第一章习题及答案 1-1 根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图 (1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态； (2) 画出系统方框图。 解 （1）负反馈连接方式为：d a ?，c b ?； （2）系统方框图如图解1-1 所示。 1-2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。 题1-2图 仓库大门自动开闭控制系统 解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏
差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解1-2所示。 1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。 题1-3图 炉温自动控制系统原理图 解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压的平方成正比，增高，炉温就上升，的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压。作为系统的反馈电压与给定电压进行比较，得出偏差电压，经电压放大器、功率放大器放大成后，作为控制电动机的电枢电压。 c u c u c u f u f u r u e u a u 在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ， 热电偶的输出电压正好等于给定电压。此时，f u r u 0=?=f r e u u u ，故01==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 c u 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程：
热处理过程控制 热处理过程中的质量控制，实际上是贯彻热处理相关标准的过程，包括热处理设备及仪表哦那个之、工艺材料及槽液控制、工艺过程控制等，只有严格执行标准，加强工艺纪律，才能将热处理缺陷消灭在质量的形成过程中，获得高质量的热处理零件。 1、相关热处理工艺及质量控制要求标准 GB/T16923－1997 钢的正火与退火处理；GB/T16924－1997 钢的淬火和回火处理；GB/T18177－1997 钢的气体渗氮；JB/T3999-1999 钢件的渗碳与碳氮共渗淬火回火；JB/T4155—1999 气体氮碳共渗；JB/T9201—1999 钢铁件的感应淬火回火处理 JB/T6048—1992 盐浴热处理；JB/T10175—2000 热处理质量控制要求 2、加热设备及仪表要求： 2.1、加热设备要求： 2.1.1加热炉需按有效加热区保温精度（炉温均与性）要求分为六类，其控温精度、仪表精度和 允许用修改量程的方法提高分辨力 温仪表。其中一个仪表应具有报警的功能。 2.1.3 每台加热炉必须定期检测有效加热区，检测方法按GB/T9452和JB/T6049的规定，其保温精度应符合表7要求。应在明显位置悬挂带有有效加热区示意图的检验合格证。加热炉只能 记录表热电偶的热距离应靠近。校验应在加热炉处于热稳定状态下进行，当超过上述允许温度
2.1.5保护气氛炉和化学热处理炉的炉内气氛应能控制和调节。进入加热炉的气氛不允许直接冲刷零件。 2.1.6 对气体渗碳（含碳氮共渗）炉，渗氮（含氮碳共渗（软氮化））炉，在有效加热区检验合格后还应进行渗层深度均匀性检验，试样放置位置参照有效加热区保温精度检测热电偶布点位置，检验方法按GB/T9450和GB/T11354的规定。气体渗碳炉、渗氮炉中有效硬化层深度偏差，见表11和表12： 2.1.7 炉内的加热介质不应使被加热工件表面产生超过技术文件规定深度的脱碳、增碳、增氮和腐蚀等现象。 2.1.8 感应热处理加热电源及淬火机床： 2.1.8.1 感应加热电源输出功率及频率必须满足热处理要求，输出功率控制在±5%，或输出电压在±2.5%范围内。感应热处理机床和限时装置应满足工艺要求。 2.1.8.3限时装置：感应加热电源或淬火机床应根据需要装有控制加热、延迟、冷却时间的限时 2.2 淬火槽要求： 2.2.1 淬火槽的设置应满足技术文件条件对工件淬火转移时间的规定。 2.2.2淬火槽的容积要适应连续淬火和工件在槽中移动的需求。 2.2.3淬火过程中，油温一般保持在10——80℃，水温一般保持在10——40℃。 2.2.4 淬火槽一般应有循环搅拌和冷却装置，可选用循环泵、机械搅拌或喷射对流装置。必要时，淬火槽可配备加热装置。 2.2.5 淬火槽应装有分辨力不大于5℃的测温。 2.3 仪表要求： 2.3.1 现场使用的控温和记录仪表等级应符合表7要求，检定周期按表9执行。 2.3.2 现场系统校验用的标准电位差计精度应不低于0.05级，分辨力不低于1Uv，检定周期为6个月。
热处理控制程序 编制__________________________ 日期_______________ 审查__________________________ 日期_______________ 批准___________________________ 日期__________________
修改号：0 修改记录:
修改号：0 第 3页-共—4—页 1.适用范围：本文件适用于本公司锅炉安装、压力容器安装维修及压力管道安装工程施工 中的热处理的控制。 2.职责：技术部负责热处理工艺文件的编制，质量部负责热处理过程的监督和热处理测试 仪表的计量检定，工程部负责热处理的操作，热处理责任工程师负责热处理质量的控制。 3.热处理设备 3.1锅炉、压力管道安装工程施工中的热处理是局部热处理，热处理设备应采用自动记录仪 监控的电加热绳或履带式加热板，采用环状火焰加热器时，只能采用煤气、氧-乙炔气、石油液化气及天然石油气所调成的中性火焰。 3.2温度探测的热电偶应紧贴热处理工件放置，量程为热处理最高温度的1.5倍，精度 等级1.5。 3.3热处理自动温控记录仪与热电偶组成的测量仪表应按公司计量管理的规定进行检定合格 并在有效期内。 3.4热处理设备由经培训合格的专人管理和调试，使用时应放置在防雨、防潮的台架上。 4.热处理工艺及实施 4.1技术部工艺人员应按相关施工验收规范或标准的要求并根据工程图纸的要求编制“热处 理工艺卡”(Form9-1)，并经热处理责任工程师审核和技术部经理批准。 4.2热处理前检验员应确认热处理前所有要求的焊缝检查、检验和试验均已完成并“工艺过 程卡”上签名并签上日期。 4.3热处理时应严格按工艺文件规定的要求进行操作，热处理部位应有合适的保温措施，避 免产生有害的温度梯度，应注意现场风速，人体感到的风速应设遮挡板挡风。 4.4 所有的热处理操作都应有检验员监督，以确保“热处理工艺卡”规定的热电偶位置、温 度、保温时间等得到严格执行。并应填写“热处理报告”(Form9-3)或“压力管道热处理报告”(Form9-4)与热处理的实际温度-时间曲线图交热处理责任工 程师审核。 4.5热处理结束后，自动记录仪所记录的温度-时间曲线不得涂改，记录纸应有操作人员、 质量检验员的签字。 4.6对新材料或技术负责人认为有难度的热处理，热处理责任工程师应组织进行热处理试验 进行验证，合格后再应用于实际施工。 4.7热处理后的工件硬度检查或无损检测应按图纸和施工验收规范的要求进行。 5.热处理的外协 5.1如果需要将热处理委托外单位时，热处理责任师和质量部人员应事先共同对外协单位进
第一章 习题答案 习 题 1-1 根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图 (1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态； (2) 画出系统方框图。 1-2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。 题1-2图 仓库大门自动开闭控制系统 1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出 被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。 题1-3图 炉温自动控制系统原理图 1-4 题1-4图是控制导弹发射架方位的电位器式随动系统原理图。图中电位器1P 、2 P
并联后跨接到同一电源0 E 的两端，其滑臂分别与输入轴和输出轴相联结，组成方位角的给定元件和测量反馈元件。输入轴由手轮操纵；输出轴则由直流电动机经减速后带动，电动机采用电枢控制的方式工作。 试分析系统的工作原理，指出系统的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。 题1-4图导弹发射架方位角控制系统原理图 1-5 采用离心调速器的蒸汽 机转速控制系统如题1-5图所示。 其工作原理是：当蒸汽机带动负载 转动的同时，通过圆锥齿轮带动一 对飞锤作水平旋转。飞锤通过铰链 可带动套筒上下滑动，套筒装有平 衡弹簧，套筒上下滑动时可拨动杠 杆，杠杆另一端通过连杆调节供汽 阀门的开度。在蒸汽机正常运行 时，飞锤旋转所产生的离心力与弹簧的反弹力相平衡，套筒保持某个高度，使阀门处于一个平衡位置。如果由于负载增大使蒸汽机转速 ω下降，则飞锤因离心力减小而使套筒向下滑动，并通过杠杆增大供汽阀门的开度，从而使蒸汽机的转速回升。同理，如果由于负载减小使蒸汽机的转速 ω增加，则飞锤因离心力增加而使套筒上滑，并通过杠杆减小供汽阀门的开度，迫使蒸汽机转速回落。这样，离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速的影响，使蒸汽机的转速 ω保持在某个期望值附近。 指出系统中的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。 1-6 摄像机角位置自动跟踪系统如题1-6图所示。当光点显示器对准某个方向时，摄像机会自动跟踪并对准这个方向。试分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量及给定量，画出系统方框图。 题1-5图蒸汽机转速自动控制系统
2014年工业自动控制系统装置制造业简析 一、行业监管体制、主要法律法规及政策 (2) 1、行业主管部门及监管体制 (2) 2、主要法律法规及产业政策 (2) 二、行业概况 (3) 三、上下游产业链结构 (4) 四、行业竞争格局 (5) 五、影响行业发展的因素 (6) 1、有利因素 (6) （1）国家产业政策支持 (6) （2）通用机械行业的巨大需求 (7) 2、不利因素 (8) （1）行业标准欠缺、多为非标准化产品影响产业发展 (8) （2）通用机械行业转型升级的挑战 (8) 六、市场需求及变动趋势 (8) 1、市场需求情况 (8) （1）各行业技术改造带来的需求 (9) （2）国家政策及技术进步支持带来的需求 (9) （3）供需不对称带来的需求 (9) （4）传统产业的竞争带来的新需求比如汽车行业的带动 (10) 2、行业市场容量及其变动情况 (10) 七、行业风险 (12) 1、宏观经济风险 (12) 2、下游行业需求变化风险 (12)
一、行业监管体制、主要法律法规及政策 1、行业主管部门及监管体制 专用设备制造业的监管单位是工信部及其下属分支机构，该部门侧重于行业宏观管理，目前该行业尚未设立行业协会。公司产品不涉及须取得主管政府部门专门许可的项目。 2、主要法律法规及产业政策 （1）产业结构调整指导目录（2011年本）（2013年修正） 鼓励类：“十四、机械”之“4、数字化、智能化、网络化工业自动检测仪表与传感器，原位在线成份分析仪器，具有无线通信功能的低功耗智能传感器，电磁兼容检测设备，智能电网用智能电表（具有发送和接收信号、自诊断、数据处理功能），光纤传感器” （2）《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》之“三、重点发展方向和主要任务”之“（四）高端装备制造产业”：“5.智能制造装备产业。重点发展具有感知、决策、执行等功能的智能专用装备，突破新型传感器与智能仪器仪表、自动控制系统、工业机器人等感知、控制装置及其伺服、执行、传动零部件等核心关键技术，提高成套系统集成能力，推进制造、使用过程的自动化、智能化和绿色化，支撑先进制造、国防、交通、能源、农业、环保与资源综合利用等国民经济重点领域发展和升级。” （3）《高端装备制造业“十二五”发展规划》之“四、重大工程与
XXXX铸造有限责任公司企业标准 LFXSB/CX-T10 热处理控制程序 1范围 本程序规定了热处理过程的控制要求，包括热处理操作人员的资格、生产设备的鉴定、工艺及其验证要求、工序质量的检查与控制要求及质量记录。 2引用文件 LSB/QM07-13《特殊过程的控制程序》 3定义 4职责 4.1综合管理部 负责热处理操作人员的资格培训、考试及取证工作。 4.2设备动能车间 a负责热处理在用设备的维护保养及鉴定； b、负责热处理在用设备上参数控制仪表的周期送检。 4.3技术部 a、负责编制热处理工艺及验证要求； b、配合热处理在用设备的鉴定工作； 4.4质检部 a、负责对热处理中各工序实施检查与控制； b、负责记录和保存有关检查记录及检测资料。 4.5热处理操作人员 a负责按图纸、工艺、标准进行热处理的生产作业； b、负责对热处理操作中的各种参数、产品特性进行监视和控制，并填写有关质量记录;
c、正确使用、维护、保养热处理在用设备和检测设备。 5 工作程序和规定 5.1热处理操作人员的资格 见LGFD /CX-T16《人力资源控制程序》的规定。 5.2热处理生产设备的鉴定 见L G SB/QM06-02《生产设备控制程序》的规定。 5.3热处理工艺及验证要求 见LGFD /CX-T08《工艺控制程序》。 5.4热处理的质量控制 5.4.1热处理工艺编制和审批 5.4.1.1热处理工艺人员负责编制铸件产品的热处理工艺，应保证工艺的内容和数据齐全、 正确，符合铸件产品设计文件或工艺文件的要求； 5.4.1.2技术部长负责审核铸件产品的热处理工艺，审核有关热处理的通用工艺规范、典型工艺和各类工艺标准，并对热处理工艺的正确性和可靠性负责； 5.4.1.3热处理通用工艺文件经总工程师批准。 5.4.1.4新钢种或过去没有热处理工艺经验的材料，在编制热处理工艺之前应经工艺验证。工艺验证前由热处理工艺人员先编制验证方案，验证结果应有总结材料。 5.4.2热处理工艺修改热处理工艺文件变更或修改由热处理工艺人员根据修改内容填写“工艺修改通知单” ，由技术部长审核后进行修改。热处理工艺文件修改的程序及审批控制与原程序一致。 5.4.3热处理过程控制 5.4.3.1清整车间负责组织热处理操作过程，并贯彻执行工艺，热处理操作工应保证按工艺进行操作，并把操作参数如实记录，其操作工艺过程的监督由操作工和专职检查员共同进行，记录报告须经专职检查员签字认可。 5.4.3.2热处理装置的仪表、热电偶应定期校准，由设备动能部委托校准并管理，并负责按炉更换仪表自动记录纸，交热处理专职检查员签字认可。热处理前热处理操作工根据热处理工艺负责向电脑输入工艺曲线，并严格按曲线升温、保温，同时做好记录交检查员签字认可。 5.4.3.3质检部在热处理配备专职检查员，负责按工艺、标准、图纸及有关规定对工序质量进行监督和控制，并按规定做好过程专检记录；
一、设计题目 要求： 1．查阅相关资料，分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。 2．分析系统每个环节的输入输出关系，代入相关参数求取系统传递函数。 3．分析系统时域性能和频域性能。 4．运用根轨迹法或频率法校正系统，使之满足给定性能指标要求。（已知条件和性能要求待定） 二、设计报告正文 摘要：炉温控制系统---是指根据炉温对给定温度的偏差，自动接通或断开供给炉子的热源能量，或连续改变热源能量的大小，使炉温稳定有给定温度范围，以满足热处理工艺的需要。炉温自动控制用热电偶测量温度，与给定温度进行比较，将偏差信号放大后作为驱动信号，通过电机、减速器调节加热器上的电压来实现准确的温度控制。本文经过正确分析系统工作过程，建立系统数学模型，画出系统结构图后，设计与校正前系统性能分析和可采取的解决方案、方法及分析。运用matlab软件进行复杂的系统时域验证和计算机仿真，通过具体设计校正步骤、思路、计算分析过程和结果，对于炉温控制系统的研究与改进具有现实意义。 关键字炉温控制系统系统校正 matlab软件
（一）工业炉温自动控制系统的工作原理 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。 在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。此时，0e r f u u u =-=，故1a u u =，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程： 控制的结果是使炉膛温度回升，直至T °C 的实际值等于期望值为止。 → 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压r u （表征炉温的希望值）。系统方框图见下图：
当代工业自动化控制系统的集成信息平台设计 摘要：目前，我国的国民经济在高速的发展，我国的工业在不断地完善，随着 我国工业化程度的发展，传统的手工工业和以老式机械控制为主的工业生产都会 耗费大量的人力物力，已经无法适应工业发展的需要。但是我国目前的自动化控 制系统在运营管理、软件规划等方面仍存在一些问题，特别是有关工业自动化控 制系统的集成信息平台设计，还存在很大的发展空间。针对上述背景，对当代工 业过程自动化控制系统的集成信息平台进行设计，为当代工业过程提供更多的技 术支持。 关键词：工业过程；自动化；控制系统；集成信息平台 引言 随着社会的发展和科技的进步，工业生产过程自动化越来越受到国家和民众 的重视。随着我国工业市场发展的越来越快，集成信息平台作为一种使用c语言 构件的分布式框架，在当代工业过程中发挥的作用也是十分显著的，可以有效推 动企业的信息化建设。 1控制系统的多元化 1.1现场总线的崛起 多年以来，工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动 单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统（DCS）等4代过程控制系统，当前我国工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系 统阶段。与早期的一些控制系统相比，DCS系统在功能和性能上有了很大进步， 可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制，但其仍然是一种模拟数 字混合系统，从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递， 仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。 现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表，使它们各自都具有数字计 算和通信能力，即所谓“智能化”，采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作 为联系的纽带，把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络，并按公开、规范的通信协议，使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实 现数据传输与信息交换，形成多种适应实际需要的控制系统。 1.2现场总线的新动向 长期以来的标准之争，实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一 代系统的发展，人们开始寻求新的出路，一个新的动向是从现场总线转向Ethernet，用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛 的网络技术，在IT领域已被使用多年，已有广泛的硬、软件开发技术支持，更重 要的是启用以太网作为高速现场总线框架，可以使现场总线技术和计算机网络技 术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用，国际上成 立了工业以太网协会，开展工业以太网关键技术的研究。 2当代工业自动化控制系统的集成信息平台硬件设计 2.1集中监控设计 为了将系统的各个功能有机结合在一起，使各个系统的作用得到最大化的发挥，因此设计了集中监控方式。集中监控方式的目的在于对工业生产过程中的全 部电气设备进行监控，以保证各个生产环节的有序进行。并且这种集中监控系统 运行简单，便于维修，以最小的投入实现各个设备的统一管理。
编号： 外协件热处理质量检验规程 编制： 审核： 批准： ***石油装备公司 2012年2月 编号： 外协件热处理质量检验规程 编制： 审核： 批准： ***石油装备公司 2012年2月
外协热处理质量控制程序 1、目的：对产品外协热处理质量进行有效控制。采取措施保证不合格热处理产品不转序、不使用、不出厂。 2、范围：适用于抽油机产品（或部件），试板在外协热处理前的质量控制，热处理后的质量和原始资料的验收，产品试样的制作和机械性能试验。以及出现不合格项时程序控制 3、职责： 3.1、质检部是热处理产品质量主管部门，负责对产品（或部件），产品试板热处理前后质量的检验和控制；负责对原始资料和有关报告的审查和归档；负责对热处理产品试样的机械性能试验；有权提出不合格热处理品的返修和报废。 3.2、技术部负责对产品热处理工艺卡的设计和编制。 3.3、采购部负责热处理产品的对外联系，过程质量监督，以及热处理资料的收集；返修事项的协调。 3.4、热处理责任工程师负责工艺卡的审核，负责对不合格产品、报废品的审核。以及返修通知单，报废通知单的审批。 3.5、质保工程师负责产品返修，报废的终极审批。 3.6、加工厂负责整个流程中涉及本单位的配合工作。 4、程序： 4.1、产品、产品试板热处理前的质量控制。 4.1.1、质检部对产品试样按《检验规程》进行检验，并填写检验报告。通知进行下道工序—探伤。
4.1.2、质检部对检验合格的产品（或部件），产品试板进行无损探伤，填写探伤报告，并通知进行下道工序。 4.2、热处理工艺文件编制 4.2.1根据图纸要求和相关标准规定，技术部编制热处理工艺卡。 4.2.2、热处理工艺卡经热处理责任工程师审批后，下发到有关部门（技术部一份、质检部一份、由采购部连同产品，试样送达外协厂一份）。 4.3、外协热处理控制 4.3.1、采购部将质量合格的产品（或部件）、产品试样、热处理工艺卡送达外协热处理厂，详细交代工序要求。在条件可能时，监督其生产过程。 4.3.2热处理完成后，由采购部将产品试板以及热处理工序原始资料【包括：温度、时间曲线图（简称曲线图）和热处理检验报告】一同接收回厂，并通知质检部验收。 4.4、热处理产品质量验收控制。 4.4.1、质检部将原始资料对照热处理工艺卡有关参数进行核查，并填写热处理验收报告中执行工艺部分的内容。 4.4.2、若参数与工艺要求严重不符，则质检部可对产品质量提出异议，并出具产品返修通知单。 4.4.3、质检部对产品（或部件）产品试板外观进行检查，若有开裂、过烧、和严重变形现象，则可以提出返修或报废意
红色为重点（2016年考题） 第一章 1-2仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。 解当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机反转带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如下图所示。 1-4 题1-4图为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方块图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？ 解工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水
流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。 其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。 系统方块图如下图所示。这是一个按干扰补偿的复合控制系统。 1-5图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量及各部件的作用，画出系统方框图。 解加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压Uc的平方成正比，Uc增高，炉温就上升，Uc 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压Uf。Uf作为系统的反馈电压与给定电压Ur进行比较，得出偏差电压Ue，经电压放大器、功率放大器放大成au后，作为控制电动机的电枢电压。 在正常情况下，炉温等于某个期望值T°C，热电偶的输出电压Uf正好等于给定电压Ur。此时，Ue=Ur-Uf=0，故U1=Ua=0，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使Uc保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T°C由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程,控制的结果是使炉膛温度回升，直至T°C的实际值等于期望值为止。 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压ru（表征炉温的希望值）。系统方框图见下图。
浅谈工业自动化控制系统中的智能控制 ——郝庆超 在自动化（automation）不断完善和发展的今天，自动化水平已经成为衡量企业现代化水平的一个重要标准，而自动化的一个重要分支——工业自动化，更是生产型企业提高生产效率，稳定产品质量的重要手段。我国的自动化发展历程也经历了以“观测”为主的第一阶段，以“观测”并“人为反应”的第二阶段，已经逐渐进入到“自动测量自动反应”的第三阶段。这些进步，同时需要控制理论和实践的完善，智能控制（intelligent controls）作为现代控制理论基础上发展起来的新型控制理论，已经广泛应用于各个自动化领域，全自动洗衣机就是典型的智能控制自动化的例子。 一个控制系统包括控制器（controller）、传感器（sensor）、变送器（transmitter）、执行机构（final controlling element）、输入输出接口（I/0 interface）五部分组成。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器，这样完成了一次正常的运算控制操作。 按照自动控制有无针对对象来划分，自动控制可分为“开环控制”和“闭环控制”。区分“开环控制”和“闭环控制”最直接的办法是看是否有最终对象的反馈，当然这个反馈不是人为直观观察的。例如向一个容器里加水，有水位测量设备，水位到达设定的高度，水龙头自动关断，这就是“闭环控制”；如需人为的看水是否到了设定的高度，而去人为的关水龙头，这就是“开环控制”。当然，智能控制，目标是不需要人为干预，所以，我们可以简单的认为“开环控制”是人为干预控制，不能完全体现智能控制的特点，所以在这里不去深究它。“闭环控制”按照执行机构的不同，可分为“状态闭环控制”和“调节闭环控制”。区分“状态闭环控制”和“调节闭环控制”的办法是看对执行机构的作用方式，如上例中，如果水龙头是开关两位的，在水位到达设定的高度，自动关断水龙头，则此为“状态闭环控制”；如果水龙头是可调节的，根据水位高度的不同，调节水龙头开度的大小，通过加水量的不同，让水位保持平衡，此为“调节闭环控制”。 目前工业自动化控制中，“状态闭环控制”多用于保护类控制，例如汽机的ETS，锅炉的MFT，化工的ESD，水泵保护等等。其优点是反应比较快，控制器本身不需要复杂的计算，通过逻辑运算基本可以实现；其缺点是一旦收到的反馈信号为假信号，则按照假信号进行动作，工程上多称之为“误动”。由于动作迅速（一般是以“毫秒”为单位进行计算），所以一旦误动产生，无法在执行之前或之中做出人为反应处理，只能事后补救，而一些重要的保护一旦产生误动，其影响和损失都是比较大的。针对这个问题，根据现场“状态闭环控制”的重要性和损失性，需要将反馈信号进行品质判断处理，判断出信号的真实性，如果是假信号，则保持原信号不变，不触发执行机构工作，避免误动。而且几乎所有的“状态闭环控制”都有是否允许执行的开关，即联锁按钮。联锁按钮可根据实际情况，屏蔽控制内容，这样就可以部分的对其进行提前控制，把误动的可能性减到最低。 “调节闭环控制”相对“状态闭环控制”要复杂一些，需要控制器进行复杂的运算，计算出输出的结果给执行机构，执行机构进而调节被调节对象。从时间上来讲，“调节闭环控制”是不间断的时时进行计算和输出，其周期决定于控制器的运算周期。“调节闭环控制”需要人为或通过系统计算给定一个被控制对象的理想的状态数值（给定值set value，简写为S），控制器会比较实际的被控制对象的数值（测量值practical value，简写P）与给定值之间的偏差，并计算出输出到执行机构的值（输出值output value，简写O）给执行机构，执行机构变化，使测量值改变，控制器再次比较测量值与给定值的偏差（以下简称偏差），进行下一循环的计算并输出。“调节闭环控制”一般常用的控制方式是“比例积分微分控制”即“PID控制”或“PID调节”。PID控制器就是根据偏差，利用比例（proportional）、积分（integration）、微分（differentiation）计算出控制量进行控制的。PID控制器问世至今已有近几十年的历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。很多盘装仪表控制器就具备很好的带有记忆功能的PID控制功能。“调节闭环控制”对控制系统中各个
热处理过程中的质量控制 热处理过程中的全面质量控制是热处理质量管理的重要组成部分。热处理全面质量控制，就是对整个热处理过程中的一切影响零件热处理质量的因索实施全面控制，全过程全员参与热处理质量工作，把质量保证的重点从最终检验的被动把关，转移到生产过程当中的质量控制上来，把零件热处理缺陷消灭在质量的形成过程中。从而确保零件热处理质量，确保产品使用的安全可靠和寿命。 热处理作为一种特殊工序，热处理全面质量控制的主要内容是作业技术和活动，也就是包括专业技术和管理技术两个方面。本章所涉及的主要内容是常用热处理设备及仪表控制、工艺材料及槽液控制、工艺过程控制、质量检验和产品缺陷及其控制等。控制，实际上是贯彻热处理技术标准的过程，只有严格执行标准，加强工艺纪律，才能获得高质量的热处理产品。 2．1 待热处理工件的核查或验收 为了确保热处理质量，工件进入热处理车间后首先应对热处理前的原始资料、工件外观、形状及尺寸进行核查或验收。通常这些项目都标注在相应的工艺技术文件或质量管理文件中，经验收合格后，才能进行热处理生产。 2．1．1原始资料 原始资料包括待热处理工件的试验数据、供货状态、热处理前的加工方式和加工质量及预先热处理类型。
注：对一般工件，有*号的项目可以省略。 2．1．1．1待热处理件的试验数据 1．化学成分待热处理件的材质应符合国标或部标的规定，要对规定的项目进行验收，必要时进行化学成分复查。因为热处理工艺参数的确定，主要取决于钢的化学成分。此外钢的化学成分还影响热处理工艺性能。例如： (1)碳钢中的Mn含量通常控制在甜(Mn) =0．25％～0．8％范围内。在优质碳素结构钢中，Mn含量可适当控制到中上限’，以提高钢的淬趣性。在优质碳素工具钢中，锰含量控制严，上下波动范围小，因为锰量高时会增加钢的淬裂倾向。 (2)杂质元素P，As。Sn，Sb等易在晶界偏聚，增大回火脆性。 2．非金属夹杂物钢中常见的非金属夹杂物主要是氧化物、硫化物、氮化物和硅酸盐。严重的非金属夹杂物经轧制或锻造后形成带状分布，出现各向异性，不但降低钢的力学性能，而且淬火时引起畸变，沿非金属夹杂物方向易产生纵向裂纹。 3．偏析钢中的枝晶偏析和区域偏析，影响钢的热加工质量，尤其工具钢中碳化物分布不均，热加工后形成带状组织，造成力学性能的各向异性，降低钢的塑性、韧性和耐磨性。热处理时易过热，增大畸变开裂倾向，引起回火不足，降低钢的红硬性。
PID在工业自动控制中的应用 作为工业生产中最常用的一个控制形式，PID技术在工业自动控制中发挥着至关重要的作用。随着我国工业自动化水平的逐渐提高，PID技术也已经成为了衡量各个行业现代化水平高低的主要标准，其控制理论也历经了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论。目前市场中已经出现了多款PID控制、控制器以及智能控制器仪表等工业自动化产品并都得到了广泛的应用。笔者首先介绍了PID工作的原理，接着对PID在工业自动控制中的应用进行了分析。 标签：PID；工业自动控制 1 PID工作的原理 PID控制器发展至今已经走过了约70年的历程，它之所以能够成为工业自动控制的主要技术之一，主要在于其自身所具备的结构简单、稳定性能强、调节方便、可靠等优点。在工业自动控制过程中，一旦出现无法完全掌控被控制对象的结构以及参数的情况，此时应用便利的PID控制技术可以对系统控制器的结构及参数进行判断，而判断的主要依据则是经验和现场调解。PID控制和PID调节是目前国内外工业自动控制中使用最为普遍的调节器控制规律，它们也被称之为比例、积分和微分控制。 2 选定PID被控参数 选择被控参数在设计控制方案的过程中是尤为重要的一环，对于工业企业生产的稳定、产品产量与质量的提升都起着决定性的作用，在自动控制的过程中，不管选用哪一种先进过程检测控制设备，也不管构成哪一种控制系统，只要没有正确选择被控参数，控制方案中所提出的控制成果都无法得到实现。影响控制参数值变化的因素比较多，但并不需要控制所有影响因素，精确地选定被控参数在这一系列过程中至关重要。在选择被控参数时，技术人员需深入分析生产工艺要求与过程，进而找出能够决定产品质量、产量、安全生产并能够将工艺生产状态较好体现出来的参数，这些被控参数一般而言难以通过人工控制来满足要求。在实际应用过程中，PID参数的选择并不是唯一的，当然也不是任意的，只有对生产工艺过程的特殊性进行深入地分析，才能够选定正确的PID参数。选定PID 被控参数的普遍原则如下： ①在选择过程中，需选择能够决定产品产量、质量、安全生产的参数，同时这些参数还需具备可直接测量的特点。②如果在选择过程中出现无法将直接参数作为被控参数的情况，技术人员此时可选择一个与直接参数有线性单值函数对应关系的间接参数作为PID被控参数。③PID被控参数一定要具备足够高的灵敏度。 ④在选取过程中一定要对生产工艺过程的合理性和所用仪表的性能进行充分的考虑。 3 选择控制器P、I、D项
热处理质量控制程序 1总则 1.1为确保压力容器产品或零部件为消除残余应力，防止变形，稳定尺寸，改善力学性能及耐蚀性要求的热处理质量，本程序规定了热处理质量责任及质量控制要求。 1.2本程序适用于公司压力容器产品或零部件的热处理质量控制工作。2职责 a.压力容器生产中产品或零部件的热处理质量控制工作由技术部门归口管理。 b.生产部门负责热处理外协委托，质检部门负责热处理试件进场验收和热处理报告、记录等文件的确认。 c.供应部门负责热处理分包方的评价和选择。 3控制要求 3.1 一般要求 3.1.1本公司的产品热处理应委托有资格的合格单位进行分包。 3.1.2 热处理的分包方应经公司供应部门组织按Q/XHJ-B703-2010 《供方评价和选择程序》规定对热处理分包方的人员素质，设备条件，测量手段，管理水平等方面进行评审合格，且在公司“合格供方名单” 之中。 3.1.3需进行热处理的产品或零部件，在委托之前必须检验合格，须返修的焊缝应在热处理前返修合格。热处理后不得再进行焊接修补或在受压件上焊接装配件。 3.1.4经热处理后返回公司的产品或零部件，应经检验员检验合格，方可流转使用。 3.1.5热处理前准备（包括热处理设备和测量仪表，热处理前对热处理工艺、检验资料审核、测温点的布置，热处理试板在炉内位置等），热处理操作过程、热处理设备和测量装置、热处理检验和试验等方面质量控制由热处理分包方负责。 3.2热处理工艺 3.2.1热处理工艺编制审批和修改由热处理分包方负责，条件允许时，第I、H类压力容器和第皿类简单的热处理（如局部焊后热处理、焊后消除应力热处理等）可由本公司编制热处理工艺表卡（表样D06.39）热处理工艺表卡由公司焊接技术人员编制，经热处理责任人审核认可。
一、 习 题 及 解 答 第1章习题及解答 1-1 根据图1-15所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成： (1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态； (2) 画出系统方框图。 解 （1）负反馈连接方式为：，d a ?c b ?； （2）系统方框图如图解1-1 所示。 1-2 图1-16是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理，并画出系统方框图。 图1-16 仓库大门自动开闭控制系统 解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，
偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解1-2所示。 1-3 图1-17为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。 图1-17 炉温自动控制系统原理图 解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出所控制偏差电压，经电压放大器、功率放大器放大成后，作为 况下，炉温等于某个期望值e u a u 控制电动机的电枢电压。 在正常情T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。此时，0=?=f r e u u u 故01，==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。这时，炉子散失量正好等于从加热器吸的热取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以
热处理生产过程的质量控制方法 1前言 众所周知，热处理是通过改变材料组织使机械零件或产品获得所需性能并保证使用安全可靠的工艺过程，是机械制造工程的重要组成部分。因为热处理的质量特性是其结果不能通过其后的检验和试验得到完全的验证，并且热处理一旦出现质量问题所造成的负面影响和经济损失都很大，所以在GB/T19000系列标准中，热处理被认定为“特种工艺”，需要采取特殊措施，实施全员、全面、全过程的质量控制。由于国内各企业热处理的装备、人员素质、零件技术要求、生产纲领、工艺技术和生产管理水平各不相同，所采取的控制零件或产品质量的各项特殊措施亦存在差异，并且热处理具有连续生产作业的特点，因此，寻求一种在生产过程中的质量控制方法，达到满足和提高热处理零件质量尤其是大批量生产零件质量的目的尤为重要。 2生产过程质量控制方法的主要内容 2.1转变质量保证模式的思路和观念 过去，我们对热处理零件的质量质量保证模式和质量管理重点的思路和观念停留在传统单纯靠最终检验把关，只注重了质量结果，没有把重点工作放到质量形成的控制上来，把热处理缺陷消灭在质量形成的过程中，曾不断出现零件缺陷或漏检，造成一定的质量损失。各类人员每天忙碌于零件结果的处理，结果是越忙越乱，重复性和低级错误屡次发生，工作异常被动。我们痛定思痛，静心总结和吸取失败的教训，寻找和探索成功的方法，对质量管理的重点工作进行了重新认识和定位。通过学习热处理标准的相关内容和借鉴热处理管理成功企业经验，明确了提高热处理质量首先必须转变各类人员对质量保证模式的思路和观念，即将过去传统的单纯靠最终检验被动把关，转变为以预防为主，预防与检验相结合的主动控制的质量保证模式，树立了明确责任、规范管理、严明奖惩和将专业技术、管理技术、科学方法集中统一以及全员参与、全过程控制、全面管理“三管齐下”的过程质量控制管理思路和观念。几年实施结果表明：思路和观念的转变是全面有效地实施过程质量控制的核心和关键。 2.2强化“四种管理” (1)强化热处理标准的落实和控制要素的规管理 热处理作为生产过程的一个特殊工序，在生产全过程中控制的要素是什么、员工应该做什么、怎样做的规范和做的更好的行为准则是真诚地贯彻和实施热处理标准。作为一个生产军工产品和外贸民品的企业，我们首先组织热处理各类人员分阶段，按标准类别学习了热处理基础标准、质量控制和检验标准、工艺方法标准、工艺材料标准、安全、能耗和环保标准相关内容。在学习过程中，特别强调和注重了用心和责任诚信履约标准的控制要素，用“硬权力”将控制要素贯穿落实热处理生产过程的每一个环节，渗透于每一个细节，对照热处理标准，从人、机、料、法、 相关文献热处理生产过程的质量控
文件号QSP0801－2005 章节号8 第 1 页共4 页标题热处理控制程序版本：C 第0次修改 热处理控制程序 1 目的 对压力容器或零部件消除焊接或其它残余应力、防止变形、稳定尺寸、改善力学性能及耐腐蚀要求的热处理控制作出规定，以保证热处理符合标准、规范要求，处于受控状态。 2 适用范围 公司内部产品制造过程中对热处理的控制及热处理分包时的控制要求。 3 职责 热处理质量控制系统实行热处理责任工程师负责制。 技术部工艺组负责热处理工艺文件的编制，热处理责任工程师负责审核。 生产部负责热处理操作 质检部负责热处理外包方评估及检验与试验。 4 程序 4.1 流程图
文件号QSP0801－2005 章节号8 第2 页共4 页标题热处理控制程序版本：C 第0次修改
热处理质量控制 热处理设备 审批设计技术条件 焊接工艺指导书 （WPS） 标准规范 编制热处理工艺 热处理准备热处理分包 热处理过程 检查确认 试件同炉热处理检验和试验 审批 加热设备 测温设备 检查确认 记录、报告 时间-温度曲线记录 出厂文件和产品质量档案 图8－1 热处理控制程序图 文件号 QSP0801－2005 章节号 8 第 3 页 共 4 页
标题热处理控制程序版本：C 第0次修改4.2热处理工艺文件 （1）按标准、规范、焊接工艺指导书、材料和设计图样要求，由热处理工艺人员负责编制热处理工艺文件，热处理责任工程师负责审核。 （2）对新材料的热处理或新工艺的试验，由热处理工艺人员或焊接工艺人员提出热处理试验方案，经热处理责任工程师认可后进行热处理工艺试验，提出评定报告，编制工艺文件。 （3）热处理工艺文件需要更改时，应由热处理工艺人员提出更改通知单，热处理责任工程师审批后方可更改。 （4）热处理工艺文件的发放由技术部负责，至少应发放到生产部和质控部，热处理外协时还应发放到设备部，其它事项按《工艺文件管理制度》执行。 4.3热处理设备和测温装置 （1）热处理设备应按设备管理要求保养良好，炉温均匀性和有效温区要满足热处理工艺的要求。 （2）测温热电偶和测量仪器、记录仪表等应完好，其精度、灵敏度、量程等均应符合规定要求，且经计量检定并在有效期内。 （3）应采用自动测温记录仪记录时间－温度控制曲线，测温点的位置和数量应能正确反应工件的实际温度，确保热处理工艺曲线真实有效。 4.4热处理操作 （1）焊后热处理应在焊接工作全部完成并检测合格后，于耐压试验前进行。（2）热处理操作者应经培训上岗，熟悉热处理标准规范、工艺、设备、温控和记录装置。 （3）热处理操作者应严格执行工艺，完成热处理操作并做好记录。 4.5检验和试验 （1）热处理检验员对热处理操作是否符合工艺要求进行检查，并在自动记录表和其它操作记录上签字确认，热处理责任工程师审核。