看到“儀表”兩個(gè)字,人們很容易想到電流表、電壓表、示波器等實(shí)驗(yàn)室中常用的測試儀器。本課程要討論的不是這些通用儀表,而是討論生產(chǎn)自動(dòng)化中,特別是連續(xù)生產(chǎn)過程自動(dòng)化中必需的一類專門的儀器儀表,稱為自動(dòng)化儀表。其中包括對工藝參數(shù)進(jìn)行測量的檢測儀表、根據(jù)測量值對給定值的偏差按一定的調(diào)節(jié)規(guī)律發(fā)出調(diào)節(jié)命令的調(diào)節(jié)儀表以及根據(jù)調(diào)節(jié)儀表的命令對進(jìn)出生產(chǎn)裝置的物料或能量進(jìn)行控制的執(zhí)行器等。這些儀表代替人們對生產(chǎn)過程進(jìn)行測量、控制、監(jiān)督和保護(hù),因而是自動(dòng)控制系統(tǒng)的必要組成部分。
上海自動(dòng)化儀表,是由若干自動(dòng)化元件構(gòu)成的,具有較完善功能的自動(dòng)化技術(shù)工具。它一般同時(shí)具有數(shù)種功能,如測量、顯示、記錄或測量、控制、報(bào)警等。自動(dòng)化儀表本身是一個(gè)系統(tǒng),又是整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)。自動(dòng)化儀表是一種“信息機(jī)器”,其主要功能是信息形式的轉(zhuǎn)換,將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)。信號(hào)可以按時(shí)間域或頻率域表達(dá),信號(hào)的傳輸則可調(diào)制成連續(xù)的模擬量或斷續(xù)的數(shù)字量形式。
上海自動(dòng)化儀表是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化*的技術(shù)工具,各種控制原則和設(shè)計(jì)思想都要通過它們才能實(shí)現(xiàn)。因此,每個(gè)從事自動(dòng)控制工作的技術(shù)人員,都應(yīng)該在精通控制理論的同時(shí),充分認(rèn)識(shí)自動(dòng)化技術(shù)工具的重要作用,努力掌握自動(dòng)化儀表的工作原理和性能特點(diǎn),以便合理地選擇和正確的使用它們,組成經(jīng)濟(jì)、可靠、性能優(yōu)良的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
上海自動(dòng)化儀表作為一類專門的儀表,zui早出現(xiàn)于本世紀(jì)40年代初,當(dāng)時(shí)由于石油、化工、電力等工業(yè)對自動(dòng)化的需要,出現(xiàn)了將測量、記錄、調(diào)節(jié)儀表組裝在一個(gè)表殼里的所謂“基地式”自動(dòng)化儀表?;厥降拿Q是指它和后來出現(xiàn)的“單元組合式”儀表相比,比較適于在現(xiàn)場作就地檢測和調(diào)節(jié)之用而得來的。儀表的這種結(jié)構(gòu)形式是和當(dāng)時(shí)自動(dòng)化程度不高、控制分散的狀況基本適應(yīng)的,因而在一段時(shí)期內(nèi)曾獲得了普遍的應(yīng)用。隨著大型工業(yè)企業(yè)的出現(xiàn),生產(chǎn)向綜合自動(dòng)化和集中控制的方向發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)基地式儀表的結(jié)構(gòu)不夠靈活,不如將儀表按功能劃分 ,制成若干種能獨(dú)立完成一定職能的標(biāo)準(zhǔn)單元,各單元之間以規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)相互,這樣,儀表的精度容易提高。在使用中可以根據(jù)需要,選擇一定的單元,積木式地把儀表組合起來,構(gòu)成各種復(fù)雜程度不同的自動(dòng)控制系統(tǒng)。這種積木式的儀表就稱為“單元組合式”儀表。顯然,將全功能的復(fù)雜儀表分解為若干基本單元的做法,無論對儀表制造廠的大量生產(chǎn),還是對用戶的維修選用都是有利的。此外,目前自動(dòng)化程度較高的大、中型企業(yè),大多使用單元組合式儀表,只在小型企業(yè)或分散設(shè)備單機(jī)控制中,由于基地式儀表結(jié)構(gòu)緊湊,價(jià)格便宜,仍有一定的應(yīng)用。
在現(xiàn)代化的凈水廠中,每一個(gè)生產(chǎn)過程總是與相應(yīng)的儀表及自控技術(shù)有關(guān)。儀表能連續(xù)檢測各工藝參數(shù),根據(jù)這些參數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)控制,從而協(xié)調(diào)供需之間、系統(tǒng)各組成部分之間、各水處理工藝之間的關(guān)系,以便使各種設(shè)備與設(shè)施得到更充分、合理的使用。同時(shí),由于檢測儀表測定的數(shù)值與設(shè)定值可連續(xù)進(jìn)行比較,發(fā)生偏差時(shí),立即進(jìn)行調(diào)整,從而保證水處理質(zhì)量。根據(jù)儀表檢測的參數(shù),能進(jìn)一步自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制藥劑投加量,保證水泵機(jī)組的合理運(yùn)行,使管理更加科學(xué)化,達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。由于儀表具有連續(xù)檢測、越限報(bào)警的功能,便于及時(shí)處理事故。儀表還是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的前提條件。所以在*水處理系統(tǒng)中,自動(dòng)化儀表具有非常重要的作用。