《冶金过程检测与自动控制》作业
学院：高等工程师学院
指导教师：朱荣
专业班级：冶金E111
姓名：杨泽荣
学号： 41102010
2014年5月26日
喷粉罐设计任务书
目录
一、设计任务 (1)
二、设计条件 (1)
三、设计要求 (1)
四、设计内容 (1)
1 喷粉罐类型的选择 (2)
2喷粉罐容积的计算[2] (2)
3喷粉罐几何尺寸的确定[3] (3)
4喷粉罐的流态化装置 (4)
5 输送气流速度的确定 (5)
6 粉气比的计算 (6)
7 输送管道的设计[6] (6)
8 对是否发生堵塞的验证[7] (7)
9 罐压的计算[8] (8)
10 阀门、流量计等设备的选取及其功能 (12)
11 喷粉罐自动控制及操作流程 (15)
五、设计总结 (17)
六、设计参考资料 (18)
一、设计任务
设计一个喷粉料为石灰粉的喷粉罐，采用压缩空气作为载气，要求喷吹石灰粉的速率为75kg/min，一次加料能够连续喷吹30分钟。给出具体的设计步骤，选择合适的管道和阀门，简要说明阀门的功能，并说明如何实现喷粉罐的自动控制。
二、设计条件
本设计基于某钢厂LD-AC法（顶吹氧气喷石灰粉炼钢法）吹炼高磷铁水的顶吹氧气转炉，转炉的公称容量为120t。根据设计要求，将顶吹氧气换为顶吹空气。
三、设计要求
在现场具有很好的适应性，保证其在高温、多尘等环境稳定可靠的运行。能够均匀稳定的将石灰粉喷吹到熔池内，达到节能降耗的目的。
（1）粉状石灰极易吸水潮解，必须严格加以管理，保证新焙烧的石灰磨粉和输送时不接触潮湿的空气，负责造成管路堵塞无法正常操作；
（2）喷粉的全过程是完全自动控制：无论是喷粉罐排气、加料、充压，还是喷粉及喷粉流量的调节，能够用计算机自动控制；
（3）喷粉流量可以适时调节：完全可以根据用户需要进行流量调节，调节准确稳定，工作可靠，寿命长；
（4）喷粉罐采用流态化装置，保证喷吹稳定、脉动小，克服喷石灰时出时不出的现象，保证全过程均匀稳定喷吹石灰粉；
（5）对于阀门的选取，保证其有带压多尘的环境中稳定长期工作；
四、设计内容
喷粉罐的工作特性与喷粉罐的结构有关。空气动力学的因素，对气动罐来说
是非常重要的，此外设计喷粉罐时要考虑供气条件、管路长度、物料性能等。
喷射冶金工艺对喷粉罐性能的要求：喷吹过程中，在一定范围内，可调节送粉速度。喷粉罐结构应简单，工作性能可靠，对各种粉料(输送性能)适应性强。喷粉罐是属于高压容器，要求耐压强度比较大。
根据题目要求，所吹粉料为石灰粉，载气为空气，现将这两种物质的重要物理性质列于下表1和表2。
表1 空气的物理性质
表2 石灰粉的物理性质
1 喷粉罐类型的选择
喷粉罐的类型主要分为两种，即上出粉和下出粉两大类。出粉方式为利用通入罐内气体使粉剂沸腾、流态化并加压后利用与输送管道间的差压从粉罐的上部流出。下出粉方式是在粉罐锥体段的下端配设粉管，通过流态化段使粉剂流体化并加压到一定压力后利用差压和粉剂自重使粉剂自粉罐下部流出。
他们的区别在于：在输出粉量相等的情况下，上出粉比下出粉所需能量，要略微大一些。当输粉管与载气管汇合部位的压力为零时下出粉罐粉料可以借自重通过机械给粉器流出[1]。
对于本喷粉罐的设计，要求喷吹严格，故采用下料均匀稳定度高，粉气控制较精确地锥体型下出料罐。
2喷粉罐容积的计算[2]
喷粉罐的容积主要决定于金属处理量、粉料的容积比重和耗量，可按下式计
算：
V=[1+(0.1～0.2)]*Gs/ρ
式中：0.1～0.2为喷粉罐松动空间所占的容积率；Gs：为粉料量，ρ为所喷物料密度。
喷吹速率为75kg/min，连续喷吹30分钟，则所需石灰粉的质量为：
m=75×30=2250kg
即Gs=2250kg。石灰粉的密度为：ρc=0.9×103kg/m3，喷粉罐松动空间所占的容积率取0.15。则喷粉罐的体积为：
V=(1+0.2)×2250/900=2.875m3
3喷粉罐几何尺寸的确定[3]
喷粉罐的罐体通常是圆柱形的，在下部有倒锥体，如图1所示。喷粉罐的主要参数是罐的直径D，高度H，倒锥角α。
D
H1
H2H
a
图1 喷粉罐结构尺寸的示意图
喷粉冶金用喷粉罐的H/D值约为2.1～2.2。通常要求出料速度较大时，H/D 取较小值，反之，取较大值。
喷粉罐下部的锥度对粉料在罐中的自然下降有很大的影响。为了保证粉料能够从喷粉罐中顺利下降，喷粉罐的锥角α与粉料的静止角
r
θ之间的关系为
(1802)o r αθ<-
依据张信昭编著的《冶金喷粉基本原理》354页表6-2‘某些粉料的松密度和静止角’，取石灰粉的静止角r θ=37度。则α<112度。选取较小的α值有利于粉料的自然下降，但是α值过小，会使罐的高度和料柱高度增加，不利于粉料的流态化。因此在设计喷粉罐时要综合考虑各种因素。根据以往喷粉罐的设计，这里取α=45度。
下面近似计算喷粉罐的直径D 。
2212412
V D H D H ππ
=+ （式1）
设H 1/D=K D ，式中K D 为系数，约为1.0～1.5，这里取1.2。 由图1可知：
2()/tan 22
D H α=
将H 1和H 2值代入式1中可以得到
3
3
4
24tan
2
D D V K D π
πα
=
+
因而得出：1
3
416tan
2D V
D K πα??
?????
??
?=?????? ?+
?? ??? ???????
把V=2.875， K D =1.2，α=45o 代入上式得到： D=1.317028，实际取直径D 为1.32m 。 则H1=1.58m ，H2=1.59m 。
经验算，喷粉罐的实际体积为：V 实际=2.895m3。
4喷粉罐的流态化装置
流化装置是喷粉罐中使粉料松动和悬浮的机构，是喷粉罐的核心，它在很大程度上决定着喷粉罐的工作性能。为了保证均匀而稳定地输送粉料，通常在喷粉
罐上或其内部设置流态化装置或松动装置。
在喷粉罐的工作过程中，从流态化装置进入罐内的气体大部分将与粉料一起进入出料管而向外输送，但是必须控制小部分气体留在罐内以填补粉料输出后而空出的容积，这样能使罐压保持不变，实现均衡供料。此外，留在罐内的气体具有上升的趋势，并能松动料层，使粉料连续地流向出料口。
在锥底型喷粉罐中，粉料流态化所需要的气体量比平底型喷粉罐的要少些。可以通过冷态实验确定合适的流态化气体的流量。这时能使粉料沿罐壁发生流态化，随着粉料的下降，锥体直径逐渐减少，当达到出料口处时，实现完全的流态化。
流化装置的类型较多，用于冶金喷粉罐的主要有流化孔板、直形多孔管和螺旋形多孔管等。目前多采用多孔流化板，因为这种装置能使气流均匀分布在整个流化板表面上，使粉料流态化较均匀稳定，比多孔管式流化装置效果好，且耗气量较少[4]。
通过以上的分析，本喷粉罐采用由多孔钢板和尼龙布钢丝网等迭合组成的复合多孔流化板。
5 输送气流速度的确定
确定合适的输送气流速度是非常重要的，在设计时可以采用简便的方法加以确定。首先根据理论计算或者实际测量来确定粉粒的沉降速度，然后再根据粉料的物理性质，混合比的大小和管路配置情况等选取经验系数，同时参考已有的实例，最后确定合适的输送气流速度，这里我们逆向运算，首先确定输送气流速度，然后再确定混合比等气体参数，下面将有说明。
水平管比垂直管要求有更大的输送气流速度；细粉状物料亦要求较大的输送气流速度。对于粘性较大，混合比大和管道布置复杂的情况，均应选取较大的输送气流速度。
根据张信昭编著的《冶金喷粉基本原理》366页表6-4‘各种物料的沉降速度和常用的输送气流速度’，表中标明石灰粉的输送气流速度一般为25～35m/s。在本喷粉罐的设计中，取中间值30m/s。即输送气体的速度Ug=30 m/s。
6 粉气比的计算
粉气比也称质量浓度，是指在单位时间内通过输料管有效截面积的固体物
料量Gs 与气体质量Gg 之比，用m 表示，即
S S
g g g
G G m G V ρ=
=? （ 式 2） 式中 m ——质量浓度或称为粉气比，kg ·kg -1
Gs ——物料的质量流量，kg ·s -1 Gg ——气体的质量流量，kg ·s -1 g ρ——气体的密度，kg ·m -3
g V ——气体的体积流量，m 3·s -1
在喷粉冶金中，采用稀相输送时的粉气比通常为10～40；采用浓相输送时的粉气比通常为80～150。应根据实际情况选定合适的粉气比值，并在以后的实验中加以修正[5]。
根据题目要求，每分钟喷吹75kg 石灰粉，即物料的质量流量为Gs=75kg/min 。依据以往喷吹的经验，取输送气体流量Vg=100Nm 3/h ，即为Vg=1.667Nm 3/min 。喷吹气体为干空气，干空气的密度为g ρ=1.29kg/m 3，把Gs ，Vg ，g ρ代入式2得：
m=34.87675（kg ·kg-1）
7 输送管道的设计[6]
为了保证均匀而稳定地输送粉料，必须根据喷粉冶金的工艺要求和现场的实际条件合理地设计输送管路。也就是要求确定合适的输送管直径。输料管的内径D 可按下式计算：
D =
式中 Vg ——输送气体的流量，m 3·min -1
Ug ——输送气体的速度，m·s -1
把Ug=30 m/s ，Vg=1.667Nm 3/min 代入得： D=0.034m
在管道的实际选取中，要查询钢管规格表，选取直径比理论计算稍大的管径，即选择直径为40mm 的管道，即DN40管，先将DN40管的规格及有关数据列于下表。
表3 DN40管的规格及有关数据
以上是对输送管直径的计算，DN40也就是主吹管路的的直径，在喷粉罐工艺流程图中，有一个总管和三个支管，主吹管就是其中的一个支管，另外两个分别是罐压气管和流化气管。一般情况下，罐压气管和流化气管的直径选取和主吹管一样，即都选DN40管。在有三个支路的情况下，总管的选取一般为支管的2～3倍，查询钢管规格表，总管的内径选为
100mm ，即DN100管，现将DN100管的规格及有关数据列于表4。
表4 DN100管的规格及有关数据
8 对是否发生堵塞的验证[7]
根据以上的计算，得出粉气比m=34.88（kg ·kg -1），输送气体的速度Ug=30 m/s ，管道直径D=0.04m ，利用西格勒和巴斯德实验结果来验证是否发生堵塞。
根据他们的实验结果，得到不发生堵塞的输送条件为：
4
0.3110Fr m ??≤ ???
其中Fr 是弗老德数，U Fr
=
把Ug=30 m/s ，D=0.04m ，g=9.8m/s 2代入得： Fr=47.9
则：4
0.3110Fr ??
???
=163.19
由于实际的粉气比m=34.88（kg ·kg -1）远远小于163.19，所以不会发生堵塞。
9 罐压的计算[8]
喷粉罐的工作压力是很重的控制参数，工作压力过小会造成喷枪堵塞，但过大又会引起金属喷溅和增加气体的消耗。为了防止堵塞喷枪和使密度小，粒度小和熔点高的物料能够进入金属液中，就要求气粉射流具有较大的喷出速度。 喷粉罐的工作压力至少应大于整个系统的各项阻力之和p ∑?，加上熔池静压力
Fe p ?和大气压力()a p 。p ∑?应包括下列各项，即：
ac f s b p p p p p ∑?=?+?+?+?
式中 ac p ?——加速压损 f p ?——摩擦压损 s p ?——悬移压损 b p ?——弯头压损
这样，喷粉罐的工作压力为：
()1ac f s b Fe a p p p p p p p p =?+?+?+?+?+?+
式中 1p ?——喷粉罐内压力与出料管出口压力之差，一般为0.5×105Pa ； Fe p ?——熔池的静压力，喷吹石灰粉时采用软吹，即氧枪在熔池液面之上，则熔池静压力Fe p ?=0Pa ；
()a p ——大气压，一般等于1.0×105Pa 。 下面对系统中的各项阻力进行具体的计算。 （1） 加速压损的计算
在气力输送装置的加速段，加速气体和颗粒物的能量是由气体的压力能转化来的，加速压损包括加速气体的压损和加速固体的压损两部分。加速气体的压损
()g ac p ?可用下式表示：
2
()2
g g g ac U p ρ?=
颗粒物料的加速压损()s ac p ?可用下式表示：
2
()2
m s s ac v p ρ?=
根据公式m g
m
ρρ?
=，因此，加速压损()g ac p ?为：
2
22
()()(1)
222
g g g s g g ac g ac s ac U mv U p p p m ρρρ???=?+?=
+=+ 式中 m ——粉气比，其值为34.88 （kg ·kg -1
）；
?——气体与固体的速度之比，其值为0.8； g ρ——空气的密度，其值为1.29kg/m 3；
g U ——输送气体的速度，其值为30m/s 。
把各个参数的值代入得：
ac p ?=16778.772Pa （2） 摩擦压损的计算
在输料管的等速段中，由于气体和颗粒与管壁摩擦而引起的压强损失称为摩擦压损。等速段中纯气体的摩擦压损()g f p ?可用下式表示：
2
()
2
g g
g f g U L p D ρλ?=*
式中 L ——输料管长度，取为20m ；
D ——输料管内径，其值为40mm ；
g λ——纯气体流动时的摩擦阻力系数，一般在0.02～0.065之间，这里取0.05。
颗粒群引起的附加摩擦压损()s f p ?可按下式计算：
2
()
2
m s s f s L p D ρνλ?=*
式中 s λ——颗粒与管壁之间的摩擦阻力系数，这里取0.02。 因为s U ν?=和m g
m
ρρ?
=，代入上式可得到：
2
()
2
g g
s f s U L p m D ρλ??=*
这样就得到：
2
()()
()2
g g
f g f s f g s U L p p p m D ρλλ??=?+?=+*
把各个参数值代入得到： f p ?=53870.4Pa （3） 悬移压损计算
在输料管内，颗粒物料的悬浮和提升都要消耗能量，这两种能量的消耗统称为悬移压损。
若气力输送管道的长度为L ，上升高度为H ，则总的悬移压损s p ?可用下式近
似表示：
()
s t m s m g G L g p g H V U
νρ??=
+
因为
s g g
G m V ρ=，m g m
ρρ?=，代入上式得：
()g t m s g m L p H U ρν???
?=+
???
式中 ()t m ν——悬浮运动速度，其值根据重力加速度g ，高度H 计算，为0.59m/s 。
把各个数值代入得到： s p ?=1964.078Pa （4） 弯头的局部压损计算
弯头的局部压损取决于物料的性质，气流速度，弯头在空间的布置形式以及弯头的弯角和曲率半径，通常用下式来计算弯头的压力损失： ()2
12
g g b b g
U p k m ρξ?=+
式中 b k ——系数，它与被输送物料的性质，弯头的参数和弯头在空间的布置形式有关，其值参照《喷粉冶金基本原理》72页表2-5，取值为1.5；
g ξ——纯气体流动时弯头的阻力系数，其值参照《喷粉冶金基本原理》73页表2-6，取为0.083。 计算得到：b p ?=941.76Pa 喷粉罐的工作压力为：
()1ac f s b Fe a p p p p p p p p =?+?+?+?+?+?+
=0.16779×105+0. 53870×105+0.01964×105+0.00942×105+0.5×105+0+1×105=2.24×105（Pa ）
由于现场管道布置比较复杂，实际压损要远远大于理论计算的压损，以保证固体颗粒能够顺利喷出，所以实际压损取值为4×105（Pa ），即0.4MPa 。
当罐压确定为0.4MPa ，气源压力要大于罐压，这样才能保证喷粉罐的正常工作，虽然气源压力不是固定值，会有一定的波动，允许有一个波动范围，这里假设气源压力为1MPa 。
根据上面的计算，得到喷粉罐的尺寸以及工作的主要参数，统计如下表。
10 阀门、流量计等设备的选取及其功能
当喷粉罐的主要参数确定以后，就可以制定出工艺流程图，此喷粉罐的工艺流程图如图2所示。
1
图2 喷粉罐的工艺流程图
由图2可以看出，用数字标记的设备总共有27个，包括阀门，流量计，电机等，下面分别对它们的选取和功能进行介绍。
1——气源手动调节阀。型号：T4OH、口径：DN100、压力：1.6MPa、材质：铸钢。即直径为100mm，允许的最大工作压力为1.6MPa。它的直径的选取
是根据总管的公称直径选取的，在上面输送管道的设计中，已经确定了总
管的公称直径为100mm。最大工作压力是根据气源压力定的，气源压力为
1MPa，要比气源压力大，查询阀门手册，选取1.6MPa比较合适。气源手
动调节阀的功能就是实现气源的开和关。
2——压力变送器。它的参数为压力量程范围为0～1.6MPa、精度0.5%、智能型、测量介质为气体。一般而言，需要选择一个具有比最大值还要大1.5倍
左右的压力量程的变送器，所以选取量程为0～1.6MPa。它的功能是将
测压元件传感器感受到的气体压力参数转变成标准的电信号，以供给指示
记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。这里主要是测量总管压力。
3——机械压力表。参照压力表手册，选取YQ-2（测量气体无腐蚀性），它的参数为压力表量程为0～1.6MPa、精度1%。其值需要用肉眼读取，主要起备用作用，当压力变送器损坏或者不准，可以临时读取气源压力。
4——温度测量计。它的参数为量程1000C，精度为1%。主要功能是测量总管温度。
5、8、11——手动调节阀。型号：T4OH、口径：DN40、压力：1.6MPa、材质：
铸钢。即直径为100mm，允许的最大工作压力为1.6MPa。由于各支管的公称直径为40mm，所以选取DN40。他们的功能是手动控制罐压气、流化气、主吹气3个支路的开和关。
6、9、14——气动球阀。一种旋转角为90度的旋转阀门，由气体控制，它们的
参数为DN40,PN16。用PLC控制，实现对各支路开和关的自动化控制。
7、10、15——单向阀。直径为DN40,功能是防止气体逆向流动，即防止气体反
冲，起到安全保护功能。
12——差压变送器。它的参数为压力量程范围为0～1.6MPa、精度0.5%、智能型、测量介质气体。功能是测量主吹管路的压力。
13——气动调节阀。公称直径DN40，公称压力1.6MPa，材料为不锈钢，工作时气源压力0.4MPa～1.6MPa，适用温度为-400C～2000C。功能是实现对主吹气流量的调节。
16——振动器。工作功率为0.75KW。它安装在料仓上，当需要加料时，起动振动器，加快加料速度，防止堵塞。
17——气动蝶阀。用随阀柑转动的圆形蝶板做启闭性，以实现启用动作的气动阀门主要做截断阀使用，规格为DN250，控制上加料阀。
18——气动蝶阀。规格为DN250，控制下加料阀。
19——压力变送器。它的参数为压力量程范围为0～1.6MPa、精度0.5%、智能型、测量介质为气体。由于喷粉罐是密闭容器，有压力极限，实际压力不能超过压力极限。喷粉罐的正常压力为0.4MPa，在实际的设置过程中，可以设为当罐压高于0.6MPa时，给出报警，防止罐压过大，发生爆炸，主要
作用是测量罐压。
20——气动蝶阀。规格为DN40，控制上排气阀。
21——手动调节阀。规格为DN40，手动控制下排气阀。
22、23、24——称重传感器。规格为3T，即最大测重量为3吨。工作原理就是
测量喷粉罐中3个不同位置的重量，然后求其平均值，作为喷粉罐中石灰粉的重量。
25——电机风扇。工作功率为0.75KW。其功能是为配料盘电机降温。26——配料盘电机。工作功率为2KW。其功能是带动配料盘转动，实现对流化态石灰粉的输送。
27——气动蝶阀。规格为DN40，控制出料。
11 喷粉罐自动控制及操作流程
为了实现对喷粉罐喷吹作业整个流程的自动控制，计算机通过和可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）通讯对工艺流程实时监控。PLC读取数值主要有两种类型，分别为开关量和模拟量。当PLC读取开关量时，只控制设备的开和关。当PLC读取模拟量时，根据实际情况的需要，可以自由设置设备参数的大小。
在上面给出标记的27个设备当中，除掉手动调节阀（1、5、8、11、21），机械压力表（3），温度计（4）不需要用信号电缆与PLC柜连接外，其余均需要用信号电缆连接，以便用PLC编程，实现自动控制。在用信号电缆连接的设备当中，2、12、19、22、23、24是属于读取感应量，不需要控制，他们反映实际的流量、压力和重量等。在用PLC控制的这些设备当中，有一部分只需要控制开和关，即PLC读取开关量，另外一部分则需要控制具体参数的大小，即PLC读取模拟量。现将这两种类型统计如下表。
表6 PLC读取参数类型统计表
在把所有需要的硬件设备完成以后，进行电缆和电线的连接。根据喷粉罐操作流程，编写PLC程序，然后进行调试。
喷粉罐操作流程图如下图所示：
图3 喷粉罐操作流程图
（1）喷粉罐加料：起动振动器，打开上加料阀和下加料阀，给喷粉罐加料，给喷粉罐设定个加料上限，以免造成粉料加入过多。当加入合适重量的石灰粉后，加料结束，此时，关闭上加料阀和下加料阀。
（2）喷粉罐加压：加料结束后，打开罐压气那一路的阀门，给喷粉罐冲压。设定喷粉罐的正常工作压力为0.4MPa，当罐压达到设定值时，停止加压。
（3）启动主吹气：为了防止粉料堵塞管道，应先启动主吹气，启动时间应该比加料有个提前量，一般为10s，这样能够有效地控制管道堵塞。
（4）加料过程：打开流化气，启动旋转给料器电机和风扇，同时打开出料阀，喷粉开始。
（5）在喷吹过程中，根据实际情况的需要，可以调节旋转给料器电机功率，以调节给料速度。
（6）当喷粉结束时，应先关闭加料过程，然后再关闭主吹气，即先执行（4）的反过程，再执行（3）的反过程。目的是防止粉料停留在管道中。
根据以上的操作流程，编写程序，用PLC控制，同时要在计算机上生成一个操作简便的操作界面，提供给用户方面使用。然后进行调试，对于遇到的问题，进行修改，完成整个设计过程。
图4所示为在计算机上设计的操作界面图。
图4 喷粉罐操作界面图
在图4中，需要用户自己设定的参数有：初始重量（预加石灰粉重量）、设定频率（旋转给料盘频率）、设置（主吹气流量）。用户手动控制的按钮有：加料、加料停止、石灰粉喷吹、石灰粉停止。
具体操作为：首先设定初始重量，然后点加料，达到设定值，点加料停止；然后设定频率和主吹气流量，点石灰粉喷吹，期间可以根据实际情况，自由调整旋转给料盘电机频率，以调整喷吹流量，当喷吹结束，点石灰粉粉停止。至此，一次喷粉操作过程结束。
五、设计总结
（1）伴随着喷射冶金的发展，为适应各种冶金的需求，已出现了很多不同类型的喷粉罐，喷粉罐的选择应该根据实际情况的需要，做出不同的选择。随着计算机和自动控制技术的发展，喷粉罐的自动控制会更加方便，更加智能和精确，更好地服务喷粉冶金的发展。
（2）在喷粉罐的设计过程中，供气强度，粉气比，罐压是最主要的参数，
在给定喷吹物类型和载气气体的情况下，根据经验，使这3者在合适的范围内。对于喷吹粉料的流量控制，下粉速度控制方法有两种：一是固定压差，变更喉口，二是固定喉口，变更压差，这两种方式都能有效的控制下粉速度，但经验表明，变径法比压差法更为简单、灵敏、调节范围大、精确可靠。旋转给料器的频率能够自由调节，从而控制下料速度，根据实际情况的需要，通过给定参数，来实现对喷吹粉料的流量的控制。
（3）有些参数的设定，是根据资料或者参照以往的实验，应该在实际中反复测量，以求精准。对于程序的调试，应该根据工艺条件，在实践中调试。
六、设计参考资料
[1] 赵荣玖，炉外精炼用粉剂喷吹罐及其设计分析；
[2] 喻淑仁，喷粉罐工作原理及其设计原则浅析，武汉钢铁学院学报，1986；
[3] 张信昭，冶金喷粉基本原理，P352～P355；
[4] 张信昭，冶金喷粉基本原理，P355～P358；
[5] 张信昭，冶金喷粉基本原理，P32；
[6] 张信昭，冶金喷粉基本原理，P363～P367；
[7] 张信昭，冶金喷粉基本原理，P37～P39；
[8] 张信昭，冶金喷粉基本原理，P360～P362，P67～P73；
method 线性系统理论Linear system theory 362秋 机器人控制与自主系统Robotic contr ol and autono mous system 543春 计算机控制理论与应用Computer con trol system th eory and its application 543春 自动测试理论Automatic me asurement the ory 543春 运筹学Operation res earch 543秋 系统工程理论与应用System engin eering theory and its appli cations 543春 复杂系统建模与仿真Modeling and simulation o f complex sy stems 543秋 非 学位课现代控制理论 专题 Special topic of modern co ntrol theory 362 鲁棒控制系统Robust contro l systems 362春 最优控制Optimal contr ol 362春 自适应控制Adaptive Con trol 362春
最优估计与系统辨识Optimal estim ate and syste m identificati on 362春 过程控制Process contr ol 362秋 非线性控制系统Nonlinear con trol systems 362春 离散事件动态系统Discrete event dynamic syst ems 362春 PETRI网Petri net362秋 人工智能原理及应用Artificial intel ligence theory and its appli cations 362春 智能化方法与技术Intelligent me thod and tech nology 362 模糊理论与应用Fuzzy theory and applicatio ns 362春 模糊逻辑控制系统Fuzzy logic c ontrol system 362春 人工神经网络Artificial neur al network 362秋 遗传算法与进化算法Genetic and e volutional alg orithm 362春 实时控制系统Real-time con trol systems 362秋 机器人视觉Robotic visio362春
因为上传问题，特别添加了三个无关的图片，不然没法让其他人阅读 自己下完后删除即可 多打些无感的字，减小与另一个的相似率 一、绪论 1、基本概念 生化过程：即(发酵过程)，利用微生物细胞或酶转化基本原料合成目的产物的过程。 状态变量：可显示过程状态及其特征的参数，一般指反应生物浓度、生物活性及反应速率的参数。 测量变量：指那些可以测量的状态变量。 操作变量：所谓的环境因子或操作条件，而改变这些环境因子和操作条件，可以造成生化过程状态变量的改变。 构造模型：包含胞内代谢网络在内，细致到考虑细胞内构成成分变化的数学模型。非构造模型：介于构造模型和状态模型之间,把生物过程的理论定理与经验公式结合起来，生化过程控制和优化中使用最广泛的模型。 状态模型：完全基于生物过程状态变量和操作变量时间序列数据的模型。 2、简答题 1、简述生化过程的控制特点。 答：(1)不需太高的控制精度，除温度、pH感受强的菌株发酵过程外，控制指标
不需精确也不可能100%地控制在某一水平； (2)生物过程的各状态变量之间存在一定的连带关系，难以检测的生物量在一定程度上可通过易检测的物理化学量间接检测，因此相当部分的生化过程控制是一种间接的优化和控制； (3)相当数量的工业规模或实验室规模的生物过程，没有合适的定量数学模型可循，控制和优化操作必须依靠操作人员的经验和知识。 2、实现发酵过程的优化与控制，必须解决的5个问题 答：(1)系统动力学； (2)生物模型； (3)传感器技术； (4)适用于生物过程的最优化技术； (5)计算机─检测系统─发酵罐之间的接口技术(如神经网络、专家系统) 3、生化过程控制理论存在的难点。 答：(1)无论是前馈还是反馈控制，都必须建立在在线监测的各种参数上，但适用于生化反应过程的传感器的研究大大落后于生物工业的发展。 (2)各种微生物具有独特的生理特性、生产各种代谢产物又有各自的代谢途径，应用于生化反应过程的控制理论不具有普适性。 (3)控制理论自身的局限，至今不能模拟生化反应过程的高度非线性的多容量特性。 (4)在具体的控制模型构建时，缺乏以细胞代谢流为核心的过程分析，采用以动力学为基础的最佳工艺控制点为依据的静态操作方法实质上是化学工程动力学概念在发酵工程上的延伸。 (5)目前发酵动力学模型主要通过经验法、半经验法或简化法得到，一般为非结构动力学模型，如Monod、Moser、Tessier、Contois等模型方程。 二、生化过程参数中物理参数检测技术
试验检测过程控制及申诉处理 试验检测过程控制 1、试验检测工作开始前的检查。试验检测人员对受检对象、试验环境条件进行检查是否符合相关要求；试验检测人员对试验检测仪器、设备的性能进行检查，是否有合格证或准用证，是否超过计量检定周期，并记录检查情况；试验室主任应检查操作人员是否持证上岗，试验所依据的标准、规范等是否齐全、正确。 2、试验检测工作中的质量控制。试验检测工作应在仪器设备、环境条件、人员及标准、规范等均符合要求时，方可开始进行试验；完成每项试验工作不得少于两人。除仪器具有数据自动记录装置外，测试数据应由试验检测人员记录、自校、互校，防止在数据传递过程中发生差错。自动记录数据亦要进行校核。检测数据应记录在“原始记录”表上，试验检测人员签字，必要时请监理工程师签字确认；因外界干扰（如停电、停水等）而中断试验检测时，试验检测工作必须重新开始，并将情况记录备查；因试验仪器、设备故障而中断试验检测时，可用同等级的、满足精度要求的代用仪器重新试验。无代用仪器、设备时，必须将损坏的仪器、设备修复，重新检定或校验合格后，才能开始试验；试验检测过程中，如发生仪器设备故障、检测件毁坏、人身伤害时，应保护现场，同时向试验室主任报告，待妥善处理后再进行试验；现场试验检测时，当环境条件影响仪器、设备原始数据的正确采集时，应停止试验，待环境条件正常后方可恢复工作；试验检测工作结束后的检查。试验检测工作结束后，应由试验检测人员对试验仪器设备的技术状态、环境条件进行检查并予记录。 事故分析处理 1、试验过程中发生下列情况均属于事故。委托部门提供的技术资料、原始记录、试验报告、样品丢失；由于各种原因导致试验结论错误；试验过程中发生仪器、设备损坏。 2、事故发生后，试验室主任应立即召开事故分析会。根据造成事故的原因和经济损失及当事人的责任轻重，提出处理意见并，同时制定相应措施，防止类似事故再次发生。 质量申诉处理 1、试验室接到质量争议后分类登记，交试验室技术负责人处理。
质量检验（检测）过程控制程序 1 目的 为确保过程中产生的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定的技术标准和满足顾客的要求，而对制造过程中的质量监控作出具体的规定。 2 范围 适用于最终产品及所需的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料实物质量的监控过程中符合质量/环境/职业健康安全管理活动要求。 3 引用标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 Q/HZK526《质量/环境/职业健康安全管理手册》 Q/HZK611《外部供方评定控制管理 Q/HZK504《合同评审和协调程序》 Q/HZK517 检验和试验状态控制 Q/HZK509 产品标识和可追溯性控制 Q/HZK527 顾客财产控制 Q/HZK512 检验和试验设备控制 Q/HZK515 检验、测量和试验控制 Q/HZK520 产品防护控制 Q/HZK518 不合格品控制 Q/HZK519 事件、不符合预防措施及改进控制程序 Q/HZK443 外购外协件、原材料检验规定 Q/HZK417 紧急放行追回程序 Q/HZK442 外购外协件、在制品、成品抽样检验规定 Q/HZK428 质量检验记录管理办法 Q/HZK666 改进控制程序 Q/HZK533 过程的监视和测量控制程序 4 职责
4.1技术质量管理部(质保部)负责过程中产生的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定性的技术标准和满足顾客的要求控制。 4.2综合运行管理部(生产计划部、物资供应部)负责生产制造过程、物资采购过程中按符合规定的技术标准(技术图纸、工艺、原辅材料标准等)的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定性的技术标准和满足顾客要求的过程控制。 4.3技术质量管理部(各项目开发室)负责提供产品过程中产生的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定性的技术标准及检验(检测)细则(规定)。 4.4技术质量管理部(质保部计量室)负责过程中产生的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定性的技术标准和满足顾客的要求控制的检测量具和测量设备,并做到符合周期鉴定要求。 5质量检验（检测）工作的责任和要求 5.1质量检验工序控制把关的正、负都会直接反映在产品（零部件）实物质量上。如何按程序文件标准和技术、质检文件要求控制、把关，我们质检线的管理人员、进（出）厂检验人员都必须认识到这一职能的责任，控制/和把关严不严格看你这个检验员的技能和思想品质，以及对本职工作的认真程度和态度，我们要以预防为主，预先走入到工序过程的严格控制之中，这样才能从工序过程中了解产品生产的质量状态、在生产过程中预防质量问题的产生，切实把质量工作从质量检验（检测）位移到质量控制的过程中，检验员要做产品质量的检验员，更要做产品质量的宣传员和生产技术的辅导员，真正把产品质量控制好。 5.2我们的质量管理人员和检验员实际上是一个X光的检验医生岗位，是专门检查工序（产品）出现质量问题岗位，是要按相关程序文件（标准）规定的步骤一步一个脚印认真实际地走的，决不能跨大步，要仔细仔细再仔细。 5.3产品（零件）实物质量检验过程说句简单的话就是对在制造工序过程中或成型产品中按技术（标准）文件中对产品（零件）质量规定（要求）发现不合格的问题，并提出问题，还要跟踪改进情况，符合标准（技术文件）规定的质量要求后才可放行。 5.4合格、不合格是质量检验员要讲的常用术语，决不能讲可用或不可用的话，对产品（零件）产生的质量问题要提出改进的建议供生产/技术参考。 5.5学习—学习—再学习。我们有很多质量检验工作的指导性文件（标准、规定、办法“见
过程检测与控制仪表知识 员工培训教材 马仁
过程控制与检测仪表课件 一、过程控制仪表： 1）是实现工业生产过程自动化的重要工具。控制检测仪表可分为八大单元：变动单元、调节单元、计算单元、显示单元、转换单元、给定单元、执行单元和辅助单元。（理论以“够用为度”，实践以“实用为主”） LT 控制系统方框图 说明：图中控制对象代表生产过程中的某个环节，控制对象输出的是被控变量（如压力、流量、温度、液位等温度变量）。这些工艺变量经变动单元转换成相应的电信号或气压信号后，一方面送显示单元供指示和记录，同时又送到调节单元中与给定单元送来的给定值进行比较，调节单元将比较后的偏差值进行一定的运算后，发出控制信号，控制执行单元的动作，将阀门开大或关小。改变控制量（如燃料油、蒸汽等介质流量的多少）直至被控变量与给定值相等为止，此时阀门会
平衡在某一位置，使工艺介质达到工艺要求。 ①LT—检测锅炉汽包水位的变化并将汽包水位高低这一物理量转换成仪表间的标准统一信号。 ②LC—接受液位测量变送器的输出标准信号，与工艺控制调节（控制器）器要求的水位信号相比较得出偏差信号的大小和方向，并按一定的规律运算后输送一个对应的标准统一信号。 ③LV—接受控制器的输出信号后，根据信号的大小和方向控制阀门的开度，从而改变给水量，经过反复测量和控制使锅炉汽包水位达到工艺要求。 一个控制系统基本由给定单元、控制对象、变送单元、调节（控制）单元、执行单元组成。 锅炉汽包水位控制系统原理图 二、检测与过程控制仪表（通常称自动化仪表）分类方法很多，根据不同原则可以进行相应的分类，如： 按照能源（所使用的）：气动仪表、电动仪表、液动仪表。 根据是否引入微处理机可分为：智能仪表和非智能仪表。 根据信号形式可分为：模拟仪表和数字仪表。 检测与过程控制仪表最通用的分类是按照仪表在测量与控制系统中的作用划分的：
课程设计任务书 课题名称检测技术与过程控制 学院 专业建筑设施智能技术 班级 学生姓名 学号 月日至月日 指导教师(签字)
目录 第一章过程控制课程设计任务书 (3) 第二章蒸汽压力波动是主要干扰的设计方案 (4) 一．控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (4) 二．控制系统原理方框图 (4) 三．调节器正反作用的确定，系统工作过程概述 (4) 四．设计中用到的仪表的结构、特点说明 (5) 第三章冷水流量波动是主要干扰的设计方案 (7) 一．控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (7) 二．控制系统原理方框图 (7) 三．调节器正反作用的确定，系统工作过程概述 (7) 四．设计中用到的仪表的结构、特点说明 (8) 第四章冷水流量和蒸汽压力均波动明显的设计方案 (10) 一．控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (10) 二．控制系统原理方框图 (10) 三．调节器正反作用的确定，系统工作过程概述 (10) 四．设计中用到的仪表的结构、特点说明 (11) 第五章冷水流量、蒸汽压力以及进料压力波动均为主要干扰的设计方案 (13) 一．控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (13) 二．控制系统原理方框图 (14) 三．调节器正反作用的确定，系统工作过程概述 (14) 四．设计中用到的仪表的结构、特点说明 (14) 第六章体会与感悟 (17) 参考文献 (17) 附录 (18)
第一章过程控制课程设计任务书 题目A：干燥器温度控制系统方案设计 一、工艺过程描述 某干燥器的流程所示。干燥器采用夹套加热和真空抽吸并行的方式来干燥物料。夹套内通入的是经列管式加热器加热后的热水，而加热介质采用的是饱和蒸汽。为了提高干燥速度，应有较高的干燥温度θ，但θ过高会使物料的物性发生变化，这是不允许的，因此要求对干燥器温度进行严格控制。 二、设计要求 分别针对以下情况： ①蒸汽压力波动是主要干扰； ②冷水流量波动是主要干扰； ③冷水流量和蒸汽压力均波动明显； ④冷水流量、蒸汽压力以及进料压力波动均为主要干扰； 1、确定控制方案，说明理论依据，画出控制工艺流程图； 2、画出控制系统原理方框图； 3、确定调节器正反作用，阐述系统工作过程。 4、对设计中用到的仪表的结构、特点进行说明。
自动检测和过程控制重点总结 为什么要进行冷端温度补偿 (1)根据热电偶测温原理【E(t,t0)＝f(t)－f(t0)】，只有当参比端温度t0稳定不变且已知时，才能得到热电势E和被测温度t的单值函数关系。 (2)实际使用的热电偶分度表中热电势和温度的对应值是以t0=0℃为基础的，但在实际测温中由于环境和现场条件等原因，参比端温度t0往往不稳定，也不一定恰好等于0℃，因此需要对热电偶冷端温度进行处理。常用的冷端补偿方法有如下几种。 (一)零度恒温法(冰浴法)(二)计算修正法(三)冷端补偿器法 (四)补偿导线法 一、温度计的选择原则(1)满足生产工艺对测温提出的要求；(2)组成测温系统的各基本环节必须配套；(3)注意仪表工作的环境；(4)投资少且管理维护方便。 二、感温元件的安装要求(1)正确选择测温点； (2)避免热辐射等引起的误差；(3)防止引入干扰信号； (4)确保安全可靠。接触式：测温元件与被测对象接触，依靠传热和对流进行热交换。 优点：结构简单、可靠，测温精度较高。 缺点：由于测温元件与被测对象必须经过充分的热交换且达到平衡后才能测量，这样容易破坏被测对象的温度场，同时带来测温过程的延迟现象，不适于测量热容量小的对象、极高温的对象、处于运动中的对象。不适于直接对腐蚀性介质测量。 自动平衡电桥与电子电位差计在外形结构上十分相似，许多基本部件完全相同。但它们终究是不同用途的两种模拟式显示仪表，主要区别如下：(1)配用的感温元件不同； (2)作用原理不同；(3)感温元件与测量桥路的连接方式不同； (4)电子电位差计的测量桥路具有对热电偶自由端温度进行自动补偿的功能，自动平衡电桥不存在这一问题。 (三) 数字式显示仪表的特点(1)准确度高，可避免视差。 (2)灵敏度高，响应速度快，而且不受输送距离限制。 (3)量程和极性可以自动转换，因而量程范围宽，能直接读出测量值和累积值。 (4)体积小，重量轻，易安装，可以在恶劣环境中工作。 (5)其中的智能型数字式显示仪表，还有量程设定、报警参数设定、自动整定PID参数、仪表数据掉电保护、可编程逻辑控制等功能。 (三) 电子电位差计技术指标 (1)基本误差。电子电位差计的基本误差包括两种，一是指示基本误差，二是记录基本误差。 (2)全行程时间。在使用过程中当被测参数发生变化时，衡量仪表指示器反映被测参数变化的速度性质的指标，用全行程时间表示。 (3)仪表不灵敏区。它是指仪表指针不发生变化的输入信号最大变化范围，通常不超过量程的0.25%或0.5%。 热电极材料要求(1) 应输出较大的热电势，以得到较高的灵敏度，且要求热电势E(t)和温度t之间尽可能地呈线性函数关系；(2) 能应用于较宽的温度范围，物理化学性能、热电特性都较稳定。即要求有较好的耐热性、抗氧性、抗还原、抗腐蚀等性能； (3) 要求热电偶材料有较高的导电率和较低的电阻温度系数； (4) 具有较好的工艺性能，便于成批生产。具有满意的复现性，便于采用统一的分度表。 (二)测量误差与测量不确定度的区别是误差理论中的两个重要且不同的概念，它们都可用作测量结果准确度评定的参数，是评价测量结果质量高低的重要指标： (1)误差是不确定度的基础，研究不确定度首先需要研究误差，只有对误差的性质、分布规律、相互联系及对测量结果的误差传递关系等有了充分的了解和认识，才能更好地估计各不确定度分量，正确得到测量结果的不确定度，用测量不确定度表示测量结果，易于理解、便
报告版本： 页数： 测试过程控制程序 编制人：王庆 审核人： 批准人： 日期：
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（测试过程控制程序） 目录 1目的 (1) 2范围 (1) 3定义 (1) 4角色和职责 (1) 4.1测试经理 (1) 4.2研发经理 (1) 4.3项目经理/产品经理 (2) 4.4测试工程师 (2) 4.5研发工程师 (2) 4.6质量保证员 (3) 5活动 (3) 6研发阶段测试入场标准 (4) 7验收阶段测试入场标准 (5) 8测试暂停/终止标准 (5) 9测试停止标准 (6) 10测试程序包/更新包控制 (6)
测试过程控制程序 1目的 本文为了旨在规范项目/产品的测试流程，明确相关角色职责，定义测试入场/测试停止等测试关键点应具备的条件以及在相关环节出现问题后的整改措施。 2范围 本规程适用于公司所有项目/产品的内部测试工作。 3定义 由于软件测试是一项复杂的工程，在以往的测试工作中，测试人员都是对程序进行反复的、无休止的测试，无畏的消耗了大量的人力、物力和时间成本，为了能够提高项目/产品的质量，减少重复工作，降低项目/产品的制作成本，所以制定了如下标准： 1. 研发阶段测试入场标准：在研发阶段可以启动测试工作的标准； 2. 验收阶段测试入场标准：在验收阶段可以启动测试工作的标准； 3. 测试暂停/终止标准：当测试过程中遇到重大问题时停止本项目测试工作的标 准； 4. 测试停止标准：当产品质量达到出厂标准时，测试工作可以停止的标准。 4角色和职责 4.1测试经理 ?参与需求、设计文档评审； ?制定测试计划（方案）； ?组织测试人员编写测试用例、自动化测试场景用例、执行测试用例、发 布阶段性测试报告和验收报告； ?组织测试人员对系统中可自动化部分的功能确认，从测试用例中筛选 自动化场景测试用例； ?组织自动化测试工程师对研发人员的自动化工具培训。 ?组织测试计划、测试用例、测试报告的评审； 4.2研发经理
1、检测仪表有哪几个基本的组成部分？各部分起什么作用。 答：检测仪表的组成：传感器+变送放大机构+显示器。1.传感器直接与被测量对象相联系，感受被测参数的变化，并将被测参数信号转换成相应的便于进行测量和显示的信号输出。2.变放大机构将感受件输出的信号直接传输给显示器或进行放大和转换，使之成为适应显示器的信号。 2、检测仪表的常用技术性能有哪些？ 答：精度、变差、灵敏度和灵敏限、线性度、死区 3、按误差的来源分类，有哪几类？各类有何特点？ 答：1检测系统误差 2随机误差 3 疏忽误差 系统误差的误差的特点是测量结果向一个方向偏离，其数值按一定规律变化。 随机误差的特点是相同条件下，对同一物理量进行多次测量，由于各种偶然因素，会出现测量值时而便大时而偏小的误差现象。随机误差既不能用实验方法消除，也不能修正，虽然他的变化无一定规律可循，但是在多次重复测量时，总体服从统计规律。 疏忽误差是指在一定的测量条件下，测得的值明显偏离其真值，既不具有确定分布规律，也不具有随机分布规律的误差，疏忽误差是由于测试人员对仪器不了解或因思想不集中，粗心大意导致错误的读数，使测量结果明显的偏离了真值的误差。 4 * 、说明弹簧管压力表的具体结构；使用中如何选择？ 答：弹簧压力表也由外壳部分、指针、刻度盘。弹簧管、弯管、和传动机构等六个主要部分主成。弹簧管的内腔为封闭形式，外界压力作用于弹簧管外侧，使弹簧管变形，由传动机构带动指针转动指出环境压力。 压力表的选用原则：主要考虑量程、精度和型 5 * 、常用热电偶有哪几种？比较说明其主要的特点。 答：常用热电偶有：S （铂铑— 铂）、K （镍铬—镍硅）、E （镍铬—铜镍）三种 S 型的特点是熔点高，测温上限高，性能稳定、精度高、100度以下热电势极小，所以可不必考虑冷端温度补偿，价昂，热电势小，线性差，只适合于高温域的测量；K 型特点是热电势大，线性好，稳定性好，价廉，但材料较硬、在1000度以上长期使用会引起热电势漂移，多用于工业测量；E 型特点，热电势比K 型热电偶大50% 左右，线性好，耐高湿度，价廉，但不能用于还原性气氛，多用于工业测量。 6*、热电偶使用中为何常用补偿导线？补偿导线选择有什么条件？ 答：使用补偿导线的作用，除了将热电偶的参考端从高温处移到环境温度相对稳定的地方外，同时能节约大量的价格较贵的金属和性能稳定的稀有金属，使用补偿导线也便于安装和线路铺设，用较粗直径和导电系数大的补偿导线代替电极，可以减少热电偶回路电阻以便于动圈式显示仪表的正常工作和自动控制温度。 条件：○ 1补偿导线的热电特性要与热电偶相同或相近；②材料价格比相应热偶低，来源丰富。 使用补偿导线注意问题：1、补偿导线只能在规定温度范围内与热电偶的热电势相等或相近2、不同型号的热电偶有不同的补偿导线3、热电偶和补偿导线的接口处要保持同温度4、补偿导线有正、负级，需分别与热电偶正、负极相连 5、补偿导线的作用只是延伸热电偶的自由端，当自由端的温度不等于0时，还需进行其他补偿和修正。 7*、热电偶冷端温度有哪些补偿方法？ 答：冷端温度补偿的方法有：1、补偿导线法；2、计算修正法；3、自由端恒温法；4、补偿电桥法；5、仪表零点调整法 8*、常用热电阻有哪些？写出各分度号。 答：常用的热电阻有：铂电阻（Pt10、Pt100），铜电阻（Cu50、Cu100） 9、热电偶测温系统组成中需要注意哪些问题？ 答：使用热电偶组成一个温度检测系统，主要有两种情况，一是热电偶直接与显示仪表相连，显示仪表显示被测温度值，二是、热电偶先接到热电偶温度变送器，变送器输出的标准信号与被测温度呈线性对应关系，并送到显示仪表显示温度值。对于第一种情况，显示仪表必须要与热电偶配套使用。对于第二种情况，温度变送器也必须要和热电偶配套使用，必须包含与热电偶对应的自由端温度补偿器，补偿器产生的电势连同热电偶一齐作为显示仪表的输入信号，由于热电势与温度之间是一个非线性关系，因此显示表的标尺上的温度刻度也是非线性的。 10 * 、写出节流式流量计的流量公式，并说明公式中各符号表示什么？ 流量方程：P A q v ?=102ραε P A q m ?=102ραε α：流量系数 ε：可膨胀系数 ρ：节流前密度 0A ：接流体开孔面 P ?：差压
西南科技大学成教学院德阳教学点 《自动化仪表与过程控制》练习题及参考答案 班级： 姓名： 学号： 成绩： 一、填空题 1、过程控制系统一般由 控制器 、 执行器 、 被控过程 和测量变送等环节组成。 2、仪表的精度等级又称 准确度级 ，通常用 引用误差 作为判断仪表精度等级的尺度。 3、过程控制系统动态质量指标主要有 衰减比n 、 超调量σ 和过渡过程时间s t ；静态质量指标有 稳态误差e ss 。 4、真值是指被测变量本身所具有的真实值，在计算误差时，一般用 约定真值 或 相对真值 来代替。 5、根据使用的能源不同，调节阀可分为 气动调节阀 、 电动调节阀 和 液动调节阀 三大类。 6、过程数学模型的求取方法一般有 机理建模 、 试验建模 和混合建模。 7、积分作用的优点是可消除 稳态误差(余差)，但引入积分作用会使系统 稳定性 下降。 8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为 单闭环比值控制 、 双闭环比值控制 和 变比值控制 三种。 9、Smith 预估补偿原理是预先估计出被控过程的 数学模型 ，然后将预估器并联在被控过程上，使其对过程中的 纯滞后 进行补偿。 10、随着控制通道的增益K 0的增加，控制作用 增强 ，克服干扰的能力 最大 ， 系统的余差 减小 ，最大偏差 减小 。 11、从理论上讲，干扰通道存在纯滞后， 不影响 系统的控制质量。 12、建立过程对象模型的方法有 机理建模 和 系统辨识与参数估计 。 13、控制系统对检测变送环节的基本要求是 准确 、 迅速 和 可靠 。 14、控制阀的选择包括 结构材质的选择、 口径的选择 、 流量特性的选择 和 正反作用的选择。 15、防积分饱和的措施有 对控制器的输出限幅 、限制控制器积分部分的输出和 积分切除法。 16、如果对象扰动通道增益 f K 增加，扰动作用 增强 ，系统的余差 增大 ， 最大偏差 增大 。 17、在离心泵的控制方案中，机械效率最差的是 通过旁路控制 。 二、名词解释题 1、衰减比 答：衰减比 n 定义为： 衰减比是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。为保证系统足够的稳定程度，一般取衰减比为4:1～10:1。 2、自衡过程 答：当扰动发生后，无须外加任何控制作用，过程能够自发地趋于新的平衡状态的性质称为自衡性。称该类被控过程为自衡过程。 3、分布式控制系统 答：分布式控制系统DCS ，又称为集散控制系统，一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层体系结构、局部网络通信的计算机综合控制系2 1B B n
2013冶金反应工程学考题 1、冶金反应工程学是（定量）的研究工业装置（反应器）中的（液体流动）、（传热)和（传质）过程，明确其对冶金反应过程的影响及其规律的科学。是运用解析手段分析所提出的数学模型；为改进（反应器）性能、提高（生产效率）、提高（生产质量）提供保证的“中观”的技术科学。 3、冶金反应工程学是以（实际冶金反应）为研究对象，以（解决工程问题）为目的，在明确冶金（基础科学理论）和各类（反应装置特性）的基础上，研究金属提炼过程中伴随的各种传递规律，并把二者密切结合起来形成自己独特的学科体系。 4、微观动力学研究的主要内容是研究机理和预测速度。反应速度的预测是通过测定反应的1）（反应机理）、2）（求反应速度常数k和反应级数n）、3）求反应活化能E、4）给出反应速度表达式来实现的。 5、冶金宏观动力学目的为：1）弄清化学反应本身的规律（热力学、动力学）；2）弄清试验体系内物质的（“三传”）规律；3）用（物质、热量、动量平衡）平衡关系联立求解（1）、（2)之间的相互联系。 6、在实际反应中，反应速度受到压力、温度、物质的浓度、催化剂、（混合程度）、（三传）等因素影响，当温度、压力一定时，反应速度决定于（物质反应界面浓度）和催化剂的素影响。 7、在实际冶金过程的均相反应中，通常使用的反应器有（间歇反应器）、（活塞流反应器）、（全混流反应器）和（非理想流动反应器）等四种基本型式。 8、停留时间分布可用应答技术中的（脉冲法）和（阶跃法）测定；前者测定的是停留时间（分布密度），后者测定的是停留时间的（分布函数）。 9、物料混合分为（宏观尺度上的混合）和（微观尺度）的混合，后者是微元体之间均匀混合为一体，并达到（分子尺度上）的均匀；其形成原因为湍动、湍旋的分割加（分子扩散）。 10、冶金反应过程中的数学模型有（机理）、（半经验）和（黑箱）模型三种。 11、用（脉冲法）可直接检测出停留时间分布（密度曲线）；用（阶跃法）可直接检测出停留时间（分布函数）。 12、一级反应的混合早晚对反应结果（无）影响；二级反应的混合早晚对反应结果（有）影响。 13、冶金过程中流体/流体之间的传质模型主要用（双膜）理论、（渗透）论、（表面更新）论和（湍流传质）等理论来描述。 1、间歇反应器及其特点 物质一次加入反应器中，反应物料的温度和浓度等操作参数随时间而变不随空间位置而变，所有物料质点在反应器内经历相同的反应时间，反应完成后，同时放出所有物料，完成一个生产周期。 其特点： 1）由于剧烈搅拌，反应器内物料浓度达到分子尺寸上的均匀，且反应器内浓度处处相等，因而排除了物质传递，（传质）对反应的影响; 2）具有足够强的传质条件，温度始终相等，无需考虑器内的热量传递问题； 3）物料同时加入并同时停止反应，所有物料具有相同的反应时间。 2、活塞流反应器的特点 1)连续稳定态下，各个截面上的各种参数只是位置的函数，不随时间变化； 2)径向速度均匀，径向也不存在浓度分布； 3)反应物料具有相同的停留时间。 3、全混流反应器的其特点 反应器内物料的浓度和温度处处相等，且等于反应器流出物料的浓度和温度。 4、停留时间 物料从进入反应器开始到离开反应器为止，在反应器中所经历的时间，它与化学反应时间直接相关，是影响反应结果的重要参数。 1.阐述冶金反应工程学的解析步骤 a、综合分析装置内发生的各种现象与子过程之间的相互作用关系；
生产过程控制和检验 4.1 工厂应对关键生产工序进行识别，关键工序操作人员应具备相应的能力，如果该工序没有文件规定就不能保证产品质量时，则应制定相应的工艺作业指导书，使生产过程受控。理解要点： 1) 过程控制（Process control）,指从关键元器件、材料的采购，直到加工出成品的全过程中对半成品、产品的质量进行监视、修正和控制的活动； 2) 过程检验（Process testing），在过程控制中对关键元器件、材料，半成品，成品的规定参数进行的检测和验收； 3) 工厂应以明确的表达方式指明，哪些生产过程工序对认证产品的关键特性（安全、环保、EMC）起着重要的作用； 4) 工厂应对在关键工序岗位的人员能力提出具体要求，并保证在岗人员的能力符合规定的要求； 5) 并非所有的工序都需要工艺作业指导书。工艺作业指导书是否需要及其详略程度与操作人员的能力、作业活动的复杂程度等有关。只有在确认没有文件规定就不能保证认证产品质量时，工艺作业指导书才是必需的； 6) 通常，工艺作业指导书应明确工艺的步骤、方法、要求等，必要时，可包括对工艺过程监控的要求。 审查要点： 1) 通过查阅相关文件和现场观察，确认工厂是否明确了关键生产工序； 2) 通过查阅关键工序操作人员的培训记录，并结合现场调查的情况，判断操作人员是否具备相应的能力； 3) 在现场审查时，注意在规定有工艺作业指导书的工序上，工艺作业指导书是否为有效版本，是否明确了控制要求。操作人员是否按工艺作业指导书进行操作。 4.2 产品生产过程中如对环境条件有要求，工厂应保证工作环境满足规定的要求。 理解要点： 1) 环境条件包括：温度、湿度、噪声、振动、磁场、照度、洁净度、无菌、防尘等； 2) 工厂应识别认证产品生产过程中为达到其符合要求所需的工作环境，应提供和管理相应的资源以确保工作环境满足规定要求。工厂还应对这些条件作出明确的规定，包括具体的参数及控制要求（如果有）；
为什么要进行冷端温度补偿 (1)根据热电偶测温原理【E(t,t0)＝f(t)－f(t0)】，只有当参比端温度t0稳定不变且已知时，才能得到热电势E和被测温度t的单值函数关系。 (2)实际使用的热电偶分度表中热电势和温度的对应值是以t0=0℃为基础的，但在实际测温中由于环境和现场条件等原因，参比端温度t0往往不稳定，也不一定恰好等于0℃，因此需要对热电偶冷端温度进行处理。常用的冷端补偿方法有如下几种。 (一)零度恒温法(冰浴法)(二)计算修正法(三)冷端补偿器法(四)补偿导线法 一、温度计的选择原则(1)满足生产工艺对测温提出的要求；(2)组成测温系统的各基本环节必须配套；(3)注意仪表工作的环境；(4)投资少且管理维护方便。 四、感温元件的安装要求(1)正确选择测温点； (2)避免热辐射等引起的误差；(3)防止引入干扰信号； (4)确保安全可靠。接触式：测温元件与被测对象接触，依靠传热和对流进行热交换。 优点：结构简单、可靠，测温精度较高。 缺点：由于测温元件与被测对象必须经过充分的热交换且达到平衡后才能测量，这样容易破坏被测对象的温度场，同时带来测温过程的延迟现象，不适于测量热容量小的对象、极高温的对象、处于运动中的对象。不适于直接对腐蚀性介质测量。 自动平衡电桥与电子电位差计在外形结构上十分相似，许多基本部件完全相同。但它们终究是不同用途的两种模拟式显示仪表，主要区别如下：(1)配用的感温元件不同；(2)作用原理不同；(3)感温元件与测量桥路的连接方式不同；(4)电子电位差计的测量桥路具有对热电偶自由端温度进行自动补偿的功能，自动平衡电桥不存在这一问题。 (三) 数字式显示仪表的特点(1)准确度高，可避免视差。 (2)灵敏度高，响应速度快，而且不受输送距离限制。 (3)量程和极性可以自动转换，因而量程范围宽，能直接读出测量值和累积值。 (4)体积小，重量轻，易安装，可以在恶劣环境中工作。 (5)其中的智能型数字式显示仪表，还有量程设定、报警参数设定、自动整定PID参数、仪表数据掉电保护、可编程逻辑控制等功能。 (三) 电子电位差计技术指标 (1)基本误差。电子电位差计的基本误差包括两种，一是指示基本误差，二是记录基本误差。 (2)全行程时间。在使用过程中当被测参数发生变化时，衡量仪表指示器反映被测参数变化的速度性质的指标，用全行程时间表示。 (3)仪表不灵敏区。它是指仪表指针不发生变化的输入信号最大变化范围，通常不超过量程的0.25%或0.5%。 热电极材料要求(1) 应输出较大的热电势，以得到较高的灵敏度，且要求热电势E(t)和温度t之间尽可能地呈线性函数关系；(2) 能应用于较宽的温度范围，物理化学性能、热电特性都较稳定。即要求有较好的耐热性、抗氧性、抗还原、抗腐蚀等性能； (3) 要求热电偶材料有较高的导电率和较低的电阻温度系数； (4) 具有较好的工艺性能，便于成批生产。具有满意的复现性，便于采用统一的分度表。 (二)测量误差与测量不确定度的区别是误差理论中的两个重要且不同的概念，它们都可用作测量结果准确度评定的参数，是评价测量结果质量高低的重要指标： (1)误差是不确定度的基础，研究不确定度首先需要研究误差，只有对误差的性质、分布规律、相互联系及对测量结果的误差传递关系等有了充分的了解和认识，才能更好地估计各不确定度分量，正确得到测量结果的不确定度，用测量不确定度表示测量结果，易于理解、便于评定，具有合理性和实用性。(2)测量不确定度的内容不能包罗更不能取代误差理论的所有内容，不确定度是现代误差理论的内容之一，是对经典误差理论的一个补充。
测试过程控制及样例
测试过程控制及样例 1目的 确保测试的有效性和验证结果的可靠性，从而保证软件实现阶段质量和最终质量。并作为验证及确认软件版本发布、项目验收的依据。 2适用范围 部门：应用开发事业部总监、系统测试部、软件部门、业务部门。 业务：模块测试、系统测试，β测试及试运行测试结果的收集。 3职责 1)1)系统测试部经理负责组织测试人员编写测试工作计划和测试大纲，审 核测试记录和测试报告，申请发布β测试版或软件试运行。 2)2)测试人员按照测试工作计划和测试大纲进行测试，填写测试记录，编 写系统测试报告和用户测试报告。 3)3)业务部门负责提供用户测试名单，系统测试部收集β测试结果 4)4)应用开发事业部（副）总监审批测试报告，批准β测试版发布或软件 试运行，通知业务部门。 5)5)市场部为产品发布做准备。 6)6)总经理批准紧急放行。 7)7)系统测试部负责解释和修订本程序文件。 4工作程序 1)1)测试准备 除单元测试外，在进行各种测试前应准备做好如下准备： ●●配备测试用硬件环境； ●●建立相应的运行环境和网络环境； ●●准备测试数据； 2)2)测试依据 测试依据主要包括：测试工作计划、测试大纲、上阶段测试记录、上版软件产品用户反馈意见记录等。 3)3)测试工作计划及测试大纲 系统测试部经理组织测试人员按照/3-07/QR/001《测试工作计划》编写测试工作计划，测试工作计划应主要包括测试进度、人员安排、设备环境的建立等。测试工作计划经应用开发事业部（副）总监批准后实施。 系统测试部经理组织测试人员，根据软件《需求分析规格说明书》、《软件设计说明书》，按照/3-07/QR/002《测试大纲编写指南》编写测试大纲。 测试大纲作为测试的主要依据，测试大纲经应用开发事业部（副）总监批准后实施。
自动检测与转换技术题库 (含答案) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
第一章检测技术的基础知识 （本文档适合电气工程类专业同学朋友们，希望能帮到你们） 一、填空题 1．检测技术是一门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应用技术学科。 2．一个完整的检测系统或检测装置通常由传感器、测量电路和输出单元及显示装置等部分组成。 3．传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成，其中敏感元件是必不可少的。 4．在选用仪表时，最好能使其工作在不小于满刻度值 2/3 的区域。 5．准确度表征系统误差的大小程度，精密度表征随机误差的大小程度，而精确度则指准确度和精密度的综合结果。 6．仪表准确度等级是由系统误差中的基本误差决定的，而精密度是由随机误差和系统误差中的附加误差决定的。 7、若已知某直流电压的大致范围，选择测量仪表时，应尽可能选用那些其量程大于被 测电压而又小于被测电压1.5倍的电压表。（因为U≥2/3Umax） 8、有一温度计，它的量程范围为0～200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最 大误差为 1℃，当测量100℃时的示值相对误差为 1% 。 9、传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节，它的作用是将非电量转换成 与之具有一定关系的电量。 10、传感器一般由敏感元件和转换元件两部分组成。 11、某位移传感器，当输入量变化5mm时，输出电压变化300mv，其灵敏度为 60 mv/mm 。 二、选择题 1．在一个完整的检测系统中，完成信息采集和信息转换主要依靠 A 。 A．传感器 B. 测量电路 C. 输出单元 2．构成一个传感受器必不可少的部分是 B 。 A．转换元件 B．敏感元件 C．转换电路 D．嵌入式微处理器
20 —20 学年度第学期期末考试 《材料成形过程检测与控制》试卷（闭卷）（试卷编号：09 ）出卷人： 一、名词解释（每题5分,共20分） 1、电网冲击： 2、位移随动控制系统： 3、辐射温度： 4、电源的工作点：
二、简答题（共60分） 2、程序信号RC延时的基本思想是什么？如何提高延时的精度？（10分） 3、直流力矩电动机转子的结构特点是什么？其作用有哪些？（10分）
4、非接触法测温的原理是什么？有哪些特点？（12分） 5、PN结传感器的种类及其测温原理是什么？（12分） 6、热加工电源供电负载的种类及其产热机制分别是什么？（12分）
1、比色高温计的工作原理示意图如下，指出图中所标出的各个部件的名称， 并回答比色高温计的测温原理。 20 —20 学年第学期 《材料成形过程检测与控制》期末试卷09答案及评分参考 一、名词解释（每题5分,共20分） 1、电网冲击：由于阻感性负载晶闸管电路中的过渡过程的电流可达到正常工作电流的几倍乃至几十倍，对电网的承载能力造成很大的冲击，轻则使电路过流继电器经常“跳闸”，重则使电网设备与用电设备本身毁坏。 2、位移随动控制系统：动点的移动轨迹是在动点移动过程中，根据随机的位置给定，及时驱动位移伺服系统跟随位置给定实现，则该位移伺服系统为位移随动控制系统 3、辐射温度：温度为T的全辐射能量E等于温度为TP的绝对黑体全辐射E0时能量，则温度TP称为被测物体的辐射温度。 4、电源的工作点：指的是电源的VAC与负载的VAC曲线的交点称作电源的工作点。 二、简答题（共60分） 1、答：模型锻压工艺、模型冲压工艺、模型挤压工艺、自由锻造工艺；（4分） 2、答：通过调节电路中滑动变阻器阻值的大小，改变回路中电流的大小，控制电容器的电压达到某一数值的时间，从而产生延时。（5分） 提高延时的精度：在RC延时电路里引入RS触发器，使RC延时的时间到时刻与50Hz的时基脉冲同步。（5分） 3、答：偏平式结构；（4分） 目的：在相同的体积和电枢电压下，获得较大的转矩和较低的转速，可以节省加速器，减小尺寸和重量。（6分） 4、答：利用光和辐射原理，将被测对象的辐射能量通过聚焦并投射在光敏和热敏元件上，热能转换成电信号输出以测定温度。（6分） 特点：测量温度响应快，测温范围广，可远距离或对运动物体进行测量，但是结构复杂，使用方法也严格，测温具有一定的准确性。（6分） 5、答：1）热敏二极管温度传感器：半导体PN结正向和反向电压与温度有关的特性；（4分） 2）热敏晶体管温度传感器：当集电极的电流Ic恒定时，基极－发射极间电压随环境温 度而变化。（4分）
第七章成分分析仪表 成分分析仪表是用来对物料的成分组成以及各种物理、化学特性进行测量分析的仪表。 第一节红外线气体分析仪 红外线气体分析仪是一种吸收式光学分析仪器，是利用不同气体对红外辐射能选择性吸收原理来工作的。 一、工作原理 凡是不对称结构的双原子和多原子气体（CO、CO2、SO2、CH4等）对红外线都有一定吸收能力，但不是在红外波段的整个频谱范围内都吸收，而只是吸收其中的某些波段的红外线，即所谓的选择性吸收，被吸收的波段称为特征吸收波段。 二、基本组成 光源、同步电机与切光片：作用是产生两束能量相等而又稳定的平行红外光束； 滤波室：吸收或滤去干扰气体所对吸收峰的红外辐射能，去除干扰气体对测量的影响； 参比室与测量室：参比室内封入不吸收红外辐射的惰性气体，能量没衰减。测量室则通入流动的被测气体，红外线能量被吸收而减弱； 检测室(薄膜,定片)：检测室的作用是用来接收从参比室与测量室射出的红外线，并转化成电信号； 检测系统：将红外探测器的输出信号进行放大转成统一的直流电信号，并对信号进行分析处理，将分析结果显示出来，还可根据需要输出浓度极值和故障状态报警信号。 第二节氧量分析仪 一、热磁式氧量分析仪 当气体处于外磁场中间时，如果能被磁场所吸引，则该种气体为顺磁性气体；如果能被磁场所排斥，则该种气体为逆磁性气体。 在具有温度梯度和磁场梯度的环境中，由于气体局部温度升高，会出现顺磁性气体的磁化率下降，这种利用磁化率与温度间的关系测定气体中某种成分含量的方法称为热磁法二、氧化锆氧量分析仪 氧化锆氧量分析仪根据浓差电池原理设计而成。包括两个“半电池”：一个“半电池”是已知氧气分压的铂参比电极，另一个“半电池”是含氧量未知的测量电极。两个“半电池”电极之间用固体电介质——氧化锆连接 氧化锆氧量计正常使用条件 (1)应使氧化锆传感器的温度恒定，850℃时灵敏度最高； (2)必须要有含量稳定不变的参比气体； (3)被测气体和参比气体应具有相同的压力； (4)一般不用于可燃性气体组分的氧分析。由于电极工作在高温下(800℃附近)，被测气体中如果含有H2、CO等可燃气体时，气样中将发生燃烧反应而耗氧，不仅会造成测量误差，而且还有爆炸的危险。 第八章显示仪表 一、定义 显示仪表是接收检测元件(包括敏感元件、传感器、变送器等)输出信号，通过适当的处理和转换，以易于识别的形式将被测参数表现出来的装置。 二、分类 显示仪表分为模拟式、数字式和屏幕式三大类。 第二节模拟式显示仪表 定义：模拟式显示仪表是以指针与标尺间的相对位移量或偏转角来指示被测参数连续变化的显示仪表。