第六章 给水排水设备及过程检测和控制
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给水排水工程自动化常用仪表与设备,可以分为以下几大类:(1)过程参数检测仪表(2)过程控制仪表(3)调节控制的执行设备(4)其他机电设备检测过程有三要素:一是检测单位;二是检测方法;三是检测仪器与设备检测仪表的组成:传感器、变换器、显示器以及连接它们的传输通道。
传感器是检测仪表与被测对象直接发生联系的部分。
它的作用是感受被检测参数的变化,直接从对象中提取被检测参数的信息,并转换成一相应的输出信号。
对传感器的要求:(1)准确性(2)稳定性(3)灵敏性(4)其他变换器的作用是将传感器的输出信号进行远距离传送、放大、线性化或转变成统一的信号,供给显示器等。
要求:能准确稳定地传输、放大和转换信号,受外界其他的干扰和影响要小,即所造成的误差应尽量小。
显示器的作用是向观察者显示被检测数值的大小。
它有指示式、数字式和屏幕式三种。
传输通道的作用是联系仪表的各个环节,给各环节的输入、输出信号提供通路。
仪表技术方面的指标有:基本误差、精度等级、变差、灵敏度、量程、响应时间、漂移等。
仪表经济方面的指标有:功能、价格、使用寿命等。
仪表使用方面的指标有:操作维修是否方便,能否可靠安全运行以及抗干扰与防护能力的强弱、重量体积的大小、自动化程度的高度等。
在正常工作条件下,仪表可以进行检测的被测参数的范围叫做检测范围,其最低值和最高值分别叫做检测范围的下限和上限。
检测的量程是检测范围的上限与下限的代数差。
仪表的基本误差形式;(1)绝对误差(2)相对误差(3)引用误差(4)引用误差的最大值(或最大引用误差)引用误差的最大值:在规定的工作条件下,当被检测参数平稳地增加和减少时,在仪表全量程所取得的诸示值的引用误差(绝对值)的最大者,或诸示值的绝对误差(绝对值)的最大者与量程的比值的百分数,称为仪表的最大引用误差,符号最大引用误差是仪表基本误差的主要形式,故也常称之为仪表的基本误差。
仪表精度等级的数字愈小,仪表的精度愈高。
0.5级的仪表精度优于1.0级的仪表。
贵州大学讲稿课程名称:给排水工程仪表与控制教材名称:给水排水工程仪表与控制(“十五”国家级规划教材)适用专业:给水排水工程授课教师:陆天友第一章:自动控制基础知识一、自动控制系统的概念与构成1、自动控制系统的概念所谓自动控制,就是利用机械的、电气的、力学的等装置代替人工控制器官的作用,在不用人工直接参与的情况下,可以自动地实现预定的控制过程。
2、自动控制系统的构成从上面简单的实例中,可以总结出一般自动控制系统是由控制对象、测量变达器、控制器、执行装置几部分组成的。
3、自动控制系统的分类1)、反馈控制系统反馈控制系统是根据系统被控量与给定值的偏差进行工作的,最后达到消除或减小偏差的目的,偏差值是控制的依据,因为该系统由被控量的反馈构成一个闭合回路,所以又称为闭环控制系统,这是过程控制系统中最基本的一种。
另外,反馈信号也可能有多个,从而可以构成一个以上的闭合回路,称为多回路反馈控制系统。
2)、前馈控制系统前馈控制是直接根据扰动进行工作的,扰动是控制的依据,由于它没有被控且的反馈,所以不构成闭合回路,故也称为开环控制系统。
3)、复合控制系统(前馈—反馈控制系统)前馈开环控制的主要优点是能针对主要的扰动迅速及时地改变控制量,克服扰动对初控员的影响。
所以,在反馈控制系统中加入对于主要扰动的前馈控制,构成复合控制系统可以提高控制质量。
4、计算机控制系统以计算机为核心构成的数字式控制系统,是控制技术的最新成就,已在生产实践中广泛应用。
其基本构成如下图。
广义来讲,以微处理器为核心的各种智能化控制装置都可以归结到这一类控制系统中来,包括由工业计算机组成的系统、由单板机或单片机组成的系统、由可编程序控制器组成的系统、由智能化专用调节器组成的系统以及由上述各类装置混合组成的系统等。
虽然这些装置的配置、功能不同,但其基本的组成部分是相似的,都是通过数字运算完成各种功能的。
第二章:给排水自动化仪表与设备第一节、典型水质检测仪表给水排水工程自动化常用仪表与设备,可以分为以下几大类:1、过程参数检测仪表。
给排⽔⼯程仪表与控制复习(全⾯)课后思考题答案:给⽔排⽔⼯程仪表复习第⼀章1.⾃动控制概念:在⼈不直接参与的情况下,利⽤外加的设备或装置使整个⽣产过程或⼯作机械(被控对象)⾃动地按预定规律运⾏,或使其某个参数(被控量)按预定要求变化。
⾃动控制系统⼯作原理:当被控量偏离给定要求值时,测量元件测得被测量或经物理量变换后由⽐较元件将其给定值⽐较得出偏差,根据偏差⼤⼩,经放⼤、调节、执⾏等元件后产⽣控制作⽤,控制作⽤使被控量回复到或趋近于要求值,从⽽使偏差消除或减⼩。
⾃动控制系统主要特点:从信号传送来看,输出量经测量后回送到输⼊端,回送的信号使信号回路闭合,构成闭环,即为负反馈。
从控制作⽤的产⽣看,由偏差产⽣的控制作⽤使系统沿减少或消除偏差的⽅向运动。
——偏差控制采⽤⾃动控制系统的⽬的:(1)解放劳动⼒,变⾰⽣产⼒,提⾼⽣产效率;(2)提⾼精度和质量。
1.⾃动控制系统有哪些基本组成部分?答:⼀个⾃动控制系统主要由以下基本部件构成:(1)控制对象;(2)传感器;变送(3) 控制器;(4)执⾏装置。
⼀个⾃动控制系统只要由以下基本元件构成:①整定⽂件:也称给定⽂件,给出了被控量应取的值②测量元件:检测被控量的⼤⼩③⽐较⽂件:⽤来得到给定值与被控量之间的误差④放⼤元件:⽤来将误差信号放⼤,⽤以驱动执⾏机构⑤执⾏元件:⽤来执⾏控制命令,推动被控对象⑥校正元件:⽤来改善系统的动静性能⑦能源元件:⽤来提供控制系统所需的能量。
2.⾃动控制系统的分类?答:按系统的结构特点:前馈控制系统(开环)、反馈控制系统(闭环)、复合控制系统。
按给定值的不同形式:定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
闭环控制特点开环控制特点3. 传递函数的概念?什么是阶跃函数答:传递函数:⼀个环节或⼀个⾃动控制系统中,输出拉式变换和输⼊拉式变换之⽐。
4.⽅块图和传递函数有什么作⽤?答:⽅块图和传递函数是⾃动化理论的重要基础。
通过⽅块图可以直接看出各环节的联系,及环节对信号的传递过程;⽽传递函数可以⽤来描述环节或⾃动控制系统的特性,将输⼊----输出关系⼀⽬了然表⽰出来。