检测与控制参考资料

1、检测技术是以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。检测技术的三大功能：参数测量功能、参数监测控制功能、测量数据分析判断功能。非电量的电测法的优点: 可将不同被测参数转换成相同的电量，便于使用相同的测量和记录仪表； v可以进行远距离测量，从而实现集中控制和远程控制。 v动态测量，记录变化过程，便于动态分析研究； v能自动连续地测量，便于自动记录，配合调节装置，进行自动调节和自动控制； v易于同许多后续的通用数据处理仪器连用，便于对测量结果进行运算处理。 n过程控制性能要求 过程控制要求-在设定值发生变化或受到外界扰动作用时，被控量应能平稳、迅

2、速和准确地趋近或回复到设定值。 l稳定性-首要指标 l快速性-当控制系统受到干扰影响时，控制系统能尽快地做出响应，改变控制量，使被控量与设定值之间有偏差的时间尽可能短。 l准确性-控制系统的被控量与设定值之间的偏差 l偏离度-被控量偏离设定值的离散程度 第3章 、应变测试系统 一、基本测量原理声波在介质中传播时会被吸收而衰减，气体吸收最强而衰减最大，液体次之，固体吸收最小而衰减最小，因此对一给定强度的声波，在气体中传播的距离会明显比在液体和固体中传播的距离短。另外声波在介质中传播时衰减的程度还与声波的频率有关，频率越高，声波的衰减也越大，因此超声波比其他声波在传播时的衰减更明显。超声波在各种介

3、质中传播时其强度逐渐被衰减（所谓强度是指振动波质点的振幅），在传播距离相同的情况下，其衰减的程度与许多因素有关。下面研究超声波在固体颗粒悬浮液中传播时衰减规律。主要内容：u压力检测：液柱式压力计；膜片式、弹簧管式压力表u密度检测：压差式密度计、水柱平衡式密度计u浓度检测：超声波矿浆浓度计u物位检测：直读式液位计、浮力式液位计、静压式液位计、电容式物位计、热电偶式液位计、超声波物位计u流量检测：容积式流量计、差压式流量计、速度式流量计u磁性物含量检测：磁性物含量测量仪测量技术常用四种核辐射源：、射线源和X射线管。 射线，带正电荷的高速粒子流；射线，带负电荷的高速粒子流电子流；射线，一种光子流，不

4、带电，以光速运动，由原子核内放射出；X射线，由原子核外的内层电子被激发而放出的电磁波能量。射线与物质主要有光电效应、康普敦效应和电子偶的生成等作用。p g射线通过物质时，由于光电效应、康普顿效应和电子对生成而损失能量，并逐渐被物质吸收，其强度将被衰减， 它的强度随特吸收物质层的厚度、密度和质量吸收系教呈指数规律衰减。J 一射线穿过物质后的强度； J0一投射到吸收物质上的射线强度； 一质量吸收系数； 一吸收物质的密度； d 吸收物质层的厚度。J0为未穿过物质时的射线强度，它是固定的。如果穿透物的物质组成是稳定的，那么质量吸收系数也是常数。而且如吸收物质层的厚度d是固定，J与密度之间存在对应关系，

5、这就是用以测量密度或矿浆浓度的基本原理。p如果吸收物质的密度不变，那么J与吸收物质层的厚度d有对应关系，核子胶带秤就是利用这个原理测量胶带输送机横断面上的物料层厚度，通过松散系数及测速传感器测出的带速，经数据运算与处理系统便可得出胶带输送机的瞬时输送量。射线与物质相互作用时，产生的光电效应、康普顿效应和电子偶的生成，质量吸收系数是这三部分吸收系数的总和。可表示为m =t +s + c 总的质量吸收系数； 光电效应吸收系数； 康普敦效应吸收系数； 电子偶的生成吸收系数。n过程控制系统的组成（1）被控对象。指需要控制和调节的设备、装置或生产过程，简称为对象。（如上例中浮选机）（2）检测装置。指测量

6、被控对象中的参数的大小，并将其转换成相应的输出信号的装置。（如上例中的液位计）（3）控制器。指把检测装置得到的检测量与给定量之间的偏差信号变换成相应的控制信号的装置。（4）执行器。指具体完成控制任务的装置。（如上例中的电动阀，通过改变泄放量来改变浮选槽的液位）（5）给定装置与比较环节。给定装置的作用是用来提供一个与被控量要求值相对应的电信号。比较环节的作用是将给定值与检测装置检测的被测量进行比较，并将两者的偏差送入控制器，以便利用偏差值来调节被控量。控制器功能：将来自变送器的测量值与给定值相比较后产生的偏差进行一定规律的运算，并输出统一标准信号，去控制执行机构的动作，以实现对温度、压力、流量、

7、液位及其他工艺变量的自动控制。定义：通过自动化装置来控制生产过程，使其在没有人直接参与的情况下，自动地按照预定规律变化的综合性技术称为生产过程自动化，简称过程控制（ProcessControl）。基本控制规律包括位式控制（其中双位控制比较常用）和PID控制，是最基本、最简单、应用最广泛的控制算法。双位控制是一种常见的位式控制。双位控制的规律为， 当测量值大于给定值时，控制器的输出为最大（或最小）； 当测量值小于给定值时，则输出为最小（或最大）；控制器只有两个输出值，相应的控制机构只有开和关两个极限位置，所以也称为开关控制。PID 控制是比例积分微分控制l（Proportional-Integr

8、al-Differential）nPID控制器是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。n历史最久、应用最广，适应性最强的控制方式。n在工业生产过程中，PID控制算法占85%90%。nPID控制是一种统称，基本调节规律有比例（P）、积分（I）、微分（D）。按基本调节规律的组合构成不同控制过程，常用的有比例（P）控制、比例积分（PI）控制、比例微分（PD）控制、比例积分微分（PID）控制。比例控制规律（P）适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、控制要求不高、被控参数允许在一定范围内有余差的场合。n比例积分控制规律（PI）适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、控制参数不允许有余差

9、的场合。n比例微分控制规律（PD）具有超前作用，对容量滞后过程可改善系统的动态性能指标。比例积分微分控制规律（PID）PID控制规律是一种较理想的控制规律，它在比例的基础上引入积分，可以消除余差，再加入微分作用，又提高系统的稳定性。它适用于控制通道时间常数或容量滞后较大、控制要求较高的场合。定义：执行器，又称执行机构，是一种自动控制领域的常用机电一体化设备（器件），是自动化仪表的三大组成部分（检测设备、调节设备和执行设备）中的执行设备。执行器是指：阀门调节阀（连续的）、开关阀(过程控制范畴)电机连续的、开关的(属于流体机械的范畴，起执行器的作用)跳汰自动排料控制系统由床层厚度检测传感器、调节器

10、、执行机构、被控制对象（电动机或闸板）等部分组成。控制原理：床层检测传感器将跳汰机的重物料（I段为矸石、II段为中煤）层的厚度转换成相应的电信号，并与床层各段厚度给定值进行比较，其偏差值送入调节器，调节器根据偏差的大小，输出具有一定功率的电信号。执行机构根据调节器的输出信号来驱动被控对象（电动机或闸板）调节排料量，保持床层稳定，以实现排料的自动控制。床层检测传感器的作用：把跳汰机重产物（I段为矸石、II段为中煤）层的厚度转换为电信号，以便对床层厚度进行（控制）调节。常用的床层检测传感器主要有浮标式传感器、筛下水反压力式传感器和放射性同位素传感器。其中放射性同位素传感器由于结构复杂、造价高且需要

11、对射线进行防护，因而使用很少，而前两种传感器目前使用较多。排料自动控制系统通过检测床层厚度，最终变换成执行机构驱动排料装置动作，调节排料量。因而排料机构对整个自动排料系统有很大的影响。常用的排料装置有叶轮式和闸板式（包括直动闸板、扇形闸板、弧形闸板和托板闸板）两大类。在重介质旋流器选煤过程中，需要不断地对选煤工艺参数进行检测和调整，以保证产品质量和数量的稳定，并保证生产过程的安全进行。重介质悬浮液的密度和流变特性的检测和调整是重介质选煤工艺参数测控的重点。对特定的重介质选煤工艺系统，影响选煤过程的主要工艺参数有：（1）原煤性质：可选性、粒度组成、入选原煤数量。（2）介质性质：重介质悬浮液的浓度、密度和流变特性、介质桶的液位。（3）操作参数：旋流器的入口压力。浮选自动控制分为四个部分：流量自动控制、浓度自动控制、加药自动控制、液位自动控制。浮选药剂的自动添加是浮选自控系统的核心，根据入浮流量和入浮煤浆浓度，自动给出浮选剂添加量的设定值是自控系统的关键。在同一入浮浓度时，浮选药剂的添加量和实际入浮的干煤泥量成正比。当矿浆入料和尾矿排出量均稳定时，浮选槽液位等于给定值，执行机构不动作，排料口适中，液位保持不变。当液位检测装置检测到浮选槽实际液位升高而大于给