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热工测量与自动控制 PPT

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热工仪表与自动控制PPT学习教案

热工仪表与自动控制PPT学习教案
• ●干扰 引起被控量发生变化的外部原因，例如， 外界环境温度的变化引起的工业炉温的变化，环境 温度变化称干扰。
第11页/共26页
12
• 二.自动控制系统的分类 • （一）按给定值的形式可分为 • 1.定值控制系统 • 给定值保持不变（为一恒定值）的控制系统。 • 例如，燃气压力恒定控制系统，恒温恒湿控制系统
。实质上，它是闭环控制的基础上，用开通通道提 供一个附加的输入量，以提高系统的控制精度和动 态性能。 • 本书主要讨论反馈控制系统。
第15页/共26页
16
• 三 自动控制系统的过度响应
• （一） 静态和动态
•
● 自动控制系统的输入有两种：给定制的变化和
干扰的变化（干扰作用）。
• ●当输入恒定不变时，整个系统若能建立平衡，系 统中各个环节将暂时不动作，他们的输出都处于相 对静止状态，这种状态称为静态。
• ●在定制控制系统中，干扰不断产生，控制作用也 就不断的客服其影响，系统总是处在动态过程中。
• ●因此，控制系统的分析重点要放在系统和环节动 态特性上，这样才能设计出良好的控制系统，以满 足工艺上的提出的要求。
第19页/共26页
20
• （二）自动控制系统的过度响应 • ●当自动控制系统的输入发生变化时，被控变量随
第23页/共26页
24
• 2.静差 • 静差又称余差，是指过度过程终了时的残余偏差，
也就是被控变量的稳定制于给定制之差，其值可为 正也可为负，它是一个表明准确性的重要指示。 • 3.最大偏差 • 被控量偏离给定值的最大值称是最大偏差，也称动 态偏差。对于衰减振荡过度响应，最大偏差是第一 个波的峰值。 • 动态偏差所在的半周时间（分）为最大偏差持续时 间。对于定制调节系统常用最大偏差来反映被控量 的偏离程度。

热工自动控制系统PPT课件

热工自动控制系统PPT课件
防止办法： 1。解除调节器的积分作用 2。外部反馈模式 3。引入阀位指令限制
第33页/共45页
五、再热汽温的控制
第34页/共45页
第九章 燃烧过程自动控制系统
上第一35页页/共45页
返回目录
一、燃烧过程自动调节的任务
锅炉燃烧过程自动调节的目的在于使进入锅炉的燃烧 的燃烧热量与锅炉的蒸汽负荷要求相适应，同时保证 锅炉燃烧过程安全经济地运行。 锅炉燃烧调节需 要包括下列几项内容：
G01 (s)
∙根据单回路整定方法来整定外回路。
第29页/共45页
三．采用导前汽温微分信号的双回路汽温调节系统
导前汽温微分信号双回路系统为串级系统的方框图
上第一30页页/共45页
返回目录
1．系统构成及工作原理 该系统可用等效串级系统整定和补偿法整定两种方法来整定。
2．等效串级系统整定方法
等效主调节器 （1）等效主调节器
第16页/共45页
五、 变速给水泵的安全工作
设计变速泵最小流量控制系统：用一次测量元件和流量变送器对 各个给水泵的入口流量进行测量，通过各泵的再循环调节阀将泵出口 的部分给水流回除氧器，以保证通过给水泵的流量高于设计的最小流 量。
第17页/共45页
第八章 汽温调节系统
The Steam Temperature Control System
第27页/共45页
（1）内回路分析
设副调节器选用比例调节规律：
Gp
(s)
1
2
此时可将除G02(s)以外的部分视为等效调节器，则等效副调节器为:
G
* p
(s)
1
2
K u K z r 2
1
* 2
* 2

《热工过程自动控制技术》课件第一章

《热工过程自动控制技术》课件第一章
①自动检测 ：包括对整个机组运行状态和参数的测量、指
示、记录、参数计算、参数越限和设备故障时发出报警信号、 事故记录和追忆、工业电视监视等。 ②自动保护 ：包括主机、辅机和各支持系统及其相互间的 联锁保护，以防止误操作。当设备发生故障或危险工况时， 自动采取措施防止事故扩大或保护生产设备。 ③顺序控制 ：包括主机、辅机和各支持系统的启停控制， 如输煤系统控制、锅炉吹灰控制、锅炉补给水处理控制、给 水泵启停控制、汽轮机自启停控制、锅炉点火系统控制等。 ④连续控制 ：包括对主机、辅机及各系统中的压力、温度、 流量、物位，成分等参数的控制控制，使之保持为预期的数 值。 ⑤管理和信息处理：对电厂中各台机组的生产情况(如发 电量、频率、主要参数、机组设备的完好率、寿命)，电厂 的煤、油、水资源情况，环境污染情况进行监督、分析，供 管理人员做出相应的决策。
− st
重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE 2011-11-7
热工过程自动控制技术
拉氏变换2
2)拉普拉斯变换的性质和定理：
• ①线性性质 • ②微分定理
d n f (t ) L = sn F ( s ) n dt
L af1 ( t ) ± bf 2 ( t ) = aF1 ( s ) ± bF2 ( s )
重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE 2011-11-7
热工过程自动控制技术
基本概念
1.数学模型：描述系统输入、输出变量以及内部
各物理量(或变量)之间关系的数学表达式。
2.线性系统：系统的数学模型为线性微分方程式
的控制系统称为线性系统。 线性系统满足叠加原理。

热工过程自动控制培训课件(共 45张PPT)

热工过程自动控制培训课件(共 45张PPT)

2.4.1液柱式压力计
测量原理
利用平衡时液柱高度差作 为检测信号。
常用的压力计
U形管压力计：工程上用于冷
、热态调试时风速的调平。
2.4.2弹性式压力表
测量原理
根据弹性元件受压后产生 与被测压力大小成比例的形变而 制成。
常用的压力计
隔膜式压力表 充油耐震式压力表
2.4.3压力变送器
2.5过程分析仪表（*） 2.6控制阀（*） 2.7吹灰器（*） 2.8电气材料（*）
注：（*）为公司项目常用的仪表，下同。
2.1温度测量仪表
2.1.1温度计 2.1.2热电阻（*） 2.1.3热电偶（*）
2.1.4温度变送器（*）
2.1.1温度计
压力式温度计
测量范围：-100~500℃
双金属温度计
2.5.2水分析仪
PH分析仪：是电位法测量酸 碱度的仪器。 电导仪：是测量物质导电能 力的仪器。 浊度仪：浊度，即水的混浊
程度，由水中含有微量不溶性悬
浮物质，胶体物质所致，ISO标 准所用的测量单位为FTU（浊度
单位），FTU与NTU（浊度测
定单位）一致。浊度仪就是根据 这个原理来测量水的浊度。
2.5.3环保安全检测仪表
可燃气体报警器
可燃气体报警器就是气体泄 露检测报警仪器。当工业环境中 可燃或有毒气体泄露时，当气体 报警器检测到气体浓度达到爆炸 或中毒报警器设置的临界点时， 可燃气体报警器就会发出报警信 号，以提醒工作采取安全措施， 并驱动排风、切断、喷淋系统， 防止发生爆炸、火灾、中毒事故， 从而保障安全生产。
2.3.4电气型液位测量仪表
射频导纳液位计基本 原理
由于电容电极在粘稠介质中使

热工测量及自动控制PPT共104页

热工测量及自动控制PPT共104页
热工测量及自动控制
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。

热工测量及自动调节8 第八章 自动控制原理

热工测量及自动调节8 第八章 自动控制原理

三、影响过渡响应的因素（2）
（一）对象特性对调节过程的影响(2)
3.时间常数和放大系数对衰减比的影响：

当C下降时，n下降，系统的稳定性下降
三、影响过渡响应的因素（3）
4.放大系数K对静差的影响：



所以当提高K值后会使静差减小。同理，为减小静 差，也只能调整调节器放大系数Kc值。 开环放大系数K既影响动态品质，又影响静态品质。 随着K的增大，使系统的稳定性降低而调节精度提 高。 K的取值体现了自动调节系统的基本矛盾——稳定 性和精度的矛盾。
一.环节信号的传递和特性
描写环节特性分静特性和动特性两种。



静特性 静特性是表示环节在稳态时，输出信号增量 与输入信号增量之比。 它与输出信号变化过程无关，即与时间的变化无 关，而只与过程的始态与终态的数值有关，故代 表环节在信号传递过程中的静态特性， 用及Ki表示，i=1，2，3………，又称放大系数。 Ki =输出增量/输入增量

过渡过程品质指标（4）

调节时间
从干扰(或给定值)发生变化起至被调参数又 建立新的平衡为止，这一段时间叫调节时间。 一般规定响应曲线进入终值的±2％(或±5％)范 围而不再超出时,所需要的时间。对于t=0开始的 阶跃输入来说，经过这段时间，调节过程已基 本完成，它反映了系统的快速性。

过渡过程品质指标（5）

变送器特性
当采用电子式组装仪表或电动单元组合仪表时， 一般需要将被测信号转换成统一的标准信号如0～ 10VDC、0～10mADC、4～20mADC等。由于采用 电子线路进行变换，时间常数和滞后都非常小，可 看成是一比例环节。
五、调节器特性


热工自控第3章

热工自控第3章

第3章温度测量第1节概述第2节热电偶温度计第3节电阻温度计第4节接触测温的误差分析第5节热电偶与热电阻的校验第6节温度变送器与显示记录仪表第3章温度测量第1节概述一温标二.温度计的分类热工测量与自动控制一温标热工测量与自动控制3 热力学温标热工测量与自动控制第3章温度测量国际实用温标用来复现热力学温标，简称IPTS-68 1990年以国际温标（ITS-90）替代IPTS-68。

在ITS-90中指出：热力学温度（符号为T）是基本物理量，单位为开尔文（符号为K）。

它规定水三相点热力学温度为273.16K，定义开尔文一度等于水三相点热力学温度的1／273.16。

4.国际实用温标9090273.15t T=-t90:国际摄氏温度（℃）；T90:国际开尔文温度（K）；热工测量与自动控制第3章温度测量ITS-90的一些规定：（1）0.65K 到4He 临界点（5.2K ）温度段内用3He 和4He 蒸汽压与温度的关系来确定温度。

（3）平衡氢三相点（13.8K ）到银凝固点（962℃），标准仪器应用铂电阻温度汁。

（4）银凝固点（962℃）以上温度区间采用普朗克定律外推。

（2）4He 沸点（4.2K ）到氖三相点（24.6K ），在三个规定温度点(氖三相点（24.6K）、平衡氢三相点（13.8K）、4He正常沸点（4.2K）)分度过的3He 或4He 气体温度计内插。

热工测量与自动控制二.温度计的分类第3章温度测量第2节热电偶温度计一、热电偶的测温原理二、热电偶的基本定律三、热电偶的类型四、热电偶的构造五、热电偶的特点六、热电偶的冷端温度补偿热工测量与自动控制一、热电偶的测温原理热工测量与自动控制（二）热电偶工作原理热工测量与自动控制2.热工测量与自动控制3.热电偶回路的热电势热工测量与自动控制第3章温度测量目录（一）均质导体定律（二）中间导体定律（三）中间温度定律二、热电偶的基本定律第3章温度测量（一）均质导体定律1. 内容凡是由一种均质导体或半导体组成的闭合回路，不论其截面如何，沿长度方向各处的温度分布如何，都不会产生热电势。

热工测量与自动控制

热工测量与自动控制

变换是测量的核心。
二、测量的方法(如何实现被测量与标准量比较的方法) 直接测量
（一）按照获取测量结果的程序分 间接测量 非零测量法 组合测量
（二）按照仪表特点分 零位法
接触测量法
微差法
非接触测量法
（三）按照被测对象在测量过程中的状态分 静态(稳态) 动态
（四）按照测量精度分
等精度测量 不等精度测量
0 A B
图1-4 正态分布的
正态分布函数为 :
(随机误差落在 到△的概率)
1
2

exp(

2
2 2
)d

100
Y ()
% 1


随机误差概率密度曲线
1
2

exp(

2
2 2
)d
（1-8）
(1 12 )
n
n
21 22 ... 2n
差)
X X 3 X 91.3 0.6C (可信度99.7%)
P18.11 题 求测量标准偏（误）差，最优概值标准 偏（误）差；置信度分别为95.5%，99.7%的测量结果。
i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Xi
105.30 104.94 105.63 105.24 104.84 104.97 105.35 105.16 105.71 105.36
-3σ -2σ -σ 0 σ 2σ 3σ
（-σ，+σ）区间的概率为 Y 2(1) 0.6826
Y ( ) Y ( 1) Y (Z 1) 2(1) 68.26%
随机误差△i落在（-σ，+σ） 区间的概率为：

热工自动检测技术PPT课件

热工自动检测技术PPT课件
39
• 数字式非线性补偿方案：在A/D转换后，对 数字量进行非线性补偿和标度变换，适用 面广，主要用于直接数字控制系统等较大 规模测量和控制系统，随着集成电路的发 展，应用已十分广泛。
40
二、模数转换
• 数字式显示仪表的核心部分是模－数转换 器。
• 模－数转换的任务是将连续变化的模拟量 转换为断续变化的数字量，以便进行数字 显示。如将0-10V电压输入转化为0-2000的 数字量。
平衡电桥工作原理： 图5-34,热电阻Rt为一个桥臂，R1为可变电阻，调 节可变电阻，使电桥达到平衡，检流计无电流通 过，滑动触点所指示的温度即是被测温度值。
29
电热阻测温电桥的三线连接法
30
• 电子平衡电桥是基于电桥平衡原理工作的。 • 当被测温度变化时引起热电阻Rt变化，电桥不平
衡，不平衡电压经放大器放大，去驱动伺服电机 ，带动滑动触点以达到电桥平衡；同时带动指针 ，指示温度数值。
25
• 手动电位差计 • 图5-9,测量电压的方法是移动滑动触点B，使通过
检流计G的电流为零，这时触点所指示的电压值 即是被测电压。
26
电子电位差计是根据电压平衡原理进行工作的。已 知电压是由不平衡电桥产生的。
• 由测量桥路、放大器、伺服电机、同步电机、指 示记录机构、调节机构等几个主要部件组成。
示型（XMZ）和指示调节型（XMT）等几种 系列品种。
12
热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件
• 动圈表要求输入毫伏信号，当配热电偶测 温时，它可以直接与热电偶温度传感器连 接；热电偶产生热电势,毫伏信号加在动圈 表上。
13
热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件
20
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Ga
R4 1 Rp
R3
Rt b
R2
Rt0 G
得出常数A、B
d
d
E
R
E
R
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
M
B 1 d0
4
4
d02
2(PA PB) A0 2P 流量
D
P PA PB ,
B ,
1
d0
4
D
室内温度
A0
4
d02
封液(水、酒 精、水银)ρ
PA 30 30 20 20 10 10 00 10 10 20 20 30 30
本课程是本专业的一门专业课，与其它课程有横
向联系，在学生对于其它专业课的内容有所了解的基
础上，开设本课使学生对于该专业各参数是如何测量
的有所认识。
（三）教学要求、重点、深广度和教学方法建议
要求学生掌握教学大纲要求的内容、重点是各热
工参数的测量和自动测量的基本知识和术语，对于各
种仪表的制造原理有所了解，重点掌握各种的仪表使
(b)弹着点仍较分散，但大致围绕靶心，属于正确而欠精密。
(c)弹着点密集，但明显偏向一方，属于精密高而正确度差(准星
变换是测量的核心。
二、测量的方法(如何实现被测量与标准量比较的方法) 直接测量
（一）按照获取测量结果的程序分 间接测量 非零测量法 组合测量
（二）按照仪表特点分 零位法
接触测量法
微差法
非接触测量法
（三）按照被测对象在测量过程中的状态分 静态(稳态) 动态
（四）按照测量精度分
等精度测量 不等精度测量
X g1 g2 gm
Y=f(X,g1,g2……gm)
变换元件
三、热工测量仪表的分类
（一）按被测参数分类----温度、湿度、压力、流量、 流速、液位、热量
（二）按显示记录形式分类 模拟式仪表 记录仪表
指针指示仪表 指示仪表 数字显示仪表
按显示功能分类
屏幕显示仪表
记录仪表
模拟式信号记录仪表 数字打印记录仪表
差。
产生原因：
粗心失误
0
100
200
6
7
8
二、测量精度
随机误差小--精密度高 系统误差小--正确度高 粗大误差--坏值
●
●
●
● ●
●●
● ●
●●
●● ●●
●●●●●●●●
精确度高
●
●●
●●●● ●
●
(a)
(b)
(c)
(d)
靶心---测量的真值 靶上的弹着点---测量的结果
(a)弹着点分散而偏斜,测量中既不精密,也不正确,即精确度很低。
PB
H
h2 h
h1
U形管压力计φ6～10mm
0 室外温度
时间
1 AB2
3
D d0 d
0
时间
§1-2 测量系统
----为完成测量任务而被组合在一起的整体。
变换功能
标
一、测量系统的基本功能
选择功能
毛
比较和运算功能
细 管
尺
显示和记录功能
传感器
二、测量系统的组成 中间变换器
玻璃感温包
显示装置
控制器
x 传感器 被测信号
热工测量与自动控制
教学大纲说明：
（一）课程的基本要求
初步掌握工程的测量方法以及误差分析与数据处
理，能够正确选择和使用安装测量仪表、仪器，合理
组建常用的测量系统，了解自动控制的基本原理，能
准确地提出本专业对自动控制的要求正确绘制自动控
制原理示意图，并能配合自控人员进行工程调试。
（二）本课程与其它课程的关系
点测量
场测量
等精度测量—测量条件完全相同的情况下进行测量，其精度相同。
测量过程包括调零、对比、示差、调平衡、读数五个动作
热水热量指示积算仪
Q m (h s h r) m P (ts C tr)
c
c r
铂热电阻 0~85C 0
a
Rt R0(1AtB2)t 求解联立方程，
R4 R3
R0
I1
Rt
b
I2 R2
产生原因：五条P.11
（二）随机误差:在多次等精度测量同一恒定值时，
其绝对值和符号无规则变化的误差，标测量次数足够多
时，服从统计规律，误差的平均值趋准近于零。又称偶
然误差。
温
产（地生三偏原）离因粗 实：大 际三误 值条差 所形P:在.成1一1的定误的差测，量简条称件粗度 计下差，，测又毛细管量称值过明标尺失显误
两者的比值（测量值）
测量的基本方程式
X = a U (1-1)
测量单位（SI）
测量过程的三要素 测量方法
测量仪器与设备
标
毛
尺细管Fra bibliotek玻璃感温包
2、测量过程及变换（转换）：
测量过程包括调零、对比、示差、调平衡、读数五个动作。
测量变换的定义是指把被测量按一定的规律变换成另 一个物理量的过程。实现该过程的元件称为测量元件。
温度计 恒温室20 ± 1 ℃
温度传感器
TC 控制器
1
M
20℃
恒温室
第一章 测量的基本知识（授课4学时） §1-1 测量的意义及方法
一、测量的概念
测量就是用专门的技术工具依靠实验和计算找到测量值 1、测量的定义：以同性质的标准量与被 a X
测量比较，并确定被测量对标准量的倍数。 U
被测量： X = a U 标准量（测量单位）
用方法和各专业运行调试的方法。对于自动控制部分
的内容作为了解。
绪论
热工测量----测量与测量仪表的基本知识、误差的基本性 质与处理、各种热工参数测量仪表的结构、原理与使用
测量热工参数:温度、湿度、压力、流量、流速、液位、热量
自动控制----自动控制原理、自动控制仪表、自动控制系 统、自动控制在暖通工程上的应用
中间变换器 电源
显示(记录) y=f(x)
在实际应用中，一般用干、湿球温度计来测量出湿球温 度，近似代替热力学湿球温度。并且得到相对湿度。
风扇
干
t-ts
球
湿
温
球
度
温
度 纱布
水
v＞2.5m/s为常数
Pq Pq.b A(t ts)B
Pq.b
Pq.b
f (t,ts,v,B)
变换功能 选择功能 比较和运算功能 显示和记录功能
X0
X0为一不确定值，在一区间范围内。只有当给出了测 量结果X、误差范围 ± △max 及其单位，测量才算完成。
测量结果表达式： X0 Xmax (15) (ma x )
按误差产生的原因 系统误差（系差） 及性质的不同分为 随机误差（偶然误差）
粗大误差（过失误差）
（一）系统误差:在多次等精度测量同一恒定值时， 误差的绝对值和符号保持不变，或当条件改变时也按 某种规律变化的误差，简称系差。
（三）工作原理分类:机械式/电子式/气动式/液动式
用途：标准/实验/工程用仪表 （四）其他分类 装置地点：就地安装仪表和盘用仪表
使用方法：固定式仪表和便携式仪表
§1-3 测量误差与测量精度
被测量的真值：
.
X0 = a U
一、测量误差：测量结果与被测量的真值之间的差
按误差的 绝对误差 △=X-X0 (1-3) 表示方法分 相对误差 10% 0 (14)