檢測與控制參考資料

1、檢測技術(shù)是以研究自動(dòng)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(yīng)用技術(shù)學(xué)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(diǎn): 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(jìn)行遠(yuǎn)距離測量，從而實(shí)現(xiàn)集中控制和遠(yuǎn)程控制。 v動(dòng)態(tài)測量，記錄變化過程，便于動(dòng)態(tài)分析研究； v能自動(dòng)連續(xù)地測量，便于自動(dòng)記錄，配合調(diào)節(jié)裝置，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)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(jìn)行運(yùn)算處理。 n過程控制性能要求 過程控制要求-在設(shè)定值發(fā)生變化或受到外界擾動(dòng)作用時(shí)，被控量應(yīng)能平穩(wěn)、迅

2、速和準(zhǔn)確地趨近或回復(fù)到設(shè)定值。 l穩(wěn)定性-首要指標(biāo) l快速性-當(dāng)控制系統(tǒng)受到干擾影響時(shí)，控制系統(tǒng)能盡快地做出響應(yīng)，改變控制量，使被控量與設(shè)定值之間有偏差的時(shí)間盡可能短。 l準(zhǔn)確性-控制系統(tǒng)的被控量與設(shè)定值之間的偏差 l偏離度-被控量偏離設(shè)定值的離散程度 第3章 、應(yīng)變測試系統(tǒng) 一、基本測量原理聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)被吸收而衰減，氣體吸收最強(qiáng)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(qiáng)度的聲波，在氣體中傳播的距離會(huì)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(shí)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(shí)的衰減更明顯。超聲波在各種介

3、質(zhì)中傳播時(shí)其強(qiáng)度逐漸被衰減（所謂強(qiáng)度是指振動(dòng)波質(zhì)點(diǎn)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(shí)衰減規(guī)律。主要內(nèi)容：u壓力檢測：液柱式壓力計(jì)；膜片式、彈簧管式壓力表u密度檢測：壓差式密度計(jì)、水柱平衡式密度計(jì)u濃度檢測：超聲波礦漿濃度計(jì)u物位檢測：直讀式液位計(jì)、浮力式液位計(jì)、靜壓式液位計(jì)、電容式物位計(jì)、熱電偶式液位計(jì)、超聲波物位計(jì)u流量檢測：容積式流量計(jì)、差壓式流量計(jì)、速度式流量計(jì)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(fù)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(yùn)動(dòng)，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(yīng)、康普敦效應(yīng)和電子偶的生成等作用。p g射線通過物質(zhì)時(shí)，由于光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對生成而損失能量，并逐漸被物質(zhì)吸收，其強(qiáng)度將被衰減， 它的強(qiáng)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(qiáng)度； J0一投射到吸收物質(zhì)上的射線強(qiáng)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(shí)的射線強(qiáng)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(yīng)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(yīng)關(guān)系，核子膠帶秤就是利用這個(gè)原理測量膠帶輸送機(jī)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(yùn)算與處理系統(tǒng)便可得出膠帶輸送機(jī)的瞬時(shí)輸送量。射線與物質(zhì)相互作用時(shí)，產(chǎn)生的光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)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(yīng)吸收系數(shù)； 康普敦效應(yīng)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(shè)備、裝置或生產(chǎn)過程，簡稱為對象。（如

6、上例中浮選機(jī)）（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(yīng)的輸出信號(hào)的裝置。（如上例中的液位計(jì)）（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(hào)變換成相應(yīng)的控制信號(hào)的裝置。（4）執(zhí)行器。指具體完成控制任務(wù)的裝置。（如上例中的電動(dòng)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(gè)與被控量要求值相對應(yīng)的電信號(hào)。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(jìn)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(jìn)行一定規(guī)律的運(yùn)算，并輸出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，去控制執(zhí)行機(jī)

7、構(gòu)的動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)對溫度、壓力、流量、液位及其他工藝變量的自動(dòng)控制。定義：通過自動(dòng)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(dòng)地按照預(yù)定規(guī)律變化的綜合性技術(shù)稱為生產(chǎn)過程自動(dòng)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(yīng)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(dāng)測量值大于給定值時(shí)，控制器的輸出為最大（或最?。?； 當(dāng)測量值小于給定值時(shí)，則輸出為最?。ɑ蜃畲螅豢刂破髦挥袃蓚€(gè)輸出值，相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)只有開和關(guān)兩個(gè)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(jì)算出控制量進(jìn)行控制。n歷史最久、應(yīng)用最廣，適應(yīng)性最強(qiáng)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(fù)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(fù)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(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。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(chǔ)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(shí)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(jī)構(gòu)，是一種自動(dòng)控制領(lǐng)域的常用機(jī)電一體化設(shè)備（器件），是自動(dòng)化儀表的三大組成部分（檢測設(shè)備、調(diào)節(jié)設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備）中的執(zhí)行設(shè)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(jī)連續(xù)的、開關(guān)的(屬于流體機(jī)械的范疇，起執(zhí)行器的作用)跳汰自動(dòng)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(jī)構(gòu)、被控制對象（電動(dòng)機(jī)或閘板）等部分組成?？刂圃恚捍矊訖z測傳感器將跳汰機(jī)的重物料（I段為矸石、II段為中煤）層的厚度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，并與床層各段厚度給定值進(jìn)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(hào)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)來驅(qū)動(dòng)被控對象（電動(dòng)機(jī)或閘板）調(diào)節(jié)排料量，保持床層穩(wěn)定，以實(shí)現(xiàn)排料的自動(dòng)控制。床層檢測傳感器的作用：把跳汰機(jī)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(hào)，以便對床層厚度進(jìn)行（控制）調(diào)節(jié)。常用的床層檢測傳感器主要有浮標(biāo)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(fù)雜、造價(jià)高且需要對射線進(jìn)行防護(hù)，因而使用很少，而前兩種傳感器目前使用較多。排料自動(dòng)控制系統(tǒng)通過檢測床層厚度，最終變換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)排料裝置動(dòng)作，調(diào)節(jié)排料量。因而排料機(jī)構(gòu)對整個(gè)自動(dòng)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(dòng)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(jìn)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(jìn)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(diǎn)。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(dòng)控制分為四個(gè)部分：流量自動(dòng)控制、濃度自動(dòng)控制、加藥自動(dòng)控制、液位自動(dòng)控制。浮選藥劑的自動(dòng)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(dòng)給出浮選劑添加量的設(shè)定值是自控系統(tǒng)的關(guān)鍵。在同一入浮濃度時(shí)，浮選藥劑的添加量和實(shí)際入浮的干煤泥量成正比。當(dāng)?shù)V漿入料和尾礦排出量均穩(wěn)定時(shí)，浮選槽液位等于給定值，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不動(dòng)作，排料口適中，液位保持不變。當(dāng)液位檢測裝置檢測到浮選槽實(shí)際液位升高而大于