6.船舶電氣與自動化（船舶自動化）（二三管輪）

船舶電氣與自動化（船舶自動化）（操作級）作者中華人民共和國海船船員適任考試培訓(xùn)教材目錄一二三四控制工程基礎(chǔ)船舶機艙監(jiān)測與報警船舶自動控制系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備第一章控制工程基礎(chǔ)4節(jié)3節(jié)2節(jié)1節(jié)自動控制原理自動控制方法雙位控制時序控制

5節(jié)PID控制

9節(jié)

8節(jié)7節(jié)

6節(jié)程序控制過程值測量信號變送執(zhí)行元件

10節(jié)過程值測量和實操第一節(jié)自動控制原理指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置，使機器設(shè)備或生產(chǎn)過程的某個工作狀態(tài)或參數(shù)自動地按照預(yù)定的規(guī)律運行。船舶輔鍋爐自動控制系統(tǒng)船舶分油機自動控制系統(tǒng)船舶主機遙控系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)典型應(yīng)用自動控制系統(tǒng)的組成及功能圖1-1-1柴油機氣缸冷卻水溫度控制過程示意圖過程控制：

通過采用自動化技術(shù)工具,對生產(chǎn)過程中某些物理參數(shù)進(jìn)行自動檢測、監(jiān)督和控制,以保證被控制量接近給定值或保持在給定范圍內(nèi)。過程控制系統(tǒng)組成：控制對象---主機測量單元---感溫元件和變送器調(diào)節(jié)單元---調(diào)節(jié)器執(zhí)行機構(gòu)---三通調(diào)節(jié)閥自動控制系統(tǒng)的組成及功能控制對象控制對象是指所要控制的機器、設(shè)備或裝置被控量是指所要控制的運行參數(shù)測量單元傳感器用于對物理量進(jìn)行檢測變送器將傳感器的輸出轉(zhuǎn)換為調(diào)節(jié)器能夠接收的信號統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號0.02～0.1Mpa統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)電流信號0

～10mA或4

～20mA自動控制系統(tǒng)的組成及功能調(diào)節(jié)單元指具有某種調(diào)節(jié)作用規(guī)律的調(diào)節(jié)器被控量的測量值與設(shè)定值之間的差值稱為偏差值執(zhí)行機構(gòu)氣動薄膜調(diào)節(jié)閥或氣動活塞式調(diào)節(jié)閥伺服電機調(diào)節(jié)器作用規(guī)律：位式比例比例積分比例微分比例積分微分自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖1-1-2過程控制系統(tǒng)傳遞方框圖環(huán)節(jié)代表實際單元的每個小方框每個環(huán)節(jié)都有輸入量和輸出量，用帶箭頭的信號線表示輸出量變化取決于輸入量變化和環(huán)節(jié)的特性信號線的分支具有等值特性自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖1-1-2過程控制系統(tǒng)傳遞方框圖系統(tǒng)的輸入與輸出將各基本環(huán)節(jié)看作整體，系統(tǒng)有兩個輸入和一個輸出系統(tǒng)輸入---設(shè)定值、擾動值系統(tǒng)輸出---被控量自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖1-1-2過程控制系統(tǒng)傳遞方框圖擾動引起被控量變化的因素基本擾動---指來自控制系統(tǒng)內(nèi)部控制通道(調(diào)節(jié)通道)的擾動外部擾動---指來自系統(tǒng)外部環(huán)境的擾動自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖1-1-2過程控制系統(tǒng)傳遞方框圖反饋輸出量的變化經(jīng)測量單元又送回到系統(tǒng)的輸入端正反饋---加強系統(tǒng)輸入效應(yīng)、使偏差增大負(fù)反饋---減弱系統(tǒng)輸入效應(yīng)、使偏差減小自動控制系統(tǒng)主要類型基本機構(gòu)形式劃分閉環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)給定值劃分定值控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng)隨動控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)主要類型閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出通過反饋通道回到系統(tǒng)輸入端，構(gòu)成了一個封閉的控制回路。自動控制系統(tǒng)主要類型開環(huán)控制系統(tǒng)按給定值控制的開環(huán)控制系統(tǒng)傳遞方框圖按擾動值控制的開環(huán)控制系統(tǒng)傳遞方框圖自動控制系統(tǒng)主要類型定值控制系統(tǒng)系統(tǒng)的給定值恒定不變隨動控制系統(tǒng)系統(tǒng)的給定值任意變化程序控制系統(tǒng)系統(tǒng)的給定值按事先安排好的規(guī)律進(jìn)行變化過程控制系統(tǒng)的工作過程圖1-1-5過程曲線基本類型一個實際可用的控制系統(tǒng)的過渡過程應(yīng)為衰減振蕩控制系統(tǒng)在受到外部階躍擾動后可能出現(xiàn)的四種不同情況評價過程控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)定值控制系統(tǒng)的動態(tài)過程曲線穩(wěn)定性指標(biāo)：

(y1-y∞)/(y3-y∞)被控量的振蕩次數(shù)（隨動控制系統(tǒng)）評價過程控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)準(zhǔn)確性指標(biāo)：最大動態(tài)偏差emax在衰減振蕩中第一個波峰的峰值與給定值的差值y1emax大說明動態(tài)精度低，emax過小容易造成系統(tǒng)振蕩。靜態(tài)偏差ε動態(tài)過程結(jié)束后，被控量新穩(wěn)態(tài)值與給定值之間的差值y(∞)ε

越小說明系統(tǒng)的靜態(tài)精度越高圖1-1-3定值控制系統(tǒng)的動態(tài)過程評價過程控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)快速性指標(biāo)：

圖1-1-4隨動控制系統(tǒng)的動態(tài)過程評價過程控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)快速性指標(biāo)：上升時間tr

在隨動控制系統(tǒng)的衰減振蕩中，被控量從初始平衡狀態(tài)第一次達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值所需的時間，t

r=t

1-t

0峰值時間

tp

在隨動控制系統(tǒng)的衰減振蕩中，被控量從初始平衡狀態(tài)達(dá)到第一個波峰值所需的時間，tp

=t

2-t

0圖1-1-4隨動控制系統(tǒng)的動態(tài)過程傳感單元所含設(shè)備的類型和結(jié)構(gòu)原理測量單元傳感器的作用是將被測量的物理量變化，如溫度、壓力等，轉(zhuǎn)化為位移、壓力或電阻、電容、電感和電壓等電參數(shù)的變化通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器變送器變送器則把這些微小變化放大處理后，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的信號輸出傳感器類型傳感器類型傳感器類型傳感器的結(jié)構(gòu)和原理氣動傳感器的主要部件彈性元件節(jié)流元件氣體容室噴嘴擋板機構(gòu)功率放大器氣動傳感器的主要部件彈性元件彈性支承元件螺旋彈簧、片簧。作用：支承、平衡、增強彈性敏感元件的剛度。氣動傳感器的主要部件彈性元件

彈性敏感元件波紋管、金屬膜片、橡膠膜片、彈簧管、金屬膜盒。作用：將壓力或推力轉(zhuǎn)變成位移信號。對波紋管的壓縮變形比拉伸變形具有更好的線性關(guān)系，且處于壓縮狀態(tài)能承受較大的壓力。為此，在實際安裝波紋管時,，為了得到滿意的線性關(guān)系，常采用預(yù)壓縮的辦法。氣動傳感器的主要部件節(jié)流元件作用：阻礙氣體流動、產(chǎn)生壓力降、改變氣體流量的作用。1）恒節(jié)流孔（恒氣阻）

毛細(xì)管直徑0.18-0.3mm

小孔式直徑0.25/0.3/0.5mm長度4mm2）變節(jié)流孔（可調(diào)氣阻）有變節(jié)流孔組成的節(jié)流閥，用于調(diào)整調(diào)節(jié)器的比例帶、積分時間和微分時間。3）氣阻的概念R=ΔP/G

節(jié)流元件兩端產(chǎn)生的壓力降與氣體流量之間的對應(yīng)關(guān)系

節(jié)流孔流通截面積越大，氣阻越小，壓降越小。圖1-1-7恒節(jié)流孔氣動傳感器的主要部件氣體容室作用：儲存或放出氣體、對氣壓變化起慣性作用。1）定容氣室（固定氣容）

體積固定，不隨壓力的變化而改變2）彈性氣室（可變氣容）

容室體積隨波紋管內(nèi)外兩側(cè)的壓力差而改變3）氣容的概念

氣容C是指氣體容室內(nèi)，每升高單位壓力所需要增加的空氣儲存量，即C=dm/dp

體積越大，氣容C越大圖1-1-8

氣體容室氣動傳感器的主要部件噴嘴擋板機構(gòu)1）組成恒節(jié)流孔、背壓室、噴嘴、擋板。2）作用把輸入擋板的微小位移轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的氣壓信號輸出。圖1-1-9噴嘴擋板機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖通常噴嘴孔徑比恒節(jié)流孔的孔徑大，以保證在擋板全開時背壓室的壓力能降低到接近大氣壓力D=（4-6)d

氣動傳感器的主要部件噴嘴擋板機構(gòu)3）靜特性在穩(wěn)定工況下，背壓室壓力與擋板開度之間的對應(yīng)關(guān)系。特性曲線的特點：（1）擋板全關(guān)，背壓接近氣源壓力。（2）擋板全開，背壓接近大氣壓力。（3）擋板全關(guān)到全開，背壓隨擋板開度增大而下降。a、b段線性度好，通常為工作段，能保證儀表的精度和靈敏度。工作段內(nèi)可近似為一個比例環(huán)節(jié)。圖1-1-10噴嘴擋板機構(gòu)的靜特性主要電動儀表常用元件傳感器電路

圖1-1-11溫度信號輸入電路主要電動儀表常用元件信號調(diào)理電路

圖1-1-11溫度信號輸入電路主要電動儀表常用元件運算處理電路運算放大器具有放大倍數(shù)大、輸入電阻高、輸出電阻小等較理想的特性模擬電路中運算放大電路起到關(guān)鍵核心的作用與不同的元件組合可以實現(xiàn)不同的應(yīng)用電路，如比例、加減、積分、微分、對數(shù)、指數(shù)或乘除等圖1-1-11溫度信號輸入電路控制器的種類根據(jù)結(jié)構(gòu)特點分類氣動控制器電動控制器微機控制器根據(jù)控制規(guī)律分類傳統(tǒng)PID控制器智能控制器控制器的種類氣動控制器放大環(huán)節(jié)反饋環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié)組成圖1-1-12自動化儀表的基本組成控制器的種類模擬電子控制器測量值、給定值與偏差顯示輸出顯示手動與自動的雙向切換內(nèi)、外給定信號的選擇正、反作用的選擇功能圖1-1-12自動化儀表的基本組成控制器的種類數(shù)字控制器控制單元采用了單片機系統(tǒng)增加了D/A和A/D兩個單元數(shù)字控制器即微機控制器器，其調(diào)節(jié)器的作用規(guī)律是采用軟件編程來實現(xiàn)的圖1-1-13數(shù)字式反饋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖控制器的種類數(shù)字控制器圖1-1-13數(shù)字式反饋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖通用性強功能豐富且模塊化采用面向過程語言具有自診斷功能具有通信功能可靠性好功能控制器的種類PLC控制器中央處理單元(CPU)存儲器輸入/輸出模塊(I/O)通信接口電源組成圖1-1-14可編程序控制器基本結(jié)構(gòu)框圖控制器的種類PLC控制器接收用戶從編程器輸入的用戶程序，并將它們存入用戶存儲區(qū)用掃描方式接收源自被控對象的狀態(tài)信號，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)用戶程序的語法錯誤檢查，并給出錯誤信息系統(tǒng)狀態(tài)及電源系統(tǒng)的監(jiān)測執(zhí)行用戶程序，完成各種數(shù)據(jù)的處理、傳輸和存儲等功能根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，刷新輸出狀態(tài)表，以實現(xiàn)對各種外部設(shè)備的實時控制圖1-1-14可編程序控制器基本結(jié)構(gòu)框圖中央處理單元的功能：控制器的種類智能控制器智能控制器是計算機技術(shù)與測量儀器相結(jié)合的產(chǎn)物，是含有微計算機或微處理器的測量儀器，由于它擁有對數(shù)據(jù)的存儲、運算、邏輯判斷及自動化操作等功能，具有一定的智能的表現(xiàn)圖1-1-15智能控制器結(jié)構(gòu)示意圖與控制器相關(guān)的信號設(shè)定值輸入值（反饋值）偏差值輸出值被控值調(diào)節(jié)單元比例(P)作用規(guī)律比例積分(PI)作用規(guī)律比例微分(PD)作用規(guī)律比例積分微分(PID)作用規(guī)律雙極控制連續(xù)控制雙位控制調(diào)節(jié)單元雙極控制圖1-1-17雙位作用規(guī)律指調(diào)節(jié)器在整個調(diào)節(jié)過程中只有兩個輸出狀態(tài)，邏輯0和邏輯1，對應(yīng)emin和emax不能使被控量穩(wěn)定在某個值上，而是使被控量在上限值和下限值之間波動當(dāng)被控量值位于上限下限之間時，調(diào)節(jié)器的輸出會保持當(dāng)前狀態(tài)不變調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)與原理調(diào)節(jié)器的作用規(guī)律是指輸出量p(t)與輸入量e(t)之間的函數(shù)關(guān)系，可以使用階躍響應(yīng)來判斷，也就是說給調(diào)節(jié)器施加一個輸入階躍的偏差信號后，其輸出量的變化規(guī)律。根據(jù)調(diào)節(jié)器輸出的變化方向，調(diào)節(jié)器有兩種類型:正作用式調(diào)節(jié)器------隨著測量值的增加，調(diào)節(jié)器的輸出增加反作用式調(diào)節(jié)器------隨著測量值的增加，調(diào)節(jié)器的輸出減小控制對象圖1-1-18單容水柜控制對象容量系數(shù)C

容量系數(shù)C是指被控量變化一個單位，其儲水體積的變化量

控制對象圖1-1-18單容水柜控制對象阻力系數(shù)R

阻力系數(shù)R是指為推動物質(zhì)或能量運動的動力與因此而產(chǎn)生的物質(zhì)或能量的流量之比

當(dāng)出水流經(jīng)閥B做層流運動時控制對象圖1-1-18單容水柜控制對象單容控制對象的階躍響應(yīng)（飛升曲線）是按指數(shù)規(guī)律變化的

階躍響應(yīng)時間表達(dá)式

圖1-1-19單容水柜階躍響應(yīng)的指數(shù)曲線控制對象放大系數(shù)K放大系數(shù)K是指控制對象受到階躍擾動后，從初始平衡態(tài)達(dá)到新平衡態(tài)時，被控量的變化把擾動量所放大的倍數(shù)。

放大系數(shù)K是控制對象的靜態(tài)參數(shù)，反映控制對象的靜態(tài)特性，決定控制對象對擾動的敏感度控制對象時間常數(shù)T時間常數(shù)T的物理意義是被控量以最大變化速度達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值所需要的時間最大變化速度實質(zhì)上就是飛升曲線上過O點的切線斜率

將上面表達(dá)式兩邊對時間求導(dǎo)可得

被控量對時間的導(dǎo)數(shù)實際上是被控量的變化速度。當(dāng)t=0時，被控量變化的速度最大?？刂茖ο髸r間常數(shù)T控制對象1的時間常數(shù)T1較小。飛升曲線變化趨勢較陡，達(dá)到新穩(wěn)態(tài)所需時間較短，即對象的慣性較??；時間常數(shù)T是反映控制對象慣性大小的一個動態(tài)參數(shù)，反映控制對象的動態(tài)特性控制對象2的時間常數(shù)T2較大。飛升曲線變化趨勢較緩，達(dá)到新穩(wěn)態(tài)所需時間較長，即對象的慣性較大；控制對象

圖1-1-20單容控制對象的具有純遲延的飛升曲線被控量變化落后于輸入量變化發(fā)生時刻的現(xiàn)象純遲延會造成控制系統(tǒng)穩(wěn)定性差、動態(tài)偏差大、調(diào)節(jié)時間長控制對象控制對象的自平衡能力有自平衡能力的控制對象受到擾動后，不必加以控制，被控量也能最終穩(wěn)定下來凡被控量變化能影響物質(zhì)或能量流入和(或)流出控制對象的，都有自平衡能力沒有自平衡能力的控制對象受到擾動后,被控量不能自行穩(wěn)定下來凡是被控量變化不影響物質(zhì)或能量流量流入和(或)流出控制對象的,都是沒有自平衡能力第二節(jié)自動控制方法雙位控制------鍋爐水位控制、空氣瓶壓力控制PID控制------冷卻水溫度控制、柴油機轉(zhuǎn)速控制時序控制------分油機時序控制、鍋爐自動點火控制程序控制

------包含時序控制，一般為多個輸入和輸出的邏輯關(guān)系自動控制系統(tǒng)中的典型部件壓力開關(guān)圖1-2-4

YT-1226型壓力調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)原理圖雙位式壓力調(diào)節(jié)器，主要功能是根據(jù)測量壓力的上限值和下限值輸出不同的開關(guān)量信號?P

=

????-????

=

0.07+(0.25?0.07)

×

X10給定值范圍（????）：0-0.2MPa幅差范圍（?P）：0.07-0.25MPa幅差旋鈕刻度（X）：10格給定彈簧調(diào)整下限值PL幅差調(diào)整旋鈕調(diào)整幅差ΔP即等同于調(diào)整上限值自動控制系統(tǒng)中的典型部件溫控開關(guān)機械式電子式壓力式溫控器液體膨脹式溫控器氣體吸附式溫控器金屬膨脹式溫控器電阻式溫控器熱電偶式溫控器自動控制系統(tǒng)中的典型部件溫包控制器圖1-2-5船用型號為WTZK-50-C的控制器采用帶毛細(xì)管溫包式的傳感器和溫包型傳感器，可用于空氣溫度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)定值和幅差值可調(diào)，調(diào)節(jié)值為-60~+170℃,自動控制系統(tǒng)中的典型部件編碼器將機械設(shè)備的運轉(zhuǎn)速度、位移信號轉(zhuǎn)換為需要的脈沖信號或直接轉(zhuǎn)為數(shù)字信號根據(jù)檢測原理分類光學(xué)式磁式感應(yīng)式電容式根據(jù)刻度方法及信號輸出分類增量型絕對值型混合型自動控制系統(tǒng)中的典型部件增量型光電編碼器組成光源碼盤檢測光柵—A/B兩組透光縫隙光電檢測器件轉(zhuǎn)換電路圖1-2-6增量型光電編碼器的結(jié)構(gòu)組成和輸出信號波形圖自動控制系統(tǒng)中的典型部件增量型光電編碼器技術(shù)參數(shù)分辨率以編碼器軸轉(zhuǎn)動一周所產(chǎn)生的脈沖數(shù)對光電轉(zhuǎn)換信號進(jìn)行邏輯處理，可以得到2倍頻或4倍頻的脈沖信號，從而進(jìn)一步提高分辨率。響應(yīng)頻率光電檢測器件、電子處理線路對輸出頻率的響應(yīng)速度圖1-2-6增量型光電編碼器的結(jié)構(gòu)組成和輸出信號波形圖自動控制系統(tǒng)中的典型部件絕對值型編碼器單圈絕對值編碼器只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360°以內(nèi)的測量多圈式絕對編碼器通過齒輪傳動另一組碼盤，以擴大編碼器的范圍圖1-2-8絕對值型編碼器工作原理1—光電接收;2—掃描盤;3—發(fā)光管;4—光電碼盤;5—轉(zhuǎn)軸絕對值型編碼器由機械位置決定的每個位置是唯一的,無須記憶，無須找參考點，而且不用一直計數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。提高了編碼器的抗干擾特性及數(shù)據(jù)的可靠性調(diào)節(jié)閥氣動薄膜調(diào)節(jié)閥組成氣動執(zhí)行部分+調(diào)節(jié)閥原理

膜片受力，推/拉閥桿優(yōu)點

結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小缺點閥桿推力小、有滯后現(xiàn)象等氣動隔膜閥分類氣開式輸入控制信號增大、調(diào)節(jié)閥開度增大氣關(guān)式氣動隔膜閥分類氣開式輸入控制信號增大、調(diào)節(jié)閥開度增大氣關(guān)式輸入控制信號增大、調(diào)節(jié)閥開度減小閥門定位器為使調(diào)節(jié)閥動作及時、準(zhǔn)確動作到位，通常加裝一個閥門定位器作用消除由于填料太緊或流動阻力太大而使其摩擦力過大所造成的閥桿滯后現(xiàn)象。調(diào)節(jié)內(nèi)置零位和比例范圍調(diào)整旋鈕，可改變閥門定位器輸入與輸出信號比值。應(yīng)用調(diào)節(jié)閥與調(diào)節(jié)器之間距離較遠(yuǎn)；波紋管容量較小圖1-2-10帶閥門定位器的氣動薄膜調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)原理圖1—閥體;2—閥桿;3—指示;4—膜盒;5—膜片;6—壓縮彈簧;7—閥桿;8—手輪;9—測量氣室;10—測量膜片;11—擋板;12,13—噴嘴;14,15—截流閥;16—比較氣室;17—膜片;18,19—球閥;20,21—球閥座;22—輸出壓力;23—反饋彈簧;24—反饋杠桿;25—比例范圍旋鈕電動執(zhí)行器接受的是調(diào)節(jié)器輸出的0-10mA或4-20mA直流信號，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的機械位移。直行程式和角行程式，都是以伺服電機為動力，角行程式又分單轉(zhuǎn)式和多轉(zhuǎn)式。功能分類第三節(jié)雙位控制圖1-1-7浮子式輔鍋爐水位雙位調(diào)節(jié)器1—浮子室;2—浮子;3—調(diào)節(jié)板;4—樞軸;5—上、下限銷釘;6、12—同極性永久磁鐵;7—靜觸頭;8—開關(guān)箱;9—轉(zhuǎn)軸;10—轉(zhuǎn)桿;11—動觸頭浮子式液位雙位控制系統(tǒng)水位處在上、下限值時，調(diào)節(jié)器的輸出狀態(tài)才發(fā)生改變水位在上、下限之間變化時，調(diào)節(jié)器的輸出狀態(tài)不變上、下限銷釘5的位置用于調(diào)整水位的上、下限值如果上、下限銷釘之間的距離太小將導(dǎo)致電機起、停頻繁第三節(jié)雙位控制圖1-2-6雙位壓力繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1—彈簧;2、3—刻度尺;4—波紋管;5—擺動板;6、7—微動開關(guān)淡水壓力柜液位控制系統(tǒng)雙位控制在船舶上的應(yīng)用電極1對應(yīng)上限水位，控制停止水泵電極2對應(yīng)下限水位，控制起動水泵電極3用于危險低水位報警停爐電極式水位自動控制器圖3-2-12電極式雙位水位控制系統(tǒng)原理圖第四節(jié)時序控制圖1-2-2輔鍋爐燃燒時序控制功能框圖時序控制是按照設(shè)備或系統(tǒng)動作時間的規(guī)律，結(jié)合輸入信號狀態(tài)，輸出相應(yīng)的控制信號。凸輪式時序程序控制器圖1-4-1凸輪式時序程序控制器結(jié)構(gòu)原理圖時序馬達(dá)通過減速裝置帶動凸輪軸轉(zhuǎn)動在凸輪軸上通常安裝若干組凸輪每一組凸輪控制一個微動開關(guān)每組凸輪由兩個凸輪組合構(gòu)成凸輪可調(diào)改變兩個凸輪的相對位置即可以調(diào)整開關(guān)閉合或斷開的時間PLC時序程序控制器PLC時序程序控制器PLC的時序控制系統(tǒng)，其控制功能是通過軟件來完成的可以大大地簡化硬件電路，提高系統(tǒng)運行的可靠性，方便維護(hù)只要簡單修改PLC程序就可以適用不同設(shè)備或系統(tǒng)的需要。圖1-4-3由CPU226控制的輔鍋爐燃燒時序控制系統(tǒng)外部接線圖執(zhí)行機構(gòu)鍋爐時序控制的執(zhí)行機構(gòu)包括油泵、風(fēng)機、供油電磁閥、回油可調(diào)閥、風(fēng)門(油量)控制器、點火變壓器、點火電極等一般大中型燃燒器風(fēng)門執(zhí)行機構(gòu)采用電動執(zhí)行機構(gòu)，其電動機采用單相伺服電機，通過減速機構(gòu)帶動凸輪限位開關(guān)，輸出各種風(fēng)門大小的信號，有的還配有風(fēng)門電位器檢測風(fēng)門位置。PLC時序控制在船舶上的應(yīng)用合上電源開關(guān)，控制電路供電鍋爐水位采用雙位控制，根據(jù)水位手動補水I2.3斷開，燃油泵停止，手動啟動風(fēng)機進(jìn)行手動掃風(fēng)，1min后手動停止風(fēng)機將給水泵、風(fēng)機、燃燒開關(guān)置于自動位起動前的準(zhǔn)備PLC時序控制在船舶上的應(yīng)用自動模式下，預(yù)掃風(fēng)40S自動點火控制蒸汽壓力自動控制安全保護(hù)控制停爐手動操作燃燒的時序控制第五節(jié)PID控制PID控制是控制器根據(jù)給定值與實際檢測值的比較,得到偏差后,使用比例、積分、微分三個作用并結(jié)合在一起輸出給后續(xù)的執(zhí)行部件,去控制被控參數(shù)的變化,使之接近給定值。氣動式PID控制器電子式PID控制器數(shù)字式PID控制器電子式PID控制器圖1-5-1由運算放大器組成的PID調(diào)節(jié)器A1：比例作用A2：積分作用

A3：微分作用

A4：加法器??4---調(diào)整比例作用強度??2---調(diào)整積分作用強度??5---調(diào)整微分作用強度比例、積分、微分作用的實現(xiàn)方法的運算放大電路微機控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng))實現(xiàn)PID控制的方法主流數(shù)字調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)組成圖1-5-3智能調(diào)節(jié)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖實際值可以選用不同的傳感器或標(biāo)準(zhǔn)信號輸入（溫度系統(tǒng)常用Pt100）設(shè)定值通過按鈕修改調(diào)節(jié)器的輸出可以是模擬量，也可以驅(qū)動繼電器來控制執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)器的操作手動方式：通過面板上的↑、↓按鍵改變調(diào)節(jié)器輸出值自動方式：根據(jù)設(shè)定值通過PID運算自動改變調(diào)節(jié)器輸出參數(shù)自整定：帶有模糊PID調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)中自動學(xué)習(xí)并使效最優(yōu)化,具有無超調(diào)、高精度等優(yōu)點數(shù)字調(diào)節(jié)器正常運行方式聯(lián)鎖手動方式：如果自診斷出內(nèi)部輕故障或從外部輸入聯(lián)鎖狀態(tài)，則切換到聯(lián)鎖手動方式后備方式：如果自診斷出嚴(yán)重故障(調(diào)節(jié)器硬件或軟件異常)時，不論此時調(diào)節(jié)器處于何種運行方式，均會切換到后備方式數(shù)字調(diào)節(jié)器非正常運行方式采用現(xiàn)場總線控制實現(xiàn)的PID控制比例帶、積分時間和微分時間參數(shù)調(diào)整被控量設(shè)定值調(diào)整自動控制和閥位手動控制設(shè)定調(diào)節(jié)器作用規(guī)律類型設(shè)定,

P、PI、PD或PID

輸入輸出信號類型設(shè)定，輸入可以設(shè)定為電流、電壓或電阻，輸出可以是電流或者是電壓類型圖1-5-5

DCC20PID控制器的邏輯原理PID控制器是整個現(xiàn)場總線系統(tǒng)中的一個功能模塊，由硬件上的DPU和內(nèi)置的軟件實現(xiàn)操作面板對控制器軟件的設(shè)置功能：PID控制作用的特點常用作用規(guī)律比例作用規(guī)律（P）比例積分作用規(guī)律（PI）比例微分分作用規(guī)律（PD）比例積分微分作用規(guī)律（PID）比例調(diào)節(jié)器比例作用規(guī)律是指調(diào)節(jié)器的輸出量??(??)與輸入量??(??)成比例變化K-比例系數(shù)K越大，相同的??(??)時，??(??)越大，比例作用越強圖1-5-6比例作用規(guī)律開環(huán)階躍響應(yīng)特性比例作用控制過程左移可調(diào)支點，a減小，b增大，則K減小；反之，則K增大結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)及時迅速，是其他控制規(guī)律的基礎(chǔ)存在靜態(tài)偏差，是比例作用固有的，不可克服的缺點應(yīng)用于被控量穩(wěn)態(tài)精度要求不是很高的場合圖1-5-7浮子式水位比例控制系統(tǒng)示意圖??

=

??/??

=

??(??)/??(??)比例帶調(diào)節(jié)器的相對輸入量與相對輸出量之比的百分?jǐn)?shù)e:被控量的變化量(偏差值);Ximax:被控量允許變化的最大范圍，叫全量程;e/Ximax:

調(diào)節(jié)器的相對輸入量;P:調(diào)節(jié)器的輸出量；Xomax

:輸出量的最大變化范圍；p/Xomax

:調(diào)節(jié)器的相對輸出量；R=Xomax/Ximax

:量程系數(shù)，在單元組合儀表中，R=1。比例系數(shù)K雖然可以衡量比例作用的強弱,但K通常是一個帶量綱的量,不同控制系統(tǒng)之間,其比例作用的強弱不便于比較比例帶的物理意義PB=50％，100％，200％表示含義？PB=50%，說明被控量變化全量程的一半，調(diào)節(jié)閥的開度變化了全行程。PB=100%，說明被控量變化全量程的100%，調(diào)節(jié)器將指揮執(zhí)行機構(gòu)變化全行程的100%。PB=200%，說明被控量變化全量程，調(diào)節(jié)閥的開度只變化了全行程的一半。假定調(diào)節(jié)器指揮執(zhí)行機構(gòu)變化全行程（如調(diào)節(jié)閥從全關(guān)到全開），需要被控量的變化量占其全量程的百分比。比例帶對控制系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的影響PB太大，比例作用很弱，克服擾動的能力就弱，動態(tài)過程雖然很穩(wěn)定，沒有波動，但最大動態(tài)偏差也大，過渡過程時間或許會拖得很長，穩(wěn)態(tài)時靜態(tài)偏差也比較大PB太小，比例作用很強，稍微出現(xiàn)一點偏差就會使執(zhí)行機構(gòu)的動作大幅度變化，容易造成被控量的大起大落，系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，同時，也會加長過渡過程時間對于控制對象慣性大的控制系統(tǒng)，可選定PB為50%左右；反之,對于控制對象慣性小的控制系統(tǒng)，可選定PB為70%~80%。微分作用規(guī)律微分作用規(guī)律是指調(diào)節(jié)器的輸出量??(??)與輸入量??(??)對時間的微分成比例變化。與偏差的絕對值無關(guān)，與偏差的變化速度有關(guān)，因此能在偏差很小的時候即輸出較強的控制信號，或者說它有超前控制的能力。只對被控量的變化速度敏感，對階躍變化的被控量，微分調(diào)節(jié)作用只在變化初期起作用，后期將衰減至零，即當(dāng)系統(tǒng)偏差仍然存在但是不再變化時，微分作用輸出將消失，因此不能單獨使用，需與比例或比例積分規(guī)律搭配使用。

比例微分作用比例積分作用規(guī)律是指在比例作用的基礎(chǔ)上加入微分作用而得到的一種作用規(guī)律。

比例微分作用

圖1-5-9

比例微分調(diào)節(jié)器輸出特性積分作用規(guī)律積分作用規(guī)律是指調(diào)節(jié)器的輸出量??(??)與輸入量??(??)的積分成比例變化?？梢韵o態(tài)偏差，只要偏差??(??)存在，??(??)就一直變化，直到??(??)為零為止?？刂撇患皶r，出現(xiàn)偏差初期，動態(tài)偏差較大；后期，由于積分作用越來越強，調(diào)節(jié)過頭，造成系統(tǒng)穩(wěn)定性降低。因此一般與比例作用結(jié)合使用。由于積分調(diào)節(jié)規(guī)律動態(tài)性能差，在實際系統(tǒng)中極少單獨使用，主要被用來作為輔助調(diào)節(jié)規(guī)律，以消除靜態(tài)偏差。

比例積分作用比例積分作用規(guī)律是指在比例作用的基礎(chǔ)上加入積分作用而得到的一種作用規(guī)律。

比例積分作用

圖1-5-11比例積分調(diào)節(jié)器階躍響應(yīng)特性比例積分微分作用把比例、積分和微分作用組合在一起，構(gòu)成了比例積分微分作用規(guī)律PID。

比例積分微分作用

圖1-5-12

PID調(diào)節(jié)器開環(huán)響應(yīng)輸出特性曲線PID控制系統(tǒng)的應(yīng)用旁通調(diào)節(jié)閥電動調(diào)節(jié)閥數(shù)字式控制器柴油機高溫冷卻水溫度自動控制系統(tǒng)圖1-5-13主機高溫冷卻水溫度自動控制系統(tǒng)原理圖PID控制系統(tǒng)的應(yīng)用船舶機艙冷卻水系統(tǒng)圖1-5-14中央冷卻水系統(tǒng)圖常用系統(tǒng)：各水泵獨立控制,與溫度控制無關(guān)節(jié)能系統(tǒng)：根據(jù)負(fù)載情況調(diào)節(jié)海水泵的流速

來配合溫度調(diào)節(jié)的系統(tǒng)變頻系統(tǒng)：了用變頻器驅(qū)動海水泵的運行,調(diào)

節(jié)海水的流量,從而改變冷卻水的

冷卻量第六節(jié)程序控制程序控制：按照設(shè)備或系統(tǒng)的運行規(guī)律事先確定下來的，當(dāng)條件或時序滿足后，相應(yīng)地輸出去控制對應(yīng)的執(zhí)行部件開環(huán)控制開環(huán)控制一般是邏輯控制閉環(huán)控制閉環(huán)控制是給定值按事先設(shè)定的變化規(guī)律變化的反饋控制系統(tǒng)程序控制在船舶上的應(yīng)用主起動邏輯控制起動準(zhǔn)備邏輯條件????

：盤車機脫開信號，脫開為1，未脫開為0；????

：主起動閥位置信號，在自動位為1，否則為0；????

：起動空氣壓力信號，壓力正常為1，太低為0；????

：控制空氣壓力信號，壓力正常為1，太低為0：????：滑油壓力信號，壓力正常為1，太低為0；????

：遙控系統(tǒng)電源信號，電源正常為1，否則為0；????

：操縱部位轉(zhuǎn)換信號，轉(zhuǎn)換完成為1，否則為0；????

：模擬實驗開關(guān)位置信號，在工作位置為1，在實驗位置為0；????：故障停車復(fù)位信號，已復(fù)位為1，否則為0；??3

：三次起動失敗信號，無三次起動失敗為1，三次起動均失敗為0；????

：起動限時信號，未到限時時間為1，達(dá)到起動限時時間為0；????

：發(fā)火轉(zhuǎn)速邏輯鑒別信號，主機轉(zhuǎn)速低于發(fā)火轉(zhuǎn)速為1，高于發(fā)火轉(zhuǎn)速為0。程序控制在船舶上的應(yīng)用主起動邏輯控制起動鑒別邏輯YSL＝1，表示車令與凸輪軸位置一致，滿足起動鑒別邏輯；YSL

＝0，說明車令與凸輪軸位置不一致，不滿足起動鑒別邏輯，不準(zhǔn)發(fā)起動信號。程序控制在船舶上的應(yīng)用主起動邏輯控制主起動邏輯回路YSO＝1，表示滿足所有的起動邏輯條件，主起動閥正在開啟對主機進(jìn)行起動。當(dāng)主起轉(zhuǎn)速達(dá)到發(fā)火轉(zhuǎn)速nI時，nI為0，YSC＝0，

YSO立即變?yōu)?，關(guān)閉主起動閥停止起動。如果從發(fā)出起動信號（YSO＝1）開始，在規(guī)定的時間內(nèi)，主機仍達(dá)不到發(fā)火轉(zhuǎn)速，TM

＝0，要終止起動，發(fā)出起動失敗的聲光報警信號。程序控制在船舶上的應(yīng)用主起程序負(fù)荷圖1-6-1程序負(fù)荷原理示意圖根據(jù)進(jìn)港與離港信號來選擇時鐘脈沖發(fā)生器的定時回路，以控制其輸出相應(yīng)頻率的脈沖作為程序計數(shù)器的計數(shù)脈沖。程序計數(shù)器在加、減速控制回路的控制下，輸出計數(shù)值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓ULP，然后再由選小器將ULP與車令設(shè)定轉(zhuǎn)速In進(jìn)行選小，使主機的設(shè)定轉(zhuǎn)速在離港或進(jìn)港時按預(yù)先調(diào)定的程序負(fù)荷速率加速或減速輸出PL第七節(jié)過程值測量熱工參數(shù)的監(jiān)測溫度檢測壓力檢測液位檢測流量檢測運動相關(guān)傳感器轉(zhuǎn)速表扭矩儀測功儀粘度計振動監(jiān)測溫度檢測熱電阻式溫度傳感器熱電阻材料（銅絲、鉑絲）的電阻率隨溫度的增加而增加（正電阻溫度系數(shù)）原理電阻體、絕緣體、保護(hù)套管、接線盒結(jié)構(gòu)二線制、三線制（溫度補償）接線應(yīng)用常用于冷卻水、滑油、燃油溫度和軸承溫度等相對低溫的場合溫度檢測熱電阻式溫度傳感器溫度檢測熱電阻式溫度傳感器圖1-3-1熱電阻式溫度傳感器接線原理圖“三線制”接法采用兩根材料、長度和截面積相同的導(dǎo)線(同一根電纜)分別接在測量橋臂和調(diào)零橋臂，以保證導(dǎo)線的電阻值相等。當(dāng)環(huán)境溫度變化時，兩根導(dǎo)線阻值的變化量相等而抵消，使電橋輸出Uab

保持不變。R0和RW用于對變換電路進(jìn)行零點和量程的調(diào)整溫度檢測熱電偶式溫度傳感器原理：熱電效應(yīng)，兩種不同性質(zhì)的導(dǎo)體A、B組成閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體的節(jié)點兩端處于不同的溫度時，兩者之間將產(chǎn)生一熱電勢，熱電勢大小與兩端溫差成正比。溫度檢測熱電偶式溫度傳感器圖1-3-2

熱電偶的冷端補償原理圖冷端溫度補償：電橋補償法R0

、R1和R2錳銅絲繞制的，阻值基本不隨溫度變化Rcu銅絲繞制的補償電阻，阻值隨溫度升高而增加，補償環(huán)境(冷端)溫度的變化R0和RW用于對變換電路進(jìn)行零點和量程的調(diào)整適用場合：高溫，如主機排氣溫度的檢測溫度檢測熱電偶與熱電阻的區(qū)別測溫范圍（高溫測量VS低溫測量）金屬材料不同（雙金屬VS單金屬）檢測原理（感應(yīng)電動勢VS電阻）接線方式（有正負(fù)之分VS無正負(fù)之分）壓力檢測滑動電阻式壓力傳感器圖1-3-3滑動電阻式壓力傳感器原理壓力檢測金屬應(yīng)變片式壓力傳感器圖1-3-4金屬應(yīng)變片式壓力傳感器原理圖應(yīng)變片由銅鎳或鎳鉻等金屬絲繞成應(yīng)變片受外力作用時，其長度和截面積都會發(fā)生變化，進(jìn)而阻值發(fā)生變化應(yīng)變片受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大再傳輸。當(dāng)測量壓力增大時，應(yīng)變片要彎曲變形，柵狀金屬絲被拉長，使其電阻值增大壓力檢測硅壓力檢測器圖1-3-5薄膜型半導(dǎo)體應(yīng)變片1—鍺膜;2—絕緣層;3—金屬箔基底;4—引線半導(dǎo)體應(yīng)變片有體型、擴散型和薄膜型三種優(yōu)點：具有穩(wěn)定性好、可靠性高、成本低薄膜型半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用真空沉積技術(shù)將半導(dǎo)體材料沉積在帶有絕緣層的試件上而制成的。壓力檢測硅壓力檢測器圖1-3-6擴散型半導(dǎo)體應(yīng)變片1—N型硅;2—P型硅擴散層;3—二氧化硅絕緣層;4—鋁電極;5—引線半導(dǎo)體應(yīng)變片有體型、擴散型和薄膜型三種擴散型半導(dǎo)體應(yīng)變片是將P型雜質(zhì)擴散到N型硅單晶體基底上，形成一層極薄的P型導(dǎo)電層，再通過超聲波和熱壓焊接法引出線而制成的壓力檢測擴散硅壓力傳感器圖1-3-7擴散硅壓力傳感器原理圖擴散硅壓力傳感器是目前應(yīng)用最多的二線制電流輸出型壓力傳感器。利用半導(dǎo)體材料受壓時電阻率發(fā)生變化（壓阻效應(yīng)）原理工作的原理：沒有壓力作用時，4個相同阻值電阻形成的電橋處于平衡狀態(tài)，當(dāng)傳感器受壓后芯片電阻發(fā)生變化，電橋?qū)⑹テ胶?，給電橋加一個恒定電壓源，電橋?qū)⑤敵雠c壓力對應(yīng)的電壓信號，這樣傳感器的電阻變化通過電橋轉(zhuǎn)換成壓力信號輸出。壓力檢測電容式壓力傳感器變極距型變面積型變介電常數(shù)型圖1-3-8單極板電容壓力傳感器壓力檢測電容式壓力傳感器差動式電容壓力傳感器為變極距型兩側(cè)壓力差引起兩個電容量的變化最大檢測位移可小到0.1mm圖1-3-9差動式電容壓力傳感器結(jié)構(gòu)圖液位檢測變浮力式液位傳感器圖1-3-10變浮力液位傳感器原理圖組成：浮筒、平衡力彈簧、差動變壓器浮筒的浮力、平衡彈簧的彈力和浮筒自身重力形成力的平衡關(guān)系輸出與液位變化成比例的直流信號液位檢測變吹氣式液位傳感器圖1-3-11

吹氣式液位傳感器原理圖調(diào)整節(jié)流閥2使液位在最高位置時，從平衡氣室中有微量氣泡逸出，使得導(dǎo)管3中壓力始終與平衡氣室壓力相等液位變化時，導(dǎo)管內(nèi)的壓力也隨之變化，導(dǎo)管內(nèi)的壓力信號經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換為與液位高度成比例的標(biāo)準(zhǔn)壓力信號或標(biāo)準(zhǔn)電流信號流量檢測容積式流量傳感器圖1-3-12容積式流量傳感器原理圖容積式流量傳感器在船上常用來檢測油流體的流量通過的流量越大，齒輪轉(zhuǎn)速越快，脈沖信號頻率越高流量檢測電磁式流量傳感器圖1-3-13電磁式流量傳感器原理圖磁極置于管道兩側(cè)以產(chǎn)生一磁場，導(dǎo)電液體在磁場中垂直于磁通方向流動時切割磁力線，于是在兩個電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其電勢的大小與液體的體積流量成比例。感應(yīng)電勢經(jīng)檢測放大電路處理和放大后輸出。根據(jù)工作原理，只適用于測量導(dǎo)電液體的流量流量檢測差壓式流量傳感器圖1-3-14差壓式流量傳感器原理圖利用流體通過孔板等節(jié)流裝置時產(chǎn)生壓力差來反應(yīng)流量變化壓差使差動變壓器鐵芯偏離中位，輸出的電信號與流量成一定關(guān)系轉(zhuǎn)速表利用導(dǎo)體切割磁力線所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢與轉(zhuǎn)速成比例的原理，有直流和交流兩種。直流測速發(fā)電機輸出的直流電壓U與主機轉(zhuǎn)速n成比例U的大小和極性反映主機轉(zhuǎn)速的大小和轉(zhuǎn)向存在電刷，易壞，使用較少交流測速發(fā)電機輸出的是交流電壓，必須采用相敏整流及濾波電路，其目的是判斷主機的轉(zhuǎn)向作為控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速反饋和轉(zhuǎn)速邏輯鑒別信號，因不能使用負(fù)電壓的轉(zhuǎn)速信號，故必須經(jīng)過整流把倒車負(fù)極性電壓信號轉(zhuǎn)換成正極性電壓信號測速發(fā)電機圖1-7-15整流后正、倒車轉(zhuǎn)速對應(yīng)的電壓值轉(zhuǎn)速表磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器是一種非接觸式測速裝置，沒有運動部件，無磨損、壽命長、精度高特點磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器磁脈沖探頭對準(zhǔn)齒輪的齒頂固定，并與齒頂間保持一較小的間隙。主機轉(zhuǎn)動時齒頂和齒谷交替經(jīng)過，引起線圈內(nèi)的磁通交替變化，使線圈感應(yīng)出一系列脈沖信號。脈沖頻率取決于齒數(shù)z和轉(zhuǎn)速n。

f=zn/60圖1-7-16磁脈沖傳感器結(jié)構(gòu)原理圖1—永久磁鐵;2—軟磁芯;3—線圈;4—非導(dǎo)磁性外殼;5—飛輪轉(zhuǎn)速表磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器

一般磁探頭所得脈沖信號較弱，其波形也不理想，要送整形放大電路，使其成為同頻率的幅值較大的矩形波，再將這一矩形波送入f-u變換電路，將它變換成與矩形波頻率成正比的直流電壓信號來表示主機的轉(zhuǎn)速圖1-7-17脈沖整形轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)速表磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器為了檢測主機的轉(zhuǎn)向，需安裝兩個磁頭，且它們之間錯位1/4齒距，使兩個磁頭所產(chǎn)生的脈沖信號在相位上相差1/4周期。這兩個磁頭輸出的脈沖信號經(jīng)整形放大后分別送至D觸發(fā)器的D端和CP端，由其輸出端Q是1或0來判別主機是正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速表磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器當(dāng)齒輪沿正車方向轉(zhuǎn)動時，D觸發(fā)器D端的正脈沖總比CP端超前1/4周期，即CP端在脈沖上升沿時，D端總是1信號，所以輸出端Q保持1信號，表示主機在正車方向運轉(zhuǎn)。當(dāng)齒輪倒車方向轉(zhuǎn)動時，D觸發(fā)器CP端的正脈沖總比D端超前1/4周期，即CP端在脈沖上開沿時，D端總是0信號，所以輸出端Q保持0信號，表示主機在倒車方向運轉(zhuǎn)。扭矩儀應(yīng)變片式扭矩傳感器應(yīng)變片直接粘貼在傳動軸的表面上，傳動軸的扭矩作用產(chǎn)生微量變形，使得應(yīng)變片的阻值發(fā)生變化，通過測量電橋獲得對應(yīng)的差分電壓信號，經(jīng)調(diào)整處理后可計算出扭矩值優(yōu)點：可直接測量傳動軸的扭轉(zhuǎn)變形,減少由參數(shù)推算的間接影響缺點：應(yīng)變片的信號需要使用滑環(huán)和電刷傳遞，易引起誤差和不穩(wěn)定改進(jìn)的措施：將應(yīng)變片、電橋和信號處理電路全部裝在傳動軸上,將扭矩電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號,通過無線發(fā)射和接收器無線接收,經(jīng)鑒別器把信號解調(diào)并轉(zhuǎn)換成電壓信號,進(jìn)行顯示、控制和記錄黏度計毛細(xì)管2主要部件定排量的齒輪泵1正負(fù)連接管3

毛細(xì)管式測黏計黏度計探頭1內(nèi)部設(shè)有兩對壓電元件：一對驅(qū)動探頭以固定頻率產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)振動（空氣中共振頻率）一對檢測實際振動頻率，用于頻率控制電路的反饋信號和粘度測量信號相位差的大小與粘度的平方根成正比。工作原理：基于流動燃油的粘性對圓柱形探頭的旋轉(zhuǎn)振動有阻尼作用。探頭內(nèi)置一個Pt100溫度傳感器，檢測探頭內(nèi)溫度，用于校正和補償粘度測量中由溫度引起的誤差。扭振式測粘計振動檢測工程振動檢測可以分成機械式、光學(xué)式和電測三類，電測最為常用拾振環(huán)節(jié)把被測的機械振動量轉(zhuǎn)換為機械的、光學(xué)的或電的信號測量放大線路環(huán)節(jié)將傳感器的輸出電量最后變?yōu)楹罄m(xù)顯示、分析儀器所能接收的一般電壓信號。信號分析及顯示記錄環(huán)節(jié)電測原理光電式傳感器的應(yīng)用光電式傳感器是一種將被測量通過光量的變化轉(zhuǎn)換成電量變化的傳感器光源光學(xué)通路光電元件組成污水排放中油分濃度機艙火警報警用煙度主機曲軸箱油霧濃度探測輔鍋爐的火焰應(yīng)用光電式傳感器的應(yīng)用外光電效應(yīng)在光線作用下，使電子逸出物體表面而產(chǎn)生光電子發(fā)射的現(xiàn)象。屬于真空光電元件，有光電管、光電倍增管等。內(nèi)光電效應(yīng)在光線作用下，使物體的電阻率改變的現(xiàn)象。屬于半導(dǎo)體光電元件,有光敏電阻、光敏晶體管等。光生伏特效應(yīng)在光線作用下,物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象。屬于半導(dǎo)體光電元件,有光電池等。熱釋電現(xiàn)象熱電材料受紅外光等照射時，若其表面溫度上升或下降，則該表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。光電傳感器的類型光電式傳感器的應(yīng)用光電池的特性光電池是一種自發(fā)電式的光電元件，受到光照時自身能產(chǎn)生一定方向的電動勢，在不加電源的情況下，只要接通外電路，便有電流通過圖1-7-19硅光電池的光電特性1—開路電壓特性曲線;2—短路電流特性曲線硅光電池的優(yōu)點：具有性能穩(wěn)定、光譜范圍寬、頻率特性好、轉(zhuǎn)換效率高、能耐高溫輻射等應(yīng)用最廣泛的是硅光電光電式傳感器的應(yīng)用光電傳感器的基本形式光電式傳感器的應(yīng)用油分濃度檢測裝置圖1-7-21油分濃度檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖1—箱體;2—內(nèi)門鎖扣;3—內(nèi)門鎖頭;4—鎖頭;5—安裝支架;6—出水口;7—調(diào)流板蓋;8—測量室;9—電源開關(guān);10—保險絲座;11—接線端子;12—繼電器;13—Pt06放大板;14—開關(guān)電源;15—觸摸屏;16—打印機;17—CPU板15ppm傳感器傳感器放大電路微處理器系統(tǒng)FLASH儲存電路觸摸屏打印機實時時鐘電源光電式傳感器的應(yīng)用光散射法先經(jīng)過細(xì)濾器再使用超聲波震散樣品中的懸浮固體顆粒，減小對檢測的影響。紅外光穿過測量管，光學(xué)傳感器測量檢測直射光Id和被樣品中的油顆粒散射和折射的光信號Is，該兩個信號經(jīng)過處理并通過微處理器進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的運算，得到較為準(zhǔn)確的油分濃度值。圖1-7-22

油份濃度檢測原理圖油分濃度檢測裝置光電式傳感器的應(yīng)用油分濃度檢測裝置具體的記錄信息有:油水分離器關(guān)(Separatoroff)油水分離器開(Separatoron)報警儀關(guān)(Systemoff)報警儀開(Systemstart)啟用新時鐘時間(Newdata)15ppm正常(Alarmcancel)15ppm報警(15ppmalarm)回艙底閥關(guān)(Valveclose)回艙底閥開(Valveopen)測量室故障(Testunitabnormal)測量室正常(Testunitnormal)清洗閥開(Cleanvalveopen)清洗閥關(guān)(Cleanvalveclose)油分濃度檢測裝置實現(xiàn)的功能有檢測和顯示艙底水油分濃度，監(jiān)視15ppm艙底水分離器的運行狀態(tài)、報警狀態(tài)及記錄各種事件發(fā)生的日期、時間，記錄裝置能儲存數(shù)據(jù)至少18個月，并能顯示或打印所有記錄。光電式傳感器的應(yīng)用油分濃度檢測裝置測量室裝滿清水，ppm應(yīng)該顯示“0ppm”。如果不是“0ppm”,就要調(diào)節(jié)信號放大板內(nèi)的零位可調(diào)電阻,使ppm顯示為“0ppm”。測量室內(nèi)清水放空，ppm應(yīng)該顯示某固定的ppm值，如果不是設(shè)備要求的ppm值，可調(diào)節(jié)放大電路板上的電位器使ppm達(dá)到要求值。測量室內(nèi)裝滿樣品水樣，ppm應(yīng)該顯示該水樣的ppm值，如果偏差較大，可調(diào)節(jié)放大電路板上的對應(yīng)的電位器使ppm達(dá)到要求值。零位和量程的調(diào)節(jié)光電式傳感器的應(yīng)用VISATRON曲軸箱油霧濃度探測器圖1-7-23

VISATRON曲軸箱油霧濃度探測器1—空氣噴射泵;2—測量部位;3—測量控制蓋;4—電氣接口;5—閥箱空氣噴射泵使測量室產(chǎn)生負(fù)壓，抽取各主機氣缸的氣樣測量部位光路檢測氣樣油霧濃度測量控制蓋可以通過打開該蓋子測試該裝置電氣接口閥箱用于選擇測量氣樣的來源組成光電式傳感器的應(yīng)用VISATRON曲軸箱油霧濃度探測器圖1-7-23

VISATRON曲軸箱油霧濃度探測器1—空氣噴射泵;2—測量部位;3—測量控制蓋;4—電氣接口;5—閥箱設(shè)備供電為24V直流電源,消耗電流3A，由4A自恢復(fù)熔斷器保護(hù)故障時，VISATRON顯示器上顯示故障代碼和油霧濃度值閥箱的檢查窗內(nèi)有1個紅色標(biāo)志表明該取樣曲軸箱內(nèi)油霧濃度高。確認(rèn)故障后，排除故障，使設(shè)備重新回到正常，還需要按下復(fù)位按鈕光電式傳感器的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)型曲軸箱油霧濃度探測器光電式傳感器的應(yīng)用控制單元安裝在集控室內(nèi)接線箱安裝在機旁傳感器安裝在每個測量點上圖1-7-25

Mark-6油霧濃度探測報警系統(tǒng)組成網(wǎng)絡(luò)型曲軸箱油霧濃度探測器光電式傳感器的應(yīng)用Mark-6取消采樣管路，采用了檢測散射光的油霧濃度探測原理，每個測量點都使用一個傳感器進(jìn)行檢測最多可以在八臺柴油機上共安裝64個傳感器采用CAN總線把傳感器及控制單元連接起來，提高檢測速度傳感器連續(xù)監(jiān)視，控制單元順序掃描，記錄其地址碼和油霧密度值沒有報警產(chǎn)生的情況下整個系統(tǒng)掃描時間最長為1.2s控制單元計算油霧濃度平均值及相對于平均值的偏差，與預(yù)設(shè)的平均值及偏差報警值進(jìn)行比較，具有高靈敏度，最大限度降低誤報警。特點網(wǎng)絡(luò)型曲軸箱油霧濃度探測器光電式傳感器的應(yīng)用用戶級別只能實現(xiàn)查詢功能,不能進(jìn)行報警設(shè)定及系統(tǒng)設(shè)定工程師級別該級別受密碼保護(hù)，輸入密碼后可以完成很多設(shè)置，但不可以對事件及歷史記錄進(jìn)行更改及復(fù)位。服務(wù)商級別該級別受密碼保護(hù)，但不同于工程師級別的菜單，允許進(jìn)行所有操作，這種操作必須有廠家的授權(quán)或代理授權(quán)系統(tǒng)三個操作級別：網(wǎng)絡(luò)型曲軸箱油霧濃度探測器光電式傳感器的應(yīng)用傳感器三個指示燈:綠色指示燈指示電源狀態(tài)紅色指示燈指示報警狀態(tài)黃色指示燈指示故障狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)型曲軸箱油霧濃度探測器光電式傳感器的應(yīng)用每個傳感器都有5根線2根電源線，0V和+24V2根CAN總線通信線C+和C-,連接到所有傳感器1根故障信號線ALBCKUP所有的傳感器都通過接線盒再與控制單元連接,傳感器之間通過CAN總線連在一起網(wǎng)絡(luò)型曲軸箱油霧濃度探測器光電式傳感器的應(yīng)用利用不同濃度煙霧濃度的透光程度不同的原理來探測的。感煙管式火災(zāi)探測器圖1-7-27感煙管式火災(zāi)探測器原理圖1—集煙管;2—抽風(fēng)機;3—光源;4—測量光電池;5—基準(zhǔn)光電池;6—檢測電路光電式傳感器的應(yīng)用監(jiān)視點火及燃燒情況光敏電阻、光電池、紫外線燈泡等作用類型火焰感受器光電式傳感器的應(yīng)用光敏電阻原理有光照射時，電阻值很小，電壓一定，電流很大。無光照射時，電阻值很大，電壓一定，電流很小。注意事項安裝時要避免高溫爐墻輻射線直接照射在元件上（裝有磨砂玻璃，阻擋紅外線透入），防止動作遲延或誤動作；不能承受高溫，防止影響壽命（裝有散熱片并用空氣冷卻）圖1-7-28光敏電阻及其特性光電式傳感器的應(yīng)用光電池原理在光照射下，兩極間能產(chǎn)生電壓輸出RAR型---小于1V2CR11---0.5V特點光譜敏感范圍僅限于可見光，而不包括紅外線。使用壽命長圖1-7-30

光電池控制電路原理圖光電式傳感器的應(yīng)用紫外線管原理有足夠的紫外線照射時，陰極產(chǎn)生的光電子加速運動使惰性氣體電離，紫外線管子導(dǎo)通；無光照射時管子載止特點不受高溫爐壁輻射的影響，特性比光敏電阻好，只對紫外線敏感。不能用萬用表檢測其是否有效。圖3-2-7

紫外線管外形結(jié)構(gòu)示意圖1—電極;2—引腳;3—石英玻璃外殼;4—管腳火災(zāi)探測器的常見類型煙探測法------感煙探測器熱（溫度）探測法------感溫探測器光探測法------感光探測器易燃?xì)怏w探測------氣敏半導(dǎo)體探測器火災(zāi)探測方法火災(zāi)探測器的常見類型感煙式火災(zāi)探測器離子式火災(zāi)探測器光電式火災(zāi)探測器用于探測火災(zāi)初期有陰燃階段、易產(chǎn)生大量煙和少量熱、很少或沒有火焰的場合優(yōu)點缺點能夠比較早地探知火災(zāi)的發(fā)生靈敏度較高容易發(fā)生誤報警對環(huán)境條件的要求較高一般都設(shè)置在室內(nèi)分類火災(zāi)探測器的常見類型感煙式火災(zāi)探測器它由內(nèi)、外電離室和檢測電路組成，內(nèi)、外電離室采取反向串聯(lián)連接內(nèi)電離室是封閉氣室，外電離室有小孔與所監(jiān)視的艙室環(huán)境相通兩個電離室內(nèi)各放一塊放射性镅241和一個電極有煙霧進(jìn)入外電離室時，其離子電流減少，相當(dāng)于它的等效電阻值增大經(jīng)檢測電路對電壓差的處理，可以得到煙霧濃度的大小，進(jìn)而用于火災(zāi)的確認(rèn)和報警。離子式火災(zāi)探測器：利用煙霧顆粒能吸附離子的原理來探測的圖1-7-32離子式火災(zāi)探測器火災(zāi)探測器的常見類型感煙式火災(zāi)探測器根據(jù)煙霧粒子對光的吸收和散射作用，可分為遮光式和散射光式兩種類型散射光型光電式火災(zāi)測器已經(jīng)成為主流圖1-7-33光電式火災(zāi)探測器原理圖光電式火災(zāi)探測器：利用光敏元件接受光的強弱程度不同的原理來探測的火災(zāi)探測器的常見類型感溫式火災(zāi)探測器定溫式火災(zāi)探測器所檢測的溫度上升超過某個規(guī)定值時報警差溫式火災(zāi)探測器所檢測的溫度上升速率超過某個規(guī)定值時報警差定溫式火災(zāi)探測器同時具有上述兩種功能用于火災(zāi)發(fā)展迅速、能產(chǎn)生大量熱及存在大量粉塵、油霧、水蒸氣的場所(常見廚房、配餐間等)分類火災(zāi)探測器的常見類型智能型火災(zāi)探測器火災(zāi)探測器的輸出信號與火災(zāi)狀況(煙霧濃度變化、溫度變化等)成線性變化?；馂?zāi)探測器內(nèi)配置高集成度的微型智能模塊(內(nèi)含CPU、A/D轉(zhuǎn)換器、串行通信接口),并具備通信功能?；馂?zāi)探測器具有地址編碼功能。具有很高的環(huán)境適應(yīng)能力與穩(wěn)定性。各種工作原理的探測器都有配套的火災(zāi)識別軟件。具有自動故障測試功能對火災(zāi)特征信號進(jìn)行直接分析和處理，從而大大減輕了中央單元的信息處理負(fù)擔(dān)，提高了整個火災(zāi)報警系統(tǒng)的響應(yīng)速度特點火災(zāi)探測器的常見類型氣敏半導(dǎo)體火災(zāi)探測器用于易燃?xì)怏w探測氣敏半導(dǎo)體是以金屬氧化物半導(dǎo)體材料為基體，加入合適的催化金屬和添加劑，采用燒結(jié)、厚膜或薄膜工藝制成。其中以氧化錫作為檢測元件的氣敏半導(dǎo)體使用較廣。氣敏半導(dǎo)體探測器按其性質(zhì)可分為N型和P型兩大類。P型氣敏半導(dǎo)體被檢測氣體在氣敏半導(dǎo)體材料表面反應(yīng)供給半導(dǎo)體電子，從而改變半導(dǎo)體的電阻，遇到氣體時電阻下降的材料N型氣敏半導(dǎo)體被檢測氣體在氣敏半導(dǎo)體材料表面反應(yīng)供給半導(dǎo)體電子，從而改變半導(dǎo)體的電阻，遇到氣體時電阻增加的材料第八節(jié)信號變送變送器的構(gòu)成原理圖1-3-21變送器的組成框圖測量部分把被控量X轉(zhuǎn)換成電壓、電流、位移、作用力或力矩等物理量放大器把Zi+Z0-Zf的差值進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的輸出信號y反饋部分把變送器的輸出信號y轉(zhuǎn)換成反饋信號Zf變送器變送器的構(gòu)成原理圖1-3-21變送器的組成框圖

若K足夠大，且KF>>1時，則變送器圖1-3-22變送器的輸入、輸出特性圖輸出y與輸入x呈線性關(guān)系為了將信號變換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號，在使用前必須對變送器進(jìn)行調(diào)校，其主要內(nèi)容包括變送器的零點調(diào)整、量程調(diào)整和零點遷移。變送器零點調(diào)整、量程調(diào)整和零點遷移使變送器輸出信號的下限值ymin

與測量信號的下限值xmin

相對應(yīng)。在負(fù)反饋放大器的輸入端加上一個零點調(diào)整信號z0。零點調(diào)整方法零點調(diào)整目的變送器零點調(diào)整、量程調(diào)整和零點遷移使變送器輸出信號的上限值ymax

與測量信號的上限值xmax

相對應(yīng)。通常調(diào)整負(fù)反饋系統(tǒng)數(shù)

F，F(xiàn)

越大，量程越大。量程調(diào)整方法量程調(diào)整目的變送器零點調(diào)整、量程調(diào)整和零點遷移量程調(diào)整相當(dāng)于改變輸入輸出特性曲線的斜率，也就是改變變送器輸出信號Y與輸入信號X之間的比例關(guān)系。變送器零點調(diào)整、量程調(diào)整和零點遷移實際應(yīng)用中，被控量測量的起點往往不是零，即xmin不等于0，需要將測量的起點遷移到某一正值或負(fù)值。氣動差壓變送器圖1-3-25單杠桿氣動差壓變送器結(jié)構(gòu)圖作用將被測量的物理量轉(zhuǎn)化為0.02-0.1Mpa的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號工作原理力矩平衡原理結(jié)構(gòu)組成測量部分氣動轉(zhuǎn)換部分氣動差壓變送器圖1-8-5單杠桿氣動差壓變送器結(jié)構(gòu)圖組成主杠桿9及密封簧片13、檢測膜盒16和基體等密封簧片13作為杠桿轉(zhuǎn)動的支點，要求它具有良好的彈性和抗疲勞強度；基體分為正、負(fù)壓室的測量膜盒；檢測膜盒16充注硅油，產(chǎn)生阻尼，防止膜片使變送器發(fā)生振蕩；單向過載保護(hù)圈防止膜盒在單向承受過大壓力時被壓壞；測量部分氣動差壓變送器F膜、F波和l1都是固定不變的，唯一可調(diào)的是l2

反饋波紋管上移→l2

↑→K↓→量程↑反饋波紋管下移→l2

↓→K↑→量程↓反饋波紋管的位置---量程波紋管越靠上，量程越大氣動轉(zhuǎn)換部分P出·

F反·

l2

=?p

·

F膜·

l1氣動差壓變送器圖1-8-6雙杠桿氣動差壓變送器工作原理圖副杠桿5作用：對主杠桿頂端的位移進(jìn)行二次放大；量程調(diào)整：改變量程支點8的上下位置，改變副杠桿的放大系數(shù)，從而改變其量程；

零點調(diào)整：調(diào)零彈簧15氣動差壓變送器零點調(diào)整，?p

=0時，P出=0.02MPa

調(diào)整方法：調(diào)整調(diào)零彈簧或遷移彈簧量程調(diào)整，?p

=最大時，P出=0.1MPa調(diào)整方法：改變反饋波紋管的上下位置重復(fù)調(diào)整，由于量程的調(diào)整會影響零點，量程調(diào)整后，需重新調(diào)零，然后再看量程是否合適，重復(fù)上述操作2-3次，直到零點與量程準(zhǔn)確為止。零點和量程的調(diào)整氣動差壓變送器實例船舶差壓變送器的應(yīng)用圖1-8-8用參考水位罐檢測鍋爐水位裝置1—鍋爐;2—參考水位罐;3—測量水位管;4—參考水位管;5-差壓變送器;6—閥箱;A—截止閥;B—平衡閥;C—泄放閥參考水位：設(shè)定為鍋爐的最高水位，由蒸汽的不斷冷凝及溢流維持最高水位位置。測量水位：通過測量管與鍋爐的實際水位一致。船舶差壓變送器的應(yīng)用參考水位罐與氣動差壓變送器連接為了保持鍋爐水位升高變送器的輸出增大的邏輯關(guān)系，故而將參考水位與變送器負(fù)壓室相連，測量水位與正壓室相連。假設(shè)鍋爐水位0-600mm之間變化，當(dāng)水位最低時，ΔP最大，P輸出最大；當(dāng)水位最高時，ΔP最小，P輸出最小。ΔP=-600mm水柱時，P輸出最小；ΔP=0mm水柱時，P輸出最大。即重新調(diào)整零點的過程。差壓變送器的使用保護(hù)氣動差壓變送器的使用方法圖1-6-1差壓變送器的閥組1、3—截止閥(導(dǎo)壓閥);2—平衡閥;4、5—沖洗閥投入工作時先開平衡閥2，后開截止閥1和3，再關(guān)平衡閥2退出工作時先開平衡閥2，后關(guān)截止閥1和3，再關(guān)平衡閥2電動差壓變送器將被測物理量轉(zhuǎn)化為4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信號船舶機艙中以電容式電動差壓變送器為主圖1-8-11電容式差壓變送器組成方框圖電動差壓變送器把被測差壓Δp轉(zhuǎn)換成電容量的變化，其核心是差動電容敏感元件差動電容敏感元件的空腔內(nèi)充有硅油，用以傳遞壓力。中心感壓膜片和其兩邊的正、負(fù)壓側(cè)弧形電極形成電容CH

和CL測量部件電動差壓變送器電容-電流轉(zhuǎn)換部分將與差壓Δp成正比的差動電容的相對變化值(CH-CL)/(CH+CL)成比例地轉(zhuǎn)換成差動電流信號Ii，并實現(xiàn)非線性補償功能放大電路部分將差動電流Ii

進(jìn)行放大，并輸出4~20mA的直流電流；同時還具有調(diào)零點、調(diào)量程、正負(fù)遷移和阻尼調(diào)整等功能轉(zhuǎn)換放大電路圖1-8-12電容式差壓變送器轉(zhuǎn)換放大電路原理框圖電動差壓變送器核心部件是CPU回路將A/D轉(zhuǎn)換采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和線性化處理，再經(jīng)過量程和零點的調(diào)整實現(xiàn)信號與輸入成比例關(guān)系，并通過D/A轉(zhuǎn)換并輸出需要的4~20mA信號特點功能強,靈活性好，穩(wěn)定性好，零點和量程可在外部調(diào)節(jié)，正負(fù)遷移范圍廣，具備自診斷能力，帶HART通信規(guī)約的通信接口。數(shù)字式轉(zhuǎn)換電路圖1-8-13數(shù)字式轉(zhuǎn)換電路原理框圖旋轉(zhuǎn)變壓器的基本工作原理旋轉(zhuǎn)變壓器(resolver/transformer)是一種電磁式傳感器，又稱同步分解器用于測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度圖1-8-14旋轉(zhuǎn)變壓器原理圖

旋轉(zhuǎn)變壓器的基本工作原理旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)------

定子+

轉(zhuǎn)子有刷旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)簡單，體積小，但存在電刷與滑環(huán)機構(gòu)，所以旋轉(zhuǎn)變壓器的可靠性差，壽命也較短無刷旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器本體和附加變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器的基本工作原理旋轉(zhuǎn)變壓器是一種精密角度、位置、速度檢測裝置，適用于所有使用旋轉(zhuǎn)編碼器的場合，特別是高溫、嚴(yán)寒、潮濕、高速、高振動等旋轉(zhuǎn)編碼器無法正常工作的場合。圖1-8-17旋轉(zhuǎn)變壓器外形圖第九節(jié)執(zhí)行元件氣動執(zhí)行元件電動執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件氣動執(zhí)行元件氣動二位三通閥圖1-9-1氣動二位三通閥結(jié)構(gòu)原理及邏輯符號圖1—活塞;2—彈簧;3—頂桿;4—閥芯氣動執(zhí)行元件各種二位三通閥圖1-9-2各種二位三通閥的邏輯符號圖氣動執(zhí)行元件三位五通閥（兩個排大氣口合在一起，即為三位四通閥）圖1-9-3三位四通閥結(jié)構(gòu)原理及邏輯符號圖氣動執(zhí)行元件開度可控的主起動閥氣動執(zhí)行元件主、輔起動閥電動伺服馬達(dá)的機構(gòu)和工作原理圖1-9-6電動執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理方框圖伺服放大器將輸入信號Ii和反饋信號If比較，當(dāng)偏差

I＞0時，使輸出轉(zhuǎn)角θ增大，直至

I=0，輸出軸就穩(wěn)定在與輸入信號相對應(yīng)的位置上。反之亦然。工作原理電動伺服馬達(dá)的機構(gòu)和工作原理圖1-3-31

伺服放大器組成示意圖CF

：分相電容SCR

：可控硅、無觸點開關(guān)Ⅱ、Ⅰ:繞組，Ⅱ中的電流相位比Ⅰ超前90°，形成正轉(zhuǎn)磁場伺服放大器前置放大器：

根據(jù)輸入信號與反饋信號相減所得的偏差極性,在a、b兩端輸出不同極性的電壓電動伺服馬達(dá)的機構(gòu)和工作原理伺服電機：兩相電容異步伺服電機（交流伺服電機）、直流伺服電機、步進(jìn)電機減速器：

行星輪式和蝸輪蝸桿式，前者體積小，傳動效率高，承載能力大，應(yīng)用更為廣泛位置發(fā)送器:將電動執(zhí)行機構(gòu)輸出軸的位移轉(zhuǎn)變?yōu)?~10mADC反饋信號的裝置。采用的位置傳感器有電位器、差動變壓器等執(zhí)行器圖1-9-9執(zhí)行機構(gòu)的位置反饋原理圖圖1-9-8

伺服電機的結(jié)構(gòu)原理圖調(diào)節(jié)器與執(zhí)行器的組合方式圖1-9-10電/氣動執(zhí)行機構(gòu)的組合方式氣動調(diào)節(jié)器-閥門定位器-氣動執(zhí)行機構(gòu)電動調(diào)節(jié)器-電動執(zhí)行機構(gòu)氣動調(diào)節(jié)器-氣/電轉(zhuǎn)換器-電動執(zhí)行機構(gòu)氣動調(diào)節(jié)器-氣/電轉(zhuǎn)換器-電動執(zhí)行機構(gòu)液壓伺服機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理圖1-