1、第3章 計算機測控系統外圍設備計算機測控系統外圍設備 1.1. 傳感器和變送器傳感器和變送器 2. 2. 過程控制中常用的執行器過程控制中常用的執行器 3. 3. 運動控制中常用的執行機構運動控制中常用的執行機構 調節器執行器對象 測量變送 x (t)e (t)u (t)q (t)y (t) z (t) 1. 傳感器和變送器 傳感器傳感器是能感受規定的被測量并按照一定規律是能感受規定的被測量并按照一定規律 轉換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器的輸出轉換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器的輸出 信號有多種形式，如電壓、電流、頻率、脈沖等，信號有多種形式，如電壓、電流、頻率、脈沖等， 輸出信號形

2、式由傳感器原理確定。輸出信號形式由傳感器原理確定。 變送器變送器在控制系統中起著至關重要的作用，它在控制系統中起著至關重要的作用，它 將工藝變量將工藝變量( (如溫度、壓力、流量、液位、成份等如溫度、壓力、流量、液位、成份等) ) 和電、氣信號和電、氣信號( (如電流、電壓、頻率、氣壓信號等如電流、電壓、頻率、氣壓信號等) ) 轉換成統一的標準信號轉換成統一的標準信號。 1.1 信號傳輸及供電的四線制與兩線制信號傳輸及供電的四線制與兩線制 1.2 壓力檢測及變送壓力檢測及變送 1.3 溫度檢測和變送溫度檢測和變送 1.4 流量檢測及變送流量檢測及變送 1.5 物位檢測及變送物位檢測及變送 1.

3、6 其它檢測儀表和裝置其它檢測儀表和裝置 二線制：二線制：儀表的信號傳輸儀表的信號傳輸 與供電共用兩根導線。與供電共用兩根導線。 四線制：四線制：儀表的信號傳儀表的信號傳 輸與供電用四根導線輸與供電用四根導線 1.1 信號傳輸及供電的四線制與兩線制信號傳輸及供電的四線制與兩線制 n 智能式變送器智能式變送器 智能式變送器智能式變送器采用雙向全數字量傳輸信號，采用雙向全數字量傳輸信號， 即現場總線通訊方式；智能式變送器的電源也由即現場總線通訊方式；智能式變送器的電源也由 通信電纜傳輸。通信電纜傳輸。 n HARTHART協議協議 HART(Highway Addressable Remote T

4、ransducer) 可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協議，是美可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協議，是美 國國Rosement公司于公司于1985年推出的用于現場智能儀年推出的用于現場智能儀 表和控制室設備之間的通信協議。表和控制室設備之間的通信協議。具有具有HART通信通信 協議的變送器可在一條電纜上同時傳輸協議的變送器可在一條電纜上同時傳輸420mADC 的模擬信號和數字信號。的模擬信號和數字信號。已成為全球智能儀表的工已成為全球智能儀表的工 業標準。業標準。 HART協議采用基于協議采用基于Bell202標準的標準的FSK頻移鍵頻移鍵 控信號，在低頻的控信號，在低頻的4-20mA模

5、擬信號上疊加幅度為模擬信號上疊加幅度為 0.5mA的音頻數字信號進行雙向數字通訊，數據傳的音頻數字信號進行雙向數字通訊，數據傳 輸率為輸率為1.2Mbps。由于。由于FSK信號的平均值為信號的平均值為0，不，不 影響傳送給控制系統模擬信號的大小，保證了與現影響傳送給控制系統模擬信號的大小，保證了與現 有模擬系統的兼容性。有模擬系統的兼容性。 HART通信采用的是半雙工的通信方式，在現通信采用的是半雙工的通信方式，在現 有模擬信號傳輸線上實現數字信號通信，屬于模擬有模擬信號傳輸線上實現數字信號通信，屬于模擬 系統向數字系統轉變過程中過渡性產品，因而在當系統向數字系統轉變過程中過渡性產品，因而在當

6、 前的過渡時期具有較強的市場競爭能力，得到了較前的過渡時期具有較強的市場競爭能力，得到了較 快發展。快發展。 HART通信協議是依照國際標準化組織通信協議是依照國際標準化組織(ISO)的的 開放式系統互連開放式系統互連(OSI)參考模型，簡化并引用其中參考模型，簡化并引用其中 三層：物理層、數據鏈路層、應用層而制定的。三層：物理層、數據鏈路層、應用層而制定的。 物理層物理層規定了信號的傳輸方法和傳輸介質；規定了信號的傳輸方法和傳輸介質； 數據鏈路層數據鏈路層規定了數據幀的格式和數據通訊規程；規定了數據幀的格式和數據通訊規程； 應用層應用層規定了通訊命令的內容。規定了通訊命令的內容。 n 壓力檢

7、測的主要方法和分類壓力檢測的主要方法和分類 按敏感元件和轉換原理的特性不同，一般分為：按敏感元件和轉換原理的特性不同，一般分為： 液注式壓力檢測液注式壓力檢測：依據流體靜力學原理：依據流體靜力學原理 彈性式壓力檢測彈性式壓力檢測：依據彈性形變原理：依據彈性形變原理 負荷式壓力檢測負荷式壓力檢測：依據靜力平衡原理：依據靜力平衡原理 電氣式壓力檢測電氣式壓力檢測：利用敏感元件：利用敏感元件 其它檢測方法其它檢測方法：彈性振動、壓磁式：彈性振動、壓磁式 1.2 壓力檢測及變送壓力檢測及變送 U形管壓力計(根據流體靜力學原理) 彈簧管壓力計(彈性元件受力變形原理) 電容式差壓變送器 電容式差壓變送器結

8、構框圖 智能型壓力或差壓變送器就是在普通壓力或差壓智能型壓力或差壓變送器就是在普通壓力或差壓 傳感器的基礎上增加微處理器電路而形成的智能檢傳感器的基礎上增加微處理器電路而形成的智能檢 測儀表測儀表 。 智能型變送器具有智能型變送器具有自修正、自補償、遠程通信、自修正、自補償、遠程通信、 自診斷及錯誤方式自診斷及錯誤方式報警等多種功能，因而提高了變報警等多種功能，因而提高了變 送器的精確度，簡化了調整、校準與維護過程，促送器的精確度，簡化了調整、校準與維護過程，促 使變送器與計算機、控制系統直接對話。使變送器與計算機、控制系統直接對話。 n 智能式壓力變送器智能式壓力變送器 1.3 溫度檢測和變

9、送溫度檢測和變送 熱電偶熱電偶 熱電阻熱電阻 模擬式溫度變送器模擬式溫度變送器 智能式溫度變送器智能式溫度變送器 n 測溫方法的分類測溫方法的分類 接觸式測溫：接觸式測溫：基于熱交換原理基于熱交換原理 非接觸式測溫：非接觸式測溫：基于熱輻射原理基于熱輻射原理 n 溫度計的分類和形式溫度計的分類和形式 膨脹式溫度計膨脹式溫度計 輻射式溫度計輻射式溫度計 熱電偶溫度計熱電偶溫度計 熱電阻溫度計熱電阻溫度計 膨脹式溫度計 輻射式溫度計 n熱電偶熱電偶 熱電偶溫度計利用不同導體或半導體的熱電效熱電偶溫度計利用不同導體或半導體的熱電效 應來測溫的。兩種不同的導體材料（或半導體）應來測溫的。兩種不同的導體

10、材料（或半導體）A A， B B組成的閉合回路。相接觸時，存在電子的遷移，組成的閉合回路。相接觸時，存在電子的遷移， 達到平衡時，在接觸的兩端形成電勢。達到平衡時，在接觸的兩端形成電勢。 mV (1)測溫原理測溫原理 熱電偶的熱電勢是兩個接點溫度的函數表熱電偶的熱電勢是兩個接點溫度的函數表, 只只 有當冷端溫度不變時，熱電勢才是熱端溫度的單有當冷端溫度不變時，熱電勢才是熱端溫度的單 值函數。實際應用中，熱電偶冷端所處環境溫度值函數。實際應用中，熱電偶冷端所處環境溫度 總有波動，從而使測量得不到正確結果，必須采總有波動，從而使測量得不到正確結果，必須采 取補償措施。取補償措施。 a.冰浴法；冰浴

11、法；b.冷端溫度修正法；冷端溫度修正法；c.校正儀表零點校正儀表零點 法法 d.補償法。補償法。 (2)熱電偶冷端溫度補償熱電偶冷端溫度補償 (1)測溫原理測溫原理 熱電阻溫度計是利用導體或半導體的電阻值隨溫熱電阻溫度計是利用導體或半導體的電阻值隨溫 度變化的性質來測量溫度的。若忽略物體的長度和度變化的性質來測量溫度的。若忽略物體的長度和 截面隨溫度的變化，則在參比溫度截面隨溫度的變化，則在參比溫度t0下的電阻值下的電阻值Rt0 和電阻溫度系數和電阻溫度系數a已知，可以通過測量此物體的電阻已知，可以通過測量此物體的電阻 來反映其溫度。來反映其溫度。 Rt=Rt01+a(t-t0) n熱電阻熱電

12、阻 熱電阻引線的功能是使感溫元件能與外部測量熱電阻引線的功能是使感溫元件能與外部測量 線路相連接。熱電阻引線對測量結果有較大的影響，線路相連接。熱電阻引線對測量結果有較大的影響， 現在常用的引線方式有兩線制、三線制和四線制三現在常用的引線方式有兩線制、三線制和四線制三 種。種。 (2)引線引線 兩線制：兩線制：在熱電阻感溫元件兩端各連一根導線的在熱電阻感溫元件兩端各連一根導線的 引線形式為兩線制。這種方式簡單、費用低，但引引線形式為兩線制。這種方式簡單、費用低，但引 線電阻以及引線電阻的變化會帶來附加誤差。兩線線電阻以及引線電阻的變化會帶來附加誤差。兩線 制適用于引線不長，測溫準確度要求較低的

13、場合。制適用于引線不長，測溫準確度要求較低的場合。 三線制：三線制：在熱電阻感溫元件一端接兩根引線，另在熱電阻感溫元件一端接兩根引線，另 一端接一根引線，稱為三線制。這種引線形式可以一端接一根引線，稱為三線制。這種引線形式可以 較好的消除引線電阻的影響，測量準確度高于兩線較好的消除引線電阻的影響，測量準確度高于兩線 制。工業熱電阻通常采用三線制接法。制。工業熱電阻通常采用三線制接法。 四線制：四線制：在熱電阻兩端各接兩根引線的接法稱為在熱電阻兩端各接兩根引線的接法稱為 四線制，主要用于高精度檢測。其中兩根引線為熱四線制，主要用于高精度檢測。其中兩根引線為熱 電阻提供恒流源電阻提供恒流源I，在熱

14、電阻上產生的壓降通過另兩，在熱電阻上產生的壓降通過另兩 根引線引至電位差計進行測量。能完全消除引線電根引線引至電位差計進行測量。能完全消除引線電 阻對測量的影響，且在連接導線阻值相同時，還可阻對測量的影響，且在連接導線阻值相同時，還可 以消除連接導線的影響。以消除連接導線的影響。 (3)工業常用熱電阻工業常用熱電阻 在我國在我國, ,標準化的熱電阻現有鉑（鉑電阻有標準化的熱電阻現有鉑（鉑電阻有Pt10Pt10 和和Pt100Pt100兩種分度號）和銅（兩種分度號）和銅（ Cu50Cu50和和Cu100 Cu100 ）兩種）兩種。 其中：其中：鉑熱電阻用于鉑熱電阻用于-200-200+650+6

15、50攝氏度范圍內測溫，攝氏度范圍內測溫， 銅熱電阻因在高溫下易氧化而適用于銅熱電阻因在高溫下易氧化而適用于5050+150+150攝氏攝氏 度范圍內測溫。度范圍內測溫。 前者穩定性好，準確度高；后者價格便宜，電前者穩定性好，準確度高；后者價格便宜，電 阻與溫度關系的線性度較好。阻與溫度關系的線性度較好。 電廠專用熱電阻和隔爆型熱電阻 套管式熱電阻 裝配式熱電阻 1.4 流量檢測及變送流量檢測及變送 流量檢測原理有很多，有許多分類方法：流量檢測原理有很多，有許多分類方法： 按測量單位分：質量流量計與體積流量計按測量單位分：質量流量計與體積流量計 按測量流體運動原理分：容積式、速度式、動量按測量流

16、體運動原理分：容積式、速度式、動量 式和質量流量式式和質量流量式 按測量方法分：直接測量式和間接測量式按測量方法分：直接測量式和間接測量式 差壓流量計差壓流量計 轉子流量計轉子流量計 速度式流量計速度式流量計 容積式流量計容積式流量計 靶式流量計靶式流量計 電磁流量計電磁流量計 渦街流量計渦街流量計 超聲波流量計超聲波流量計 量熱式流量計量熱式流量計 質量流量計質量流量計 其它流量計其它流量計 按測量原理細分按測量原理細分 文丘利式差壓流量計 轉子流量計 轉子流量計又稱浮子流量轉子流量計又稱浮子流量 計，是目前工業上或實驗計，是目前工業上或實驗 室常用的一種流量計。它室常用的一種流量計。它 是

17、由一根錐形的玻璃管和是由一根錐形的玻璃管和 一個能上下移動的浮子所一個能上下移動的浮子所 組成組成 n 渦街流量計渦街流量計 流體在阻流體兩側交替地分離釋放出兩串規則流體在阻流體兩側交替地分離釋放出兩串規則 的旋渦，在一定的流量范圍內旋渦分離頻率正比于的旋渦，在一定的流量范圍內旋渦分離頻率正比于 管道內的平均流速，通過采用各種形式的檢測元件管道內的平均流速，通過采用各種形式的檢測元件 測出旋渦頻率就可以推算出流體的流量。測出旋渦頻率就可以推算出流體的流量。 d h D l 1 1 n電磁流量計電磁流量計 流體流動時，兩電極之間產生感應電勢。流體流動時，兩電極之間產生感應電勢。 電磁流量計是基于

18、電磁感應原理來測量流量的電磁流量計是基于電磁感應原理來測量流量的 儀表，它能測量具有一定電導率的液體的體積流量。儀表，它能測量具有一定電導率的液體的體積流量。 測量的準確度不受被測液體粘度、密度、溫度測量的準確度不受被測液體粘度、密度、溫度 及電導率變化影響，測量管中沒有任何阻礙被測液及電導率變化影響，測量管中沒有任何阻礙被測液 體流動的部件，所以幾乎沒有壓力損失。體流動的部件，所以幾乎沒有壓力損失。 適當選用測量管中絕緣內襯和測量電極材料，適當選用測量管中絕緣內襯和測量電極材料， 就可以測量各種腐蝕性溶液的流量，尤其在測量含就可以測量各種腐蝕性溶液的流量，尤其在測量含 有固體顆粒溶液如泥漿、

19、紙漿、礦漿或纖維液體流有固體顆粒溶液如泥漿、紙漿、礦漿或纖維液體流 量時，更顯示出其優越性。量時，更顯示出其優越性。 電磁流量計 n超聲波流量計超聲波流量計 超聲波在流動的流體中的傳播速度與流體的超聲波在流動的流體中的傳播速度與流體的 流速有關。相對于固定座標系流速有關。相對于固定座標系(如管壁如管壁)，順流的，順流的 超聲波的傳播速度將大于逆流的傳播速度。超聲波的傳播速度將大于逆流的傳播速度。 利用聲波在流體中傳播時因流體流動方向利用聲波在流體中傳播時因流體流動方向 不同而傳播速度不同的特點，測量它的順流不同而傳播速度不同的特點，測量它的順流 傳播時間傳播時間t1和逆流傳播時間和逆流傳播時間

20、t2的差值，從而計的差值，從而計 算流體流動的速度和流量。算流體流動的速度和流量。 (1)(1)超聲波流量計之傳播速度差法超聲波流量計之傳播速度差法 依據聲波中的多普勒效應，檢測其多普依據聲波中的多普勒效應，檢測其多普 勒頻率差。入射聲波與反射聲波之間的頻率勒頻率差。入射聲波與反射聲波之間的頻率 差就是由于流體中固體顆粒運動而產生的聲差就是由于流體中固體顆粒運動而產生的聲 波多普勒頻移。由于這個頻率差正比于流體波多普勒頻移。由于這個頻率差正比于流體 流速，所以通過測量頻率差就可以求得流速，流速，所以通過測量頻率差就可以求得流速， 進而可以得到流體流量。進而可以得到流體流量。 (2)(2)超聲波

21、流量計之超聲波流量計之多普勒法多普勒法 1.5 物位檢測及變送物位檢測及變送 n物位儀表的分類物位儀表的分類 n差壓式液位變送器差壓式液位變送器 n電容式物位傳感器電容式物位傳感器 n物位儀表分類物位儀表分類 直讀式物位測量儀表直讀式物位測量儀表 浮力式物位測量儀表浮力式物位測量儀表 靜壓式物位測量儀表靜壓式物位測量儀表 電磁式物位測量儀表電磁式物位測量儀表 輻射式物位儀表輻射式物位儀表 聲波式物位測量儀表聲波式物位測量儀表 光學式物位測量儀表光學式物位測量儀表 (1)磁性液位控制器磁性液位控制器 利用磁性浮子隨液位變化升利用磁性浮子隨液位變化升 或降，使檢測管內的干簧管開或降，使檢測管內的干

22、簧管開 關動作，送出接點信號。結構關動作，送出接點信號。結構 簡單，易于安裝維修。應用廣簡單，易于安裝維修。應用廣 泛，價格低廉泛，價格低廉。 (2)浮球液位控制器浮球液位控制器 利用重力與浮力的原利用重力與浮力的原 理設計。主要包括浮理設計。主要包括浮 標和微動開關，當液標和微動開關，當液 位變化，浮標內的開位變化，浮標內的開 關通、斷。關通、斷。 (3)頂裝式磁翻柱液位計頂裝式磁翻柱液位計 液位計根據浮力原理和磁液位計根據浮力原理和磁 性耦合作用研制而成。當液性耦合作用研制而成。當液 位上升時，翻柱由白色轉為位上升時，翻柱由白色轉為 紅、白界位處為容器內介質紅、白界位處為容器內介質 液位的

23、實際高度，從而實現液位的實際高度，從而實現 液位的指示。液位的指示。 (4)差壓式液位變送器差壓式液位變送器 差壓式液位變送器差壓式液位變送器 是利用容器內的液位是利用容器內的液位 改變時，由液柱產生改變時，由液柱產生 的靜壓也相應變化的的靜壓也相應變化的 原理而工作的。原理而工作的。 p gHpp1pp2 gHppp 21 (5)電容式物位傳感器電容式物位傳感器 1.61.6 其它檢測儀表和裝置其它檢測儀表和裝置 n接近開關、光電開關接近開關、光電開關 n測速發電機測速發電機 n光電編碼器光電編碼器 n開關開關 行程開關 接近開關接近開關 (1)行程開關、接近開關行程開關、接近開關 (2)(

24、2)光電開關光電開關 光電開關是一種常用的開關型檢測元件。它由光電開關是一種常用的開關型檢測元件。它由 投光器、受光器和電源組成，投光器常用發光二極投光器、受光器和電源組成，投光器常用發光二極 管，受光器常用光敏二極管或光敏三極管。其工作管，受光器常用光敏二極管或光敏三極管。其工作 原理是：使投光器和受光器相對，當被測物體擋住原理是：使投光器和受光器相對，當被測物體擋住 從投光器發射出的光線時，受光器就輸出相應的控從投光器發射出的光線時，受光器就輸出相應的控 制信號。光電開關按檢測方式可分為反射式、對射制信號。光電開關按檢測方式可分為反射式、對射 式兩種類型。式兩種類型。 光電開關 n 測速發

25、電機測速發電機 tachogenerator 測速發電機測速發電機是專門用來測量轉速的微型電機，是專門用來測量轉速的微型電機， 其本質是一種微型發電機。測速發電機的繞組和磁其本質是一種微型發電機。測速發電機的繞組和磁 路經精確設計，其輸出電動勢路經精確設計，其輸出電動勢E E和轉速和轉速n n成線性關系。成線性關系。 改變旋轉方向時輸出電動勢的極性即相應改變。當改變旋轉方向時輸出電動勢的極性即相應改變。當 被測機構與測速發電機同軸聯接時，只要檢測出輸被測機構與測速發電機同軸聯接時，只要檢測出輸 出電動勢，即能獲得被測機構的轉速，故又稱速度出電動勢，即能獲得被測機構的轉速，故又稱速度 傳感器。傳

26、感器。 測速發電機有直流和交流兩種。其中：測速發電機有直流和交流兩種。其中： 直流測速發電機直流測速發電機有電刷、換向器等接觸裝置，使有電刷、換向器等接觸裝置，使 它的可靠性變差，精度也受到影響。它的可靠性變差，精度也受到影響。 交流測速發電機交流測速發電機的輸出頻率與轉速嚴格對應，的輸出頻率與轉速嚴格對應， 輸出信號可經放大整形變換電路轉換成標準的電壓輸出信號可經放大整形變換電路轉換成標準的電壓 或電流信號。或電流信號。 光電編碼器，是一種通過光電轉換將輸出軸上光電編碼器，是一種通過光電轉換將輸出軸上 的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的傳感器。的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的傳感器。

27、光電編碼器由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤光電編碼器由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤 是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。 光柵盤與電動機同軸，電動機旋轉時，光柵盤與電光柵盤與電動機同軸，電動機旋轉時，光柵盤與電 動機同速旋轉，經發光二極管等組成的檢測裝置檢動機同速旋轉，經發光二極管等組成的檢測裝置檢 測輸出脈沖信號，通過計算每秒光電編碼器輸出脈測輸出脈沖信號，通過計算每秒光電編碼器輸出脈 沖的個數就能反映當前電動機的轉速。沖的個數就能反映當前電動機的轉速。 n光電編碼器光電編碼器 光電編碼器作為一種傳感器具有精度高、耗能低、光電編碼

28、器作為一種傳感器具有精度高、耗能低、 非接觸無磨損、穩定可靠等優點。它以數字量輸出，非接觸無磨損、穩定可靠等優點。它以數字量輸出， 具有與計算機容易聯機的優點。具有與計算機容易聯機的優點。 編碼器的應用對象，就其所測量的物理量的性質，編碼器的應用對象，就其所測量的物理量的性質， 它可對運動機械的直線位移、角位移、速度、相位它可對運動機械的直線位移、角位移、速度、相位 等進行測量，也可間接地對能變換成這些量的，例等進行測量，也可間接地對能變換成這些量的，例 如溫度壓力、流量等物理量進行測量，并給出相應如溫度壓力、流量等物理量進行測量，并給出相應 的電量輸出。的電量輸出。 編碼器分類表 編碼器 2

29、. 過程控制過程控制中常用的執行器中常用的執行器 執行器是過程計算機控制系統中的一個重要組執行器是過程計算機控制系統中的一個重要組 成部分。其作用是接收控制器送來的控制信號，改成部分。其作用是接收控制器送來的控制信號，改 變被控介質的物理參數，從而將被控變量維持在所變被控介質的物理參數，從而將被控變量維持在所 要求的數值上或一定的范圍內。要求的數值上或一定的范圍內。 按動力能源分類按動力能源分類: :分為氣動執行器、電動執行器、分為氣動執行器、電動執行器、 液動執行器。液動執行器。 按動作極性分類按動作極性分類: :分為正作用、反作用執行器分為正作用、反作用執行器 按動作行程分類按動作行程分類

30、: :分為角行程、直行程執行器分為角行程、直行程執行器 按動作特性分類按動作特性分類: :分為比例式、積分式執行器分為比例式、積分式執行器 n 執行器有各種不同的分類方法執行器有各種不同的分類方法 n 氣動執行器氣動執行器 氣動執行器又稱氣動調節閥，氣動執行器又稱氣動調節閥， 由氣動執行機構和控制機構由氣動執行機構和控制機構 組成組成。 行程標尺 控 制 機 構 氣 動 執 行 機 構 (1)(1)氣動執行機構氣動執行機構 常見的氣動執行常見的氣動執行 機構有機構有薄膜式薄膜式和和 活塞式活塞式兩大類。兩大類。 (2)(2)控制機構控制機構 控制機構即調節閥，實際上是一個局部阻力可以控制機構即

31、調節閥，實際上是一個局部阻力可以 改變的節流元件；調節閥的閥芯有直行程閥芯與改變的節流元件；調節閥的閥芯有直行程閥芯與 角行程閥芯。角行程閥芯。 三通閥可以把一路流體分成兩路，三通閥可以把一路流體分成兩路， 或是把兩路流體合為一路，它們或是把兩路流體合為一路，它們 是在直通單座或雙座調節閥的基是在直通單座或雙座調節閥的基 礎上發展起來的，可以代替兩個礎上發展起來的，可以代替兩個 直通閥。直通閥。 電氣轉換器 電氣閥門定位器 (3)(3)智能型電智能型電/ /氣閥門定位器氣閥門定位器 以微處理器為核心采用的數字定位技術。控制以微處理器為核心采用的數字定位技術。控制 精度高、能耗低、調整方便、可任

32、意選擇流量閥的精度高、能耗低、調整方便、可任意選擇流量閥的 流量特性、故障報警、通過接口與其它現場總線用流量特性、故障報警、通過接口與其它現場總線用 戶實現通信。戶實現通信。 調節閥 被控介質 膜頭 閥B閥A 氣源 排氣 進氣 閥位 反饋桿 電位計 電氣閥門定位器 微電腦控制電路 輸入信號 電動執行器接收來自控制器的電動執行器接收來自控制器的420mA420mA或或010mA010mA 直流電流信號，并將其轉換成相應的角位移或直行直流電流信號，并將其轉換成相應的角位移或直行 程位移，去操縱閥門、擋板等控制機構，以實現自程位移，去操縱閥門、擋板等控制機構，以實現自 動控制。電動執行器有動控制。電

33、動執行器有直行程直行程、角行程角行程和和多轉式多轉式等等 類型類型。 n 電動執行器電動執行器 0-90 0-10mA 或 4-20mAI i I f mA執行機構放大器 減速器 位置發送器 伺服電機 電動操作器 伺服放大器 電動執行機構方框圖 n 現場總線執行器現場總線執行器 符合現場總線的智能執行器由傳統的執行器、符合現場總線的智能執行器由傳統的執行器、 含有微處理器的控制器以及可與含有微處理器的控制器以及可與PCPC或或PLCPLC雙向通信雙向通信 的模件及軟件組成，具有與上位機或控制系統通信的模件及軟件組成，具有與上位機或控制系統通信 的功能。的功能。 智能化和高精度的系統控制功能；智

34、能化和高精度的系統控制功能； 一體化的結構；一體化的結構； 智能化的通信功能；智能化的通信功能； 智能化的自診斷功能。智能化的自診斷功能。 3. 運動運動控制中常用的執行機構控制中常用的執行機構 直流伺服電機直流伺服電機 交流伺服電機交流伺服電機 步進電機步進電機 電磁閥和液壓閥電磁閥和液壓閥 n 交流伺服電機交流伺服電機 交流伺服電機在自動控制中也常被用來作為執交流伺服電機在自動控制中也常被用來作為執 行元件。在自控系統中，伺服電動機是將控制信號行元件。在自控系統中，伺服電動機是將控制信號 快速地轉換為轉軸轉動的一個執行元件。快速地轉換為轉軸轉動的一個執行元件。 (1)(1)轉速和轉向方便地受控制信號控制，調速范圍大轉速和轉向方便地受控制信號控制，調速范圍大 (2)(2)整個運行范圍內特性具有線性關系，運行穩定性整個運行范圍內特性具有線性關系，運行穩定性 (3)(3)當控制信號消除時，伺服電動機應立即停轉，即當控制信號消除時，伺服電動機應立即停轉，即 伺服電機無伺服電機無“自轉自轉”； (4)(4)控制功率小，啟動轉矩應大；控制功率小，啟動轉矩應大； (5)(5)機電時間常數小，始動電壓要低，當控制信號變機電時間常數小，始動電壓要低，當控制信號變 化時，反應應快速靈敏。化時，反應應快速靈