樓宇自控系統(tǒng)培訓

1,樓宇自控系統(tǒng),2,CityPalaceBuilding1984,ConnecticutState,Hartford,USA聯合技術建筑系統(tǒng)公司UnitedTechnologyBuildingSystemCorp樓內新增計算機、程控交換機、高速通信線路等基礎設施暖通、給排水、消防、保安、供配電、照明、交通等系統(tǒng)均由計算機控制設備管理自動化，使用戶感到更加舒適、方便、安全和高效,世界上第一幢智能建筑,3,建筑智能化系統(tǒng),建筑智能化系統(tǒng)的核心3A+SCS+BMSBA大樓自動化系統(tǒng)BuildingAutomationSystemOA辦公自動化系統(tǒng)OfficeAutomationSystemCA通信自動化系統(tǒng)CommunicationAutomationSystemSCS綜合布線系統(tǒng)StructureCablingSystemBMS建筑物管理系統(tǒng)BuildingManagementSystem,5,智能建筑定義,GB50314-2006智能建筑設計標準以建筑物為平臺，兼?zhèn)湫畔⒃O施系統(tǒng)、信息化應用系統(tǒng)、建筑設備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)等，集結構、系統(tǒng)、服務、管理及其優(yōu)化組合為一體，向人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境。,6,設計標準要求,建筑設備管理系統(tǒng)BMSbuildingmanagementsystem對建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)和公共安全系統(tǒng)等實施綜合管理的系統(tǒng)3.5條款建筑設備管理系統(tǒng)一般規(guī)定不同建筑類型特殊要求,7,驗收標準要求,GB50339智能建筑工程質量驗收規(guī)范建筑設備自動化系統(tǒng)BASbuildingautomationsystem將建筑物或建筑群內的空調與通風、變配電、照明、給排水、熱源與熱交換、冷凍和冷卻及電梯和自動扶梯等系統(tǒng)，以集中監(jiān)視、控制和管理為目的構成的綜合系統(tǒng)。要求：標準第六章,8,其他相關規(guī)范要求,上海市工程建設規(guī)范智能建筑施工及驗收規(guī)范（DG/TJ08-601-2009）涉及BA系統(tǒng)施工及驗收上海市工程建設規(guī)范智能建筑工程應用技術規(guī)程（DG/TJ08-2050-2008）涉及深化設計、調試、檢測試、運行,9,綠色建筑定義,綠色建筑評價標準GB/T50378-2006在建筑的全壽命周期內，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護環(huán)境和減少污染，為人員提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、室內環(huán)境、運營管理建筑智能化系統(tǒng)定位合理，信息網絡功能完善。（5.6.8辦公建筑，一般項）建筑通風、空調、照明等設備自動化監(jiān)控系統(tǒng)技術合理，系統(tǒng)運行高效。（5.6.9辦公建筑，一般項）,10,樓宇自動化系統(tǒng)BAS,BAS通常包括設備控制與管理自動化（BA）、安全自動化（SA）、消防自動化（FA）。但也有時把安全自動化（SA）和消防自動化（FA）和設備控制與管理自動化（BA）并列，形成所謂的“5A”系統(tǒng)。,11,供配電,溫控器,空調/冷凍機,EBIServer,通信接口,樓宇自控系統(tǒng)BA,12,課程主要內容,樓宇自控系統(tǒng)概述集散控制系統(tǒng)簡介樓宇自控中的集散控制系統(tǒng)傳感器與執(zhí)行器基礎主要監(jiān)控對象及監(jiān)控原理工程設計與案例分析,13,1.樓宇自控系統(tǒng)概述,樓宇自控系統(tǒng)（BuildingAutomationSystem，BAS）又稱為建筑設備自動化系統(tǒng)，它是在綜合運用自動控制、計算機、通信、傳感器等技術的基礎上，實現建筑物設備的有效控制與管理，保證建筑設施的節(jié)能、高效、可靠、安全運行，滿足廣大使用者的需求。,14,樓宇設備的計算機自動控制是必然趨勢,建筑物體量大增，功能的多樣性和集成化趨勢使得建筑物內部建筑設備的建設和管理日趨復雜。設備數量龐大，分布區(qū)域廣，控制工藝不一，聯動關系復雜，這為建筑設備的運行操作與管理維護帶來了極大的困難。節(jié)能控制的復雜計算、精密空調系統(tǒng)的準確控制以及供配電系統(tǒng)的高實時性控制也都超出人工操作的能力范圍。因此，樓宇設備的計算機自動控制是現代建筑物設備控制的必然趨勢。,15,BA系統(tǒng)發(fā)展歷史,自動控制技術應用的一個分支，隨著自動控制技術的不斷進步與完善而日趨成熟。20世紀80年代，美國Honeywell公司首次將其DELTA-1000型集散控制系統(tǒng)應用于建筑物設備的控制與管理，建筑物設備開始從單機獨立控制走向多組設備聯動群控，同時控制功能向現場分散，管理功能由計算機工作站集中實現。目前，BA系統(tǒng)集綜合優(yōu)化控制、在線故障診斷、全局信息管理和總體運行協(xié)調等高層次應用為一體的集散控制方式，已將信息、控制、管理、決策有機地融合在一起。,16,廣義BA系統(tǒng)與狹義BA系統(tǒng),廣義BA系統(tǒng)智能建筑“3A”中的BA系統(tǒng)，涵蓋了建筑物中所有機電設備和設施的監(jiān)控內容。狹義BA系統(tǒng)僅包括由各設備廠商或系統(tǒng)承包商利用DDC控制器或PLC控制器對其進行監(jiān)控和管理的電力供應與管理、照明控制管理和環(huán)境控制與管理以及電梯運行監(jiān)控等系統(tǒng)。若無特別注明，BA系統(tǒng)通常表示為狹義BA系統(tǒng)，也稱樓宇自控系統(tǒng)，建筑設備管理系統(tǒng)，設備監(jiān)控系統(tǒng)等。,17,BA系統(tǒng)控制對象與系統(tǒng)功能（廣義）,18,BA系統(tǒng)（狹義）,通信接口,19,BA系統(tǒng)的功能,設備運行監(jiān)控：是樓宇自控系統(tǒng)的首要和基本功能。節(jié)能控制與管理：節(jié)能降耗是全球環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的首要手段。BA系統(tǒng)通過冷熱源群控、最優(yōu)起停、焓值控制、變頻控制等手段可以有效節(jié)約建筑設備運行能耗。設備信息管理：隨著數據分析等信息技術的發(fā)展，BA系統(tǒng)開始由單純的自動控制功能，向自動控制、信息管理一體化發(fā)展。數據有效存儲、分析，為今后建筑設備改造及在線故障診斷提供依據。,20,2.集散控制系統(tǒng),DCSDistributedControlSystem是以多臺微處理器為基礎的集中分散型控制系統(tǒng)。集散系統(tǒng)在傳統(tǒng)的過程控制系統(tǒng)中引入計算機技術，利用軟件組成各種功能模塊，代替過去常規(guī)儀表功能，實現生產過程參數的控制，并用屏幕顯示，應用通信聯網技術組成系統(tǒng)。DCS特點是現場由控制站進行分散控制，實時數據通過電纜傳輸送達控制室的操作站，實現集中監(jiān)控管理，分散控制，將控制功能、負荷和危險分散化。,21,集中控制系統(tǒng)的不足,可靠性：整個系統(tǒng)的控制、管理依賴于中央控制站，一旦中央控制站崩潰，整個系統(tǒng)將陷入癱瘓。運算負荷：全部控制運算功能由中央站控制主機完成，對控制主機中斷優(yōu)先級、分時多任務操作等控制都提出了極高的要求，同時控制主機的運算處理能力限制了整個控制系統(tǒng)的規(guī)模和實時響應能力。網絡負荷：所有現場采集的數據都要通過網絡系統(tǒng)傳送給控制主機進行處理，然后由控制主機發(fā)出命令指揮現場執(zhí)行機構的動作，信息傳輸線路長、網絡傳輸數據量大，當系統(tǒng)監(jiān)控點數較多時實時響應能力差。,22,集散控制系統(tǒng)的優(yōu)點,通過分散控制功能，使得整個系統(tǒng)運算負荷、網絡數據通信和故障影響范圍均得到分散，同時控制功能直接在現場得以實現，也增強了系統(tǒng)的實時響應性。集散控制系統(tǒng)的主要特性是集中管理和分散控制，它是利用計算機、網絡技術對整個系統(tǒng)進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的技術。,23,DCS邏輯結構圖,分支型結構，垂直分成3層，每層橫向分成若干子集。從功能分散上看，縱向分散意味著不同層次的設備具有不同的功能，如實時監(jiān)視、實時控制、過程管理等；橫向分散意味著同級設備之間具有類似的功能。,24,集散控制系統(tǒng)的發(fā)展,第一代DCS，從1975年到80年代初為DCS的發(fā)展期。實現DCS信息集中、控制分散。硬件大多采用16位微處理器，主從通信。第二代DCS80年代至90年代初為第二代DCS時期。硬件采用32位微處理器，普遍應用局部網絡技術，軟件進步。第三代DCS開始采用現場總線技術，它是一種開放式實時網絡系統(tǒng)，是控制界的熱點，也是自動化領域的一項新技術。,第三代集散控制系統(tǒng)的主要改變是在網絡方面，向上能與以太網連接（或者通過網關與其他網絡聯系），構成綜合管理系統(tǒng)；向下支持現場總線，使得過程控制或現場的智能變送器、執(zhí)行器和本地控制器之間實現可靠的實時數據通信，實現分布式控制。,25,樓宇集散控制系統(tǒng)圖,現場總線A,控制總線,可編程接口模塊,室內溫度傳感器,室內溫度傳感器,室內溫度傳感器,吊頂空調控制器,LonMark,區(qū)域控制器A,區(qū)域控制器B,現場總線B,LonTalk,標準通訊系統(tǒng)接口,非標準通訊系統(tǒng)接口,VAV控制器,FCU控制器,現場控制器,現場控制器,現場控制器,帶觸摸屏控制器,NT工作站A,NT工作站B,ETHERNET,100Mbps,78.8Kbps,78.8Kbps,LL網橋,LL網橋,LonTalk,78.8Kbps,數據服務器A,數據服務器B,吊頂空調控制器,就地控制,中央管理,26,3.樓宇自控中的集散控制系統(tǒng),集散控制系統(tǒng)是工業(yè)生產過程控制需求的產物，首先在工控領域得到成功應用，然后逐漸應用于樓宇控制。為適應樓宇控制的特點，集散控制系統(tǒng)的許多備份、冗余措施在樓宇控制中都取消了，系統(tǒng)結構及控制器、工作站的功能也有不同程度的簡化和削弱，但整體系統(tǒng)的組成和構架相同的。因此有人稱樓宇控制系統(tǒng)為“一種低成本的集散控制系統(tǒng)”。,27,樓宇自控系統(tǒng)的典型網絡結構,樓宇自控系統(tǒng)采用集散控制系統(tǒng)的網絡結構，工程建設中具體采用哪種網絡結構應視系統(tǒng)規(guī)模的大小以及所采用的產品而定。樓宇自控系統(tǒng)的網絡結構通常采用總線方式，系統(tǒng)結構可以通過總線層次加以區(qū)別。,28,工作站通過相應接口直接與現場控制設備相連,實際上是一種單層網絡結構，現場設備通過現場控制網絡相互連接，工作站通過通信適配器直接接入現場控制網絡。適用于監(jiān)控點數較少、且分布比較集中的小型樓宇自控系統(tǒng)。,29,典型的兩層網絡構架的樓宇自控系統(tǒng),采用典型的集散控制系統(tǒng)兩層網絡構架，適用于絕大多數樓宇控制系統(tǒng)。上層網絡與現場控制總線兩層網絡滿足不同的設備通信需求，兩層網絡之間通過通信控制器連接。這種網絡結構是許多現場總線產品廠商主推的網絡構架。,30,通信控制器作用,功能簡單的只是起到協(xié)議轉換的作用，在采用這種產品的網絡中不同現場控制總線之間設備的通信仍要通過工作站進行中轉；功能復雜的可以實現路由選擇、數據存儲、程序處理等功能，甚至可以直接控制輸入輸出模塊起到DDC的作用，而成為一個區(qū)域控制器，如美國JohnsonControls的網絡控制單元（NCU）。有些公司（如TAC）甚至將Web服務器功能集成到區(qū)域控制器，這樣用戶甚至不用選配工作站，通過任意一臺安裝有標準網絡瀏覽器（如IE）的PC即可實現所有監(jiān)控任務。,31,三層網絡結構的樓宇自控系統(tǒng),網絡結構在以太網等上層網路與現場控制總線之間又增加了一層中間層控制網絡，這層網絡在通信速率、抗干擾能力等方面的性能都介于以太網等上層網路與底層現場控制總線之間。通過這層網絡實現大型通用功能現場控制設備之間的互連。監(jiān)控點分散，聯動功能復雜場合。,32,現場控制器（DDC）輸入輸出點數,產品設計及工程選型時考慮的主要問題。目前市場上流行的DDC點數從十幾點到幾百點不同。在工程中，有些場合監(jiān)控點比較集中，如冷凍機房的監(jiān)控，適合采用一些大點數的DDC；有些場合監(jiān)控點相對分散，如VAV末端的監(jiān)控，適合采用一些小點數的DDC。廠商在設計DDC時，從經濟性的角度考慮，所選用的處理器、存儲器也會根據此DDC點數的多少有所不同，一般點數較少的DDC功能也相對較弱，點數較多的DDC功能和處理能力也較強。,監(jiān)控點相對分散、聯動功能復雜系統(tǒng)解決方案,在一些諸如VAV末端的控制中，雖然末端設備的基本控制要求較低，但作為整個系統(tǒng)的聯動控制，如風管靜壓控制，單個末端狀態(tài)的變化都會引起其他各監(jiān)控狀態(tài)的變化，這些聯動控制相當復雜。在這類末端分布范圍較廣，而聯動控制復雜的系統(tǒng)監(jiān)控中，無論單獨采用小點數DDC還是大點數DDC都存在許多問題，三層網絡結構的樓宇自控系統(tǒng)就可以體現出其優(yōu)勢。,34,以太網為基礎的兩層網絡構架,以太網在BA系統(tǒng)開始應用于現場控制領域。各大廠商先后推出以太網控制器，這種網絡結構利用高速以太網分流現場控制總線的數據通信量，具有結構簡單、通信速率快、布線工作量?。ㄉ蠈涌芍苯永镁C合布線系統(tǒng)）等特點，是目前樓宇自控系統(tǒng)網絡結構的主流發(fā)展方向。,35,樓宇自控系統(tǒng)的現場控制站,名稱：ProcessInterfaceUnit（過程接口單元）、基本控制器（BasicController）、多功能控制器（MultifunctionController）、DDC功能：現場控制站作為系統(tǒng)的控制級，主要完成各種現場樓宇機電設備運行過程信號的采集、處理及控制，作為控制和操作同時進行。統(tǒng)稱：現場控制節(jié)點,36,現場控制器組成,智能傳感器（控制器）,37,現場控制器結構,中央處理單元輸入輸出通道AI、AO、DI、DO安裝時還要考慮：機柜、電源、安裝導軌、線槽、導線、連接器、輔助繼電設備等。,38,現場控制器安裝,機柜：防塵、防電磁干擾、安裝電源及輔助輸入輸出設備，現場控制器和電源等設備要安裝在相應的機柜內。樓宇自控系統(tǒng)對電源的要求不如工業(yè)控制環(huán)境那么嚴格，一般要求現場控制站的電源由中央控制室或操作員站單獨拉出，這樣現場控制站的電源質量基本與中控站或操作員站設備的電源質量相同，且具有UPS保護?，F場控制器主要是DDC和PLC等設備，集成了CPU模塊、I/O處理模塊、存儲模塊、通信模塊等功能模塊。不同現場控制器的CPU處理能力、I/O點數及存儲器大小各不相同，按實際控制要求選擇。,39,模擬量輸入通道AI,輸入控制過程中各種連續(xù)物理量如溫度、壓力、應力、流量以及電流、電壓等毫伏級電壓信號如熱電偶、熱電阻及應變式傳感器的輸出各種溫度、壓力、位移或各種電量變送器的輸出一般采用420mA標準，信號傳送距離短、損耗小的場合也有采用05V或010V電壓信號傳輸。許多廠商提供的現場控制設備支持將模擬量輸入接口與數字量接口通用稱為通用輸入接口（UI）。,40,DDZ-型變送器兩線制結構示意圖,如圖：符合組合電動儀表固有特性，采用直流集中供電方式，可將差壓變送器、24V直流電源、250電阻串聯起來，壓差的大小確定所通過的電流大小，并將電阻兩端形成的電壓，傳給下一級儀表，作為下一級儀表的輸入。,變送器工作電流4mA,41,模擬量輸出通道AO,輸出420mA電流信號，010mA與15V電壓電動執(zhí)行機構的行程，調速裝置（變頻調速器）、閥門的開度等模擬量。輸出通道一般由D/A模板、輸出端子板與柜內電纜等構成。輸出接口的輸出信號一般都可以在電流型和電壓型之間轉換?？梢灾苯油ㄟ^軟件設置實現，或通過外電路實現，如在420mA標準直流電流信號輸出端接入一個500電阻，電阻的兩端就是DC210V電壓信號。,42,開關量輸入通道DI,用來輸入各種限位（限值）開關、繼電器或閥門連動觸點的開、關狀態(tài)，輸入信號可以是交流電壓信號、直流電壓信號或干接點。由于干接點信號性能穩(wěn)定，不易受干擾，輸入輸出方便，目前應用最廣。數字量輸入接口接收現場各種狀態(tài)信號，經電平轉換、光電轉換及去噪等處理后轉換為相應的0或1輸入存儲單元。數字量輸入接口也可以輸入脈沖信號，并利用內部計數器進行計數。,43,開關量輸出通道DO,用于控制電磁閥門、繼電器、指示燈、聲光報警器等只具有開、關兩種狀態(tài)的設備。數字量輸出接口一般以干接點形式進行輸出，要求輸出的0或1對應于干接點的通或斷。,右圖為利用數字量輸出接口控制一盞24V直流指示燈的電氣原理圖。特別注明：在工程中當控制對象所需要的電源為220V以上或需要通過較大電流時，現場控制器的數字量輸出接口一般不能直接接入相應回路，需要借助中間繼電器、接觸器等設備進行控制。,44,輔助輸入輸出設備,現場控制設備的模擬量/數字量輸入、輸出接口一般都可以直接輸入或輸出信號與現場傳感器、變送器、執(zhí)行機構進行通信，輸入各種現場狀態(tài)、參數，輸出控制現場設備。當使用數字量輸出端口控制現場36V以上電壓或大電流回路時，需要借助各種繼電器、接觸器等輔助設備，以保證現場控制設備的端子不竄入高電壓或通過大電流。,通過中間繼電器實現數字量輸出接口,45,樓宇自控系統(tǒng)管理與控制站,包括一臺中央監(jiān)控站管理服務器和若干個操作員站（分管不同設備子系統(tǒng)的，分散在各監(jiān)控機房的），工程師站為節(jié)約成本一般不單獨固定設置。,46,中央監(jiān)控站功能,中央監(jiān)控站提供集中監(jiān)視、遠程操作、系統(tǒng)生成、報表處理及診斷等功能。它集中了中央管理服務器、操作員站和工程師站的全部功能。,樓宇自控系統(tǒng)的中央監(jiān)控站一般包括一臺中央管理服務器和若干個操作員站（這些操作員站從功能上可以是分管不同設備子系統(tǒng)的，也可以是相互冗余的；從地域上，可以是集中設置的，也可以是分散在各監(jiān)控機房的），工程師站為節(jié)約成本一般不單獨固定設置，而由操作員站實現其功能或利用工程師的計算機臨時接入樓宇自控網絡進行系統(tǒng)組建和維護。,47,操作員站,作為“人機”接口的操作站可以設置在總控制儀表室（設備機房）。典型的操作員站包括大屏幕監(jiān)視器、監(jiān)控計算機以及各種輸入輸出設備等。它作為操作人員與樓宇自控系統(tǒng)之間的接口，提供了集中顯示、打印保存及系統(tǒng)維護、組態(tài)等功能。,48,工程師站,工程師站地位功能類似于操作員站，但具有更多編程、調試功能，通常以筆記本電腦、手抄機形式出現。一般不單獨配置,49,典型樓宇自控系統(tǒng)舉例,霍尼韋爾（Honeywell）公司西門子（SIEMENS）樓宇科技公司江森自控（JohnsonControls）公司施耐德（Schneiderelectrictac）電氣TAC公司,50,霍尼韋爾（Honeywell）公司,建筑智能系統(tǒng)部產品包括樓宇自控（BA）系統(tǒng)、火災報警消防控制（FA）系統(tǒng)和安保（SA）系統(tǒng)。EBI系統(tǒng)是一套基于客戶機/服務器結構的控制網絡軟件，用于完成網絡組建、網絡數據傳送、網絡管理和系統(tǒng)集成。EBI平臺除了服務器軟件、客戶機軟件、開放系統(tǒng)接口軟件以外，還有6個并列的應用軟件系統(tǒng)，涉及建筑設備監(jiān)控、火災報警、安全防范、視頻監(jiān)控、能源管理等方方面面的系統(tǒng)監(jiān)控管理，這些系統(tǒng)能夠通過以太網實現數據交換、聯動控制和信息集成。樓宇自控產品主要有XL8000系列BACnet控制器，XL5000系列控制器及各類末端設備，包括風閥執(zhí)行器、電動閥門、電動閥門執(zhí)行器、電動蝶閥、各類傳感器等。,51,Honeywell的ComfortPoint系統(tǒng),100M,10100M,9.678.6K,52,西門子（SIEMENS）樓宇科技公司,Apogee控制管理系統(tǒng)是用于樓宇設備的集散控制系統(tǒng)，每個DDC控制器均有CPU處理器進行數據處理，獨立工作，不受中央或其他控制器故障的影響，從而提高了整個集控管理系統(tǒng)的可靠性。安裝Windows2000/XP計算機工作站為監(jiān)控平臺，可連接樓宇級網絡（BLN），每條樓宇級網絡可連接DDC控制器，而每個DDC又可通過樓層級網絡（FLN）連接擴展點模塊或終端設備控制器。實現建筑物內的暖通空調、變配電、給排水、冷暖源、照明、電梯扶梯及其他各類系統(tǒng)機電設備管理自動化、智能化、安全化、節(jié)能化，同時為大樓內的工作人員和其他租戶提供最為舒適、便利和高效率的環(huán)境。,53,SIEMENSApogee系統(tǒng)結構,管理級網絡100M,樓宇級網絡115kbit/s,樓層級網絡38.4kbit/s,54,SIEMENSApogee（2層網絡）,55,江森自控（JohnsonControls）公司,1985年在美國成立，其樓宇自控系統(tǒng)Metasys采用開放式結構，可以根據用戶需求集成不同廠商的軟、硬件產品，滿足整個樓宇自控系統(tǒng)的優(yōu)化需求。Metasys系統(tǒng)采用分布式結構、模塊化設計，具有高效、可靠、運行穩(wěn)定等特點。Metasys集成支持目前樓宇自動化及信息產業(yè)中絕大多數的標準，因此其在系統(tǒng)集成、數據交換、數據庫整合等方面也具備了相當的靈活性與互操作性。Metasys系統(tǒng)的模塊化結構由一個或多個現場控制器、網絡控制器和操作站組成，系統(tǒng)可以不斷滿足受控設備擴展的需要，無論是現場控制器或是網絡控制器都可以根據項目的需求不斷擴展。,56,JohnsonControlsMetasysADS系統(tǒng)結構圖,網絡控制引擎,現場總線,57,Metasys系統(tǒng)組成,操作員站：主要由帶鼠標及彩色顯示器的計算機和打印機組成，運行圖形ADS系統(tǒng)軟件和實時監(jiān)控操作軟件，是管理整個系統(tǒng)及實施操作的主要人機界面。網絡控制引擎NAE：和操作站共同構成系統(tǒng)的管理層，其功能主要是實現網絡匹配和信息傳遞，具有總線控制，I/O控制功能，操作站以高速通信方式與下一級智能網絡控制單元進行信息交換?，F場控制器（DDC）：主要功能是接收安裝于各種機電設備內的傳感器、檢測器的信息，按DDC內部預先設置的參數和執(zhí)行程序自動實施對相應機電設備的監(jiān)控。智能網絡控制單元與DDC之間可以通過N2總線RS-485方式或LON方式通信。,58,施耐德電氣TAC公司,TAC（Schneiderelectrictac）是一家專注于樓宇自控、安全防范產品以及能源解決方案的瑞典公司，具有超過80年行業(yè)歷史。2003年，TAC加入法國施耐德電氣集團，并先后收購了安德沃自控（AndoverControl）、英維思樓宇系統(tǒng)（InvensysBuildingSystem）、派爾高（Pelco）等多家樓宇自控及安全防范產品公司。目前業(yè)務已涵蓋了完整的樓宇自控、門禁控制、視頻監(jiān)控、入侵防范及末端產品線。TACVista是施耐德電氣TAC旗下的LonWorks樓宇自控解決方案。此系統(tǒng)最大的特點在于其BuildingIT設計理念。所謂BuildingIT就是將IT的技術、理念充分應用于樓宇自控，從而實現開放、友好、集成與安全。,59,施耐德電氣TACVista系統(tǒng)結構,60,4.傳感器與執(zhí)行器基礎,檢測儀表控制系統(tǒng)溫度檢測壓力檢測流量監(jiān)測物位檢測執(zhí)行器,61,檢測儀表控制系統(tǒng)組成,檢測單元直接測量：溫度、壓力、流量、液位、成份；間接測量變送單元測量信號轉換與傳輸15VDC、420mADC模擬信號和數字信號顯示單元數字、曲線、圖像調節(jié)單元實現PID（比例、積分、微分）調節(jié)執(zhí)行單元氣動、液動、電動,62,溫度測量,溫度：國際單位制（SI）7個基本物理量之一，重要參數。mKgsAmolcd測溫原理通過溫度敏感元件與被測對象熱交換，測量相關物理量，確定被測對象的溫度。測溫方式接觸式：傳熱和對流，有熱接觸，精度高，破壞被測對象熱平衡，存在置入誤差，對測溫元件要求高。非接觸式：接受熱輻射，響應快，對被測對象干擾小，可測高溫、運動對象，適應強電磁干擾、強腐蝕。,63,熱電阻式傳感器,金屬熱電阻半導體熱敏電阻熱電阻式傳感器的應用,基于導體或半導體的電阻值隨溫度而變化的特性。優(yōu)點：信號可以遠傳、靈敏度高、無參比溫度。金屬熱電阻穩(wěn)定性好、準確度高，可作為基準儀表。缺點：電源激勵、自熱現象，影響精度。,64,金屬熱電阻,作為熱電阻的材料要求：電阻溫度系數要大，以提高熱電阻的靈敏度；電阻率盡可能大，以便減小電阻體尺寸；熱容量要小，以便提高熱電阻的響應速度；在測量范圍內，應具有穩(wěn)定的物理和化學性能；電阻與溫度的關系最好接近于線性；應有良好的可加工性，且價格便宜。,熱電阻電阻體（最主要部分）絕緣套管接線盒,使用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅,65,常用熱電阻,鉑熱電阻主要作為標準電阻溫度計，廣泛應用于溫度基準、標準的傳遞。銅熱電阻測量精度要求不高且溫度較低的場合，測量范圍一般為50150。,66,鉑熱電阻目前最好材料,長時間穩(wěn)定的復現性可達10-4K，是目前測溫復現性最好的一種溫度計。,鉑電阻的精度與鉑的提純程度有關,百度電阻比,W（100）越高，表示鉑絲純度越高，國際實用溫標規(guī)定，作為基準器的鉑電阻，W（100）1.3925目前技術水平已達到W（100）1.3930，相當于99.9995%工業(yè)用鉑電阻的純度W（100）為1.3871.390。,67,鉑絲的電阻值與溫度之間的關系，即特性方程如下:,當溫度t在0t650時：,國內統(tǒng)一設計的工業(yè)用標準鉑電阻，W（100）1.391，R0分為10、100、1000，分度號分別為Pt10、Pt100，Pt1000并給出其分度表（給出阻值和溫度的關系）,當溫度t在200t0時：,68,銅熱電阻,應用：測量精度要求不高且溫度較低的場合測量范圍：50150優(yōu)點：溫度范圍內線性關系好，靈敏度比鉑電阻高，容易提純、加工，價格便宜，復制性能好。缺點：易于氧化，一般只用于150以下的低溫測量和沒有水分及無侵蝕性介質的溫度測量。與鉑相比，銅的電阻率低，所以銅電阻的體積較大。,69,銅電阻的阻值與溫度之間的關系為,工業(yè)上使用的標準化銅熱電阻的R0按國內統(tǒng)一設計取50和100兩種，分度號分別為Cu50和Cu100，相應的分度表可查閱相關資料。,A、B、C為常數，常取A(4.254.28)10-3/.,銅熱電阻,70,熱電阻的結構,普通工業(yè)用熱電阻式溫度傳感器,71,熱電阻的結構,電阻絲采用無感繞法（兩線圈電流流向相反，電感互相抵消）繞在絕緣支架上，圖b所示。,1電阻體；2瓷絕緣套管；3不銹鋼套管；4安裝固定件；5引線口；6接線盒；7芯柱；8電阻絲；9保護膜；10引線端,72,小型鉑熱電阻,73,半導體熱敏電阻,利用半導體的電阻值隨溫度顯著變化的特性制成由金屬氧化物和化合物按不同的配方比例燒結優(yōu)點：熱敏電阻的溫度系數比金屬大（49倍）電阻率大，體積小，熱慣性小，適于測量點溫、表面溫度及快速變化的溫度。結構簡單、機械性能好。缺點：線性度較差，復現性和互換性較差。,74,熱敏電阻特點與類型,正溫度系數(PTC)負溫度系數(NTC)臨界溫度系數(CTR),熱敏電阻典型特性,只有NTC用于測溫,75,PTC熱敏電阻正溫度系數用途：各種電器設備的過熱保護，發(fā)熱源的定溫控制，限流元件。CTR熱敏電阻臨界溫度系數在某個溫度上電阻值急劇變化,具有開關特性。用途：溫度開關NTC熱敏電阻很高的負電阻溫度系數應用：點溫、表面溫度、溫差、溫場等測量自動控制及電子線路的熱補償線路,熱敏電阻分類,76,熱敏電阻的結構,構成：熱敏探頭、引線、殼體二端和三端器件：為直熱式，即熱敏電阻直接由連接的電路獲得功率；四端器件：旁熱式體積達到小型化與超小型化。,77,B和值是表征熱敏電阻材料性能的兩個重要參數，熱敏電阻的電阻溫度系數比金屬絲的電阻溫度系數高很多，所以它的靈敏度很高。,熱敏電阻的電阻溫度系數,熱敏電阻在其本身溫度變化1時，電阻值的相對變化量,78,熱敏電阻的線性化,NTC的幾種組合電路及其熱電特性,熱敏電阻的電阻-溫度特性呈指數關系，有較大非線性，一般處理方法是與溫度系數小的電阻進行串并聯，使其等效電阻在一定溫度范圍內是線性的。,79,金屬熱電阻傳感器,工業(yè)廣泛使用，200+500范圍溫度測量。在特殊情況下，測量的低溫端可達3.4K，甚至更低，1K左右。高溫端可測到1000。溫度測量的特點：精度高、適于測低溫。傳感器的測量電路：經常使用電橋，精度較高的是自動電橋。為消除由于連接導線電阻隨環(huán)境溫度變化而造成的測量誤差，常采用三線制和四線制連接法。,80,兩線制,這種引線方式簡單、費用低，但是引線電阻以及引線電阻的變化會帶來附加誤差。兩線制適于引線不長、測溫精度要求較低的場合。,2r/R10-3時，誤差才可忽略,不平衡電橋，輸出電壓正比于Rt（溫度）,81,三線制,熱電阻測溫電橋的三線制接法,工業(yè)用熱電阻一般采用三線制，消除引線電阻影響，提高測量精度,G檢流計，R1，R2，R3固定電阻，Ra零位調節(jié)電阻，Rt熱電阻,82,四線制接法,熱電阻測溫電橋的四線制接法,精密測量中，采用四線制接法，有效消除線路寄生電勢。,調零電位器,83,測溫實例,管道內流體溫度的測量接觸式測溫測點位置：代表性地點，避免溫度死角，避免電磁干擾插入深度：保證一定插入深度，流速足夠大避免高溫管道測點的熱損失誤差,幾種常見測溫元件安裝方式,84,壓力檢測,定義：垂直均勻地作用在單位面積上的力，用p表示。即物理學中定義的壓強。1牛頓力垂直均勻地作用在1平方米面積上所形成的壓力為1“帕斯卡”，簡稱“帕”，符號為Pa。Pa帕斯卡為壓力法定單位，還用有千帕（kPa）、兆帕（MPa）其他壓力單位有工程大氣壓、標準大氣壓、毫米水銀柱、毫米水柱等，需進行換算。,85,常用壓力檢測儀表,彈性壓力計原理：彈性元件在彈性限度內受壓變形，其變形大小與外力成比例。,彈性壓力計的組成框圖,受力變形,位移信號變換,顯示,調整儀表零點和量程,86,彈性壓力計,測壓彈性元件工作原理：感受液體或氣體的壓力或壓力差，輸出位移1）彈性膜片：外緣固定，圓形片狀，中心位移與壓力的關系表示，彈性特性具有良好線性關系。2）波紋管：壁面具有多個同心環(huán)狀波紋，一端封閉，封閉端的位移和壓力在一定范圍內呈線性關系3）彈簧管：圓弧狀，不等軸截面金屬管，自由端位移,87,彈簧管放大圖,當被測壓力p增大時，彈簧管撐直，通過齒條帶動齒輪轉動，從而帶動指針角位移。,88,結構簡單，使用方便，價格低；測壓范圍寬，可測量負壓、微壓、低壓、中壓和高壓，應用廣泛；精確度可達0.1級。,彈簧管壓力計,優(yōu)點：,缺點：,只能就地指示，是現場直讀式儀表。,彈性測壓計信號的遠傳方式,彈性元件的變形或位移轉換為電信號輸出，即可實現遠距離信號傳送。電位器式：結構簡單，線性化好，電位器易磨損，可靠性差?；魻栐剑夯魻栃?，通電導體在磁場中產生電動勢，在不均勻磁場中運動，輸出電勢對應位移。結構簡單，靈敏度高，壽命長，但易受外部磁場干擾。,不均勻磁場,90,霍爾元件輸出的電勢正比與磁感應強度，對應于自由端位移，由此得出被測壓力值。,特點：,結構簡單、靈敏度高，壽命長。對外部磁場敏感，耐振性差。,局部放大圖見右圖,霍爾元件工作原理,霍爾開關,霍爾傳感器,91,壓力傳感器,檢測壓力值并提供遠傳信號的裝置。常見形式有應變式、壓阻式、電容式、壓電式、振頻式。應變式壓力傳感器原理：基于“應變效應”，導體和半導體材料發(fā)生機械變形時，其電阻值將發(fā)生變化金屬材料的K值約為26，半導體材料K值60180應變元件可做成絲狀、片狀和體狀,為材料的應變大小k為材料的電阻應變系數,92,應變式壓力傳感器應用,各種電子秤吊秤,高精度電子汽車衡,應變片在懸臂梁上的粘貼及變形,94,幾種應變式測量的結構示意,各種應變元件與彈性元件配用，組成應變式壓力傳感器。多應變片起到測量均衡與補償作用。,平行雙孔梁傳感器,荷重傳感器原理演示,荷重傳感器上的應變片在重力作用下產生變形。軸向變短，徑向變長。,96,壓阻式壓力傳感器,固體材料在應力作用下發(fā)生形變時，其電阻率發(fā)生變化的現象被稱為“壓阻效應”。是利用硅的壓阻效應和微電子技術制成的，是一種新型傳感器。硅平膜片受壓變形,97,壓阻式壓力傳感器結構示意圖,利用橋式測量電路，橋臂電阻對稱布置，電阻變化時，電橋輸出電壓與膜片所受壓力成對應關系,1硅平膜片；2低壓腔；3高壓腔；4硅杯；5引線,P1,P2,應力分徑向應力r和切向應力t，與位置有關，適當安排擴散電阻位置，可以組成差動電橋。,98,電容式壓力傳感器,利用電容器的原理，將非電量轉換成電容量，進而實現非電量到電量的轉化的器件或裝置。測量范圍大、靈敏度高、結構簡單、適應性強、動態(tài)響應時間短、易實現非接觸測量等。電容式傳感器應用：壓力、位移、厚度、加速度、液位、物位、濕度和成分含量等測量。,99,電容式差壓變送器,高壓側進氣口,低壓側進氣口,電子線路位置,內部不銹鋼膜片的位置,100,工作原理及類型,S極板相對覆蓋面積；d極板間距離；r相對介電常數；0真空介電常數,d、S和中的某一項或幾項有變化時，就改變了電容C的變化。通過電容量測量可以反映線位移或角位移的變化，也可以間接反映壓力、加速度等的變化；的變化則可反映液面高度、材料厚度等的變化。,101,兩室結構的電容式壓力傳感器原理,原理：彈性元件的位移轉換為電容量的變化對于差動平板電容器，其電容變化與板間距離變化的關系為,1，4隔離膜片；2，3不銹鋼基座；5玻璃絕緣層；6固定電極；7彈性膜片；8引線,P1,P2,硅油,硅油,差動平板電容器工作原理,初始狀態(tài)：兩側壓力相等，可動極板位于中間。則：,測壓狀態(tài)：設右側壓力大于左側，中間可動極板向左移動d。則：,103,利用電容差壓變送器測量液體的液位,差壓變送器,施加在高壓側腔體內的壓力與液位成正比：,p=gh,投入式水位計,104,集成式壓力傳感器,采用微機械加工、微電子集成工藝制成集成化傳感器，形成各種智能儀表?？梢酝瑫r檢測差壓、靜壓、溫度三個參數。,集成傳感器的敏感元件示意1溫度元件；2靜壓元件；3差壓元件；4硅杯；5固定臺,105,測壓儀表的使用,測壓儀表的使用測壓儀表的選擇類型測量對象、原理、使用環(huán)境、功能測量范圍一般在量程的1/32/3估算被測壓力上下限后，按壓力儀表的標準系列選定量程。測量精度注意經濟性，滿足需求，工業(yè)測量在0.5級以下。,106,壓力檢測系統(tǒng),一套測量系統(tǒng)包括測量儀表、取壓口、引壓管路。取壓點位置和取壓口形式取壓點的選取原則：取壓點位置避免處于管路彎曲、分叉、死角或流動形成渦流的區(qū)域。取壓口開孔的軸線應垂直設備的壁面，其內端面與設備內壁平齊，不應有毛刺或突出物。測量液體介質的壓力時，取壓口應在管道下部，以避免氣體進入引壓管；測量氣體介質的壓力時，取壓口應在管道上部，以避免液體進入引壓管。,107,取壓口選擇原則示意,1溫度計；2擋板；3閥；4導流板；-不適于做取壓口的地點；-可用于做取壓口的地點,108,引壓管路的敷設,引壓管的內徑、長度的選定與被測介質有關；引壓管路水平敷設時，要保持一定的傾斜度，以避免液體（氣體）的積存；當被測介質容易冷凝或凍結時，引壓管路需有保溫伴熱措施；根據被測介質情況，在引壓管路上要加裝附件，如集液器、集氣器等；在取壓口與儀表之間要裝切斷閥，檢修時使用。,109,引壓管路的敷設情況,1管道；2測壓儀表；3排液罐；4排氣罐,氣體壓力測量,測氣體，壓力表在上方,測氣體，壓力表在下方,測液體，壓力表在上方,測液體，壓力表在下方,110,測量儀表的安裝,壓力計安裝地點易于觀測和檢修，避免振動和高溫。特殊介質測量詞用必要的保護措施。引壓管等連接處，根據介質材料密封。儀表位置與取壓點不在同一高度時，要考慮液體介質液柱靜壓對儀表測量的影響。,111,流量檢測,流量的概念和單位流量概念：短暫時間內流過某一流通截面的流體數量與通過時間之比，該時間足夠短以至可認為在此期間的流動是穩(wěn)定的。又稱瞬時流量。流量可用體積流量和質量流量表示流量表達式體積流量：質量流量：,112,流量的概念和單位,體積流量與質量流量關系：流體平均流速累積流量體積總量質量總量,113,流量檢測方法及流量計分類,流量檢測方法及流量計分類檢測方法：體積流量檢測，質量流量檢測流量計：由流量傳感器和二次儀表構成流量計分類,114,體積流量檢測方法,容積式流量計直接根據排出體積進行流量累計的儀表，利用運動元件的往復次數或轉速與流體連續(xù)排出量成比例進行連續(xù)檢測。容積式流量計的測量機構與流量公式構成：測量室、運動部件、傳動和顯示部件流量方程式：體積總量=固定容積某時間間隔內經過流量計排出流體的固定容積數,115,容積式流量計,幾種容積式流量計1）橢圓齒輪流量計進出口液體壓力差驅動齒輪，兩個齒輪每轉動一圈，流量計將排出4個半月形容積的流體。適用于高粘度液體測量。基本誤差0.2%0.5%，范圍度10:1.,116,容積式流量計,2）腰輪流量計：原理與橢圓齒輪流量計相同，只是一對測量轉子是兩個不帶齒的腰形輪。腰輪驅動由嚙合齒輪完成，穩(wěn)定可靠?？捎糜跍y量液體和氣體，也可測高粘度流體。,腰輪流量計工作原理,嚙合齒輪,117,差壓式流量計,在流通管道上設置流動阻力件，流體通過阻力件時將產生壓力差，此壓力差與流體流量之間有確定的數值關系，通過測量差壓值可以求得流體流量。差壓流量計由產生差壓的裝置與差壓計組成而成。產生差壓的裝置：孔板、噴嘴、文丘利管動壓管、均速管、彎管其它型式差壓流量計：靶式流量計、浮子流量計,118,節(jié)流式流量計,用于測量液體、氣體、蒸汽的流量。節(jié)流裝置：產生差壓，主體是一個局部收縮阻力件，改變流體流通截面，從而在節(jié)流元件前后形成壓力差節(jié)流裝置分為標準和非標準節(jié)流裝置。主要缺點是安裝要求嚴格，流量計前后要求較長直管段；范圍度窄（3:1）；小管徑測量困難（D50mm)；精度低（1%2%）。,節(jié)流式流量計的組成和標準節(jié)流裝置,節(jié)流式流量計的組成1節(jié)流元件；2引壓管路；3三閥組；4差壓計,孔板流量計,標準孔板,120,節(jié)流孔板,后取壓管,前取壓管,原理：流體通過節(jié)流孔板時，流速加快，后取壓管處的壓力減小，形成差壓，對應流量。,節(jié)流裝置（取壓管及內部的節(jié)流孔板）,121,速度式流量計,原理：基于與流體流速有關的各種物理現象。渦輪流量計利用安裝在管道中可以自由轉動的葉輪感受流體的速度變化流量方程式f：信號脈沖頻率；：儀表常數脈沖頻率測量與計數，可分別顯示瞬時流量和累計流量，線性化好。水平安裝、介質清潔，測量精度高、反應快，但成本高，制造困難。,渦輪流量計結構示意1緊固環(huán)；2殼體；3前導流件；4止推片；5葉輪；6磁電轉換器；7軸承；8后導流件；,122,渦輪流量計,葉輪式風流速、流量計,123,速度式流量計,渦街流量計原理：流體流過非流線型阻擋體時會產生穩(wěn)定的漩渦列，漩渦的產生頻率與流體流速有著確定的關系。構成：漩渦發(fā)生體，圓柱、三角柱、矩形柱、T型柱漩渦產生頻率d：漩渦發(fā)生體的特征尺寸；St：斯特羅哈爾數流量方程式：K：儀表系數，通過實驗測得,124,三角柱渦街檢測器原理示意,原理：三角柱兩側旋窩交替產生，周期冷卻熱敏電阻，電阻變化電橋輸出，整形得旋窩產生脈沖。測量幾乎不受流體參數變化的影響，氣體、液體、蒸汽，精度高0.5%1%，壽命長，范圍度大300:1，廣泛應用。不足：流體流速分布情況和脈動情況將影響測量準確度，漩渦發(fā)生體被玷污也會引起誤差。,125,電磁流量計,原理：導電流體在磁場中垂直于磁力線方向流過，在流通管道兩側的電極上將產生感應電勢，右手定則，感應電勢的大小與流體速度有關。感應電勢流量方程式：無阻力件，壓損小，范圍寬，可測脈動和兩相流（泥漿、紙漿），不能測氣體、蒸汽及電導率低液體（石油）。廣泛應用。,C為結構常數，B為磁感應強度，D為管道內經，v為流體平均流速，K為儀表常數,126,電磁流量計工作原理,基本原理：法拉第電磁感應定律：導體在磁場中切割磁力線運動時產生感應電動勢。,127,電磁流量計工作原理,電磁流量計測量原理,電磁流量計結構1外殼；2激磁線圈；3襯里；4測量管；5電極；6鐵芯,原理：非導磁材料制成導管，測量電極嵌在在管壁，通常附有絕緣襯里。導管外激勵線圈產生磁場，液體流動產生電動勢，輸出電流I0與平均流速成正比。,128,熱式質量流量計,原理：流體中熱傳遞與熱轉移與流體質量的關系。利用外熱源對被測流體加熱，測量因流體流動造成的溫度場變化，從而測得流體的質量流量。流量方程式：采用恒定功率法，測量溫差T可以求出質量流量。若采用恒定溫差法，求出輸入功率P就可求出質量流量。,非接觸式對稱結構的熱式流量計示意,1鎳管；(導熱性能好)2加熱線圈；3測溫線圈（電阻）；4調零電阻；5電表,原理：加熱器、測溫電阻安裝在小口徑金屬管壁外，兩個測溫電阻接電橋輸出。管內流體靜止時，調節(jié)電橋平衡。當有流體流過時形成變化溫度場，測溫電阻變化，電橋不平衡電壓輸出，正比于溫差T，由此測出質量。應用：熱式流量計適用于微小流量測量。需測大流量時，要作分流。結構簡單，壓力損失小，非接觸測量。缺點靈敏度低，需溫度補償。,恒定功率法,130,插入式熱式（氣體）質量流量計,原理：由兩個基準級熱電阻(鉑RTD)組成。一個是質量速度傳感器T1，一個是測量氣體溫度變化的溫度傳感器T2。當這兩個RTD置于被測氣體中時，其中傳感器T1被加熱到氣體溫度以上的一個恒定的溫差，另一個傳感器T2用于感應被測氣體溫度。隨著氣體質量流速的增加，氣流帶走更多熱量,傳感器T1的溫度下降，要維持T1、T2恒定的溫度差，T1的加熱功率就要增大。結論：T1的加熱功率與氣體質量流量成正比。,131,物位檢測,物位檢測儀表按測量方式可以分為連續(xù)測量和定點測量兩大類。連續(xù)測量方式能持續(xù)測量物位的變化。定點測量方式只能檢測物位是否達到上限、下限或某個特定的位置，定點測量儀表一般稱為物位開關。,132,壓力、差壓式液位計,測壓力和差壓的儀表，選擇合適量程，均可檢測液位。儀表特點是測量范圍大，無可動部件，安裝方便，工作可靠。對于敞口容器為大氣壓力，在容器底部或側面液位零點處引出壓力信號，儀表指示的表壓力即反映相應的液柱靜壓。,133,壓力、差壓式液位計,由于儀表安裝位置的關系，儀表量程會出現一個附加值，需對讀數進行修正：修正原因：由于安裝高度h所產生的靜壓使液位計的輸出不與零液位相對應。,儀表零點正遷移,134,舌簧管式液位計結構原理圖,環(huán)形磁鐵使浮子中央舌簧管導通，測電阻知液位。,特點：結構簡單、采用兩個舌簧管可提高可靠性。但連續(xù)性差、量程不能太大,固定導管,浮子,俯視圖,135,音叉料位計,音叉式料位開關是一種新型的液位限位開關。音叉由晶體激勵產生振動，當音叉被液體浸沒時振動頻率發(fā)生變化，這個頻率變化由電子線路檢測出來并輸出一個開關量。又被稱作“電氣浮子”，凡使用浮球限位開關和由于結構、湍流、攪動、氣泡、振動等原因不能使用浮球液位開關的場合均可使用“音叉式液位限位開關”。適應性強，被測物料不同的電參數、密度對測量均不產生影響。結垢、攪動、湍流、氣泡、振動、中等粘度、高溫、高壓等惡劣條件對檢測也無影響，便于維護。,電容式物位計,原理：圓筒形電容器的電容值隨物位而變化，其檢查元件是兩個同軸圓筒電極組成的電容器。當圓筒形電極的一部分被物料侵沒時，兩個電極之間的介電常數隨物位的變化而變化。,一定條件下，C與H成正比，測量電容變化可知物位,原有介質,被測介質,物位開關,進行定點測量，用于檢測物位是否達到預定高度（位置），并發(fā)出相應的開關量信號。針對不同的被測對象，物位開關有多種型式，可以測量液位、料位、固-液分界面、液-液分界面，以及判斷物料的有無等。物位開關的特點是簡單、可靠、使用方便，適用范圍廣。物位開關有浮球式、電導式、振動叉式、微波穿透式、核輻射式、運動阻尼式等形式。,138,開關式光纖液位探測器,利用全反射原理可以制成開關式光纖液位探測器。光纖液位探頭由LED光源、光電二極管和多模光纖等組成。,工作原理：一般在光纖探頭的頂端裝有圓錐體反射器，當探頭未接觸液面時，光線在圓錐體內發(fā)生全反射而返回光電二極管；在探頭接觸液面后，將有部分光線透入液體內，而使返回光電二極管的光強變弱。因此，當返回光強發(fā)生突變時，表明測頭已接觸液面，從而給出液位信號.,139,執(zhí)行單元,執(zhí)行器接收來自調節(jié)器的控制信號，由執(zhí)行機構將其轉換成相應的角位移或直線位移去操縱調節(jié)機構（調節(jié)閥）改變控制量，從而使被控變量符合預期要求。其原理簡單，操作比較單一，但大多安裝在現場，要保持其安全運行并不容易。,1