由第2章可知,即便對(duì)一個(gè)最簡(jiǎn)單的磁翻板液位計(jì)單回路控制系統(tǒng)而言,除了被控對(duì)象以外,其他的部件都是由各種各樣的儀器儀表構(gòu)成的。除了實(shí)時(shí)控制,很多儀器儀表可能僅僅被用于測(cè)量過(guò)程狀態(tài)和分析產(chǎn)品質(zhì)量。一些安全儀表用于監(jiān)測(cè)火警和有毒、有害物質(zhì),利用光、聲、視屏等進(jìn)行報(bào)警。監(jiān)測(cè)儀表相當(dāng)于“人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)”,一般都由感應(yīng)部分、變送部分以及動(dòng)力部分組成。習(xí)慣上,把一個(gè)儀表的感應(yīng)部分稱為傳感器。顯然,要獲取過(guò)程狀態(tài)和物體的物理化學(xué)性質(zhì),最重要、最繁雜,也是最困難的部分就是傳感器。信息的獲取、保真度、傳輸就靠傳感器和變送器來(lái)實(shí)現(xiàn)。它涉及的學(xué)科種類最多:電學(xué)、機(jī)械學(xué)、材料學(xué)、化學(xué)、電化學(xué)、微電子學(xué)、生化學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、流體力學(xué),等等。而控制類儀表一般指的是調(diào)節(jié)器(控制器)、執(zhí)行部件、手操器等。雖然種類比傳感器少,但是控制類儀表相當(dāng)于人的大腦和手腳,算法多、智能高、動(dòng)能大。還有一些常見(jiàn)和常用的是顯示和記錄儀表。最后一類是一些輔助和安全保護(hù)性的儀器儀表,如安全柵、UPS不間斷電源,等等。
為了操作、開(kāi)停車、巡檢,有些檢測(cè)儀表和顯示儀表就地安裝在塔器、管道、設(shè)備的邊上,稱之為現(xiàn)場(chǎng)就地式儀表。因?yàn)樵诂F(xiàn)場(chǎng)就地顯示,它們獲取的信息可以經(jīng)過(guò)變送器變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)信號(hào)再顯示(同時(shí)把標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送到中央控制室),也可以不經(jīng)過(guò)變送器直接顯示。如一些表壓、液位、溢度、轉(zhuǎn)速等。絕大多數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)測(cè)量信息都要送到
中央控制室顯示和記錄,何況一些重要測(cè)量信息要與其他控制儀表連接,構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。所以很自然地要求這些連接應(yīng)該互相匹配、統(tǒng)一和一致。隨著磁翻板液位計(jì)市場(chǎng)的不斷發(fā)展,國(guó)際行業(yè)協(xié)會(huì)制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)。以最常用的電動(dòng)單元組合儀表為例,就是將電動(dòng)儀表系列化,劃分為能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)一定功能的若干單元,各個(gè)單元之間的連接采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。再由這些少一磯的單元按要求進(jìn)行不同組合,就可構(gòu)成多樣化的、復(fù)雜程度不一的自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)。過(guò)去常用的是電動(dòng)】!型單元組合儀表,現(xiàn)在一些中小企業(yè)還在使用。為了提高儀器儀表本身的安全性能,特別是對(duì)防火、防爆要求很高的周邊環(huán)境和生產(chǎn)過(guò)程,自20世紀(jì)80年代以后,大員采用電動(dòng)III型單元組合儀表。它是一類本質(zhì)安全防爆儀表,安全性更高了,同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)也變了。
雖然儀器儀表的種類和產(chǎn)品極其繁多,但從輸人或輸出信號(hào)的角度來(lái)看,有模擬址信號(hào)、數(shù)字式信號(hào)、正弦波信號(hào)、開(kāi)關(guān)從信號(hào)等。
模擬量信號(hào)又可分為直流電信號(hào)、交流電信號(hào)和氣壓信一號(hào)等。其中直流電模擬最信號(hào)占了大多數(shù)。電動(dòng)II型單元組合儀表的輸人或輸出信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)是0^-10 mA DC。電動(dòng)m型單元組合儀表的輸人或輸出信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)是4-20 mA DC.。還有一類采用模擬一最信號(hào)的儀表是氣動(dòng)儀表.一般地,供氣系統(tǒng)的氣源壓力是0. 14 MPa,而氣動(dòng)儀表的輸人或輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是。.02-0. 1 MPa (20^-100 kPa).它最大的優(yōu)點(diǎn)是安全防爆系數(shù)高,最大的缺點(diǎn)是響應(yīng)慢(與電動(dòng)儀表相比較),F(xiàn)在常用的只有氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),在過(guò)程控制系統(tǒng)中常用的是氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥。電一氣閥門定位器是氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的主要配件,它接受電動(dòng)儀表的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為0-10 mA或4^-20 mA,輸出與之成比例的。.02-0. 1 MPa標(biāo)準(zhǔn)氣動(dòng)信號(hào),推動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作.
雖然目前最常用的是孔板流量計(jì)模擬hi信號(hào),但是數(shù)字式信號(hào)大有后來(lái)者居上之勢(shì)。直流電的模擬員信號(hào)和數(shù)字式信號(hào)之fitj是可以相互轉(zhuǎn)換的,只需通過(guò)A/I)模數(shù)轉(zhuǎn)換(模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字式信號(hào))或D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換(數(shù)字式信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬量信號(hào))就可實(shí)現(xiàn)兩者之間的相互轉(zhuǎn)換。開(kāi)關(guān)員信號(hào)是數(shù)字式信號(hào)的一種特殊形式。顧名思義,開(kāi)關(guān)量信號(hào)只有兩種狀態(tài),開(kāi)和關(guān),0和1,也稱位式信號(hào)。
上述各種傳統(tǒng)檢測(cè)和控制儀表都是“實(shí)體、硬體”,看得見(jiàn),摸得著,現(xiàn)在正受到強(qiáng)烈的挑戰(zhàn)和沖擊。利用計(jì)算機(jī)和編程技術(shù),各種“虛擬儀表”、“軟儀表”層出不窮,雖然目前還無(wú)法全面代林傳統(tǒng)儀器儀表,卻也代表了未來(lái)的一種發(fā)展方向。還有各種“智能化儀表”的不斷出現(xiàn),現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的推廣應(yīng)用,同樣突破了單元組合式儀表的概念和結(jié)構(gòu)。