史上最全的模拟量讲述,仪表自动化及相关人员必须收藏

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一、模拟量:是指变量在一定范围内连续变化的量,它是和数字量相对而言的。

如上图所示,模拟量是在范围内任意时间点都存在。如我们工业生产及生活中常见的供暖锅炉温度;密封容器压力;燃料油流量;储油罐液位;燃烧时火焰的高度等等,都是模拟量。下一步要了解如何将这些常用的模拟量测量出来,并送给控制系统去显示或控制。
二、模拟量检测
1、供暖锅炉温度测量:

如上图所示,综合考虑,选用了热电偶或热电阻作为检测仪表,来测量该锅炉温度,红色方框标出了送给控制系统的信号。
2、密封容器压力测量

如上图所示,综合考虑,选用了标准压力变送器作为检测仪表,来测量该密闭容器压力,红色方框标出了送给控制系统的信号。
3、燃料油流量测量:

如上图所示,综合考虑,选用了椭圆齿轮流量计作为检测仪表,来测量该燃料油流量,红色方框标出了送给控制系统的信号。
4、储油罐液位测量:

如上图所示,综合考虑,选用了钢带(码带)液位计作为检测仪表,来测量该燃料油罐内液位高度,红色方框标出了送给控制系统的信号。
5、燃烧时火焰的高度测量:

如上图所示,综合考虑,选用了紫外线火焰探测器作为检测仪表,来测量该燃烧炉的炉内火焰大小,红色方框标出了送给控制系统的信号。
上述五种检测仪表的选型不是唯一(适当)选择,但也是在生产中曾经用过的选择,并非凭空杜撰。
除此之外在工业生产中还有很多特殊模拟量,比如压缩机的转速、轴震动、轴位移等等,在这里就不一一叙述了。也就是说在实际的模拟量测量仪表要送给控制系统的信号会五花八门,形式多样,下一步就是控制系统如何接收这些五花八门的信号了。
三、控制系统的模拟量输入
控制系统种类繁多,针对模拟量信号的输入,我们一定会想到模拟量输入卡(AI),但是AI卡一般只能接收标准的4~20mA信号。

针对上述诸多信号如何处理呢?
PI卡件可以接收检测仪表送来的频率(HZ)信号。

针对热电偶和热电阻,还有个叫LLAI的(不同厂家可能名称不一样,功能一致)可以接收热电偶的mV信号、热电阻的电阻信号。
对应现场供电(四线制)仪表、现场接地仪表、信号为1~5仪表由于规范要求现场电和系统的电不能混合,现场的地也不能与系统的地混合,避免产生干扰等不确定因素。各个控制系统一般会采用开关、跳线、接入不同端子等方式处理,如下图:

不同厂家系统处理方式及界面不同,上图仅供参考。
如遇到特殊信号,所使用控制系统无法通过设置接收该信号的,只能选择投入资金使用特定的信号转换设备将信号转换为该系统可接收的信号。
信号通过模拟量输入卡已经引入到控制系统,模拟量输入卡除了具有信号引入功能外,还能对信号进行初步处理,也就是将它接收的检测仪表信号进行转换,最终转换成送给控制器的是数据,绝大多数默认为0~100。下一步就是要对0~100进行处理,让工作人员看到现场的实际数值。
四、模拟量信号在控制系统中处理
控制系统要通过软件组态对0~100进行转换,转换为实际数值。

如上图所示,模拟量经过检测仪表转换为控制系统识别的电信号,电信号通过模拟量输入卡接入并进行初步处理为0~100数据,数据最后经过软件组态转换成与实际相同的模拟量数据去显示或参与控制管理。
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