自动检测及过程控制
现代过程控制基础 1 过程控制系统综述
1.1.4 过程控制系统的品质指标
a-发散震荡过程
b-等幅震荡过程
c-衰减震荡过程
d-非周期过程
几种不同的过渡过程
递减比： 积分性能指标：
动态偏差：B1 调整时间：TC 静态偏差 C
1.2 单回路控制系统
f
r
e
u
q
y
调节器 调节阀 被控对象
－
z 检测元件、变送器
r：给 定 值 e：偏 差 u：控 制 量 q：操 纵 量 y： 输 出 f： 扰 动 z： 测 量 值
• 过程扰动通道的放大系数Kf应尽可能小；时间 常数Tf要大；引入系统的位置要远离被控参数；
• 应尽量设法把广义过程的几个时间常数错开， 使其中一个时间常数比其他时间常数大得多；
• 注意工艺操作的合理性、经济性。
1.2.9 控制系统投运(1)
• 投运：在控制系统方案设计、仪表安装 调校就绪后，或者经过停车检修之后， 再将系统投入生产使用的过程。
具有两个以上的检测元件和变送器， 或调节器，或执行器的控制系统
1.3.1 串级控制系统
r 主调节器
－ 主回路
副回路
d2
副调节器 －
阀 副对象
副变送器
主变送器
d1
y 主对象
d1：一次扰动 d2：二次扰动
1.3.1.1 串级控制系统的结构
串级控制系统是改善控制质量的有效方法之一， 在过程控制中得到了广泛地应用。
• 一 次 扰动——不包括在副回路内的扰动。 • 二 次 扰动——包括在副回路内的扰动。
1.3.1.3 串级控制系统主要特点
• 1.改善了被控过程的动态特性； • 2.提高了系统的工作频率； • 3.具有较强的抗扰动能力； • 4.具有一定的自适应能力。
过程检测仪表与控制习题及参考答案
过程检测仪表与控制习题及参考答案过程装备控制技术习题及参考答案第一章控制系统的基本概念1.什么叫生产过程自动化？生产过程自动化主要包含了哪些内容？答：利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。
主要包含：①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。
2.自动控制系统主要由哪几个环节组成？自动控制系统常用的术语有哪些？答：一个自动控制系统主要有两大部分组成：一部分是起控制作用的全套自动控制装置，包括测量仪表，变送器，控制仪表以及执行器等；另一部分是自动控制装置控制下的生产设备，即被控对象。
自动控制系统常用的术语有：被控变量y――被控对象内要求保持设定数值的工艺参数，即需要控制的工艺参数，如锅炉汽包的水位，反应温度；给定值（或设定值）ys――对应于生产过程中被控变量的期望值；测量值ym――由检测原件得到的被控变量的实际值；操纵变量（或控制变量）m――受控于调节阀，用以克服干扰影响，具体实现控制作用的变量称为操纵变量，是调节阀的输出信号；干扰f――引起被控变量偏离给定值的，除操纵变量以外的各种因素；偏差信号（e）――被控变量的实际值与给定值之差，即e=ym - ys 控制信号u――控制器将偏差按一定规律计算得到的量。
3.什么是自动控制系统的方框图？它与工艺流程图有什么不同？答：自动控制系统的方框图上是由传递方块、信号线（带有箭头的线段）、综合点、分支点构成的表示控制系统组成和作用的图形。
其中每一个分块代表系统中的一个组成部分，方块内填入表示其自身特性的数学表达式；方块间用带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向。
采用方块图可直观地显示出系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联系，以便对系统特性进行分析和研究。
而工艺流程图则是以形象的图形、符号、代号，表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表自控等的排列及连接，借以表达在一个化工生产中物料和能量的变化过程，即原料→成品全过程中物料和能量发生的变化及其流向。
自动化检测系统及其自动化检测方法
自动化检测系统及其自动化检测方法一、引言自动化检测系统是指通过使用计算机技术和相关设备，实现对待检测对象进行自动化检测的系统。
本文将介绍自动化检测系统的标准格式，包括系统概述、系统组成、系统功能以及自动化检测方法等内容。
二、系统概述自动化检测系统是为了提高检测效率、减少人为误差而开辟的一种检测系统。
它通过使用先进的计算机技术和相关设备，实现对待检测对象的自动化检测。
自动化检测系统广泛应用于工业生产、医疗诊断、环境监测等领域。
三、系统组成自动化检测系统由以下几个主要组成部份构成：1.硬件设备：包括传感器、执行器、数据采集设备等。
传感器用于采集待检测对象的信号，执行器用于对待检测对象进行控制，数据采集设备用于采集传感器和执行器的数据。
2.计算机系统：包括硬件和软件两个方面。
硬件方面，计算机系统由主机、显示器、键盘、鼠标等组成；软件方面，计算机系统运行着自动化检测系统的相关软件。
3.通信设备：用于实现自动化检测系统与其他设备或者系统之间的数据交换和通信。
四、系统功能自动化检测系统具有以下主要功能：1.数据采集与处理：自动化检测系统能够实时采集待检测对象的信号，并对采集到的数据进行处理和分析，以得到准确的检测结果。
2.自动化控制：自动化检测系统能够根据检测结果对待检测对象进行自动化控制，实现自动化的检测过程。
3.报警与记录：自动化检测系统能够根据设定的阈值，对异常情况进行报警，并记录检测过程中的相关数据，以便后续分析和追溯。
4.远程监控：自动化检测系统支持远程监控功能，用户可以通过网络等方式，实时监控和管理自动化检测系统。
五、自动化检测方法自动化检测系统采用多种方法进行自动化检测，下面介绍几种常见的自动化检测方法：1.图象处理方法：通过采集待检测对象的图象，利用图象处理算法进行特征提取和分析，实现对待检测对象的自动化检测。
2.传感器检测方法：通过使用各种传感器，如温度传感器、压力传感器等，对待检测对象的相关参数进行实时监测和检测。
10-11机械制造自动化技术-检测过程自动化
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▲ 检测方法 ——直接测量与间接测量 ——接触测量和非接触测量
——在线测量和离线测量
直接测量：测量时，直接从测量器具上读出被测几 何量的大小值 ，测量过程迅速，应用广泛。 间接测量 ：被测几何量无法直接测量时，首先测出与 被测几何量有关的其他几何量，然后，通过一定的 数学关系式进行计算来求得被测几何量的尺寸值 。
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磨床的专用自动检测装置
图中机床、执行机构与测量装置构成一个闭环系统。在 机床加工工件的同时，自动测量头对工件进行测量，将测得 的工件尺寸变化量经信号转换放大器，转换成相应的电信号
并经过放大后返回机床控制系统，控制机床的执行机构，从
而控制加工过程（如刀具补偿、停车等）。
图 6-4 磨削加工中自动测量原理方框图
2.在线检测
分为工序间检测与最终工序检测。
工序间检测可实现加工精度的在线检测及实时补偿。 （可在后续加工工序中进行补偿，以保证此产品的尺 寸精度）。
最终工序检测对已加工完成的产品进行检测，找出误 差产生的原因，调整加工过程。（以保证下一个产品 的尺寸精度）
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工件尺寸、形状的在线测量是机械加工中很重要的功能。 工件的工件的尺寸和形状误差分为：
有关机床、产品及加工过程的信息。 ——自适应控制：指加工系统能自动适应客观条件的变化而进行 相应的自我调节。
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▲实现在线检测的方法——一种可采用在机床上安装自动检 测装置；另一种可采用在自动线中设置自动检测工位的方法。
自动化单机——可在机床上安装自动尺寸检测装置与自动补偿装置。
可组成自动线——也具有自动检测与补偿功能。
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在线测量：在加工过程或加工系统运行过程中对被
测对象进行检测。通常还得对测得数据进行分析处 理，再反馈控制系统调整加工过程，可实现自动化 测量。 离线测量：在被测对象加工后脱离加工系统在进行
工艺流程中的质量控制与检测
工艺流程中的质量控制与检测工艺流程是指将原材料经过一系列加工和处理步骤，最终转化成成品的过程。
在工艺流程中，质量控制与检测是至关重要的环节，它们能够确保产品的质量符合标准，从而保障用户的使用体验和满意度。
本文将详细介绍工艺流程中的质量控制与检测的重要性，以及常用的质量控制与检测方法。
一、质量控制质量控制是指通过对生产过程中的关键环节和关键参数进行控制，使产品的质量能够稳定在一定的水平上。
在工艺流程中，质量控制应始终贯穿始终，以确保每个环节和步骤的质量。
质量控制的重要性主要表现在以下几个方面：1. 确保产品符合标准要求：通过制定合理的工艺参数和操作规程，可以控制产品的尺寸、外观、性能等指标，确保产品质量符合国家或行业标准的要求。
2. 提高生产效率：质量控制可以优化工艺流程，减少不良品的产生，降低废品率，提高生产效率和产品的一次性合格率。
3. 降低成本：质量控制可以及时发现生产中存在的问题，及时调整和纠正，避免了无效的浪费，降低了不必要的成本。
4. 增强企业竞争力：通过质量控制，企业可以提供更加稳定和可靠的产品，提升品牌形象，赢得市场竞争的优势。
二、质量检测质量检测是对产品进行全面和系统的检验和测试，以确定产品的质量是否符合规定的标准和要求。
质量检测主要包括以下几个方面：1. 外观检测：外观检测是对产品外观尺寸、表面光洁度、颜色等进行目视检查，以确定产品是否存在外观缺陷，如瑕疵、划痕等。
2. 尺寸检测：尺寸检测是通过测量工具和设备对产品的尺寸进行精确测量，以确定产品的尺寸是否符合要求，如长度、宽度、高度等。
3. 性能测试：性能测试是对产品的关键性能进行测试，以确定产品的性能是否符合标准要求，如强度、硬度、耐磨性等。
4. 材料分析：材料分析是对产品所使用的材料进行化学分析和物理测试，以确定材料的品质和成分是否符合要求。
质量检测可以通过手工检测和自动化检测两种方式进行。
手工检测主要依靠人工操作和目视判断，适用于一些简单的质量检测项目；而自动化检测则利用各类仪器设备和技术手段，实现对产品的精确和高效检测，尤其适用于大批量、高精度和复杂性较高的产品。
过程控制系统中自我诊断
过程控制系统中自我诊断
过程控制系统中的自我诊断是指系统自动检测和诊断其自身状态的能力。
这包括对硬件设备和软件功能的监测，以及对异常情况的识别和报警。
系统可以通过内置的故障检测和故障处理机制，及时发现和解决潜在的问题，确保系统的可靠性和稳定性。
自我诊断通常通过多种方式实现，例如：
1. 硬件监测：系统可以通过传感器和仪表监测硬件设备的运行状态，例如检测电压、温度、压力等参数，以及监测设备的故障、损坏和老化情况。
2. 软件监测：系统可以通过软件实现自身状态的监测，例如检测程序的执行情况、内存使用情况、通信状态等，以及检测软件的异常运行、错误和死锁等问题。
3. 异常检测：系统可以通过预设的规则和算法，对输入输出数据进行实时监测和分析，以识别可能存在的异常情况。
例如，通过比较实际数据和预期数据的差异，或者通过统计分析方法来检测异常模式。
4. 报警机制：系统在发现异常情况时，可以通过报警机制通知操作人员或其他相关人员。
这可以是通过声音、光信号、文本消息等方式进行，以便及时采取措施应对问题。
需要注意的是，自我诊断是一个辅助功能，它不能替代定期的维护和检修工作，以及专业人员的监控和操作。
同时，在设计和实施自我诊断功能时，也需要遵循相应的安全规范和标准，确保系统的可靠性和安全性。
过程参数检测及仪表第一章
透光率传感器
温湿度传感器
温度传感器
5、其他应用
航天 农业
交通
医学
6、PC机中的测试技术应用
鼠标:光电位移传感器
摄象头:CCD传感器 声位笔:超声波传感器
麦克风:电容传声器
声卡:A/D卡 + D/A卡
软驱:速度,位置伺服
第一章
检测技术与检测仪表
本章内容
检测技术的基本概念： 检测系统的提出 检测仪表的概念：
检测的目的是获取信息以此作为生产判断和决策的依
据，能正确指导生产和实现生产过程自动化；
例：曹冲称象
方法：比较法； 装置：船、石头、小秤； 检查、测量，从而得到： 定性、定量的结果。
• 检测的两个过程： 简单的测试系统可以只 1）用敏感元件（电子技 有一个模块，如玻璃管 术、数字技术）将被 温度计。它直接将被温 测参数的信息转换成 度变化转化液面示值。 另一种形式的信息， 没有电量转换和分析电 实质为能量形式的一 路，很简单，但精度底， 次或多次转换； 无法实现测量自动化。 2）通过显示或其他形式 被人们所认识，实质 为比较
误差-------测量值和真实值之间的差值 误差产生的原因：选用的仪表精确度有限，实验手段不够完善、环
境中存在各种干扰因素，以及检测技术水平的限制等原因.
研究误差目的 ：
– – – – – – 认识和掌握误差规律 评价检测装置和测量结果 提高测量的准确度 计量基准 准确度高一级等级仪表 等精度测量条件下有限次测量的平均值
石化企业输 油管道、储 油罐等压力 容器的破损 和泄露检测。
3、产品质量测量
在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时， 必须对其性能质量进行测量和出厂检验。
汽车扭距测量
自动化过程控制系统在工业中的应用
中图分类号 ： Ｔ Ｂ ｌ ｌ ４ ． ２ 文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： Ｃ Ｎ ４ ３ —１ ０ ２ ７ ／ Ｆ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ —０ ８ ８
一
进行加热或停止加热 。
二、 过 程控 制 系统 的特 点
（ ３ ） 自动操纵 及 自动 开停 车系统 。 自
动操 纵 系统 ： 根 据 预 先 规 定 的 步 骤 自动 地
冶金 、 机械 、 轻工 、 纺 织 等 生 产 过程 中 ， 过 程
备 中被控变量 不断受 到各种 干扰 的影响 ，
所使 用的控制方案非 常有多种 。
（ ４ ） 被 控 过 程 的 复 杂 性 。 过 程 控 制 所
确的 ， 不违背设计者 的意图 ， 然而控制偏差
是必然存在 的， 要求 被调节 量与 给定值 之 被 控对象 较为 复 间的偏差要 小 。评价 指标 主要 有余 差 、 控 制 系 统 是 自动 化技 术 的重 要 组 成 部 分 。 涉及的范围一般 比较广 ， 残 杂， 还有 的对控制 的要求 比较多 ， 这些都这 差 、 稳 态偏 差 。 过 程 控 制 的 概 念 些都影响着过程控制的复杂性。 （ ３ ） 快 速 响 应 。 系 统 应 该 提 供 尽 可 能 工 业 生 产 中 的 过 程 控 制 是 指 以温 度 、 三、 过 程 控 制 系统 的组 成 快 的过渡过程 ， 要求 系统存 在偏 差的 时问
或指令 自动进行作业 的技术措施 。其 目的 在于增加产量 、 提高质量 、 降低成本和劳动 强度 、 保 障生产安全等 。
பைடு நூலகம்
求对 整个 生产 过程进 行控 制 ， 主要性 能指 不断 的发生着变化 ， 这样控 制过程实 时性 。 标有衰减 比、 衰减 率 、 超 调量 和最 大 动态 过程控制是通过对某些随机变量作 为 （ ３ ） 控 制 方 案 的 多 样 性 。 同 样 一 个 问 偏 差 。 控制对象 ， 实时控 制机 器按照程 序 的要 求 由于解决方法的不同 ， 也使得过程控制 对整个工作过程进行程序控制 。自动化过 题 ， （ ２ ） 准 确。系统 的控制结果 应该 是 正 程控制技术 主要 应用在 石油 、 化工 、 电力 、