檢測與控制參考資料

1、檢測技術(shù)是以研究自動檢測系統(tǒng)中的信息提取、信息轉(zhuǎn)換以及信息處理的理論和技術(shù)為主要內(nèi)容的一門應用技術(shù)學科。檢測技術(shù)的三大功能：參數(shù)測量功能、參數(shù)監(jiān)測控制功能、測量數(shù)據(jù)分析判斷功能。非電量的電測法的優(yōu)點: 可將不同被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成相同的電量，便于使用相同的測量和記錄儀表； v可以進行遠距離測量，從而實現(xiàn)集中控制和遠程控制。 v動態(tài)測量，記錄變化過程，便于動態(tài)分析研究； v能自動連續(xù)地測量，便于自動記錄，配合調(diào)節(jié)裝置，進行自動調(diào)節(jié)和自動控制； v易于同許多后續(xù)的通用數(shù)據(jù)處理儀器連用，便于對測量結(jié)果進行運算處理。 n過程控制性能要求 過程控制要求-在設定值發(fā)生變化或受到外界擾動作用時，被控量應能平穩(wěn)、迅

2、速和準確地趨近或回復到設定值。 l穩(wěn)定性-首要指標 l快速性-當控制系統(tǒng)受到干擾影響時，控制系統(tǒng)能盡快地做出響應，改變控制量，使被控量與設定值之間有偏差的時間盡可能短。 l準確性-控制系統(tǒng)的被控量與設定值之間的偏差 l偏離度-被控量偏離設定值的離散程度 第3章 、應變測試系統(tǒng) 一、基本測量原理聲波在介質(zhì)中傳播時會被吸收而衰減，氣體吸收最強而衰減最大，液體次之，固體吸收最小而衰減最小，因此對一給定強度的聲波，在氣體中傳播的距離會明顯比在液體和固體中傳播的距離短。另外聲波在介質(zhì)中傳播時衰減的程度還與聲波的頻率有關(guān)，頻率越高，聲波的衰減也越大，因此超聲波比其他聲波在傳播時的衰減更明顯。超聲波在各種介

3、質(zhì)中傳播時其強度逐漸被衰減（所謂強度是指振動波質(zhì)點的振幅），在傳播距離相同的情況下，其衰減的程度與許多因素有關(guān)。下面研究超聲波在固體顆粒懸浮液中傳播時衰減規(guī)律。主要內(nèi)容：u壓力檢測：液柱式壓力計；膜片式、彈簧管式壓力表u密度檢測：壓差式密度計、水柱平衡式密度計u濃度檢測：超聲波礦漿濃度計u物位檢測：直讀式液位計、浮力式液位計、靜壓式液位計、電容式物位計、熱電偶式液位計、超聲波物位計u流量檢測：容積式流量計、差壓式流量計、速度式流量計u磁性物含量檢測：磁性物含量測量儀測量技術(shù)常用四種核輻射源：、射線源和X射線管。 射線，帶正電荷的高速粒子流；Ø射線，帶負電荷的高速粒子流電子流；

4、6;射線，一種光子流，不帶電，以光速運動，由原子核內(nèi)放射出；ØX射線，由原子核外的內(nèi)層電子被激發(fā)而放出的電磁波能量。射線與物質(zhì)主要有光電效應、康普敦效應和電子偶的生成等作用。p g射線通過物質(zhì)時，由于光電效應、康普頓效應和電子對生成而損失能量，并逐漸被物質(zhì)吸收，其強度將被衰減， 它的強度隨特吸收物質(zhì)層的厚度、密度和質(zhì)量吸收系教呈指數(shù)規(guī)律衰減。J 一射線穿過物質(zhì)后的強度； J0一投射到吸收物質(zhì)上的射線強度； 一質(zhì)量吸收系數(shù)； 一吸收物質(zhì)的密度； d 吸收物質(zhì)層的厚度。J0為未穿過物質(zhì)時的射線強度，它是固定的。如果穿透物的物質(zhì)組成是穩(wěn)定的，那么質(zhì)量吸收系數(shù)也是常數(shù)。而且如吸收物質(zhì)層的厚度

5、d是固定，J與密度之間存在對應關(guān)系，這就是用以測量密度或礦漿濃度的基本原理。p如果吸收物質(zhì)的密度不變，那么J與吸收物質(zhì)層的厚度d有對應關(guān)系，核子膠帶秤就是利用這個原理測量膠帶輸送機橫斷面上的物料層厚度，通過松散系數(shù)及測速傳感器測出的帶速，經(jīng)數(shù)據(jù)運算與處理系統(tǒng)便可得出膠帶輸送機的瞬時輸送量。射線與物質(zhì)相互作用時，產(chǎn)生的光電效應、康普頓效應和電子偶的生成，質(zhì)量吸收系數(shù)是這三部分吸收系數(shù)的總和?？杀硎緸閙 =t +s + c 總的質(zhì)量吸收系數(shù)； 光電效應吸收系數(shù)； 康普敦效應吸收系數(shù)； 電子偶的生成吸收系數(shù)。n過程控制系統(tǒng)的組成（1）被控對象。指需要控制和調(diào)節(jié)的設備、裝置或生產(chǎn)過程，簡稱為對象。（如

6、上例中浮選機）（2）檢測裝置。指測量被控對象中的參數(shù)的大小，并將其轉(zhuǎn)換成相應的輸出信號的裝置。（如上例中的液位計）（3）控制器。指把檢測裝置得到的檢測量與給定量之間的偏差信號變換成相應的控制信號的裝置。（4）執(zhí)行器。指具體完成控制任務的裝置。（如上例中的電動閥，通過改變泄放量來改變浮選槽的液位）（5）給定裝置與比較環(huán)節(jié)。給定裝置的作用是用來提供一個與被控量要求值相對應的電信號。比較環(huán)節(jié)的作用是將給定值與檢測裝置檢測的被測量進行比較，并將兩者的偏差送入控制器，以便利用偏差值來調(diào)節(jié)被控量?？刂破鞴δ埽簩碜宰兯推鞯臏y量值與給定值相比較后產(chǎn)生的偏差進行一定規(guī)律的運算，并輸出統(tǒng)一標準信號，去控制執(zhí)行機

7、構(gòu)的動作，以實現(xiàn)對溫度、壓力、流量、液位及其他工藝變量的自動控制。定義：通過自動化裝置來控制生產(chǎn)過程，使其在沒有人直接參與的情況下，自動地按照預定規(guī)律變化的綜合性技術(shù)稱為生產(chǎn)過程自動化，簡稱過程控制（ProcessControl）?；究刂埔?guī)律包括位式控制（其中雙位控制比較常用）和PID控制，是最基本、最簡單、應用最廣泛的控制算法。雙位控制是一種常見的位式控制。雙位控制的規(guī)律為， 當測量值大于給定值時，控制器的輸出為最大（或最?。?； 當測量值小于給定值時，則輸出為最?。ɑ蜃畲螅?；控制器只有兩個輸出值，相應的控制機構(gòu)只有開和關(guān)兩個極限位置，所以也稱為開關(guān)控制。PID 控制是比例積分微分控制l（P

8、roportional-Integral-Differential）nPID控制器是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制。n歷史最久、應用最廣，適應性最強的控制方式。n在工業(yè)生產(chǎn)過程中，PID控制算法占85%90%。nPID控制是一種統(tǒng)稱，基本調(diào)節(jié)規(guī)律有比例（P）、積分（I）、微分（D）。按基本調(diào)節(jié)規(guī)律的組合構(gòu)成不同控制過程，常用的有比例（P）控制、比例積分（PI）控制、比例微分（PD）控制、比例積分微分（PID）控制。比例控制規(guī)律（P）適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、控制要求不高、被控參數(shù)允許在一定范圍內(nèi)有余差的場合。n比例積分控制規(guī)律（PI）適用于控制通道滯后較小

9、、負荷變化不大、控制參數(shù)不允許有余差的場合。n比例微分控制規(guī)律（PD）具有超前作用，對容量滯后過程可改善系統(tǒng)的動態(tài)性能指標。比例積分微分控制規(guī)律（PID）PID控制規(guī)律是一種較理想的控制規(guī)律，它在比例的基礎上引入積分，可以消除余差，再加入微分作用，又提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它適用于控制通道時間常數(shù)或容量滯后較大、控制要求較高的場合。定義：執(zhí)行器，又稱執(zhí)行機構(gòu)，是一種自動控制領域的常用機電一體化設備（器件），是自動化儀表的三大組成部分（檢測設備、調(diào)節(jié)設備和執(zhí)行設備）中的執(zhí)行設備。執(zhí)行器是指：閥門調(diào)節(jié)閥（連續(xù)的）、開關(guān)閥(過程控制范疇)電機連續(xù)的、開關(guān)的(屬于流體機械的范疇，起執(zhí)行器的作用)跳汰自動排料

10、控制系統(tǒng)由床層厚度檢測傳感器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機構(gòu)、被控制對象（電動機或閘板）等部分組成?？刂圃恚捍矊訖z測傳感器將跳汰機的重物料（I段為矸石、II段為中煤）層的厚度轉(zhuǎn)換成相應的電信號，并與床層各段厚度給定值進行比較，其偏差值送入調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器根據(jù)偏差的大小，輸出具有一定功率的電信號。執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)調(diào)節(jié)器的輸出信號來驅(qū)動被控對象（電動機或閘板）調(diào)節(jié)排料量，保持床層穩(wěn)定，以實現(xiàn)排料的自動控制。床層檢測傳感器的作用：把跳汰機重產(chǎn)物（I段為矸石、II段為中煤）層的厚度轉(zhuǎn)換為電信號，以便對床層厚度進行（控制）調(diào)節(jié)。常用的床層檢測傳感器主要有浮標式傳感器、篩下水反壓力式傳感器和放射性同位素傳感器。其中放射性同

11、位素傳感器由于結(jié)構(gòu)復雜、造價高且需要對射線進行防護，因而使用很少，而前兩種傳感器目前使用較多。排料自動控制系統(tǒng)通過檢測床層厚度，最終變換成執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動排料裝置動作，調(diào)節(jié)排料量。因而排料機構(gòu)對整個自動排料系統(tǒng)有很大的影響。常用的排料裝置有葉輪式和閘板式（包括直動閘板、扇形閘板、弧形閘板和托板閘板）兩大類。在重介質(zhì)旋流器選煤過程中，需要不斷地對選煤工藝參數(shù)進行檢測和調(diào)整，以保證產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量的穩(wěn)定，并保證生產(chǎn)過程的安全進行。重介質(zhì)懸浮液的密度和流變特性的檢測和調(diào)整是重介質(zhì)選煤工藝參數(shù)測控的重點。對特定的重介質(zhì)選煤工藝系統(tǒng)，影響選煤過程的主要工藝參數(shù)有：（1）原煤性質(zhì)：可選性、粒度組成、入選原煤數(shù)量。（2）介質(zhì)性質(zhì)：重介質(zhì)懸浮液的濃度、密度和流變特性、介質(zhì)桶的液位。（3）操作參數(shù)：旋流器的入口壓力。浮選自動控制分為四個部分：流量自動控制、濃度自動控制、加藥自動控制、液位自動控制。浮選藥劑的自動添加是浮選自控系統(tǒng)的核心，根據(jù)入浮流量和入浮煤漿濃度，自動給出浮選劑添加量的設定值是自控系統(tǒng)的關(guān)鍵。在同一入浮濃度時，浮選藥劑的添加量和實際入浮的干煤泥量成正比。當?shù)V漿入料和尾礦排出量均穩(wěn)定時，浮選槽液位等于給定值，執(zhí)行機構(gòu)不動作，排料口適中，液位保持不變。當液位檢測裝置檢測到浮選槽實際液位升高而大于