1、水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)主講：賈振國 長春工程學院能源動力工程學院 電站控制教研室 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)第五章：物理量的檢測與過程通道第五章：物理量的檢測與過程通道水電廠測量的特點 一一二二傳感器與測量儀表 水力機組的參數測量 三三四四物理量測量的過程通道 智能傳感器技術概述 五五長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)一、水電廠測量的特點與對象一、水電廠測量的特點與對象 1 1、水電廠測量的特點、水電廠測量的特點 四位一體四位一體 水水 力、流量

2、、流速、水位等測量力、流量、流速、水位等測量 機機 力、力矩、位移、震動、機械損傷力、力矩、位移、震動、機械損傷 轉速、軸功率等測量轉速、軸功率等測量 電電 功率、頻率、電壓、電流、相位、功率、頻率、電壓、電流、相位、 諧波等測量諧波等測量 控控 系統(tǒng)工作狀態(tài)、故障、開光位置、系統(tǒng)工作狀態(tài)、故障、開光位置、 閥門位置、主備用設備切換等測量閥門位置、主備用設備切換等測量 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)2 2、水電廠測量的物理量對象、水電廠測量的物理量對象 一、水電廠測量的特點與對象一、水電廠測量的特點與對象 測量測量 對象對象 電

3、量電量 非電量非電量 位置量位置量 狀態(tài)量狀態(tài)量 電量測量（模擬量測量） （1 1）發(fā)電機定子電壓、電流、功率、頻率；）發(fā)電機定子電壓、電流、功率、頻率； （2 2）變壓器電壓、電流、功率、頻率；）變壓器電壓、電流、功率、頻率；（3 3）高低壓母線電壓、電流、功率、頻率；）高低壓母線電壓、電流、功率、頻率；（4 4）勵磁電壓、電流；）勵磁電壓、電流；（5 5）廠用電電壓、電流、功率、頻率；）廠用電電壓、電流、功率、頻率； （6 6）直流系統(tǒng)電壓、電流；）直流系統(tǒng)電壓、電流；（7 7）發(fā)電機出口電量；）發(fā)電機出口電量；（8 8）各用戶線路出口電量；）各用戶線路出口電量； 長春工程學院能源動力工程

4、學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)一、水電廠測量的特點與對象一、水電廠測量的特點與對象 測量測量 對象對象 電量電量 非電量非電量 位置量位置量 狀態(tài)量狀態(tài)量 非電量測量（模擬量測量） （1 1）液位：）液位：水庫水位、下游尾水位；油罐、水庫水位、下游尾水位；油罐、 集油槽、漏油箱油位；集水井、排水廊道、集油槽、漏油箱油位；集水井、排水廊道、 供水池水位；水輪機頂蓋漏水水位；供水池水位；水輪機頂蓋漏水水位； （2 2）壓力：）壓力：引水、尾水、冷卻水、壓力油、引水、尾水、冷卻水、壓力油、 壓縮空氣管管路壓力；油壓裝置、壓縮空氣壓縮空氣管管路壓力；油壓裝置、

5、壓縮空氣 罐、供排水泵進出口、空氣壓縮機出口等；罐、供排水泵進出口、空氣壓縮機出口等； （3 3）溫度：）溫度：定子線圈、冷卻水、軸承潤滑定子線圈、冷卻水、軸承潤滑 油、軸瓦；油罐、油箱、氣罐、空氣壓縮機油、軸瓦；油罐、油箱、氣罐、空氣壓縮機各段溫度；發(fā)電機空冷器進、出口風溫等；各段溫度；發(fā)電機空冷器進、出口風溫等；（4 4）流量：）流量：機組過流量、各冷卻水流量等；機組過流量、各冷卻水流量等；（5 5）位移：）位移：接力器行程、導水葉開度、槳葉接力器行程、導水葉開度、槳葉開度、閘門、閥門開度等；開度、閘門、閥門開度等； （6 6）振動：）振動：大軸擺度；水輪機頂蓋、發(fā)電機大軸擺度；水輪機頂蓋

6、、發(fā)電機機架水平垂直振動等；機架水平垂直振動等；長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)2 2、水電廠測量的物理量對象、水電廠測量的物理量對象 測量測量 對象對象 電量電量 非電量非電量 位置量位置量 狀態(tài)量狀態(tài)量 位置量測量（開關量測量） （1 1）閘門、閥門的位置（開、關）；）閘門、閥門的位置（開、關）； （2 2）各種電氣開關的位置（分、合）；）各種電氣開關的位置（分、合）；（3 3）各種繼電器接點位置（開、閉）；）各種繼電器接點位置（開、閉）；（4 4）控制、執(zhí)行機構位置（投、切）；）控制、執(zhí)行機構位置（投、切）；（5 5）冷卻水

7、（通、斷）；）冷卻水（通、斷）； （6 6）制動閘位置（上、下）；）制動閘位置（上、下）；（7 7）集水井水位（上限、下限）；）集水井水位（上限、下限）；（8 8）導葉開度（空載、全開）；）導葉開度（空載、全開）； 一、水電廠測量的特點與對象一、水電廠測量的特點與對象 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)2 2、水電廠測量的物理量對象、水電廠測量的物理量對象 測量測量 對象對象 電量電量 非電量非電量 位置量位置量 狀態(tài)量狀態(tài)量 設備狀態(tài)監(jiān)視 （1 1）主、輔機設備運行狀況及健康狀態(tài)監(jiān)視）主、輔機設備運行狀況及健康狀態(tài)監(jiān)視（正常、異常

8、、故障、事故報警）；（正常、異常、故障、事故報警）； （2 2）微機監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視；）微機監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視；一、水電廠測量的特點與對象一、水電廠測量的特點與對象 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 1 1、傳感器的分類及主要性能指標、傳感器的分類及主要性能指標 （1 1）傳感器的組成及分類）傳感器的組成及分類 v 傳感器的概念傳感器的概念 傳感器：傳感器：能夠感受非電量，并將此非電量變換為電量的器能夠感受非電量，并將此非電量變換為電量的器 件，稱為傳感器。件，稱為傳感器。 要要 求：

9、求：傳感器的輸出信號要求能夠完全正確的反映輸入傳感器的輸出信號要求能夠完全正確的反映輸入 參數的性能。參數的性能。 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 1 1、傳感器的分類及主要性能指標、傳感器的分類及主要性能指標 （1 1）傳感器的組成及分類）傳感器的組成及分類 v 傳感器的組成傳感器的組成 敏感元件敏感元件傳感元件傳感元件轉換電路轉換電路被測量被測量非電量非電量電參量電參量電量電量 敏感元件作用敏感元件作用 被測量通過被測量通過敏感元件轉換成敏感元件轉換成與輸入量有確定與輸入量有確定關系的

10、非電量或關系的非電量或其它量。其它量。 傳感元件作用傳感元件作用 將敏感元件將敏感元件輸出的非電量轉輸出的非電量轉換為電參量的元換為電參量的元件。件。 轉換電路作用轉換電路作用 將傳感元件將傳感元件輸出的電參量轉輸出的電參量轉換成電壓或電流換成電壓或電流量。量。長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 1 1、傳感器的分類及主要性能指標、傳感器的分類及主要性能指標 （1 1）傳感器的組成及分類）傳感器的組成及分類 v 傳感器的分類傳感器的分類 傳感器傳感器 電學傳感器電學傳感器 聲學傳感器聲學傳感器

11、 光學傳感器光學傳感器 生物傳感器生物傳感器 被測量變化被測量變化-電量電量（電（電 阻、電容、電感、電勢、電阻、電容、電感、電勢、電荷）荷）變化變化-電流、電壓變電流、電壓變化化；超聲波傳感器；超聲波傳感器；聲壓傳感器；聲壓傳感器；光電傳感器；光電傳感器；光敏傳感器；光敏傳感器；利用生物體活性物質選利用生物體活性物質選 擇的測定化學、生物變擇的測定化學、生物變 化的傳感器；化的傳感器；長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)XY二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 2 2、傳感器的分類及主要性能指標、傳感器的分類及主要性能指標 （2

12、 2）傳感器的主要性能指標）傳感器的主要性能指標 v 靈敏度：靈敏度：輸出特性曲線的斜率。輸出特性曲線的斜率。 K K（靈敏度）（靈敏度）= = 輸出量變化值輸出量變化值 輸入量變化值輸入量變化值= = Y/Y/X X 要求：要求：靈敏度越高越好；靈敏度越高越好； 靈敏度越高；靈敏度越高； 傳感器越敏感；傳感器越敏感； 質量越好。質量越好。 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 2 2、傳感器的分類及主要性能指標、傳感器的分類及主要性能指標 （2 2）傳感器的主要性能指標）傳感器的主要性能指標

13、v 閥值（分辨率）：閥值（分辨率）：能使傳感器輸出端產生可測變化量能使傳感器輸出端產生可測變化量 的最小被測輸入量值，即零位附近的最小被測輸入量值，即零位附近 的分辨率。特性曲線的斜率。的分辨率。特性曲線的斜率。 要求：閥值越小越好要求：閥值越小越好 v 零點漂移：零點漂移：對應于傳感器的輸出為零電位時的傳感器的對應于傳感器的輸出為零電位時的傳感器的 輸入電壓。輸入電壓。 要求：零點漂移越小越好要求：零點漂移越小越好v 測量范圍：測量范圍：能滿足規(guī)定精度的輸入量最大值與最小值的能滿足規(guī)定精度的輸入量最大值與最小值的 區(qū)間。區(qū)間。 要求：測量范圍越大越好要求：測量范圍越大越好 長春工程學院能源動

14、力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 2 2、傳感器的分類及主要性能指標、傳感器的分類及主要性能指標 （2 2）傳感器的主要性能指標）傳感器的主要性能指標 v 非線性誤差：非線性誤差：對應傳感器實際特性曲線與擬合直線之間對應傳感器實際特性曲線與擬合直線之間 的最大偏差和傳感器滿量程輸出之百分比。的最大偏差和傳感器滿量程輸出之百分比。 要要 求：非線性誤差越小越好求：非線性誤差越小越好實際曲線實際曲線擬合直線擬合直線Lmax XmaxYmax O輸入輸入 輸出輸出 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工

15、程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 2 2、傳感器的分類及主要性能指標、傳感器的分類及主要性能指標 （2 2）傳感器的主要性能指標）傳感器的主要性能指標 v 遲滯性：遲滯性：是指傳感器正向特性和反向特性的不一致程度。是指傳感器正向特性和反向特性的不一致程度。 要要 求：遲滯性越小越好求：遲滯性越小越好Hmax Ymax XmaxO遲滯系數：遲滯系數：H H 1/21/2Hmax Hmax YmaxYmax100100 v 其它指標：穩(wěn)定性、可靠性、過載能力、重復性其它指標：穩(wěn)定性、可靠性、過載能力、重復性 長春工程學院能源動力工程學院長春工程

16、學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 2 2、傳感器的分類及主要性能指標、傳感器的分類及主要性能指標 （3 3）改善傳感器性能的主要途徑）改善傳感器性能的主要途徑 穩(wěn)定性技術穩(wěn)定性技術 抗干擾技術抗干擾技術 補償校正技術補償校正技術 合理選擇傳感器材料、結構與參數合理選擇傳感器材料、結構與參數 （4 4）傳感器技術的發(fā)展趨勢）傳感器技術的發(fā)展趨勢 開發(fā)新型傳感器開發(fā)新型傳感器 傳感器的集成化傳感器的集成化 傳感器的多功能化傳感器的多功能化 傳感器的智能化傳感器的智能化 開發(fā)仿生傳感器開發(fā)仿生傳感器 長春工程學院能源動力工程學院長春

17、工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 （1 1）溫度傳感器）溫度傳感器 熱電阻測溫熱電阻測溫 A A、鉑熱電阻（、鉑熱電阻（Pt100Pt100）：用于）：用于200200850850范圍內的測溫，范圍內的測溫， 穩(wěn)定性好，準確度高，格較貴。穩(wěn)定性好，準確度高，格較貴。 B B、銅熱電阻（、銅熱電阻（Cu50Cu50）：用于）：用于5050150150范圍內的溫度測范圍內的溫度測 量。易加工，價格便宜，在此溫度內量。易加工，價格便宜，在此溫度內 近似線性。近似線性。關系式：關系式：

18、RtRtR0R0（1 1a a0 0t t） 其中：其中：R0R0溫度為溫度為00時的電阻值時的電阻值 a a0 0熱電阻的溫度系數熱電阻的溫度系數 鉑熱電阻鉑熱電阻a a0 0=3.9=3.910103 3/ 銅熱電阻銅熱電阻a a0 0=4.25=4.2510103 3/ 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)熱電阻測溫的電路連接方法：熱電阻測溫的電路連接方法： 二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 IV恒定電流恒定電流 熱電阻熱電阻 二線制測量二線制測量 abcV1V2熱電阻熱電阻R R 線阻線阻R1 R1 三線制測量三線制測

19、量 R3R4RR1R2 恒流恒流I I 高阻測量高阻測量 四線制測量四線制測量 其它測溫方法其它測溫方法（1 1）熱電偶測溫）熱電偶測溫（2 2）半導體元件測溫）半導體元件測溫 （3 3）集成電路測溫）集成電路測溫（4 4）數字溫度傳感器）數字溫度傳感器 電橋測量電橋測量 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 （2 2）壓力傳感器）壓力傳感器 電位計式壓力傳感器電位計式壓力傳感器 感壓過程：壓力感壓過程：壓力-機械位移機械位移 被測壓力被測壓力-真空膜

20、盒真空膜盒-膜盒產生位移膜盒產生位移-位移放大位移放大-傳動機構帶動電刷在電位器上移動。傳動機構帶動電刷在電位器上移動。特點：特點：A A、輸出信號較大，可達、輸出信號較大，可達V V級。級。B B、不需專用放大電路。、不需專用放大電路。C C、精度低，壽命短，功耗高。、精度低，壽命短，功耗高。長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 （2 2）壓力傳感器）壓力傳感器 應變式壓力傳感器應變式壓力傳感器 感壓過程：機械應變感壓過程：機械應變-電阻變化電阻變化

21、 壓力壓力圓柱筒圓柱筒筒壁產生變形筒壁產生變形應變電阻應變電阻R1 - R4R1 - R4變化變化 橋式電路進行測量橋式電路進行測量P實心端頭實心端頭R1R2R3R4法蘭法蘭 結構：結構：A A、結構簡單，體積小、結構簡單，體積小B B、輸出信號小，抗干擾能力差、輸出信號小，抗干擾能力差C C、一般用于高壓測量、一般用于高壓測量長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 （2 2）壓力傳感器）壓力傳感器 電容式壓力傳感器電容式壓力傳感器 感壓過程：機械應變感

22、壓過程：機械應變-電容變化電容變化 壓力壓力極板產生變形極板產生變形極板間電容變化極板間電容變化橋式電路測量橋式電路測量 固定極板固定極板P活動極板固定端活動極板固定端彈性膜片彈性膜片)(0FAC其中：其中：0 0真空中的介點電常數，真空中的介點電常數， 0 0=8.85=8.85* *1010-12-12(F/m)(F/m) 極板間介質相對介電常數，極板間介質相對介電常數， 空氣中空氣中=1=1 A- A-極板面積極板面積極板間距極板間距長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 長春工程學院能源動

23、力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 （2 2）壓力傳感器）壓力傳感器 壓電式壓力傳感器壓電式壓力傳感器 感壓過程：機械應變感壓過程：機械應變-電荷變化電荷變化 壓力壓力石英晶體變形石英晶體變形產生電荷變化產生電荷變化電荷測量電荷測量 石英晶片石英晶片1石英晶片石英晶片2P膜片膜片q=2dq=2d1111SP SP 其中：其中：d d1111石英晶體的壓電常數石英晶體的壓電常數 S-S-有效面積有效面積P-P-壓力壓力 q-q-電荷電荷 長春工程學院能源動力工程學院長春

24、工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 （2 2）壓力傳感器）壓力傳感器 電感式壓力傳感器電感式壓力傳感器 感壓過程：機械應變感壓過程：機械應變-電感變化電感變化 彈性元件受壓彈性元件受壓產生位移產生位移改變磁路中氣隙改變磁路中氣隙線圈電感量發(fā)線圈電感量發(fā) 生變化生變化電橋測量電橋測量二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 特點：特點： 測量精度高測量精度高 可用于位移測量可用于位移測量

25、變換電路復雜變換電路復雜 應用：應用： 水輪機導葉開度測量水輪機導葉開度測量 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 （3 3）流量傳感器）流量傳感器 二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 容積式流量計容積式流量計 工作原理：工作原理：它利用機械測量元件把流它利用機械測量元件把流 體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分部分, ,根據測量室逐次重復地充滿和排根據測量室逐次重復地充滿和排 放該體積部分流體的次數來測量流體放該體積部分流體的次數來測量流體體積總量。體積

26、總量。 優(yōu)點優(yōu)點: : 精度高、管道條件對計量精度沒精度高、管道條件對計量精度沒有影響、可用于高粘度液體的測量、范有影響、可用于高粘度液體的測量、范圍度寬。圍度寬。 缺點缺點: : 結果復雜、體積大、被測介質種結果復雜、體積大、被測介質種 類、口徑、介質工作狀態(tài)局限性大、不類、口徑、介質工作狀態(tài)局限性大、不適用于高、低溫場合。適用于高、低溫場合。 適用適用: : 小流量測量小流量測量 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 （3 3）流量傳感器）流量傳感器 二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀

27、表 速度式流量計速度式流量計渦輪流量渦輪流量計計 工作原理：工作原理：流體沖擊渦輪葉片使渦輪流體沖擊渦輪葉片使渦輪旋轉，渦輪轉速與流量成正比，測出旋轉，渦輪轉速與流量成正比，測出單位時間內的轉數，轉換出流量和體單位時間內的轉數，轉換出流量和體積累計量。積累計量。 特點：特點：計量精度高；測量范圍寬；耐計量精度高；測量范圍寬；耐壓高，可達壓高，可達10MPa10MPa；易安裝，易維修；易安裝，易維修；尺寸小，重量輕。尺寸小，重量輕。適用：中小型圓管路流量測量適用：中小型圓管路流量測量 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)3 3、水電廠常

28、用傳感器、水電廠常用傳感器 （3 3）流量傳感器）流量傳感器 二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 速度式流量計速度式流量計超聲波流量計超聲波流量計 工作原理：工作原理：超聲波在流動的流體中傳超聲波在流動的流體中傳播時，就載上流體流速的信息，因此，播時，就載上流體流速的信息，因此，通過接收到的超聲波就可以檢測出流通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。體的流速，從而換算成流量。特點：特點：計量準確度可達到計量準確度可達到0.5%0.5%，具，具有準確度高、重復性好、量程比寬、有準確度高、重復性好、量程比寬、抗干擾能力較強、維修量小、可測雙抗干擾能力較強、維修量小、可測雙向

29、流等特點。向流等特點。 適用：大管路流量測量適用：大管路流量測量 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 （3 3）流量傳感器）流量傳感器 二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 感應式流量計感應式流量計電磁流量計電磁流量計 工作原理：工作原理：產生一個磁場強度為產生一個磁場強度為B B并垂并垂直于管道軸線的磁場，導體在磁場中直于管道軸線的磁場，導體在磁場中作切割磁力線時，導體的兩端要產生作切割磁力線時，導體的兩端要產生感應電動勢，在導體（被測量的介質）感應電動勢，在導體（被測量的介質）兩端產

30、生一個與流速兩端產生一個與流速“V”V”成正比的感成正比的感應電壓應電壓“U”U”。 特點：特點：可測小流量、不能測氣體和非可測小流量、不能測氣體和非導磁介質。導磁介質。適用：大、中、小管路流量測量適用：大、中、小管路流量測量 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 （4 4）位移傳感器）位移傳感器 二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 水電廠中位移的測量水電廠中位移的測量 線位移測量場合：線位移測量場合：1、導水機構接力器行程；、導水機構接力器行程； 2、閘門開度；、閘門開度； 角位移測量

31、場合：角位移測量場合：1、導葉開度；、導葉開度； 2、槳葉開度；、槳葉開度； 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 （4 4）位移傳感器）位移傳感器 電阻式線位移傳感器電阻式線位移傳感器 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 （4 4）位移傳感器）位移傳感器 電感式線位移傳感器電感式線位移傳感器 長春工程學院能

32、源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 （4 4）位移傳感器）位移傳感器 電渦流小位移傳感器電渦流小位移傳感器 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 （5 5）磁電式振動傳感器）磁電式振動傳感器 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用

33、傳感器 二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 （6 6）油混水傳感器）油混水傳感器 油品質測量的意義油品質測量的意義 油混水測量的機理油混水測量的機理 電阻式油混水傳感器電阻式油混水傳感器 電導式油混水傳感器電導式油混水傳感器 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 （7 7）轉速傳感器）轉速傳感器 轉速測量的主要方法轉速測量的主要方法 光電轉換式光電轉換式 電磁脈沖式電磁脈沖式 電渦流式電渦流式 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程

34、學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 （8 8）水位傳感器）水位傳感器 浮子式水位計浮子式水位計 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)二、傳感器與測量儀表二、傳感器與測量儀表 3 3、水電廠常用傳感器、水電廠常用傳感器 （8 8）水位傳感器）水位傳感器 差壓投入式水位計差壓投入式水位計 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)三、水利機組的參數測量三、水利機組的參數測量 1 1、電參量測量

35、、電參量測量 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)三、水力機組的參數測量三、水力機組的參數測量 2 2、水位測量、水位測量 （1 1）測量目的）測量目的 了解水庫上下游水位，位防洪、調度、了解水庫上下游水位，位防洪、調度、經濟經濟 運行提供數據；運行提供數據； 了解各種水箱、水池水位，為供排水了解各種水箱、水池水位，為供排水裝置的運行、水泵的控制提供數據；裝置的運行、水泵的控制提供數據； （2 2）測量要求）測量要求 在自由水面處測量；在自由水面處測量； 水流平穩(wěn)、流速盡可能小，無漩渦或水流平穩(wěn)、流速盡可能小，無漩渦或翻騰；翻騰； 測

36、點距上下游進、出水口較近；測點距上下游進、出水口較近； 盡量設專門測井，以減少水面波動；盡量設專門測井，以減少水面波動； 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)三、水利機組的參數測量三、水利機組的參數測量 2 2、水位測量、水位測量 （3 3）測點布置）測點布置 - H= 上上 下下 - h 影響因素：影響因素： 冬季結冰的影響冬季結冰的影響 水面漂浮物的影響水面漂浮物的影響 水流泥沙含量的影響水流泥沙含量的影響 h-水頭損失水頭損失 工作水頭計算：工作水頭計算： 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控

37、系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)三、水利機組的參數測量三、水利機組的參數測量 2 2、振動測量、振動測量 （1 1）振動原因：）振動原因： 機械振動；機械振動； 水力振動；水力振動； 電磁振動；電磁振動； （2 2）測量內容：）測量內容： 振動測量；振動測量； 擺渡測量；擺渡測量； 壓力脈動測量；壓力脈動測量； （3 3）測點布置）測點布置 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)三、水利機組的參數測量三、水利機組的參數測量 3 3、溫度測量、溫度測量 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系

38、統(tǒng)四、物理量測量的過程通道四、物理量測量的過程通道 1 1、模擬量輸入通道、模擬量輸入通道 （1 1）何為模擬量輸入通道？）何為模擬量輸入通道？ （2 2）模擬量輸入通道的基本組成）模擬量輸入通道的基本組成 傳感器傳感器信號調理電路信號調理電路采集電路采集電路被測信號被測信號微機系統(tǒng)微機系統(tǒng)（3 3）模擬量輸入通道的基本功能）模擬量輸入通道的基本功能 非電量到電量的轉換非電量到電量的轉換 信號規(guī)格的統(tǒng)一，如信號規(guī)格的統(tǒng)一，如0 05V5V等等 數字量信號的轉換（數字量信號的轉換（A/DA/D） 通過接口電路送入計算機通過接口電路送入計算機長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院

39、水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)四、物理量測量的過程通道四、物理量測量的過程通道 多路分時采集、分時輸入結構多路分時采集、分時輸入結構 （3 3）模擬量輸入通道結構形式）模擬量輸入通道結構形式 2 2、模擬量輸入通道、模擬量輸入通道 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)四、物理量測量的過程通道四、物理量測量的過程通道 多路同步采集、分時輸入結構多路同步采集、分時輸入結構 （3 3）模擬量輸入通道結構形式）模擬量輸入通道結構形式 2 2、模擬量輸入通道、模擬量輸入通道 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電

40、廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)四、物理量測量的過程通道四、物理量測量的過程通道 分散采集式結構分散采集式結構 （3 3）模擬量輸入通道結構形式）模擬量輸入通道結構形式 2 2、模擬量輸入通道、模擬量輸入通道 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)四、物理量測量的過程通道四、物理量測量的過程通道 （4 4）對模擬量輸入通道各環(huán)節(jié)的要求）對模擬量輸入通道各環(huán)節(jié)的要求 對模擬量輸入通道各環(huán)節(jié)的要求對模擬量輸入通道各環(huán)節(jié)的要求切換電路切換電路 采樣速度：每秒可完成采樣的點數，一般幾十到幾百點。采樣速度：每秒可完成采樣的點數，一般幾十到幾百

41、點。導通與關斷電阻：導通電阻越小越好，關斷電阻越大越好。導通與關斷電阻：導通電阻越小越好，關斷電阻越大越好。通道隔離性：越高越好。通道隔離性：越高越好。常用器件：干簧管繼電器、電子開關常用器件：干簧管繼電器、電子開關調理電路調理電路 零點漂移越小越好。零點漂移越小越好。 抗干擾能力越強越好抗干擾能力越強越好。 A/DA/D電路電路 轉換精度一般要求轉換精度一般要求8 81414位。位。轉換時間根據路數的多少確定。轉換時間根據路數的多少確定。 2 2、模擬量輸入通道、模擬量輸入通道 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)四、物理量測量的過

42、程通道四、物理量測量的過程通道 （5 5）模擬量輸入通道信號傳輸方式）模擬量輸入通道信號傳輸方式 信號的傳輸形式信號的傳輸形式 發(fā)訊器發(fā)訊器生產過程生產過程傳感調理傳感調理采樣電路采樣電路A/DA/D轉換轉換接受器接受器接口電路接口電路計算機計算機現場側現場側控制室側控制室側生產過程生產過程傳感調理傳感調理采樣電路采樣電路A/DA/D轉換轉換接口電路接口電路計算機計算機監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)機組側機組側機旁側機旁側網絡網絡總線總線電纜電纜2 2、模擬量輸入通道、模擬量輸入通道 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)四、物理量測量的過程通道四、

43、物理量測量的過程通道 (1) (1) 何為模擬量輸出通道？何為模擬量輸出通道？ (2) (2) 模擬量輸出通道的基本組成模擬量輸出通道的基本組成 顯示器顯示器記錄器記錄器寄存器寄存器D/A調理電路調理電路調節(jié)器調節(jié)器(3) (3) 模擬量輸入通道的基本功能模擬量輸入通道的基本功能 數字數字-模擬的轉換模擬的轉換 信號的放大與驅動信號的放大與驅動2 2、模擬量輸出通道、模擬量輸出通道 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)四、物理量測量的過程通道四、物理量測量的過程通道 （3 3）模擬量輸出通道結構形式）模擬量輸出通道結構形式 數據分配分

44、時轉換結構數據分配分時轉換結構 2 2、模擬量輸出通道、模擬量輸出通道 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)四、物理量測量的過程通道四、物理量測量的過程通道 數據分配同步轉換結構數據分配同步轉換結構 2 2、模擬量輸出通道、模擬量輸出通道 （3 3）模擬量輸出通道結構形式）模擬量輸出通道結構形式 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)四、物理量測量的過程通道四、物理量測量的過程通道 （4 4）模擬量輸出通道主要性能指標）模擬量輸出通道主要性能指標 2 2、模擬量輸出通道、模擬量

45、輸出通道 分辨率指標：分辨率指標：主要由主要由D/AD/A決定。決定。 通道容量：通道容量：所能控制的回路數，由現場需要決定。所能控制的回路數，由現場需要決定。 通道輸出信號形式：通道輸出信號形式： 電壓輸出電壓輸出: : 速度快、精度高速度快、精度高; ; 電流輸出電流輸出: :傳輸距離遠，傳輸距離遠， 抗干擾能力強，抗干擾能力強， 用于遠距離或現場電磁環(huán)境比較惡劣的場合。用于遠距離或現場電磁環(huán)境比較惡劣的場合。 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)四、物理量測量的過程通道四、物理量測量的過程通道 3 3、開關量輸入通道、開關量輸入

46、通道 (1) (1) 何為開關量輸入通道？何為開關量輸入通道？ (2) (2) 開關量輸入通道的基本組成開關量輸入通道的基本組成 直接輸入式直接輸入式 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)四、物理量測量的過程通道四、物理量測量的過程通道 3 3、開關量輸入通道、開關量輸入通道 光電隔離輸入式光電隔離輸入式 (2) (2) 開關量輸入通道的基本組成開關量輸入通道的基本組成 長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)四、物理量測量的過程通道四、物理量測量的過程通道 4 4、開關量輸出通

47、道、開關量輸出通道 (1) (1) 何為開關量輸出通道？何為開關量輸出通道？ (2) (2) 開關量輸出通道的基本組成開關量輸出通道的基本組成 (3) (3) 開關量輸出通道的基本形式開關量輸出通道的基本形式 有觸點形式開關量輸出有觸點形式開關量輸出 特點：接觸電阻小但壽命短、速度低。特點：接觸電阻小但壽命短、速度低。應用：控制電機的啟動、斷路器的操作等。應用：控制電機的啟動、斷路器的操作等。 無觸點形式開關量輸出無觸點形式開關量輸出特點：開出速度高、可靠性高、成本較高。特點：開出速度高、可靠性高、成本較高。 應用：要求輸出速度較高的場合。應用：要求輸出速度較高的場合。長春工程學院能源動力工程學院長春工程學院能源動力工程學院水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)（1 1）伺服電機）伺服電機 四、物理量測量的過程通道四、物理量測量的過程通道 5 5、監(jiān)控系統(tǒng)中常用執(zhí)行部件、監(jiān)控系統(tǒng)中常用執(zhí)行部件 伺服電機：伺服電機：執(zhí)行電動機，把所收到的電信號轉換成電執(zhí)行電動機，把所收到的電