控制仪表及装置第三章(李忠虎)

《自动控制原理（第2版）》李晓秀第1章 习题答案1-3题 系统的控制任务是保持发电机端电压U 不变。

当负载恒定发电机的端电压U 等于设定值0U 时，0U ∆=，电动机不动，电位器滑臂不动，励磁电流f I 恒定；当负载改变，发电机的端电压U 不等于设定值0U 时，0U ∆≠，U ∆经放大器放大后控制电动机转动，电位器滑臂移动动，使得励磁电流f I 改变，调整发电机的端电压U ，直到0U U =。

系统框图为：1-4题 （1）在炉温控制系统中，输出量为电炉内温度，设为c T ；输入量为给定毫伏信号，设为r u ；扰动输入为电炉的环境温度和自耦调压器输入电压的波动等；被控对象为电炉；控制装置有电压放大器、功率放大器、可逆电动机、减速器、调压器等。

（2）炉温控制系统的任务是使炉内温度值保持不变。

当炉内温度与设定温度相等时，r u 等于f u ，即0u =，可逆电动机电枢电压为0，电动机不转动，调压器滑臂不动，炉温温度不改变。

若实际温度小于给定温度，0r f u u u =->，经放大后控制可逆电动机转动使调压器滑臂上移，使加热器电压增大，调高炉温；若实际温度大于给定温度，0r f u u u =-<，经放大后控制可逆电动机转动使调压器滑臂下移，使加热器电压减小，降低炉温。

使得f u 和r u 之间的偏差减小甚至消除，实现了温度的自动控制。

1-5题 （1） 在水位控制系统中，输出量为水位高度H ；输入量为给定电压g u ；扰动输入为出水量等。

（2）当实际水位高度H 为设定高度时，与受浮球控制的电位器滑臂位置对应的f u 与给定电压g u 相等，电动机不转动，进水阀门维持不变。

若水位下降，电位器滑臂上移，f u 增大，偏差0g f u u u ∆=-<，经放大后控制电动机逆转调大进水阀门，加大进水量使水位升高；若水位升高降，电位器滑臂下移，f u 减小，偏差0g f u u u ∆=->，经放大后控制电动机正转调小进水阀门，减小进水量使水位下降，实现了水位的自动控制。

浅谈天然气锅炉供气系统的设计要点摘要：近年来，城市环境问题日益严重。

每年城市供暖需消耗大量的煤炭资源，其不仅会造成资源的浪费，降低循环使用率，同时也户破坏城市环境。

因此需运用清洁能源替代煤炭供暖，设计合理科学的天然气锅炉供气系统，并通过分析相关设计要点，为锅炉房的安全运行保驾护航。

关键词：天然气锅炉；供气系统；设计要点引言：每年燃煤锅炉的可吸入颗粒物、SO2等污染物排放量占据城市大气污染物排放量的一半以上，进而加重我国的雾霾天气，导致大气环境质量堪忧。

为有效开展燃煤锅炉的烟气污染物治理工作，国家颁布相应的法律法规以及强制性文件，旨在从根本上改善燃煤锅炉烟气对环境的污染现状。

一、天然气锅炉供热原理天然气锅炉供热原理为：进水阀将冷水/干净蒸汽冷凝水回水输送到锅炉，经过燃气燃烧冷水变热水，并通过辐射和对流的换热效应在采暖散热器内实现循环供暖过程。

除此之外，用户在选择循环水泵时，需遵循经济方便的原则，选择合适供热范围的循环水泵。

天然气锅炉管道阀门主要通过控制器控制电路信号，以此来达到调节管道阀门大小的目的，从而能够有效的控制水温，实现舒适供暖[1]。

二、天然气锅炉供气系统设计注意的事项（一）天然气锅炉房选址及燃料的选择锅炉房燃料的选择应遵循合理安全的原则。

一方面燃料成分需权威的资料以及燃料供应协议证明，另一方面燃料在经过使用后所排出的有害物和噪声，需要在国家所规定的可控范围内。

其次，天然气锅炉房的设计选址尤为重要。

需要注意以下几点：第一，合理的布置热力管道以及室外管网；第二，要具有良好的采光通风等条件，并将选址定在靠近热负荷的区域；锅炉房的选址应远离其他建筑或人群密集区域，并作为单独的建筑物。

（二）消防安全的设计关于燃气锅炉房消防安全的设计，其不仅需要在相邻的锅炉房之间设置相应的防火墙，同时消防设计标准、火灾自动报警系统以及消防控制设备的设计应当参考《建筑设计防火规范》(GB 50016—2014) 和《锅炉房设计规范》(GB 50041—2008)、《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116—2013)相关规定[2]。

第一章1-1控制仪表和自动控制系统有什么关系？（P1自动控制系统和控制仪表）控制仪表与装置是实现生产过程自动化必不可少的工具。

为了提高控制系统的功能，还可以增加一些仪表，如显示器、手操器等。

而为了改善控制质量还可以采用串级控制等其他更复杂的控制方案，显然，这将需要更多仪表。

实际所采用的仪表，可以是电动仪表，气动仪表等各种系列的仪表，也可以是各种控制装置，所有这些仪表或装置都属于控制仪表与装置范畴。

显而易见，如果没有这些仪表或装置，就不可能实现自动控制。

1-3单元组合式控制仪表有哪些单元？各有哪些功能？（P2书上有各单元功能以及品种）单元组合仪表分为八类：变送单元执行单元控制单元转换单元运算单元显示单元给定单元辅助单元变送单元：它能将各种被测参数，如温度、压力、流量、液位等变换成相应的标准统一信号传送到接收仪表，以供指示、记录或控制。

转换单元：转换单元将电压、频率等电信号转换为标准统一信号，或者进行标准统一信号之间的转换，以使不同信号可以在同一控制系统中使用。

控制单元：将来自变送单元的测量信号与给定信号进行比较，按照偏差给出控制信号，去控制执行器的动作。

运算单元：它将几个标准统一信号进行加、减、乘、除、开方、平方等运算，适用于多种参数综合控制、比值控制、流量信号的温度压力补偿计算等。

显示单元：它对各种被测参数进行指示、记录、报警和积算，供人员监视控制系统和生产过程工况之用。

给定单元：它输出统一标准信号，作为被控制变量的给定值送到控制单元，实现定值控制。

给定单元的输出也可以供给其他仪表作为参考基准值。

执行单元：它按照调节器输出的控制信号或手动操作信号，操作执行元件，改变控制变量的大小。

辅助单元：辅助单元是为了满足自动控制系统某些要求而增设的仪表，如操作器、阻尼器、限幅器、安全栅等。

操作器用于手动操作，同时又起手动/自动的双向切换作用；阻尼器用于压力或流量等信号的平滑、阻尼；限幅器用于以限制信号的上下限值；安全栅用来将危险场所与非危险场所隔开，起安全防爆作用。

化工仪表及自动化教案第10章第一篇：化工仪表及自动化教案第10章第十章自动控制仪表内容提要: 1.控制仪表的作用和分类 2.模拟式控制仪表 3.数字式控制仪表1.控制仪表的作用和分类控制仪表经历三个发展阶段基地式控制仪表单元组合式仪表中的控制单元以微处理器为基元的控制装置2.模拟式控制仪表在模拟式控制器中，所传送的信号形式为连续的模拟信号。

目前应用的模拟式控制器主要是电动控制器基本构成原理及部件控制器基本构成比较环节：将给定信号与测量信号进行比较，产生一个与它们的偏差成比例的偏差信号。

放大器：是一个稳态增益很大的比例环节。

反馈环节：通过正、负反馈来实现比例、积分、微分等控制规律。

DDZ-Ⅲ型电动调节器Ⅲ型仪表统一由电源箱供给24V DC电源，并有蓄电池作为备用电源优点：各单元省掉了电源变压器，没有工频电源进入单元仪表，既解决了仪表发热问题，又为仪表的防爆提供了有利条件。

在工频电源停电时备用电源投入，整套仪表在一定时间内仍可照常工作，继续进行监视控制作用，有利于安全停车。

结构合理，比之Ⅱ型有许多先进之处。

表现在：基型控制器有全刻度指示控制器和偏差指示控制器两个品种，指示表头为100mm刻度纵形大表头，指示醒目，便于监视操作。

自动、手动的切换以无平衡、无扰动的方式进行，并有硬手动和软手动两种方式。

面板上设有手动操作插孔，可和便携式手动操作器配合使用。

结构形式适于单独安装和高密度安装。

有内给定和外给定两种给定方式，并设有外给定指示灯，能与计算机配套使用，可组成SPC系统实现计算机监督控制，也可组成DDC 控制的备用系统。

DDZ-Ⅲ型控制器结构方框图主要由输入电路、给定电路、PID运算电路、自动与手动（包括硬手动和软手动两种）切换电路、输出电路及指示电路等组成。

3.数字式控制仪表数字式控制器的主要特点（1）实现了模拟仪表与计算机一体化。

（2）具有丰富的运算控制功能。

（3）使用灵活方便，通用性强。

（4）具有通讯功能，便于系统扩展。

化工仪表及自动化_第五版_课后习题答案完整版习题答案《化工仪表及自动化》第五版厉玉鸣主编化学工业出版社Ex1. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。

在化工设备上,配备上一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法,称为化工自动化。

实现化工生产过程自动化的意义:(1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量。

(2)减轻劳动强度,改善劳动条件。

(3)能够保证生产安全,防止事故发生或扩大,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的。

(4)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。

习题(第一章)Ex2.化工生产过程自动化,一般包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。

习题(第一章)Ex3.闭环控制系统是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制。

从信号传递关系上看,构成了一个闭合回路。

开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制。

从信号传递关系上看, 未构成闭合回路。

Ex7.方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形,由于各个环节在图中都用一个方块表示,故称之为方块图。

Ex8.测量元件与变送器:用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号(如气压信号、电压、电流信号等);控制器:将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的给定值信号进行比较得出偏差,根据偏差的大小及变化趋势,按预先设计好的控制规律进行运算后,将运算结果用特定的信号送住执行器。

执行器:能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入(或流出)被控对象的物料量或能量,从而克服扰动影响,实现控制要求。

习题(第一章)Ex9.被控对象:在自动控制系统中,将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做~。

被控变量:被控对象内要求保持给定值的工艺参数。

青岛科技大学教师授课教案课程名称自动控制仪表与装置课程性质专业课（必修）授课教师教师职称教授授课对象自动化、测控授课时数64学时（48+16）教学日期所用教材《控制仪表及装置》吴勤勤化学工业出版社第三版授课方式课堂教学青岛科技大学授课教案应该覆盖如下内容：本单元或章节的教学目的与要求授课主要内容重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）主要外语词汇辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示数等）复习思考题参考教材（资料）概论学习目的和要求：掌握控制仪表的基本特点和分类，信号制和传输方法，仪表的分析方法。

重点、难点：信号制和信号传输，仪表电路分析方法外语词汇：process control（过程控制）, process industries(过程工业)controlling instrument,direct digital control(DDC,直接数字控制)，supervisory system(监控系统)，distributed control system(DCS，集散控制系统或分布式控制系统)，fieldbus(现场总线)，CIMS—computer integrated manufacturing systems(计算机集成制造系统)，CIPS-- computer integrated process systems参考资料：周泽魁主编《控制仪表与计算机控制装置》化学工业出版社 2002何离庆主编《过程控制系统与装置》重庆大学出版社 2003张永德《过程控制装置》，北京化学工业出版社，2000李新光等编著《过程检测技术》机械工业出版社，2004侯志林《过程控制与自动化仪表》，机械工业出版社，2002年1月授课内容：❑过程控制系统概述❑过程控制仪表与装置总体概述❑自动控制系统和过程控制仪表❑过程控制仪表与装置的分类及特点❑信号制❑仪表防爆的基本知识❑仪表的分析方法❑控制系统概述控制系统及其特点控制仪表是实现生产过程自动化的重要工具。

粉状稀土原料定量称重包装控制系统的设计赵国军;李忠虎;张祥【摘要】在电子称出现以前，对散状物料的定量包装，传统的方法是先通过机械秤进行静态称量，然后再进行手工包装。

这种模式存在如下不足，不仅定量称重环节的称量精度不高，而且工人的劳动强度极大。

自动定量称重包装是稀土原料出厂时的最后一个环节。

为提高稀土定量称重包装控制的自动化水平，文中设计了一种全自动的定量称重包装控制系统。

实践证明，该系统对实际生产具有重要的实用价值。

%Before the electronic balance appears , the quantitative packing of the bulk material always uses the manual packing mode.Traditionally, they will be weighed with the mechanical scale first , and then be packed manually by workers .The disadvan-tage of this operating mode is neither precise nor efficient .Automatic quantitative packaging is the last step before they leave the factory.Thus, to improve the automation level of quantitative packaging of powdery rare earth material , a control system of quanti-tative weighing and automatic packaging was designed .Practices show that this control system has important practical value on the production .【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】5页(P46-49,53)【关键词】稀土原料;定量称重;动态称重;自动包装【作者】赵国军;李忠虎;张祥【作者单位】内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古包头 014010; 中国北方稀土集团高科技股份有限公司，内蒙古包头 014030;内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古包头 014010;内蒙古电力集团乌兰察布电业局，内蒙古乌兰察布 012000【正文语种】中文【中图分类】TP273在日常的生产生活中，物料的定量称重问题随处可见，比如饲料的配料过程、食品的定量包装等[1]。

探究热工仪表与控制装置发表时间：2017-05-27T13:56:34.037Z 来源：《电力设备》2017年第5期作者：苗晓波[导读] 本文就以在电厂中，如何正确的安装和使用一些重要的仪表设备为重点，进行讨论。

(平顶山姚孟发电有限责任公司河南平顶山 467031)摘要：在电厂中，工作人员为了保持安全，会使用很多的仪表及控制设备，这些设备是保持电厂正常运作的基础，也是工作人员生命安全的保障。

本文就以在电厂中，如何正确的安装和使用一些重要的仪表设备为重点，进行讨论。

关键词：电厂；仪表；用电；安装使用在电厂中人们接触到电的机会更多，而且电压都是比较高的，所以存在很多危险。

如下就围绕热工仪表与控制装置的安装等问题展开探究。

一、一般仪表的安装一般来说，为了节约成本，小型发电厂一般不会建立集中控制室，但也存在特殊情况，比如说有些电厂对能源的利用率比较高，将余热也利用起来进行发电，为了将余热发电与主发电形式相结合，就要将两者集中起来进行控制。

进行集中控制的话就需要安装各种仪器仪表，建立集中控制室，检测整个发电过程。

在对仪表进行安装的时候，安装的位置主要取决于中控室的大小，主要是便于观察，但是在安装过程中，要注意各个仪表指甲的距离(图1)，还要安装人工光源，当仪表盘面照度小于2001x的时候，要打开人工光源进行取光。

同时，对中控室的设定也有要求：要求选择成为中控室的房屋屋顶到地面的距离要大于等于3.6m，同时保证室内干净，不能起尘，屋内的透光性要好，可以利用到天然光源。

（一）表盘安装在进行仪表安装之前，要做好基本工作，首先，要保证仪表是可以运行的，对仪表做基本的校正工作。

还要做好防震工作，可在工作台上使用底座进行固定，底座一般可以选择平整的槽钢或者是角钢，制作完成将其固定在工作台上，然后再安装仪表。

具体安装的时候，首先要确定表的位置，然后在底座上打孔，再进行安装，安装的时候要保证表盘面不能出现凹凸不平的现状，两表连接时要保持距离，其距离要不大于2mm，为了防止震动，还可在底座与仪表之间添加橡皮垫，仪表安装完了以后，要将安装过程中造成的所有孔洞堵起来，进行防火、防尘。