自动检测技术及仪表控制系统
自动检测技术及仪表 第1章 检测技术及仪表概述
五、检测技术及仪表的研究内容
（1）研究传感原理方法及相应器件设备。 （2）研究信息处理（如信号放大、滤波等）与变换的方法。
【克服干扰；从间接信号中恢复目标信息。】 （3）研究检测问题中信息传输、接收、存储、显示的方法与技术。 （4）研究抗干扰技术和故障检测、诊断的功能。 （5）研究检测方法、检测仪表及检测系统的理论分析方法、参数及结 构的最优化设计技术。 （6）研究智能仪表的设计与集成方法。
2023年8月14日
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第1章第7页
二、检测技术及仪表的应用
工业生产 医疗卫生 日常生活 军工武器 ……
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第1章第8页
三、检测技术及仪表的地位和作用
人类正在走出机械化的过程，进入以物质手段扩展人的感官神经系统
及脑力智力的时代，而这种物质手段的首要方面正是检测技术及仪器仪表。
测。
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第1章第17页
二、直接检测、间接检测与联立检测
联立测量（也称组合测量）
其中： x1, x2, …, xm：被测量 y1，y2，…， yn：直接测得值
20第18页
二、直接检测、间接检测与联立检测
检测刻线0、1、2、3间的距离，要求每个刻线间隔测 量3次：
自动检测技术：能够自动地完成整
个检测过程的技术，以信息的获取、 转换、显示和处理的自动化为主要研 究内容。
研究新的检测方法
仪表技术 利用新的检测技术
开发现代化的检测系统
自动检测技术 检测技术
检测仪表技术
获取分辨率、准 确度、稳定性和 可靠性都很高的 对象信息
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第1章第12页
《仪表及自动化控制系统管理制度》
《仪表及自动化控制系统管理制度》仪表及自动控制系统管理制度 1、总则 1.1 为加强仪器仪表及自动控制设备(以下简称“仪表设备”)管理，提高仪表设备管理水平，保障仪表设备安全经济运行，依据国家相关法律、法规及《公司管理制度》，特制定本制度。
1.2 仪表设备管理的主要目标是对仪表设备从规划、设计、创造、选型、购置、安装、使用、维护、修理、改造、更新直至报废的全过程进行科学的管理，使仪表设备处于良好的技术状态。
1.3 本制度所称仪表设备是指在我公司生产、经营过程中所使用的各类检测仪表、自动控制监视仪表、执行器、过程控制计算机系统、分析仪器仪表、可燃(有毒)气体检测报警器及其辅助单元等。
2、管理机构与职责范围 2.1 仪表设备由公用配套负责归口管理。
公用配套应设相应岗位和专职技术人员。
公用配套在主管经理领导下，负责公司仪表设备的管理。
2.2 公用配套仪表设备管理职责： 2.2.1 贯彻执行国家有关仪表设备管理工作的方针、政策和法规，贯彻执行公司仪表设备管理制度、规程和规定。
2.2.2 组织制定和修订公司仪表设备管理制度、规程、标准和规定。
2.2.3 检查执行仪表管理制度、规程、标准和规定的情况。
2.2.4 参预新建装置、更新或者技措等重点项目中仪表设备的规划、设计选型等前期管理工作。
2.2.5 负责审批公用配套上报的仪表设备零购、更新计划，汇总到设备采购，负责审批仪表车间上报的仪表设备报废、仪表检修计划。
2.2.6 负责审查或者制定公司仪表设备及其系统的技改技措项目计划。
2.2.7 负责公司仪表设备的日常运行、维护管理工作。
2.2.8 负责审核公司重要仪表设备的检修项目及方案，参预重要仪表项目验收工作。
2.2.9 负责组织仪表设备新产品、新技术的交流及管理经验交流。
2.2.10 参加公司仪表设备的重大事故调查与分析。
及时上报仪表设备事故分析报告，及时上报仪表设备事故分析报告。
2.2.11 组织建立健全公司仪表设备台帐及档案。
仪表及自动化控制系统管理制度(三篇)
仪表及自动化控制系统管理制度一、总则为规范仪表及自动化控制系统的管理，在企业生产过程中维护正常运行，保证生产安全和效益，特制定本制度。
二、适用范围本制度适用于所有使用仪表及自动化控制系统的部门和岗位。
三、仪表及自动化控制系统管理职责1. 仪表及自动化控制系统管理员负责仪表及自动化控制系统的日常管理、维护和安全运行。
2. 相关部门负责对仪表及自动化控制系统进行使用培训和监督，并对仪表及自动化控制系统的使用进行定期检查和评估。
四、仪表及自动化控制系统的操作规范1. 仪表及自动化控制系统的操作人员必须熟练掌握相关操作技能，并按照操作手册进行操作。
2. 仪表及自动化控制系统的操作人员必须严格按照操作程序和规范进行工作，不得擅自操作或进行未经授权的改动。
3. 仪表及自动化控制系统的操作人员必须做好相关记录和报告，及时反馈异常情况，并采取相应措施进行处理。
4. 仪表及自动化控制系统的操作人员必须妥善保管仪表及自动化控制系统的设备和资料，不得私自借用或乱放乱丢。
五、仪表及自动化控制系统的维护规范1. 仪表及自动化控制系统的维护人员必须按照维护手册和计划进行维护工作。
2. 仪表及自动化控制系统的维护人员必须定期对系统进行巡检和保养，及时发现并处理异常情况。
3. 仪表及自动化控制系统的维护人员必须记录系统的维护情况，包括维护时间、维护内容和维护结果等，并及时向上级汇报。
4. 仪表及自动化控制系统的维护人员必须及时处理系统的故障，并记录和报告故障情况，提出改进建议。
六、仪表及自动化控制系统的安全管理1. 仪表及自动化控制系统的管理员必须熟悉并执行相关安全管理制度和标准。
2. 仪表及自动化控制系统的使用人员必须遵守安全操作规程和注意事项，如发现异常情况要立即向管理员报告。
3. 仪表及自动化控制系统的管理员负责对系统进行安全评估和风险控制，并制定相应的应急预案。
4. 仪表及自动化控制系统的使用人员必须加强安全意识，定期参加安全培训，并按照培训要求进行操作。
毕业论文自动检测仪表的设计与实施
摘要现代工业控制系统中，自动化仪表检测技术和仪表控制系统是实现自动控制的基础。
在过程自动化中要通过检测元件获取生产工艺变量，最常见变量是温度、压力、流量、物位（四大参数）。
检测元件又称为敏感元件、传感器，它直接响应工艺变量，并转化成一个与之成对应关系的输出信号。
这些输出信号包括位移、电压、电流、电阻、频率、气压等。
随着新技术的不断涌现，特别是先进检测技术、现代传感器技术、计算机技术、网络技术和多媒体技术的出现，给传统的自动控制系统带来了新的挑战，并由此引出许多新的发展，如虚拟仪器、软测量技术、数据融合理论与方法以及最新发展的传感器网络技术等。
全文以典型工业过程控制系统的构成为基础，以应用自动控制理论设计过程控制系统为主线，重点介绍了自动化检测仪表、全刻度指示 PID 连续调节仪表、数字控制仪表、执行器和防爆栅、智能仪表与虚拟仪器以及自动化仪表应用实例。
关键词：仪表、DCS组态、安装第一章序言 (3)1-1设计背景 (3)1-2设计内容及规划 (3)1-3设计意义 (3)第二章自动化检测技术及部分检测仪表原理介绍 (3)2-1自动化检测技术简介 (3)2-2 PID调节规律及方法 (3)第三章仪表选型及一些仪表介绍 (3)3-1转子流量计 (3)3-2 FIELDVUE DVC2000系列数字式阀门控制器 (3)3-2 SITRANS压力变送器 (3)第四章DCS系统简介 (3)4-1 霍尼韦尔DCS系统简介 (3)4-2 霍尼韦尔DCS软、硬件简介 (3)4-3 DCS系统软硬件的组态与连接 (3)4-4 DCS在压缩机上的应用 (3)结论 (3)参考文献 (3)第一章序言1-1设计背景半个多世纪以来，自动化仪表经历了从气动液动仪表、电动仪表、电子式模拟仪表、数字智能仪表，到计算机集散控制系统(DCS)等发展阶段，为各行各业的现代化大规模生产提供了强大的支持。
近年来，随着网络通信等相关技术的快速发展，自动化仪表正处于一场意义重大的变革中，以仪表的全数字化、开放化、网络化为特征的现场总线控制系统(FCS)正在迅猛发展。
自动检测技术与仪表控制系统-仪表系统及其理论分析
1 但实际很难保持在这个条件。
0
1）欠阻尼：0<ζ<1，输出呈现逐渐衰减的周期性振荡过渡过程，并最终保持在一个稳态值上。 ζ合适，振荡次数会减少。
2 定性了解仪表系统的三大性能指标受参数变化的影响。对于一个具有2阶振荡环
节的仪表，当系统增益和自振荡角频率相同（K=1,ω0=0.2)、阻尼比分别为0.3，
第三篇 仪表系统分析
仪表系统理论分析
仪表输入输出静态特性分 析 仪表系统的频域分析
显示单元
仪表发展概况
仪表系统建模—时域、频 域和离散模型
仪表系统的各个单元—原 理、结构、分类及特性
调节控制单元
常用仪表分类及特性 仪表系统的时域分析 变送单元 执行单元
10.仪表系统及其理论分析
自●动仪化表仪表发可展以代概替况人对控制过程进行测量、监视、控制和保护，包括检测仪表和控制仪表。 检使●测被常仪 控用表 变将 量仪被 达表控 到变 预分量 期类转 的换 要及成 求特测 。量 控性信制号仪后表，包需括要自送动到控控制制系仪统表中，广以泛便使控用制 的生 调产 节过 器程 、的 变正 送常 器运 、行 执， 行
化简为：
具有1阶特性（惯性环节）的仪表，其微 分方程可表示为： 并可以简化成实际的积分环节： 和实际的微分环节：
具有2阶特性即振荡环节的仪表，其微分方程可表示为： 并可以简化成振荡环节的标准型式： 式中，ζ是阻尼系数，ω0是固有角频率，K是系统增益。 时域模型是描述仪表特性的基本形式，也是其他模型形式的基础，可 直接用于仪表特性的时域分析，可以方便的获得各种扰动的响应结果。
•发展阶段：Ⅰ（电子管）Ⅱ（晶体管）Ⅲ（线性集成电路）
•特点：只完成单一功能，输出信号标准化，可根据需要灵
自动检测技术及仪表控制系统课后习题及复习资料
1根本知识引论1、测量围、测量上、下限及量程测量围：仪器按照规定的精度进展测量的被测变量的围测量下限：测量围的最小值测量上限：测量围的最大值量程：量程=测量上限值-测量下限值灵敏度：被测参数改变时，经过足够时间仪表指示值到达稳定状态后，仪表输出变化量与引起此变化的输入变化量之比灵敏度YU ∆=∆误差绝对误差：∆maxδ绝对误差 =示值－约定真值相对误差：δ相对误差〔%〕= 绝对误差/约定真值引用误差：maxδ引用误差〔%〕= 绝对误差/量程最大引用误差：最大引用误差〔%〕 = 最大绝对误差/量程允许误差：最大引用误差≤允许误差准确度仪表的准确度通常是用允许的最大引用误差去掉百分号后的数字来衡量。
准确度划分为假设干等级，简称精度等级，精度等级的数字越小，精度越高可靠度：衡量仪表能够正常工作并发挥其同能的程度课后习题1.1检测及仪表在控制系统中起什么作用，两者关系如何？检测单元完成对各种参数过程的测量，并实现必要的数据处理；仪表单元则是实现各种控制作用的手段和条件，它将检测得到的数据进展运算处理，并通过相应的单元实现对被控变量的调节。
关系：二者严密相关，相辅相成，是控制系统的重要根底1.2 典型检测仪表控制系统的构造是怎样的，各单元主要起什么作用？被控——检测单元——变送单元——显示单元——操作人员对象——执行单元——调节单元—作用：被控对象：是控制系统的核心检测单元：是控制系统实现控制调节作用的及根底，它完成对所有被控变量的直接测量，也可实现*些参数的间接测量。
变送单元：完成对被测变量信号的转换和传输，其转换结果须符合国际标准的信号制式。
变：将各种参数转变成相应的统一标准信号；送：以供显示或下一步调整控制用。
显示单元：将控制过程中的参数变化被控对象的过渡过程显示和记录下来，供操作人员及时了解控制系统的变化情况。
分为模拟式，数字式，图形式。
调节单元：将来自变送器的测量信号与给定信号相比拟，并对由此产生的偏差进展比例积分微分处理后，输出调节信号控制执行器的动作，以实现对不同被测或被控参数的自动调节。
自动检测技术与仪表控制系统-检测技术及方法分析
随着科技的进步，检测技术正朝着智能化、微型化、网络化、集成化等方向发展。
传感器原理及分类
传感器的定义
传感器的分类
传感器的性能指标
传感器是一种能感受规定的被 测量并按照一定的规律转换成 可用信号的器件或装置，通常 由敏感元件和转换元件组成。
按被测量分类可分为温度传感 器、压力传感器、位移传感器 等；按工作原理分类可分为电 阻式、电容式、电感式、压电 式等；按输出信号分类可分为 模拟传感器和数字传感器。
02
自动检测技术基础
检测技术概述
检测技术的定义
检测技术是研究和应用各种检测原理、方法、装置和系统，对生产过程、设备状态、产品质量、环境参数等进行实时 或非实时的测量、分析和判断，为控制、管理、决策提供可靠依据的技术。
检测技术的分类
按测量原理可分为电量检测和非电量检测；按测量方式可分为接触式检测和非接触式检测；按测量系统组成可分为开 环检测和闭环检测。
多模态融合
未来的检测系统将会融合多种传感器模态的信息，如视觉 、听觉、触觉等，以提高检测的准确性和全面性。
云计算与大数据应用
云计算和大数据技术的应用将进一步提高自动检测技术与 仪表控制系统的数据处理能力和分析水平，为相关领域的 发展提供更强大的支持。
THANKS
感谢观看
措施，为后续研究提供参考。
07
总结与展望
研究成果总结回顾
检测技术与方法创新
本文系统总结了自动检测技术与仪表控制系统的关键技术， 包括传感器技术、信号处理技术、人工智能技术等，以及 它们在各个领域的应用方法。
系统性能提升
通过优化传感器设计、改进信号处理算法、引入深度学习 等技术手段，提高了自动检测系统的准确性、稳定性和可 靠性。
自动检测技术及仪表控制系统课程设计
摘要本课程设计实验采用的是计算机和三菱Q系列PLC和三菱FR-F740系列变频器来实现控制，实验的目标是通过控泵的出油量来把油罐中的液位控制在设定的高度。
本课程设计实验报告首先对此次试验的主要任务和实现方式做了简要的阐述，之后针对实验要求提出了可行的设计方案并进行了讨论和比较。
我们利用PLC，变频器和电机在实验室构成了单回路的闭环控制系统，并采用了PI算法对PLC编程。
经过了一段时间的学习，通过多次校正和对参数的修改调试，最终实现了稳定运行和液位（转速）控制的在设定值的实验目标。
并将整个过程反映在了本次试验报告中。
程设计是以我们自己的专业课程（过程控制系统）为依托，针对一个特定的设计内容对我们进行完整的控制系统设计训练的教学环节。
使我们通过整个课程设计的过程了解和掌握过程控制系统设计的内容、步骤、规范和方法等。
为将教材中的理论和上课时学习的知识与实际自动化工程提供结合的机会，加深我们对过程控制系统这门课程的理论知识和应用实践的认识。
我们的设计内容包括：控制系统可行性分析，控制原理分析与设计，控制设备选型、系统接线图纸设计，控制系统编程实现以及实验验证等。
我们可以根据个人情况进行各自特色的控制系统设计。
关键词：PLC，变频器，自动化，液位控制目录摘要 (Ⅰ)1. 概述 (1)2. 课程设计任务及要求 (2)2.1 设计任务 (2)2.2 设计要求 (2)3. 理论设计 (3)3.1 方案论证 (3)3.2 系统设计 (7)3.2.1 结构框图及说明 (7)3.2.2 系统原理图及工作原理 (10)3.3 单元电路设计 (10)3.3.1 单元电路工作原理 (10)3.3.2 PID参数选择 (13)4. 系统设计 (15)4.1 软件设计 (15)4.2 编程过程 (17)4.3 编程结果 (18)5. 安装调试 (22)5.1安装调试过程 (22)5.2 故障分析 (23)6. 结论 (27)7. 使用仪器设备清单 (28)8. 收获、体会和建议 (29)9. 参考文献 (30)1概述○1过程控制系统过程控制系统是以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。
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测量主体为具有固定标准容积的测量室，测量室由流量计内部的运动部件 与壳体构成。在流体进、出口压力差的作用下，运动部件不断地将充满在
测量室中的流体从入口排向出口。
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流量方程式： Q=nV
其中：V——测量室的固定容积， n——某一时间间隔内经过流量计排出流体的固定容积
自动检测技术及仪表控 制系统
2020年7月19日星期日
6.1 流量检测的基本概念 一、流量(flow)的概念和单位
1.定义：流体的流量指在短时间内流过某一流通截面的流体 数量与通过时间之比。(瞬时流量)
2.分类： ①
②
☎单位根据表示方法的不同而有不同的单位。
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6.1 流量检测的基本概念
组成：产生差压的装置(流体流过差压产生装置形成静压差 ）和差压计（测量差压值） 产生差压的装置：节流件（孔板、喷嘴、文丘利管等） ；动压管、均速管、弯管等；靶和浮子等。 差压式流量计： 节流式流量计、均速管流量计、弯管流量计、 靶式流量计、浮子流量计
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1.节流(throttle)式流量计——可测量液体、气体、或蒸汽
二、流量检测方法及流量计分类
1.流量检测方法及流量计分类
流量检测方法：可归为体积流量检测和质量流量检测 ➢流量计：测量流量的仪表称为流量计。流量计通常由 一次装置和二次仪表组成，一次装置产生一个与流量 有确定关系的信号，亦称流量传感器，二次仪表则给 出相应的流量值大小。见表6－1。 ➢总量计：测量流体总量的仪表称为计量表或总量计。
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6.2 体积流量检测方法
——容积式流量计、差压式流量计、速度式流量计
一、容积(volumn)式流量计
原理：使被测流体充满具有一定容积的空间，然后把这
部分流体从口排出，利用运动元件的往复次数或转速与流体的 连续排出量成比例对被测流体进行连续的检测，故叫做容积式 流量计。用来测量液体和气体的体积流量，主要用于测量累积 流量。
分类 ➢按测量单位分为质量流量计和体积流量计 ➢按测量原理分为容积式、速度式和压差式流量计 ➢按测量方法分为直接测量式和间接测量式
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2.流量计的测量特性——各种类型的流量计的共性 流量方程式：流量与流量计输出信号之间关系的数学表达
式：
式中：qm为质量流量，x为流量计输出信号。理想的流量方
。
➢范围度：最大流量与最小流量的比。
测量精确度和误差
流量计标出的精确度为基本误差。而现场使用中由于偏 离标定条件会产生附加误差，所以要按有关规定计算附加 误差。
压力损失
流量计通常是一个阻力件，会给流体造成能量消耗。所 以，压力损失大小是流量计选型的一个重要指标。
体构成，其工作原理如图所示。
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两个齿轮每转动一圈，流量计将排出4个半月形容积的流体 。通过椭圆齿轮流量计的总量可表示为：
齿轮的转数通过变速机构驱动机械计数器来显示总流量，还可 以通过电磁转换装置转换成脉动信号，对其计数就可得到总流 量。
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特点：适用于高粘度液体的测量。流量计基本误差±0.2%～
数，可由计数器通过传动部件测出，
Q——被测流体的体积总量。在测量较小流量时，要考
虑泄漏量的影响，通常仪表有最小流量的测量限度。 运动部件的形式：往复运动（活塞式油量表）和旋转运动
（腰轮流量计）。
2.几种容积式流量计(flowmeter)
(1)椭圆齿轮流量计 椭圆齿轮流量计的测量本体由一对相互啮合的椭圆齿轮和壳
其中：qV为体积流量，m3/s；ν为流体体积，m3。
累积流量：在某段时间内流体通过的体积或质量流量总量 称为累积流量或流过总量。它是体积流量或质量流量在该段 时间中的积分，表示为：
其中：V为体积总量；M为质量总量；t为测量时间。 ☎质量流量是表示流量的最好方法，因为其它两种可由它求出。
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±0.5%。范围度为10：1；工作温度要低于120℃，以防止齿轮卡 死。在使用时要注意防止齿轮的磨损与腐蚀，以延长仪表寿命。 (2)腰轮流量计 原理与椭圆齿轮流量计相同。为减小两转子的磨损，在壳体外与 腰轮同轴的齿轮作为传递转动力矩之用，因此比椭圆齿轮能保持 长期稳定性。 特点：可以测量液体和气体，也可以测高粘度流体。基本误差为 ±0.2%~±0.5%，范围度为10：1；工作温度要低于120℃，压力 损失小于0.02MPa。
(3) 皮膜式家用煤气表
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3.容积式流量计的安装与使用
★安装注意事项：
选型时要考虑被测介质的物性参数和工作状态(如温度、粘度、压力 、密度和流量范围等）。 流量计的安装地点应满足技术性能规定的条件，安装前必须进行检 定。 可以水平安装也可以垂直安装。 流量计上游要加过滤器，调节流量的阀门应位于流量计下游。为维 护方便需设置旁通管路。 安装时注意流量计外壳上的流向标志应与被测流体的流动方向一致 。
程式为线性方程式。
流量计的仪表系数与流出系数： ➢仪表系数K：频率型流量计流量特性的主要参数。定
义为单位流体流过流量计时流量计发出的脉冲数：
式中：K为仪表系数，m-3；N为脉冲数，次；V为流体体积， m3。➢流出系数C：定义为实际流量与理想流量的比值：
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流量范围及范围度 ➢流量范围：指可测最大流量和最小流量所限定的范围
2.分类：
质量流量：单位时间内通过的流体的质量
其中：qm为质量流量㎏/s；M为流体质量㎏；t为时间s；ρ为 流体密度kg/m3 ；ν为流体平均流速m/s；A为流通截面积㎡。
重量流量：单位时间内通过的流体的重量
其中：qw为重量流量，N/s；w为流体重量，N。
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体积流量：单位时间内通过的流体的体积
★使用过程中，被测流体应该充满管道，并工作在仪表规定 的流量范围内；当环境改变时，应对仪表进行修正；仪表要 定期清洗和检定。
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二、差压式流量计
工作原理：在流通管道上设置流动阻力件，流体通过阻力 件时将产生压力差，此压力差与流体流量之间有确定的数 值关系，通过测量差压值可以求得流体流量。