发布时间 : 星期四 文章(过热蒸汽温度控制系统设计)更新完毕开始阅读1b611d01e87101f69e31952e
河南城建学院本科毕业设计（论文） 相关器件的选型
4相关器件的选型
4.1温度检测变送器的选择
温度变送器将温度传感元件（热电阻或热电偶）与信号转换放大单元有机集成在一起，用来测量各种工艺过程中-200~1800℃范围内的液体、蒸汽及其它气体介质或固体表面的温度。它通常和显示仪表、记录仪表以及各种控制系统配套使用，温度变送器采用热电偶、热电阻作为测温元件，从测量元件输出信号送到变送器模块，经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、V/I转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成与温度成线性关系的DC4~20mA和DC1~5ｖ或DC0~10mA和DC0~20ｖ标准电动信号输出。
在温度的测量中,热电阻和热电偶是常用的传感器,与之相配的是温度变送器,典型模拟式温度变送器由三部分：输入部分、放大器和反馈部分组成，其测温元件，一般不包括在变送器内，而是通过接线端子与变送器相连接。
检测元件把被测温度Ti转换为变送器的输入信号xi ，送入变送器。经输入回路变换成直流毫伏信号Ui后，Ui和调零与零迁移电路产生的调零信号Uz 的代数和同反馈电路产生的反馈信号进行比较，其差值送入放大器，经放大得到整机的输出信号Io。气动温度变送器还需要将放大器的输出电流信号Io经仪表内的电/气转换器转换成20-100kPa的气压信号。
检测元件
图4.1 典型模拟式温度变送器原理框图
输入部分 零点调整与迁移电路 Ti,XXi 输入回路 Ui+ Uz_ 放大器 I?Uf反馈回路 放大部分 此次设计所用的温度检测变送器是DDZ-Ⅲ热电偶温度变送器。
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4.2控制器的选型
控制器是控制系统的核心。其作用是控制执行器，改变操纵变量，使被控变量符合生产要求。
控制器在闭环控制系统中将检测变送环节传送过来的信息与被控变量的设定值比较后得到偏差，然后根据偏差按照一定的控制规律进行运算，最终输出控制信号作用于执行器上。
本次设计采用的控制器是 DTL-3100型控制器，控制器的侧面板结构如图4.2（b）所示
图4.2 DTL-3100型控制器外形图
(a) 正面板12110X100S0406031007801914152122101617231320右侧图2012425498627 262518左侧图(b) 侧面图
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DTL-3100控制器的表尾共有15个端子，各端子的意义如下：
图4.3 DTL-3100型控制器端子
DTL-3100型控制器是模拟式控制器中较为常见的一种，它以来自变送器或转换器的1～5V直流测量信号作为输入信号，与1～5V直流设定信号相比较得到偏差信号，然后对此信号进行PID运算后，输出1～5V或4～20mA直流控制信号，以实现对工艺变量的控制。
整套仪表可以构成安全火花型防爆系统，而且增加了安全栅，实现控制室与危险场所之间的能量限制和隔离。
有软、硬两种手动操作方式，软手动与自动之间相互切换具有双向无平衡无扰动特性，提高了控制器的操作性能。这是因为在自动与软手动之间有保持状态，此时控制器输出可长期保持不变，所以即使有偏差存在，也能实现无扰动切换。
采用国际标准信号制，现场传输信号为4～20mA直流电流，控制室联络信号为1～5V直流电压，信号电流和电压的转换电阻为250Ω。由于电气零点不是从零开始，因此容易识别断电、断线等故障。信号传输采用电流传送-电压接受的并联方式，即进出控制室的传输信号为直流电流信号（4～20mA），将此电流信号转换成直流电压信号后，以并联形式传输给控制室各仪表。
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4.3执行器的选型
执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。基本的执行机构用于把阀门驱动至全开或全关的位置。用与控制阀的 执行机构能够精确的使阀门走到任何位置。尽管大部分执行机构都是用于开关阀门，但是如今的执行机构的设计远远超出了简单的开关功能，它们包含了位置感应装 置，力矩感应装置，电极保护装置，逻辑控制装置，数字通讯模块及PID控制模块等，而这些装置全部安装在一个紧凑的外壳内。
电动执行器的执行机构和调节机构是分开的两部分，其执行机构分角行程和直行程两种，都是以两相交流电机为动力的位置伺服机构，作用是将输入的直流电流信号线性的转换为位移量。
电动执行机构安全防爆性差，电机动作不够迅速，且在行程受阻或阀杆被扎住时电机容易受损。但是由于执行器本身具有伺服功能，无须外接伺服放大器；可以带过载保护单元；任意选择正反动作；断电后阀门自锁；电动机内部有温度保护开关从而保护电机不被烧毁的等特点。电动执行器在不断改进有扩大应用的趋势。
电动执行器有五种类型：直行程电动执行器、角行程电动执行器、电动调节伐、PID电动调节执行器和电磁阀。前四种属于DDZ型。下面简要介绍一下直行程电动执行器(DKJ)和角行程电动执行器(DKZ)。
直行程与角行程电动执行器的作用是接受调节器或其它仪表送来的DCO一10mA的标准直流电信号，经执行器后变成位移推力或转角力矩，以操作开关、阀门等，完成自动调节的任务。这两种执行器都是由伺服放大器与执行机构两大部分组成的。它们的结构、工作原理和使用方法都是相似的，区别仅在于，一个输出位移(推力)，一个输出转角(力矩)。
ZKZ型电动执行机构可与Ⅲ型仪表配套使用，也可与组装仪表、显示调节仪表配用，以电源为动力，接受统一的标准信号DC4-20mA，将此转变成与输入信号相对应的出轴直线位移，可用于发电厂、钢铁厂、化工、轻工等工业部门的调节系统中。仪表具有连续调节、手动遥控，就地手操三种控制方式。使用ZKZ型直行程电动执行机构的自动调节系统,配用DFD-1000型电动操作器，可实现调节系统手动和自动之间无扰动切换。其特点：
（1）位置发送器具存恒流输出特性，输出电流为DC4?20mA； （2）能承受较频繁起停；
（3）电动执行机构系统稳定性较好；
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