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自动控制系统_2018年造价工程师《安装技术与计量》教材考点
来源:学易网校 2017/12/13 14:43:00 【字体:放大正常缩小】【打印页面

[造价工程师考试网]自动控制系统_2018年造价工程师《安装技术与计量》教材考点.学易网为帮助学员顺利通过造价工程师考试,特别整理了《安装技术与计量》考点复习重点内容,希望考生认真学习.学易网造价工程师课程免费试听,咨询电话:010-62195005!

 2017年造价工程师考试资料

  第六章  电气和自动化控制工程
  知识点: 自动控制系统
  自动控制指在没有人直接参与的情况下,利用控制装置使被控对象中某一物理量或数 个物理量准确地按照预定的要求规律变化。
  一、自动控制系统
  (―)自动控制系统的组成
  (1) 被控对象。是控制系统所控制和操纵的对象,它接受控制量并输出被控量。
  (2) 控制器。接收变换和放大后的偏差信号,转换为被控对象进行操作的控制信号。
  (3) 放大变换环节。将偏差信号变换为适合控制器执行的信号。它根据控制的形式、 幅值及功率来放大变换。
  (4) 校正装置。为改善系统动态和静态特性而附加的装置。如果校正装置串联在系统 的前向通道中,称为串联校正装置;如果校正装置接成反馈形式,称为并联校正装置,又 称局部反馈校正。
  (5) 反馈环节。用来测量被控量的实际值,并经过信号处理,转换为与被控量有一定 函数关系,且与输入信号同一物理量的信号。反馈环节一般也称为测量变送环节。
  (6)给定环节。产生输入控制信号的装置。
  (二) 自动控制系统的常用术语
  (1) 输入信号。泛指对系统的输出量有直接影响的外界输入信号,既包括控制信号又 包括扰动信号,其中控制信号又称控制量、参考输人或给定值。,
  (2) 输出信号(输出量)。是指反馈控制系统中被控制的物理量,它与输入信号之间 有一定的函数关系。
  (3) 反馈信号。将系统(环节)的输出信号经过变换、处理送到系统(环节)的输入 端的信号称为反馈信号。若此信号是从系统输出端取出送入系统输入端,这种反馈信号称 主反馈信号,而其他称为局部反馈信号。
  (4) 偏差信号。控制输入信号与主反馈信号之差。
  (5) 误差信号。是指系统输出量的实际值与希望值之差。系统希望值是理想化系统的 输出,实际上并不存在,它只能用与控制输入信号具有一定比例关系的信号来表示。在单 位反馈情况下,希望值就是系统的输入信号,误差信号等于偏差信号。
  (6) 扰动信号。除控制信号之外,对系统的输出有影响的信号。
  (三) 自动控制系统的类型
  自动控制系统的种类很多,下面介绍几种常见的分类。
  1.按输入量变化规律分类
  (1)恒值控制系统。所谓恒值就是恒定给定值的简称。系统的给定值不变,并且要求 系统的输出量相应地保持恒定。如温度控制、物料的重量控制、流量控制等就是这样的 系统。
  第六章电气和自动化控制工程 ? 425 ?
  (2) 程序控制系统。系统的给定值是一个事先确定的时间函数,按一定规律变化,系 统的任务是使被控制量以一定的精度按给定规律变化。一个典型的例子是程序控制机床的 控制系统。
  (3) 随动控制系统。随动控制系统也称跟踪控制系统。这类系统的特点是给定值在不 断变化,且变化规律是未知的。控制系统的目的是使被控参数快速地、准确地跟随给定值 变化。军事上的导弹拦截系统是典型的随动控制系统。
  2.按信号流向划分
  3.按系统的反应特性分类
  4.按生产工艺参数分类
  按被控工艺参数,可分为温度控制系统、位置控制系统、流量控制系统、速度控制系统等。
  二、自动控制系统主要设备
  (一)过程检测仪表
  过程检测仪表是控制系统信息的源头,是信号变换、加工、处理、存储的基础,它把 各种非电量,如温度、压力、流量、物位等转换为电量信号。这类装置主要包括温度仪 表、压力仪表、流量仪表、物位检测仪表和显示仪表。
  1.温度检测仪表
  2.压力检测仪表
  常用的压力仪表有压力表、压力记录仪、远传指示压力表、接点压力表、传感器和隔 膜/膜片式压力表。
  3.流董仪表
  常用的流量仪表有电磁流量计、气远传转子流量计、涡轮流量计、椭圆齿轮流量计和 电动转子流量计。
  4.物位检测仪表
  在工业生产过程中,把罐、塔、槽等容器中存放的液体表面位置称为液位;把料斗、 堆场仓库等储存的固体块、颗粒、粉粒等的堆积高度和表面位置称为料位;两种互不相溶 的物质的界面位置叫作界位。液位、料位以及界位总称物位。对物位进行测量的仪表被称 为物位检测仪表。
  S?显示仪表 -
  显示仪表是在生产过程中,把所有检测变量变化的信息变成便于人眼能够观察的形 式,并显示出来的一种技术工具。显示仪表可以是由检测元件与显示部分组成一体,直接 在现场安装的基地式仪表,也可以安装在仪表盘上,接受现场经变换传送的信息进行显 示、记录。
  显示仪表可带附加装置,如带电接点、报警器、转换开关、程序控制装置、调节装 置、定制装置、积算、计数、模数转换装置、传送器等。
  显示仪表主要包括:指示调节仪表、自动平衡显示仪表、数字显示仪表图形显示。
  (二)过程控制仪表
  过程控制仪表接受检测仪表的测量信号,实现对生产过程的自动控制。模拟式过程控 制装置主要功能组件是模拟功能组件。这类控制装置有电动、气动基地式仪表,单元组合 仪表和组装式电子综合控制装置。下面以集成电路的电动单元组合仪表DDZ -瓜系列为例说明。
  1.变送单元仪表
  2. 显示单元仪表
  显示单元仪表是将测量的温度、压力、差压和液位等参量显示出来。最常见的显示单 元有电动记录仪、电动色带指示仪、指示报警仪、单笔记录仪、多笔记录仪、打点式记录 仪等。
  3. 转换单元仪表
  DDZ - m型转换单元用于转换各种信号,满足本系列仪表之间以及本系列与其他系列仪表之间的信号转换,使不同系列的仪表能混合使用。
  4. 给定单元仪表
  给定单元DDZ-DI系列是用来提供各种形式的给定信号。常用到的有比值给定器、报警给定器、参数程序给定器和恒流给定器等。
  5.信号处理组件
  在组件综合控制仪表中,信号通过输入组件被送到信号处理组件中进行适当的处理, 然后经分压组件被输出组件输出。该系统功能全、控制方式灵活、系统安全保护措施好,能 自动进行切换和联锁,模拟调节系统与监控系统相结合,可直接构成设定点控制(SPC)和直接数字控制(DDC)。组装式综合控制仪表信号处理组件的重要组成部分有:信号缓冲组件、斜波发生器组件、积算组件、乘除/开方组件、加法/减法组件、报警组件和逻辑组件。
  (三)集中监视与控制装置
  集中监视指按照被测参数的特点,采用某种方法,通过某种系统和某些仪器监控某些 参数变化的全过程。监控技术已广泛应用于冶金、化工、石油、电力等工业生产过程中。
  1. 安全监测装置
  安全监测装置广泛用在自动化控制当中,它的主要功能为:
  (1) 检测监视工艺参数,帮助操作人员作出正确的判断与合理地进行操作,以保证设 备可靠的运行。
  (2) 当有关被测参数偏离某一规定值或出现某些异常情况时,能发出灯光和音响信号 引起保护动作或采取相应措施,以保证生产的安全顺利运行。它主要包括可燃气体报警装 置、火焰监视器、自动点火装置、燃烧完全保护装置、漏油检测装置等。
  2. 工业电视
  3.远动裝置
  4.控制器和执行器
  5.信号报瞀装置
  它主要由巡回检测报警仪表等仪表组成。巡回报警仪适用于电力、化工、石油、冶金 及其他生产过程中,对传感器为热电阻的参数进行巡回检测,越限报警,参数显示,制表 及上位机通信。本仪器具有小型化、易操作、性能可靠、外形尺寸与电厂同类型仪表相配 等优点。
  (四)工业计算机控制系统
  在工业生产过程自动化系统中,用于生产过程集中监控管理的计算机称为工业计算 机。根据国际ISO标准对全厂自动化系统(CIMS)的分级划分,工业电子计算机系统可分为设备控制级计算机、过程控制级计算机、生产控制工序管理级计算机、分厂管理计算 机、经营管理计算机。设备控制级计算机属于基础自动化系统控制的核心,直接与工艺检 测驱动级连接,从检测仪表采集模拟量、数字量或开关量信息,并向驱动、执行机构及电 气传动装置发送控制信息。设备控制级计算机对信息的实时性要求很高,一般在1? 50ms。基础自动化级包括集散控制系统(DCS)、可编程控制系统(PLC)、数字直接控制系统(DDC)、设定点控制系统(SPC)等计算机系统。在此主要介绍集散系统和可编程控制系统。
  1.集散控制系统(DCS)
  2.可编程控制系统(PLC)
  三、自动控制仪表系统的安装
  (―)仪表附件安装
  .过程检测与控制仪表的安装工程内容主要包括:取源部件安装、挠性管安装、套管安 装、节流装置安装、辅助容器制作和安装、保护(温)箱安装、本体安装、单体调试、脱 脂、表盘开孔、盘柜配线、支架制作和安装、刷油。
  1.取源部件安装
  取源部件的类型:①温度部件。包括温度计插座(又称温度计接头、凸台、温度计连 接头或连接件)、温度扩大管(由管道直径和设计要求决定)、温度计套管等。②取压、取 样部件。包括取压短管、取样装置或短管、压力表等,流量用均压环、液体流量取压装置 或短管等。
  2. 节流装置安装
  流量测量安装位置应根据设计进行安装。如设计人员没有设计具体安装位置,流量测 量装置上、下游直管段的最小长度应满足厂家设计要求。
  3. 仪表阀门安装
  取源部件中压力、流量、液位等凡采用仪表测量管路连接的,都配有仪表截止阀。不论管路的长短,仪表阀安装位置应有一次阀门和二次阀门。一次阀门的设置是防止管路堵 塞而切断工艺介质的通路。二次阀门是以备仪表设备故障或需经常拆除用。仪表阀门的功 能,一方面是作为切断通路用,另一方面是保证测量精度,因此需要对仪表阀门严密性进 行各种严格的试验。不合格者需进行研磨或更换。
  高,介质为气体、液体和无渗漏危险的场所。
  (二)仪表管路与电缆(线)敷设
  仪表管敷设和仪表盘、箱、柜及附件安装的安装工程内容主要包拮:管路敷设,伴热 管伴热或电伴热,除锈刷油,保温及保护层,管道脱脂,焊口热处理,焊口无损探伤,支 架制作、安装,刷油。
  仪表管路可分为测量用介质导压管、气源管、气信号管、伴热管。导压管是流量、液 位分析、压力测量的管线,直接与工艺设备或管路相接,内充气体、液体介质。
  1.导压管
  按其工艺介质的压力不同,可分为设计压力小于零的真空管;设计压力为1.6MPa及以下的低压管路;设计压力大于1.6MPa的中压管路;大于lOMPa、小于lOOMPa的髙压管路。
  2. 供气气源管
  3. 气动信号管
  4. 伴热管
  5.电缆(线)敷设
  6. 电气保护管安装
  7. 脱脂
  (三)仪表盘(箱、柜)及附件安装
  1.仪表盘、柜安装
  2. 仪表盘校接线
  3.控制室电源
  4.电辑槽盒、托盘、梯架、支架(支座)
  (四)仪表安装
  1.温度检测仪表安装要求
  2.压力检测仪表安装要求
  3. 流董检测仪表
  4. 物位检测仪表安装要求
  (1) 浮力式液位计的安装高度应使正常液位处于浮筒中心,并便于搭作和维修。
  (2) 浮筒液位计的安装应使浮筒呈垂直状态,其垂直度允许偏差为2/1000。
  (3) 钢带液位计的导管应垂直安装,钢带应处于导管的中心并滑动自如。
  (4) 用差压计或差压变送器测量液位时,仪表安装高度不应高于下部取压口,但用法 兰式差压变送器、吹气法及利用低沸点液体汽化传递压力的方法测量液位时可不受此 限制。
  (5) 法兰式差压变送器毛细管的敷设应有保护措施,其弯曲半径应大于50mm,周围
  温度变化剧烈时应采取隔热措施。 .
  5. 其他检测仪表安装要求
  (1) 噪声测量仪表传声器的安装位置应有防止外部磁场、机械冲击和风力干扰的 措施。
  (2) 安装辐射式火焰探测器时,其探头上的小孔应对准火焰,防止炽热空气和炽热材 料的辐射进入探头。
  (五)仪表回路模拟实验
  自控仪表的调试工作是安装过程的重要组成部分。调试分为单体调试和系统调试。
  1. 单体调试
  单体调试是安装之前,在仪表调试间进行的调试,又称为一次调试。其目的是检查仪 表是否符合各性能指标或在运输和存储过程中有否损坏,有无缺陷、缺件。
  2. 系统调试
  系统谪试是在仪表安装完毕后对回路系统进行的调试,又称为二次调试。二次调试的 目的是检查自控仪表回路,包括管路、线路在内各环节是否可靠;检查在安装过程中或就 位后,以对位置和环境造成仪表表示值的改变进行必要的调整和整定。
  3. 集散系统的调试
  集散系统调试分三个步骤进行:系统调试前的常规检查,系统调试,回路联调。
  四、自动控制系统工程计量
  (一)自动化控制仪表安装工程计量规则
  1. 过程检测仪表
  温度仪表、压力仪表、变送单元仪表、流量仪表、物位检测仪表区分名称、型号、规 格、功能等,按设计图示薮量计算,其中温度仪表是以“支”为计量单位,其他项目均以 “台”为计量单位。
  2. 显示及调节控制仪表
  显示仪表、调节仪表、基地式调节仪表、辅助单元仪表、盘装仪表区分名称、.型号、 规格、功能等,按设计图示数量以“台”计算。
  3?执行仪表
  执行机构、调节阀、自力式调节阀、执行仪表附件区分名称、型号、规格、功能等, 按设计图示数量以“台”计算。
  4?机械董仪表
  测厚测宽及金属检测装置、旋转机械检测仪表、称重及皮带跑偏检测装置区分名称、 型号、规格、功能等,按设计图示数量以“台(套)”计算。
  S?过程分析和物性检测仪表
  过程分析仪表、物性检测仪表,特殊预处理装置,分析柜、室,气象环保检测仪表区 分名称、型号、规格、功能等,按设计图示数量以“台(套)”计算。
  6. 仪表回路模拟试验
  检测回路模拟试验、调节回路模拟试验、报警联锁回路模拟试验、工业计算机系统回 路模拟试验区分名称、型号、规格等,按设图示数量以“套(点)”计算。
  7. 安全监测及报警装置
  安全监测装置,远动装置,顺序控制装置,信号报警装置,信号报警装置柜、.箱,数 据采集及巡回检测报警装置区分名称、型号、规格等,按设计图示数量以“台(套、个)” 计算。
  8?工业计算机安装与调试
  工业计算机柜、台设备,工业计算机外部设备,组件(卡件),过程控制管理计算机, 生产、经营管理计算机,网络系统及设备联调,工业计算机系统调试、与其他系统数据传 递调试,现场总线调试区分名称、型号、规格、功能等,按设计图示数量以“套(点、 个)”计算。专用线缆区分名称、型号、规格、芯数等,按设计图示尺寸以长度V”或“根”计算(含预留长度及附加长度);线缆头区分名称、型号、规格、芯数等,按设计图 示数量以“个”计算。
  说明:专用线缆敷设预留及附加长度见《通用安装工程工程量计算规范》 GB 50856—2013电气设备安装工程。
  9.仪表管路敷设
  钢管,高压管,不锈钢管,有色金属管及非金属管,管缆区分名称、规格、材质等, 按设计图示尺寸以长度(中心线长)“m”计算。
  10. 仪表盘、箱、柜及附件安装
  盘、箱、柜,盘柜附件、元件区分名称、型号、规格、接线方式等,按设计图示尺寸 以“台(个、节)”计算。
  11. 仪表附件安装 、
  仪表阀门、仪表附件区分名称、型号、规格等,按设计图示数量计算以“个”计算。
  12. 其他相关问题
  (1)自动化控制仪表安装工程适用于自动化仪表工程的过程检测仪表,显示及调节控 制仪表,执行仪表,机械量仪表,过程分析和物性检测仪表,仪表回路模拟试验,安全监 测及报警装置,工业计算机安装与调试,仪表管路敷设,仪表盘、箱、柜及附件安装,仪 表附件安装。
  (2) 土石方工程按《房屋建筑与装饰工程工程量计算规范》GB 50854—2013的相关 项目编码列项。
  (3)自控仪表工程中的控制电缆敷设、电气配管配线、桥架安装、接地系统安装, 按《通用安装工程工程量计算规范》GB 50856—2013电气设备安装工程相关项目编码 列项。
  (4) 在线仪表和部件(流量计、调节阀、电磁阀、节流装置、取源部件等)安装,按 《通用安装工程工程量计算规范》GB 50856—2013工业管道工程相关项目编码列项。
  (5) 火灾报警及消防控制等,按《通用安装工程工程量计算规范》GB 50856—2013 消防工程相关项目编码列项。
  (6) 设备的除镑、刷漆(补刷漆除外)、保温及保护层安装,应按《通用安装工程工 程量计算规范》GB 50856—2013刷油、防腐蚀、绝热工程相关项目编码列项。
  (7) 管路敷设的焊口热处理及无损探伤按《通用安装工程工程量计算规范》 GB 50856—2013工业管道工程相关项目编码列项。
  (8) 工业通信设备安装与调试,按《通用安装工程工程量计算规范》GB 50856— 2013通信设备及线路工程相关项目编码列项。
  (9) 供电系统安装,按《通用安装工程工程量计算规范》GB 50856—2013电气设备 安装工程相关项目编码列项。
  (10) 项目#征中调试要求指单体调试、功能测试等。
  (二)自动控制系统计置示例

 

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