《輪機自動化》考試必備重點

1、第一章要點一、反饋控制系統(tǒng)基本概念（一）控制系統(tǒng)組成1、控制對象2、測量單元3、調(diào)節(jié)單元4、執(zhí)行機構(gòu)注意：比較環(huán)節(jié)不是基本單元。（二）傳遞方框圖1、環(huán)節(jié)輸出量的變化取決于輸入量的變化和環(huán)節(jié)特性。信號傳遞的單向性：輸出量的變化不會直接影響輸入量。2、擾動外部擾動：不可控制的擾動，如負荷的變化、電源的波動等?；緮_動：人為可以控制的擾動，如給定值的變化、調(diào)節(jié)器參數(shù)的調(diào)節(jié)等。3、反饋含義：將輸出全部或部分地回送到輸入端以影響輸入效應。負反饋 削弱輸入效應的反饋。只有采用負反饋，才能形成偏差。運行參數(shù)的自動控制系統(tǒng)必定是負反饋控制系統(tǒng)，亦稱為偏差控制系統(tǒng)。正反饋 加強輸入效應的反饋。為了實現(xiàn)某種復雜的

2、控制規(guī)律和作用，自動化儀表（如調(diào)節(jié)器）往往采用局部正反饋。4、閉環(huán)和開環(huán)開環(huán)控制的兩種情形：（ 1）按給定值進行控制； （ 2）按擾動進行控制。（三）系統(tǒng)類型（按給定值分類）1、定值控制系統(tǒng)給定值恒定不變，系統(tǒng)的主要任務是克服外部擾動的影響。2、程序控制系統(tǒng)給定值按確定的規(guī)律隨時間變化，即給定值是確定的時間函數(shù)。系統(tǒng)的主要任務是跟隨給定值的變化而變化。3、隨動控制系統(tǒng)給定值隨時間變化且無法預知變化規(guī)律，即給定值是某個參數(shù)的函數(shù)且參數(shù)的變化是任意的。（四）動態(tài)過程的品質(zhì)指標1、穩(wěn)定性（1）衰減率 0，為發(fā)散振蕩過程； = 0，為等幅振蕩過程；0 1，為衰減振蕩過程； = 1，為非周期過程。越大，

3、穩(wěn)定性越好。若 =1，則穩(wěn)定性最好，但動態(tài)偏差較大、調(diào)節(jié)時間偏長。理想動態(tài)過程的=0.75 0.9（亦即最佳衰減比為4： 1 10： 1）。（2）超調(diào)量p1p越小，穩(wěn)定性越好，反之亦然。一般要求 小于 30%。p（3）振蕩次數(shù)NN 一般以 2 3 次為宜。2、準確性（1）最大動態(tài)偏差emax； （ 2）靜差 3、快速性（1）動態(tài)過程時間ts；（ 2）上升時間tr ；（ 3）峰值時間tp定值控制系統(tǒng)常用的品質(zhì)指標：、 N、 emax、 、 ts。改變給定值系統(tǒng)常用的品質(zhì)指標：、 N 、 t 、 t 、 t 。psrp二、控制對象的特性（一）單容對象1、動態(tài)方程th(t)K(1e T )初始時刻（

4、 t=0 時），被控量的變化量為零，被控量的變化速度最大。2、特征參數(shù)（1）放大系數(shù)KK 是靜態(tài)參數(shù)，反映對象對于擾動的敏感程度。h()KK 越小，受擾動作用后，被控量的最終穩(wěn)態(tài)值的變化量越小，即受擾動的影響越小，故 K 小一些好。（2）時間常數(shù)TT 是動態(tài)參數(shù)，反映對象慣性的大小。T 越大，慣性越大，變化越慢，飛升曲線越平坦；T 越小，慣性越小，變化越快，飛升曲線越陡。T 的求法及物理意義：dhh()kdt t 0TF切線法若被控量始終保持初始（最大）速度變化，則經(jīng)過一個T 時間，就可以達到新穩(wěn)態(tài)值。0.632 法控制對象受到擾動后，被控量變化到新穩(wěn)態(tài)值的63.2%所需要的時間即為T 。工程

5、上，一般取4T 的時間作為動態(tài)過程的時間。（ 3）純遲延（傳輸遲延） 。是動態(tài)參數(shù)，意指從擾動開始到物質(zhì)或能量流量達到控制對象所需時間。（二）多容對象動態(tài)過程：階躍響應曲線呈“S”形，兩頭慢、中間快；2被控量的初始變化量和初始變化速度均為零。容積遲延c：物質(zhì)或能量達到控制對象起始到被控量開始變化所需時間。注意：單容對象不存在容積遲延，只可能有純遲延。多容對象必有容積遲延，可能還有純遲延，故=。+c 。和 c都是有害的，故越小越好。（三）自平衡能力1、自平衡率 =1/K， 越大，自平衡能力越強。2、不具備自平衡能力的對象（1）出口帶離心泵的水柜（ 2）以水位為被控量的鍋爐注意：不具備自平衡能力的

6、對象是一個積分環(huán)節(jié)。對有自平衡能力的控制對象也需要組成一個控制系統(tǒng)對其進行控制，使被控量不要有太大的波動。三、控制規(guī)律（一）雙位控制規(guī)律特點：調(diào)節(jié)器輸出只有兩種對立的狀態(tài)，使調(diào)節(jié)閥全開或全閉；被控量只能控制在上、下限之間。應用：適用于時間常數(shù)T 大、遲延小且控制精度要求不高的控制對象。實例： YT-1226 型壓力開關工作原理 力矩平衡P=0.07+(0.25 0.07) X/10使用步驟：(1）調(diào)給定彈簧調(diào)節(jié)給定值（即下限PX ）；（二）比例控制規(guī)律（1、規(guī)律及特點P=ke(2）調(diào)幅差旋鈕調(diào)節(jié)幅差P，確定上限Pz；(3）現(xiàn)場調(diào)試。P 規(guī)律）輸出和輸入偏差成正比。特點：（ 1）調(diào)節(jié)動作及時；

7、（ 2）不能消除靜差。不能消除靜差的原因 調(diào)節(jié)器的輸出和偏差間存在硬性的一一對應關系。2、比例帶PB（比例度）及對動態(tài)過程的影響比例帶的意義： 調(diào)節(jié)器指揮調(diào)節(jié)閥開度變化全行程（從全閉到全開或從全開到全閉）時被控量的變化量占量程的百分數(shù)。PB 越小，比例作用越強，反之越弱。PB 大小對動態(tài)過程的影響：PBK 比例作用 被控量的振蕩加劇、穩(wěn)定性變差（ ， emax 、靜差 動態(tài)過程時間 t s（ PB 過大或過小，都p ， N），最大動態(tài)偏差會使 ts）。3、 PB 的選擇3KPB 。 即當控制對象的K 大時， PB 應取得大些；對象的T 大（慣性大）時，TPB 應取得小些；控制對象的遲延大時，

8、PB 應取得大些。（三）比例積分控制規(guī)律（PI規(guī)律）1、積分規(guī)律及特點輸出和偏差隨時間的積累成正比，即取決于偏差大小和偏差所持續(xù)的時間?；蛘f，輸出的變化速度與偏差成正比。特點：（ 1）能消除靜差；（ 2）屬于滯后調(diào)節(jié)，容易引起振蕩甚至不穩(wěn)定。注意： 積分作用不能單獨使用。2、 PI 規(guī)律1edt )P K ( eTi積分時間 T i 的求?。弘A躍輸入后，調(diào)節(jié)器積分部分輸出與比例部分輸出相等時所需時間（或說：調(diào)節(jié)器的輸出達到兩倍的比例部分輸出時所需時間）。Ti 大小對動態(tài)過程的影響：將Ti 調(diào)小，積分作用變強，被控量的振蕩加劇、穩(wěn)定性變差（ 減小， p 變大， N 增大），動態(tài)過程時間 ts 延

9、長。加入積分作用后，應將比例帶PB 調(diào)大，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3、 Ti 的選擇Ti T（四）比例微分控制規(guī)律（PD 規(guī)律）1、微分規(guī)律及特點輸出和偏差的變化速度成正比。特點：（ 1）屬于超前調(diào)節(jié)，適當?shù)奈⒎肿饔每梢詼p少振蕩提高穩(wěn)定性；（ 2）對變化緩慢或不變化的偏差無調(diào)節(jié)作用（對靜差無直接影響） 。注意：微分作用不能單獨使用。2、比例微分控制規(guī)律dePK (eTd )3、微分時間 T d 大小對動態(tài)過程的影響將 T適當調(diào)大，微分作用適當變強，被控量的振蕩減弱、穩(wěn)定性變好（變大， 變dp小， N 減少），最大動態(tài)偏差emax 變小，動態(tài)過程時間 ts 縮短。加入微分作用后，比例帶PB 可適當減

10、小，這樣，既能減少最大動態(tài)偏差，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又能減少靜差。4、 T d 的選擇Td T?（五）比例積分微分控制規(guī)律（PID 規(guī)律）41dePK (eedtTd)Tidt注意：（ 1）加階躍輸入信號后，輸出首先起作用的是微分和比例作用，然后是積分作用；（ 2）以比例作用為主，積分、微分作用為輔；（ 3）T i 寧大勿小， T i=（ 4 5） T d。（ 4）液位系統(tǒng)不能采用 PID 調(diào)節(jié)器。第二章要點一、微型計算機（一）微機的組成及基本工作過程微處理器（ CPU）：將運算器和控制器集中在一塊芯片上。微型計算機主機：微處理器CPU 、存貯器。微型計算機：微處理器CPU 、存貯器、 I/O

11、接口及外部設備。微型計算機系統(tǒng)：微機配上外圍設備并連同軟件構(gòu)成的系統(tǒng)。三總線（ 8 位機）：數(shù)據(jù)總線為8 位雙向總線，地址總線為16 位單向總線（可尋址單元為64K ， 1K=2 10=1024 ），控制總線為單向總線。1、微處理器CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括：1）運算器（ 1）算術邏輯單元 ALU ： 完成各種算術和邏輯運算。（ 2）累加器 A ：存放一個操作數(shù)和 ALU 的運算結(jié)果。（ 3）標志寄存器 F：表示運算結(jié)果的特征，影響程序走向。Z=1 ，全零；S=1，負數(shù)；C=1（ CY=1 ），最高位有進位；P=1，偶數(shù)；AC=1 ，D 3 向 D 4 位有進位（輔助進位） 。（4）通用寄存器：用

12、來存放中間運算結(jié)果、數(shù)據(jù)或地址。每個寄存器可存一個字節(jié)，也可成對使用。2）控制器程序計數(shù)器 PC16 位的自動加1 計數(shù)器。用來給出現(xiàn)行指令的地址，取出一個指令字節(jié)后自動加1?？梢苑从吵绦虻倪M程。地址寄存器 AR16 位寄存器。用來寄存地址碼。數(shù)據(jù)寄存器 DR8 位。暫存由存貯單元取出的內(nèi)容或CPU 要存入存貯單元的內(nèi)容。指令寄存器 IR8 位。存放指令操作碼并送指令譯碼器譯碼。指令譯碼器 ID8 位。對指令操作碼進行譯碼?？删幊绦蜻壿嬯嚵蠵LA產(chǎn)生用于完成指令所規(guī)定的操作所需的操作控制信號。根據(jù) ID 譯出的 256 種狀態(tài)，指揮CPU 部件完成規(guī)定的操作。5時序部件產(chǎn)生用于完成指令所規(guī)定的

13、操作所需的時序控制信號。2、微機執(zhí)行簡單程序的主要過程微機從首地址開始執(zhí)行程序。 程序計數(shù)器 PC 提供第一條指令的地址并寄存在地址寄存器中，通過地址總線送至存貯器，經(jīng)存貯器中的地址譯碼器譯碼后，找到要尋址的單元。然后在控制器作用下，將指令從存貯器中取出，經(jīng)數(shù)據(jù)總線送至指令寄存器，經(jīng)過指令譯碼器譯碼和可編程序邏輯陣列的定時控制，再執(zhí)行相應的操作。當一條指令執(zhí)行完后，就進入下一條指令的取指階段，如此反復進行，直至程序結(jié)束。（二）存貯器類型：高速緩沖存儲器Cashe、內(nèi)部存儲器和外部存儲器。1、高速緩沖存儲器Cashe組成：雙極型靜態(tài)RAM （ SRAM ）。特點：存取時間極短。容量一般較小且不由

14、用戶擴展。用途：設置在 CPU 和內(nèi)存之間， 用來臨時存放指令和數(shù)據(jù)， 借以提高 CPU 的處理速度。2、內(nèi)部存儲器1）RAM特點：可隨機讀出或?qū)懭?，斷電后存貯信息丟失。類型：動態(tài)RAM （需不斷刷新，即每2ms 左右重新充電一次） ；靜態(tài) RAM （只要不斷電，可長期存貯信息）。用途：存放各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)、中間結(jié)果以及用于與外設交換信息和作堆棧使用。組成：存儲體；外圍接口電路地址譯碼器、I/O 電路、片選端、讀/寫控制電路、三態(tài)門等。2）ROM特點：只可讀出不可寫入，斷電后存貯信息保留。用途：存放固定的程序（如監(jiān)控程序）、常數(shù)、表格以及常用的子程序。類型：固定掩模型ROM不可改寫；可編程只讀存貯

15、器PROM只允許編程一次；可擦除可編程只讀存貯器EPROM可多次改寫，用紫外線照射擦除存貯信息；電改寫的只讀存貯器EEPROM用電來擦除存貯信息；閃存 Flash ROM可以快速用電擦除存貯信息，并可按字節(jié)重新編程，編程速度快。主要用來構(gòu)成存儲卡。（三）輸入輸出接口作用：速度匹配；地址譯碼和設備選擇；電平和功率匹配； A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換；信息串并行傳送的轉(zhuǎn)換；為 CPU 提供外部設備狀態(tài)。1、并行接口1） 74LS373八 D 鎖存器片腳 1（ OE ） 0、片腳 11（CLOCK ） 1 時，芯片為直通門。2） 74LS245雙向三態(tài)緩沖器6在片腳 19（ G ） “0的”前提下，若片

16、腳1（ DIR ） “0，”則數(shù)據(jù)從右向左傳送；若片腳 1（DIR ） “1，”則數(shù)據(jù)從左向右傳送。3）可編程通用并行接口 8255（1）功能擁有 PA、PB 、PC 三個八位并行輸出口（24 根 I/O 線），可通過編程的方法設置和改變接口的工作方式和輸入輸出關系。（2）地址8255 芯片具有4 個地址，用 A 1 A 0 來選址。A1 A 0功能00訪問端口 A 。01訪問端口 B 。10訪問端口 C。11向控制命令寄存器寫命令字。（3）工作方式方式 0簡單輸入輸出，適用于無條件地傳送穩(wěn)定的開關量數(shù)據(jù)的場合。PA、 PB、 PC 三個口都具有方式0。方式 1選通輸入輸出，適用于傳送序列數(shù)據(jù)

17、。方式 1 需要的控制信號：用于輸入的是STB 、 IBF 和 INTR 。用于輸出的是OBF 、 ACK 和 INTR 。CPU 是否響應和執(zhí)行中斷，是通過軟件對PC 口相應位的置位或復位來實現(xiàn)的。PA 和 PB 可以工作在方式1 下。此時， PC2 PC0 作為 B 口的控制線， PC3 PC5 作為 A口的控制線。方式 2 選通雙向輸入輸出方式 2 需要的控制信號：STB 、 IBF 、 OBF 、 ACK 和 INTR 。只有 PA 才能工作在方式2 下，此時， PC7 PC3 作為 A 口的控制線。注意： PB、PC 三個口都具有方式0，PA 可有三種方式，PB 只有方式0 和方式

18、1， PC 在方式 1 或方式 2 時作為 PA、 PB 的控制口。（4）控制命令字作用：確定芯片各口的輸入輸出及工作方式。典型方式控制字：80H（簡單輸出方式） ， 9BH （簡單輸入方式） 。2、A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器（ 1） A/D 轉(zhuǎn)換器作用：將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量組成：比較器、逐次比較寄存器、控制邏輯電路、D/A 轉(zhuǎn)換器。（ 2） D/A 轉(zhuǎn)換器7作用：將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。組成：電子模擬開關、電阻網(wǎng)絡、比例運算放大器。二、可編程控制器(PLC)可編程序控制器是一種用程序來改變控制功能的工業(yè)控制計算機。（一）可編程控制器的特點1、軟硬件功能強PLC 具備的功能：如時序、計算器、主控

19、繼電器、移位寄存器及中間寄存器等，能夠方便地實現(xiàn)延時、鎖存、比較、跳轉(zhuǎn)和強制I/O 等。PLC 不僅可進行邏輯運算、算術運算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及順序控制，還可實現(xiàn)模擬運算、顯示、監(jiān)控、打印及報表生成等，并具有完善的輸入輸出系統(tǒng)。2、使用維護方便輸入接口可以與各種開關、按鈕、傳感器等連接；輸出接口可以直接驅(qū)動的負載：電磁閥、接觸器、繼電器、指示燈、小型電動機、電動機起動器等。3、運行穩(wěn)定可靠（二）可編程控制器的功能1、開關量的開環(huán)控制最基本的控制功能。包括：時序、組合、延時、計數(shù)、計時等。2、模擬量的閉環(huán)控制3、數(shù)字量的智能控制4、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控5、聯(lián)網(wǎng)、通信及集散控制可實現(xiàn) PLC 與 PLC 、P

20、LC 與上位計算機之間的聯(lián)網(wǎng)和通信，由上位計算機來實現(xiàn)對PLC的管理和編程。PLC 也能與智能儀表、智能執(zhí)行裝置(如變頻器等 )進行聯(lián)網(wǎng)和通信。（三）可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1、可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)主要組成： CPU、存儲器、 I/O 接口、通信接口和電源等。1) CPUPLC 的微處理器：通用微處理器、單片機、位片式微處理器。CPU 模塊：微處理器+存儲器2）存儲器PLC 的存儲器：系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器。系統(tǒng)程序相當于個人計算機的操作系統(tǒng)，由生產(chǎn)廠家設計并固化在ROM 中，用戶不能讀取。用戶程序由用戶設計，它使PLC 完成用戶要求的特定功能。RAM可以用編程裝置讀出RAM

21、 中的內(nèi)容，也可以將用戶程序?qū)懭隦AM 。斷電后，可用鋰電池保存RAM 中的用戶程序和某些數(shù)據(jù)。鋰電池可用2 5 年。要經(jīng)常注意電池故障燈狀況，一旦燈亮，就應在一周之內(nèi)更換電池。對于斷電更換電池的 PLC ，往往要求在數(shù)十秒內(nèi)完成。為防止意外，要求船上始終要存有電池的備件。EPROM 和 EEPROM用來固化系統(tǒng)程序和用戶程序。83)I O 接口除了傳遞信號外，還有電平轉(zhuǎn)換、光電隔離和濾波作用。4) 電源PLC 使用 220V 交流電源或24V 直流電源。5) 編程裝置編程裝置用來生成用戶程序，并對其進行編輯、檢查和修改。使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、指令表、控制流程圖，并可以

22、實現(xiàn)不同編程語言的相互轉(zhuǎn)換。編程器的工作方式：編程工作方式輸入新的控制程序，或?qū)σ延械某绦蜻M行編輯。監(jiān)控工作方式對運行中的PLC 的工作狀態(tài)進行監(jiān)視和跟蹤。2、可編程控制器的工作原理PLC 采用循環(huán)掃描工作方式。PLC 經(jīng)歷 5 個工作階段：自診斷；與編程器或計算機的通信；現(xiàn)場輸入信號的采集；執(zhí)行用戶程序；輸出刷新。第 1 階段：自診斷。檢查內(nèi)部 I O、存儲器、 CPU 等，將監(jiān)控定時器復位，發(fā)現(xiàn)異常停機顯示出錯。第 2 階段：與編程器或計算機通信。檢查是否有編程器或計算機等的通信請求，若有則進行相應處理。第 3 階段：讀入現(xiàn)場信號。 PLC 對全部輸入通道進行采樣，并將采樣結(jié)果儲存在內(nèi)存的

23、輸入信息狀態(tài)區(qū)。第 4 階段：執(zhí)行用戶程序。 CPU 將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行，以對輸入和原輸出的狀態(tài)進行運算處理，再將運算結(jié)果送到輸出信號狀態(tài)緩沖區(qū)。第 5 階段；輸出結(jié)果（輸出刷新） 。當所有的指令執(zhí)行完畢時，集中把輸出信號狀態(tài)緩沖區(qū)中的內(nèi)容送至輸出通道的對應端口上，經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后驅(qū)動外部設備。PLC 的掃描周期主要與用戶程序的長短和掃描速度有關。3、可編程控制器的編程語言編程語言包括：梯形圖LAD 、語句表 STL 、控制系統(tǒng)流程圖CSF 和高級語言等，以梯形圖最為常用。梯形圖中使用的基本符號:連線、母線、線圈、觸點、指令框和標號等。梯形圖中觸點的來源 : PLC 內(nèi)部輸入繼電器

24、、輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器和狀態(tài)元件等的觸點。梯形圖中線圈的來源 : PLC 內(nèi)部輸出繼電器、 輔助繼電器、 定時器和計數(shù)器等的線圈。注意： 梯形圖中的繼電器、定時器、計數(shù)器等不是物理器件，而是存儲器中的一個存儲位；梯形圖按從左到右、自上而下的順序排列。每一邏輯行起始于左母線，然后是觸點的串、并聯(lián)接，最后是線圈與右母線相聯(lián)；觸點可以任意串并聯(lián)，線圈只能并聯(lián)而不能串聯(lián)；同一觸點的使用次數(shù)不受限制，而同一線圈一般不能重復使用；觸點應畫在水平分支上，而不應畫在垂直線上。（四） PLC 的常用模塊9特點：采用積木式結(jié)構(gòu)，由基板和功能模塊組成?？偩€多為基板形式，并采用緊湊的無槽位限制的模塊

25、化結(jié)構(gòu)。組成：電源模塊、CPU 模塊、 I/O 模塊、通信模塊和等。1、電源模塊與其它模塊之間通過電纜（而不是背部總線）連接。2、 CPU 模塊微處理器 +存儲器3、 I O 模塊（ 1） DI 模塊將現(xiàn)場開關量信號轉(zhuǎn)換成PLC 內(nèi)部信號電平。有直流輸入和交流輸入方式。（ 2） DO 模塊類型：直流輸出、交流輸出和交直流輸出；繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出，一般采用繼電器輸出。（ 3） AI 模塊一般共用一個 A/D 轉(zhuǎn)換器；AI 模塊的循環(huán)時間：某一通道從開始轉(zhuǎn)換模擬量輸入值起到再次開始轉(zhuǎn)換的時間。（ 4） AO 模塊模塊的循環(huán)時間：所有活動的輸出通道的轉(zhuǎn)換時間總和。輸出檢測：對電流輸出

26、進行斷線檢測，對電壓輸出進行短路檢測。4、智能 I/O 模塊可以實現(xiàn)閉環(huán)控制和專門功能；模塊帶有CPU 。5、通信模塊第三章要點一、自動化儀表的品質(zhì)指標1、絕對誤差定義：A A 02、相對誤差含義：絕對誤差占儀表指示值的百分數(shù)。定義：100%A作用：可反映儀表的測量準確度。3、基本誤差含義：最大指示誤差占最大測量范圍（量程）的百分數(shù)。定義：m a x 1 0 %00A10作用：基本誤差是儀表本身缺陷（如間隙、摩擦、刻度不均或分度不準等）所造成的誤差。其大小可反映儀表的準確度。4、精度定義：與基本誤差相同，只是用去掉百分號的級表示，如0.1 級、 0.2 級、 0.35 級、 0.5級、 1.0

27、 級、 1.5 級、 2.0 級、 2.5 級。 0.1 級、 0.2 級、 0.35 級可用作標準儀表。5、附加誤差儀表在使用過程中由于外界條件的影響而造成的誤差。6、靈敏度含義：儀表對輸入信號開始有反應的靈敏程度，即Sy 。x小量程儀表的靈敏度比大量程儀表的靈敏度高。7、儀表的穩(wěn)定性含義：儀表在相同的外界條件下，對同一個測量點多次測量結(jié)果的穩(wěn)定程度。8、不靈敏區(qū)、靈敏限、變差靈敏限：使儀表輸出有一微小變化時所需輸入量的最小變化值。一般為1/2 不靈敏區(qū)。變差：多次輸入同一真值時，儀表指示值間的最大誤差，即儀表在同一測量點，正反行程指示值之差。說明：不靈敏區(qū)是以輸入量的變化來表示儀表結(jié)構(gòu)的不

28、完善程度，而變差則是以輸出量的指示變化來表示不完善程度。二、氣動儀表的主要元部件1、彈性元件類型： 1）彈性支承元件；2）彈性敏感元件彈性敏感元件作用：將壓力或軸向推力轉(zhuǎn)換為位移信號。安裝波紋管時采用預壓縮的目的：增加線性使用范圍。采用多圈彈簧管的目的：獲得較大變形。金屬膜片做成波紋狀且與平面成一角度的目的：增加線性變形范圍。2、節(jié)流元件作用：對氣體流動起阻礙作用，產(chǎn)生氣壓降、改變氣體流量。類型： 1）恒節(jié)流孔 毛細管式、小孔式2）變節(jié)流孔 圓錐 -圓錐形；圓柱-圓錐形；圓球 -圓錐形參數(shù)：氣阻3、氣容作用：對氣體壓力起慣性作用。類型： 1）定容氣室； 2）彈性氣室。參數(shù)：氣容4、噴嘴擋板機構(gòu)

29、作用：把擋板微小的位移轉(zhuǎn)換成相應的氣壓信號輸出。工作原理： hdD ，當 h 超過 1/4D 時，背壓基本無變化；11噴嘴擋板機構(gòu)的靜特性呈現(xiàn)“兩頭慢，中間快”的變化趨勢；噴嘴擋板機構(gòu)實際上起到變氣阻的作用，是一個近似的比例環(huán)節(jié)。最常見的故障：恒節(jié)流孔堵塞。5、耗氣型氣動功率放大器作用：流量和壓力放大。工作原理：輸入大于起步壓力，輸出和輸入呈線性關系；氣動功率放大器是一個比例環(huán)節(jié)。起步壓力：輸出壓力為0.02MPa 時的輸入壓力。影響起步壓力的因素：金屬膜片的剛度，彈簧片的預緊力。影響放大倍數(shù)的因素：金屬膜片的有效面積、彈性組件的剛度及放大器結(jié)構(gòu)因素等。三、氣動儀表的組成原理1、放大環(huán)節(jié)常采用

30、二級氣動功率放大器。2、反饋環(huán)節(jié)如果放大倍數(shù)足夠大，整臺儀表的特性只取決于反饋環(huán)節(jié)的特性。（ 1）節(jié)流分壓器（節(jié)流通室）作用：節(jié)流分壓器是一個比例環(huán)節(jié)，用來實現(xiàn)比例作用。（ 2）節(jié)流盲室作用：節(jié)流盲室是一個慣性環(huán)節(jié)，在氣動調(diào)節(jié)器中通過正反饋，實現(xiàn)積分作用。積分閥開大，積分作用增強，積分時間變短。（3）比例慣性環(huán)節(jié)作用：在調(diào)節(jié)器中通過負反饋，實現(xiàn)比例微分作用。微分閥開大，微分作用減弱，微分時間變短。3、比較環(huán)節(jié)按位移平衡、力平衡和力矩平衡三種平衡原理工作。四、氣動差壓變送器1、工作原理按力矩平衡原理工作，P 出=K 單P（ K 單= F 膜 l 1 /F 波 l2 ）。測量膜盒內(nèi)充注硅油的目的：

31、傳遞壓力；起阻尼作用防止振蕩。單向過載保護密封圈和硅油作用：防止膜片在單向受力情況下被壓壞。2、調(diào)整1）零點調(diào)整調(diào)零彈簧。若使擋板離開噴嘴，則零點變大，反之零點變小。2）量程上移反饋波紋管，量程變大，反之減小。先調(diào)零點，再調(diào)量程，反復進行直至兩者都正確。零點遷移原理： 遷移后，起點和終點均改變，但量程不變（斜率不變） 。還可提高儀表的精度和靈敏度。用差壓變送器測量鍋爐水位：測量管接正壓室，參考管接負壓室，同時進行負遷移。3、典型故障有輸入無輸出 - 氣源漏氣，恒節(jié)流孔堵塞，輸出管路漏氣，遷移量沒調(diào)好；12無輸入但有輸出- 噴嘴堵塞，反饋波紋管漏氣，膜盒上的彈簧拉片變形；零點漂移 - 噴嘴檔板沾

32、污，頂針螺絲松動，輸出管路漏氣，測量膜盒漏油；輸出壓力波動 - 輸出管路或反饋氣路漏氣，噴嘴檔板沾污。五、 QXZ 型色帶指示儀1、工作原理按力矩平衡原理工作。當輸入壓力為0.06MPa 時，色帶指示應在50% 處。結(jié)構(gòu)特點：無功率放大器。阻尼閥的作用： 消除振蕩現(xiàn)象，并與反饋氣室組成節(jié)流盲室起積分作用。阻尼閥開度過大，會使指針產(chǎn)生振蕩；阻尼閥開度過小，會使靈敏度過低。2、調(diào)整量程調(diào)整：1）粗調(diào)上下移動測量波紋管作用點位置，改變測量力矩。2）細調(diào)調(diào)節(jié)螺釘對支點13 的上下位置改變反饋力矩。若量程偏小，則應將量程粗調(diào)螺釘上移、將量程細調(diào)螺釘下移。零點調(diào)整：扭動零位調(diào)整螺釘。報警值調(diào)整：拉長或壓短

33、擋片長度。上片控制下限報警值，下片控制上限報警值。3、典型故障噴射管或接受管堵塞 -不能報警但能顯示；噴嘴堵塞 -色帶指示在100% 處并發(fā)上限報警；測量波紋管或反饋膜片破裂-色帶指示在0%處并發(fā)下限報警；恒節(jié)流孔或阻尼閥堵塞 -色帶指示在0%處并發(fā)下限報警；氣源中斷 -色帶指示在0%處但不發(fā)下限報警。六、氣動 PID 調(diào)節(jié)器（一） QTM-23J型氣動 PID 調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器根據(jù)力矩平衡原理工作。由變送器送來的測量信號經(jīng)過微分環(huán)節(jié)后再送到比例積分部分，亦即 QTM-23J 調(diào)節(jié)器是由微分器與比例積分器串聯(lián)而成的。1）比例積分部分（1）比例環(huán)節(jié)比例調(diào)節(jié)規(guī)律是利用輸出信號的綜合負反饋來實現(xiàn)的。負反

34、饋量的改變是通過正反饋PH 部分抵消全負反饋 PE 來實現(xiàn)的。正反饋壓力 PH 可通過改變比例閥的開度大小來調(diào)節(jié)。（2）積分環(huán)節(jié)積分調(diào)節(jié)規(guī)律是利用節(jié)流盲室的正反饋實現(xiàn)的。（3）比例帶和積分時間的調(diào)整將比例閥的開度調(diào)大， RP 變小，則 PB 變小，比例作用增強。反之，將比例閥的開度調(diào)小， RP 變大，則 PB 變大，比例作用減弱。將積分閥的開度調(diào)大， Ri 變小，則 T i 變小，積分作用增強。反之，將積分閥的開度調(diào)小， Ri 變大，則 Ti 變大，積分作用減弱。2）微分部分微分作用的強弱由微分閥開度Rd 大小而定。 微分閥開度小， 使反饋波紋管壓力PL 與測13量波紋管壓力PK 相等需較長時

35、間，故微分作用強。微分閥開度大，微分作用弱。（二） M58 型氣動 PID 調(diào)節(jié)器1、結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)特點： 四個相同的波紋管，互成 900 均勻分布在同一圓周上。給定、測量一組，正反饋、負反饋一組。浮動環(huán)既作為力矩的比較機構(gòu)，又作為擋板。工作原理：按力矩平衡原理工作，可實現(xiàn)PID 調(diào)節(jié)規(guī)律。2、調(diào)整（1）比例帶PB= a 100%=tg 100%btg 比例帶調(diào)整桿與正、 負反饋波紋管的夾角的正切（ 0 T H，輸出粘度控制信號。6、控制電路分析（以投入運行為例）（ 1） T L T T M系統(tǒng)進行程序加溫，測粘計、差壓變送器、粘度指示儀和粘度記錄儀投入工作，但粘度調(diào)節(jié)器因氣源未接通故不工

36、作。（ 2） T M T TH油溫上升至 T M 時， MV10 有電、 MV1S 失電，使得三通電磁閥工作在上位，三通活塞閥工作在下位，進行輕油 重油轉(zhuǎn)換。若轉(zhuǎn)換成功，重油進入系統(tǒng)并繼續(xù)進行程序加溫；若轉(zhuǎn)換失敗，則進行輕油中間溫度定值控制并發(fā)出聲光報警。（ 3） T T H油溫上升至 T H，程序加溫結(jié)束， 系統(tǒng)進行重油上限溫度定值控制。 經(jīng)定時器 T1 延時（060）分鐘后， MV20 有電、 MV2S 失電，接通粘度調(diào)節(jié)器的氣源，系統(tǒng)進入粘度定值控制。7、典型故障分析（1）三通活塞閥卡死無法換油、油溫T M 定值控制且報警。（2）三通活塞閥微動開關不動作能換油、油溫T M 定值控制且報警

37、。（3）中間溫度調(diào)整凸輪松動無法換油，但有溫度程序控制和粘度定值控制。（4）中間溫度限位開關不動作無法換油，但有溫度程序控制和粘度定值控制。（5） MV10 或 MV1S 燒毀無法實現(xiàn) DH 轉(zhuǎn)換。（6） MV20 或 MV2S 燒毀無法接通粘度調(diào)節(jié)器氣源或無法實現(xiàn)程序降溫。（7）定時器故障無法實現(xiàn)粘度定值控制（8）溫度上限值調(diào)得過高溫度 -粘度控制選擇閥選擇溫度控制信號輸出（9）差壓變送器噴嘴堵塞使粘度調(diào)節(jié)器輸出過小，無法獲得粘度定值控制（10）測粘計毛細管堵塞使粘度調(diào)節(jié)器輸出過小，無法獲得粘度定值控制（二） VISCOCHIEF型燃油粘度自動控制系統(tǒng)1、系統(tǒng)組成和特點18系統(tǒng)組成： EVT-10C 粘度傳感器、 PTl00 溫度傳感器、 VCU-160 控制器、 SHS 蒸汽加熱裝置和 EHS 電加熱裝置等。系統(tǒng)的主要特點：1) 利用改進后的溫度傳感器檢測溫度，單片機粘度傳感器測量精度高，同時又采用了粘度控制和溫度控制相結(jié)合的新方案，大大提高了系統(tǒng)的動態(tài)控制精度和穩(wěn)定性。2) 粘度傳感器沒有運動部件 ( 只有振動桿件 ) ，可在全流量下測量。3) 具有完善的自檢、控制、顯示、故障報警等功能，并能與上位機進行通信。2、測量單元1）EVT-10C 粘度傳感器由測粘計和單片機變送器兩部分組成。(1) 測粘計測粘計把燃油粘度的變化轉(zhuǎn)換為感應電動勢的變化量并送到單片機變送