo)準(zhǔn)的 通用的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號為4 20mA直流電流信號或20 100KPa氣壓信號或現(xiàn)場總線數(shù)字通信信號 如HART FF PROFIBUS等 知識點3 過程控制系統(tǒng)術(shù)語和指標(biāo) 一 過程控制系統(tǒng)相關(guān)術(shù)語 1 變送器 為了保證工業(yè)生產(chǎn)用到的各種設(shè)備工作在安全經(jīng)濟狀態(tài) 必須對其中的某個參數(shù)進行調(diào)節(jié) 如水箱里的液位 電動機的轉(zhuǎn)速 熱交換器的出口溫度等 這些參數(shù)就是被調(diào)參數(shù) 或稱為被調(diào)變量 被控變量 有關(guān)的設(shè)備就是被調(diào)對象或被控對象 2 被調(diào)對象和被調(diào)參數(shù) 資訊階段 設(shè)定值也叫給定值 是為了達到安全高效生產(chǎn)的目標(biāo) 希望被調(diào)參數(shù)保持的數(shù)值 如果實際被調(diào)參數(shù)偏離了這個值 就需要進行調(diào)節(jié) 而調(diào)節(jié)的最終結(jié)果應(yīng)該將其調(diào)回到這個目標(biāo)值上來 一 過程控制系統(tǒng)相關(guān)術(shù)語 3 設(shè)定值 如果被調(diào)對象和外界沒有物質(zhì)或能量的進出 或者雖有進出卻處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài) 就沒必要進行調(diào)節(jié) 例如 當(dāng)水箱沒有液體進出時 其液位永遠不會改變 即使有進有出 但是進出平衡時 液位也不會改變 電動機的電源和負載都穩(wěn)定時 其轉(zhuǎn)速不會改變 熱交換器的進口流量 溫度 出口流量都不變時 出口溫度也不會變化 但實際運行中的生產(chǎn)設(shè)備總免不了受到各種各樣的干擾 如負載的變化 電源電壓的波動 原料質(zhì)量或數(shù)量的變化 甚至環(huán)境條件的改變等 歸根到底是物質(zhì)流或能量流的波動 這些都會破壞被調(diào)參數(shù)的穩(wěn)定 所有這一切對穩(wěn)定不利的消極因素統(tǒng)稱為擾動 4 擾動 出現(xiàn)擾動的結(jié)果是使被調(diào)參數(shù)偏離設(shè)定值 偏離的程度用偏差的大小來衡量 偏差的方向用偏差的符號來表示 例如 被調(diào)對象是過熱器 被調(diào)參數(shù)是溫度 設(shè)定值是540 實際溫度是535 偏差就是 5 反之為 5 由此可見 偏差的定義是 一 過程控制系統(tǒng)相關(guān)術(shù)語 5 偏差 偏差 實際被調(diào)參數(shù) 設(shè)定值 偏差 設(shè)定值 實際被調(diào)參數(shù) 1 1 1 2 如果是人工調(diào)節(jié) 則首先應(yīng)該判斷被調(diào)參數(shù)是否合適 才能決定要不要加以調(diào)節(jié) 往哪個方向調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)多少 自動調(diào)節(jié)也是如此 只不過是用檢測儀表代替人的觀察 用自動調(diào)節(jié)器里的運算代替人的判斷和決策 用執(zhí)行器代替人手操作 總之 偏差是調(diào)節(jié)動作的依據(jù) 偏差的有無決定要不要調(diào)節(jié) 偏差的正負決定往哪個方向調(diào)節(jié) 偏差的大小決定調(diào)節(jié)多少 PID控制表示比例 P 積分 I 微分 D 控制 理想PID控制的數(shù)學(xué)表示式為 一 過程控制系統(tǒng)相關(guān)術(shù)語 6 PID控制 1 3 式中 u t 為控制器輸出 e t 為控制器輸入 測量值與設(shè)定值的差值 即偏差 KC為控制器比例增益 TI為積分時間 TD為微分時間 操縱變量也稱調(diào)節(jié)變量或操作量 控制變量 控制量 決定被控變量的物理量稱為操縱變量 或由控制 調(diào)節(jié) 作用改變?nèi)タ刂票豢刈兞康奈锢砹糠Q為操縱變量 操縱變量是調(diào)節(jié)器對生產(chǎn)設(shè)備施加影響以抑制擾動的操縱信號 一 過程控制系統(tǒng)相關(guān)術(shù)語 7 操縱變量 反饋調(diào)節(jié)是根據(jù)被控變量的偏差進行調(diào)節(jié)的 當(dāng)系統(tǒng)受到擾動后 只有等到被控變量變化并出現(xiàn)偏差時調(diào)節(jié)器才起作用 而被調(diào)對象總是存在慣性和遲延的 所以從擾動出現(xiàn)到被控變量出現(xiàn)偏差要有一定的時間 故調(diào)節(jié)作用落后于擾動 調(diào)節(jié)過程中必然會產(chǎn)生動態(tài)偏差 前饋調(diào)節(jié)不是根據(jù)偏差而是根據(jù)擾動進行調(diào)節(jié)的 因此 前饋調(diào)節(jié)有可能及時地消除擾動的影響而使被控變量基本保持不變 直接根據(jù)造成被控變量偏差的原因進行的調(diào)節(jié)稱為前饋調(diào)節(jié) 8 前饋調(diào)節(jié)與反饋調(diào)節(jié) 如果調(diào)節(jié)器的輸出變量隨被控變量的增大而增大 就叫做正作用 反之 若調(diào)節(jié)器的輸出變量隨被控變量的增大而減小 就叫做反作用 一 過程控制系統(tǒng)相關(guān)術(shù)語 9 正作用和反作用 檢定是為評定測量儀表的測量性能 準(zhǔn)確度 穩(wěn)定度 靈敏度等 并確定其是否合格所進行的全部工作 校準(zhǔn)也稱校驗 是確定測量儀表示值誤差 必要時也包括確定其他測量性能 的全部工作 10 檢定與校準(zhǔn) 手持終端也稱 遠程 通信器 手操器 編程器或組態(tài)器 是一個由干電池供電 可以隨身攜帶的專用計算機 其功能極強 可以遠距離對單回路調(diào)節(jié)器 智能變送器 智能執(zhí)行器進行組態(tài) 校驗 運行監(jiān)視 事故診斷和修改操作 11 手持終端 儀表的準(zhǔn)確性用準(zhǔn)確度表示 準(zhǔn)確度是變送器最主要的技術(shù)指標(biāo) 它是指儀表在規(guī)定的參比工作條件下的最大基本誤差 二 性能指標(biāo) 1 準(zhǔn)確性 變送器的基本誤差是以引用誤差的最大值來表示的 引用誤差 的計算公式為 1 4 從式 1 4 可見 基本誤差是有正負的 如果測量值大于標(biāo)準(zhǔn)值 則為正誤差 否則為負誤差 基本誤差一般是對使用量程而言的 基本誤差士0 5 表示變送器的允許誤差在使用量程的 0 5 十0 5 范圍之內(nèi) 式中 x為測量值 x0為標(biāo)準(zhǔn)值 xk為量程上限 x1為量程下限 線性誤差有時也叫非線性誤差 它是指校驗曲線和相應(yīng)直線之間的最大偏差 變差也叫回差 它是指輸入上升和下降時 同一輸入值兩個相應(yīng)輸出值之間的最大偏差 這里要注意的是 輸入上升一定要從0 開始上升 同樣輸入下降一定要從100 開始下降 如果輸入只在被校點上下稍稍改變一下 則所得的變差是不正確的 不是儀表的最大變差 重復(fù)性誤差又稱復(fù)現(xiàn)性誤差 它是指在同一工作條件下 對同一輸入值按同一方向連續(xù)多次測量的差值 二 性能指標(biāo) 2 線性誤差 變差和重復(fù)性 知識點4 模擬信號制及供電方式 任務(wù)布置 直流電流信號傳輸有哪些優(yōu)點 請找出本實訓(xùn)裝置中哪些信號為直流電流信號 直流電壓信號傳輸有哪些優(yōu)點 請找出本實訓(xùn)裝置中哪些信號為直流電壓信號 除直流電壓 電流信號外 是否還有其他信號傳輸 如何選擇信號的傳輸類型 信號制是指在成套系列儀表中 各個儀表的輸入 輸出信號采用何種統(tǒng)一的聯(lián)絡(luò)信號問題 只有采用統(tǒng)一信號才使各個儀表間的任意連接成為可能 知識點4 模擬信號制及供電方式 一 信號制 氣動調(diào)節(jié)儀表的輸入 輸出信號 過去統(tǒng)一使用0 2 1kgf cm2 據(jù)當(dāng)前國標(biāo)改為0 02 0 1MPa的模擬氣壓信號 電的信號種類較多 主要有模擬信號 數(shù)字信號 頻率信號和脈寬信號等四大類 因為模擬式儀表及裝置的結(jié)構(gòu)簡單 歷史長 目前也應(yīng)用得最多 尤其是大部分變送器和執(zhí)行器是模擬式的 因此在工業(yè)控制系統(tǒng)中 不論是遠距離傳輸或是控制室內(nèi)部各儀表間 用得最多的仍然是電模擬信號 資訊階段 變送器是現(xiàn)場儀表 它的電源從控制室中送來 而輸出信號需送到控制室中去 信號與電源的傳輸方式有兩種 1 四線制傳輸 2 二線制傳輸 二 變送器信號傳輸方式 電動儀表都需要電源供給能量 供電方式在電動儀表中也是一個重要問題 現(xiàn)在的電動儀表大致有兩種供電方式 交流供電和直流集中供電 三 供電方式 1 交流供電在各個儀表中分別引人工頻220V交流電壓 再用變壓器降壓 然后進行整流 濾波及穩(wěn)壓作為各自的電源 在早期的電動儀表系統(tǒng)中多用這種供電方式 缺點是 這種供電方式需要在每塊表中附加電源變壓器 整流器及穩(wěn)壓器線路 因此增加了儀表的體積和重量 變壓器的發(fā)熱增加了儀表的溫升 220V交流直接引入儀表中 降低了儀表的安全性 2 直流集中供電直流集中供電是各個儀表統(tǒng)一由直流低電壓電源箱供電 工頻220V交流電壓在電源箱中進行變壓 整流 濾波以及穩(wěn)壓后供給各儀表電源 引導(dǎo)學(xué)生接受任務(wù) 明確任務(wù) 做出決策和計劃 寫出實施的步驟 教師指導(dǎo)與評價 任務(wù)決策和計劃階段 安全注意要點 注意過程檢測與控制仿真裝置通電前的檢查 不要隨意修改顯示儀表參數(shù) 觸動端子排接線 控制盤柜220V電源 切勿碰觸 保證投運操作正確 規(guī)范 不能損壞設(shè)備或傷及自身 任務(wù)實施階段 1 小組總結(jié)評價本組的任務(wù)完成情況 提交實施報告 2 教師對各小組進行效果評價點評 1 檢查任務(wù)是否完成及其完成的質(zhì)量 2 檢查學(xué)生記錄是否準(zhǔn)確 3 評價教師評價 占70 學(xué)生考勤 滿分10分 對學(xué)生學(xué)習(xí)資料 計劃和實施情況進行答辯 給出評價 滿分25分 能夠毫無遺漏的進行本任務(wù)所要求的各項目并作好詳細記錄 滿分25分 考核自主學(xué)習(xí)能力 團隊協(xié)作能力以及完成任務(wù)的質(zhì)量 滿分20分 小組組長評價 占30 考核組員完成任務(wù)的主動性 積極性 協(xié)作能力以及完成任務(wù)的質(zhì)量 滿分30分 任務(wù)檢查評估階段 1 教師總結(jié) 點評各組 2 各組相互交流 3 知識擴充 到FCS實訓(xùn)室了解天煌公司研制的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的應(yīng)用情況 反饋 1 識讀過程檢測與控制情境教學(xué)實訓(xùn)裝置系統(tǒng)流程圖 控制圖和儀表接線圖 2 通過查閱儀表使用說明書 了解該實訓(xùn)裝置所用到的儀表功能及特點 3 請你到電廠進行調(diào)研 了解電廠主要的控制系統(tǒng) 選用的控制儀表及裝置有哪些 思考與訓(xùn)練 4 水箱水位控制如圖示 試畫出方框圖 說明被控量 給定值 控制對象 內(nèi)擾 外擾 操作變量指的是哪些物理量和設(shè)備 調(diào)節(jié)過程結(jié)束后水位是否有靜差 5 請通過查閱相關(guān)資料 了解幾種現(xiàn)場總線型控制儀表的功能特點 思考與訓(xùn)練 學(xué)習(xí)情境八控制系統(tǒng)的認知 任務(wù)1過程控制裝置的認知 任務(wù)2過程控制裝置的干擾抑制 下篇控制儀表 任務(wù)引領(lǐng) 本任務(wù)要求分析過程檢測與控制實訓(xùn)裝置運行過程中 可能存在的干擾 干擾對控制系統(tǒng)會產(chǎn)生哪些方面的影響 如何消除或抑制這些干擾 現(xiàn)場實際操作 記錄數(shù)據(jù) 檢驗抑制的效果 任務(wù)二過程控制裝置的干擾抑制 安全注意要點 注意過程檢測與控制仿真裝置通電前的檢查 不要隨意修改顯示儀表參數(shù) 觸動端子排接線 控制盤柜220V電源 切勿碰觸 保證投運操作正確 規(guī)范 不能損壞設(shè)備或傷及自身 任務(wù)2 過程控制裝置的干擾抑制 1 請分析檢測與控制實訓(xùn)裝置中存在哪些可能的干擾 這些干擾哪些屬于內(nèi)部干擾 哪些屬于外部干擾 2 請分析這些干擾的存在對控制系統(tǒng)會產(chǎn)生什么樣的影響 任務(wù)布置 知識點1 干擾的來源 一 外部干擾 1 天體和天電的干擾 2 機械的干擾 3 熱的干擾 4 光的干擾 6 化學(xué)的干擾 干擾有時也來自儀表內(nèi)部 如電源變壓器 導(dǎo)線 印刷電路 電子元件之間的電感 電容或元器件內(nèi)部的噪聲干擾 5 濕度干擾 7 電和磁的干擾 二 內(nèi)部干擾 資訊階段 任務(wù)布置 1 已知NMRR 60dB 50Hz差模信號 峰值 為5V 試求混入系統(tǒng)的干擾信號值 2 已知CMRR l20dB 共模信號為5V 試求混入系統(tǒng)的差模干擾輸入信號值 3 過程檢測與控制實訓(xùn)裝置中這些干擾存在的原因是什么 對系統(tǒng)是否都有影響 知識點2 干擾的途徑 一 經(jīng)過漏電電阻耦合 二 經(jīng)過公共阻抗耦合 共用電源電路 三 電場耦合 a 電場耦合 b 等效電路 資訊階段 四 磁場耦合 a 磁場耦合 b 等效電路 五 差模干擾與共模干擾 差模干擾是使信號接收儀表的一個輸入端子電位相對另一個輸入端子電位發(fā)生變化 即干擾信號與有用信號迭加在一起 送至信號接收端 它是一種直接干擾 共模干擾是相對于公共的電位基準(zhǔn)點 通常為接地點 在信號接收儀表的兩個輸入端子上同時出現(xiàn)的干擾 圖1 20差模干擾的等效電路 a 差模耦合 b 等效電路 圖1 21差模干擾信號 圖1 22共模干擾的形成及等效電路 a 熱電偶測溫 b 分布電容 c 接地點電位差 任務(wù)布置 請分析過程檢測與控制實訓(xùn)裝置中存在的干擾是否采取了抑制措施 抑制的效果怎么樣 采取的抑制措施中 用到了哪些元器件或裝置 通過查閱相關(guān)資料認識一下它們 知識點3 抗干擾的措施 一 隔離 1 變壓器隔離 2 光電隔離 變壓器的隔離作用 光電三極督型光耦合器的隔離作用 浮空電路 二 中和變壓器 縱向扼流圈 中和變壓器是在同一鐵芯或磁芯上繞兩個匝數(shù)相等 尺寸相同的線圈構(gòu)成的 其功用不是變壓而是感抗 由于中和變壓器對低頻信號電流的阻抗很小 對縱向的噪聲電流卻呈現(xiàn)很高的阻抗 三 浮空 三個電路的接地方式 a 各自的地線都接在公共地線上 b 地線互相獨立 四 屏蔽 利用銅或鋁等低電阻材料制成的容器 將需要防護的部分包起來或者利用導(dǎo)磁性良好的鐵磁材料制成的容器將需要防護的部分包起來 此種防止靜電或電磁的相互感應(yīng)所采用的技術(shù)措施稱