【正文】 53控制器的基本控制規(guī)律教學目的通過講解，使學生基本掌握常用控制規(guī)律的特點及適用場合，掌握控制參數(shù)對過渡過程的影響。五、可編程控制器的工作過程及系統(tǒng)設計1．可編程控制器的工作過程分為三個階段：輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新。（4）可靠性高。（3）使用靈活方便，通用性強。3． DDZⅢ型調(diào)節(jié)器的特點（1）采用線性集成電路，有很高的穩(wěn)定性和可靠性。二、DDZⅢ型調(diào)節(jié)器1．DDZⅢ型調(diào)節(jié)器的功能（1）采用高增益、高陰抗線性集成電路組件，提高了儀表的精度、穩(wěn)定性和可靠性。引入新課。最主要的是從安全角度考慮閥的氣開與氣關形式。結構簡單，價格低廉，常和兩位式簡易調(diào)節(jié)器組成簡單控制系統(tǒng)。2．安裝位置：垂直安裝在水平管道上，如確需水平或傾斜安裝時，應加支撐。一般優(yōu)先選用直通單座和直通雙座閥以及籠型閥。教學難點掌握執(zhí)行器的選擇方法；了解電動執(zhí)行器的組成及基本結構。 由于閥芯的形狀不同，閥的流量特性也不相同。（6）隔膜閥：適用于防腐蝕、或有毒、可燃易爆和貴重的流體，以及真空場合。4．執(zhí)行機構與調(diào)節(jié)機構的組合方式執(zhí)行機構分為正作用和反作用兩種：當輸入的氣壓信號增加時，推桿下移，則為正作用，反之，為反作用。授課主要內(nèi)容復習提問：執(zhí)行器分為哪幾種？氣動執(zhí)行器的輸入信號從哪兒來？輸入信號范圍一般為多少？引入新課。⒉ 組成及基本工作原理有工業(yè)專用CPU、A/D轉換器、只讀存儲器ROM、隨機存儲器RAM、顯示控制器、液晶顯示器、鍵盤控制器、報警電路、時鐘電路等部分組成。（5）計數(shù)顯示：脈沖信號由計數(shù)器計數(shù)，經(jīng)譯碼器，將被測量用十進制數(shù)顯示。2． 基本功能：輸入信號一般為電壓、電流或頻率脈沖信號及開關信號；以0~9數(shù)字形式及單位符號顯示被測參數(shù)的測量值；可對被測參數(shù)自動測量和顯示，也可對被測參數(shù)設定報警。課外作業(yè)復習所學內(nèi)容課后體會完成教學任務。報警信號輸入電路采用光電隔離器件，采用開關電源，具有極強的電壓適應性和抗干擾性。二、自動平衡式顯示儀表1．電子電位差計——配熱電偶①工作原理：根據(jù)電壓平衡原理進行測量（零值法）②基本結構：由測量線路、放大器、穩(wěn)壓電源、可逆電機、傳動結構、同步電機、指示記錄機構等組成電子電位差計本身帶有冷端溫度補償電阻，熱電偶與其配用時，只需接匹配補償導線就可實現(xiàn)完全補償。教學難點常用模擬式顯示儀表的工作原理及常用類型。2．現(xiàn)需測量高溫電爐溫度，設爐內(nèi)溫度為900℃，允許誤差不超過爐內(nèi)溫度的2%，供選擇的測溫儀表規(guī)格有：0—900℃；0—1200℃；0—1600℃三種，你認為應選擇哪種規(guī)格的溫度計？為什么？需要幾級準確度等級？3．圖示容器中裝有兩種互不相溶的液體，其密度分別為ρ1和ρ2，（1）試根據(jù)下圖寫出用差壓計連續(xù)測量兩液位交界面時，差壓與液體交界面的高度間的相互關系式；（2）各閥門的作用及操作方法。氧量分析器有熱磁式和濃差電池式兩種，氫量分析器最常用的是熱導式。（3）特點：分辨率高，頻率響應寬，可靠性高，可實現(xiàn)遠距離傳輸。U2與U1比較后，通過顯示儀表進行指示、記錄，即可測得氫氣含量。三、 氫量分析儀1．工作原理利用混合氣體中待測氣體含量發(fā)生變化，引起混合氣體總的導熱系數(shù)變化這一特性進行測量。二、氧量分析儀1．熱磁式氧分析器（1）工作原理根據(jù)氧氣具有很好的磁化特性，其體積磁化率為正，且比其他氣體大得多；并且氧氣的磁化率隨溫度的升高而急劇下降的特點工作。使用教具未使用教具。[本節(jié)小結]：、校正儀表零點、補償電橋法、查表計算法和補償熱電偶法。由熱電阻、連接導線和顯示儀表組成。三、熱電阻1．測溫原理：根據(jù)金屬導體的電阻值隨溫度的變化而變化的性質(zhì)進行測量。6．熱電偶冷端溫度補償方法（1）補償導線法：實現(xiàn)局部補償補償導線：由0—100℃內(nèi)熱電特性與對應熱電偶相同的廉價金屬構成。熱電偶的基本組成為熱電極、絕緣子、保護套管、接線盒四部分。③鎳鉻鎳硅：分度號為K 適于測量中、高溫，線性好，靈敏度高，中溫范圍內(nèi)性能較穩(wěn)定，價格便宜。熱電勢：EAB（t，t0）= EAB（t）EAB（t0）當冷端溫度t0恒定時，EAB（t0）=C 此時，EAB（t，t0）=EAB（t）EAB（t0）=EAB（t）C=f（t）即熱電勢與溫度之間存在一一對應的單值函數(shù)關系。優(yōu)點：測溫響應快，對被測對象干擾小，可用于測量運動的被測對象和有較強電磁干擾、強腐蝕的場合。 1. 接觸式測溫：利用熱交換原理進行溫度測量。34 溫度檢測之一教學目的通過講解，使學生掌握熱電偶的構成及其測溫原理，掌握常用熱電偶的特性。五、物位儀表的選用1． 儀表型號的選用：由被測對象的特點和工藝要求確定。三、法蘭式差壓變送器1．適用范圍：腐蝕性或含雜質(zhì)、結晶顆粒及粘度大、易凝固液體的液位測量。二、差壓式液位計1．工作原理：根據(jù)容器內(nèi)的液位改變，由液柱產(chǎn)生的靜壓相應變化的原理工作。33 物位檢測教學目的通過講解，使學生基本掌握幾種常用物位測量儀表的工作原理及特點。3．儀表精度的選用由工藝生產(chǎn)中所允許的最大絕對誤差和儀表的測量范圍來確定。3．電遠傳轉子流量計（1）流量變送部分——由差動變送器實現(xiàn)將轉子流量計的轉子與差動變壓器的鐵芯連接起來，使轉子隨流量變化時帶動鐵芯一起運動，就將流量的大小轉換成輸出感應電動勢的大小。②節(jié)流裝置的上、下游須配置一定長度的直管，管道內(nèi)壁應光滑。二、差壓式流量計（節(jié)流式）1．測量原理：基于流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生壓力差的節(jié)流原理，實現(xiàn)流量測量。（2）瞬時流量：單位時間內(nèi)流過管道某截面流體的數(shù)量，可用質(zhì)量M或體積Q表示，稱為質(zhì)量流量或體積流量。[作業(yè)]：1. 復習所學知識；2. P88：8揚州工業(yè)職業(yè)技術學院教案序號7周次4授課形式講授授課章節(jié)名稱167。2．導壓管鋪設導壓管內(nèi)徑為6~10mm，長度≤50m，否則選用遠傳壓力計；應有一定傾斜度；被測介質(zhì)易冷凝或凍結時，須加保溫或伴熱管線；切斷閥應裝在靠近取壓口的地方。帶有手持通信器，可在現(xiàn)場或控制室進行設定或檢測，調(diào)零、調(diào)量程、組態(tài)、校準變送器及自診斷。授課主要內(nèi)容復習提問：彈簧管壓力表的工作原理以及特點。彈簧管壓力表在工業(yè)生產(chǎn)中應用非常廣泛，通過彈簧管將被測量的壓力信號轉換為彈簧管的變形帶動相應傳動放大機構和指示機構動作。被測壓力信號經(jīng)彈簧管轉換成自由端位移信號，通過拉桿使扇形齒輪作逆時針偏轉，由于齒輪嚙合作用，中心齒輪順時針轉動，帶動同軸的指針偏轉，在面板的刻度標尺上顯示出被測壓力的數(shù)值。一、壓力的概念1．壓力：介質(zhì)垂直作用在單位面積上的力。儀表設備的防護包括電氣防爆、防腐和保溫等。定期檢查維護，維修工具要合適，測試儀表應為經(jīng)鑒定的防爆型或本安型儀表，以避免引起誘發(fā)性火花或把過高的電壓引向不適當?shù)牟课?。④正壓型“p”：向外殼內(nèi)充入惰性氣體，使內(nèi)部壓力高于周圍危險性環(huán)境的壓力，以阻止外部爆炸性混合物進入殼內(nèi)引起爆炸。四、電氣防爆1. 設計防爆：根據(jù)爆炸危險場所的區(qū)域等級，設計相應的防爆儀表和電氣設備。使用教具未使用教具。其中精度和回差最主要的指標。注意：正常儀表的回差應小于其允許誤差，否則，應及時檢修。2. 測量誤差的表示方法：（1）絕對誤差：測量值與真實值之差。 3. 檢測環(huán)節(jié)中的信號傳遞形式模擬信號、數(shù)字信號、開關信號。課外作業(yè)復習所學內(nèi)容課后體會少數(shù)學生對精度的計算掌握得不好，需進一步講解。必須根據(jù)具體的控制要求，優(yōu)先保證主要的質(zhì)量指標滿足要求。（1）標注含義：Pamp。5%（或177。σmax =B2．衰減比：過渡過程曲線上同向相鄰兩個波的振幅之比。2. 自動控制系統(tǒng)的過渡過程基本形式 （1）發(fā)散振蕩：被控變量越來越偏離設定值，是不穩(wěn)定狀態(tài)，易引起事故。教學重點過渡過程的質(zhì)量指標及其表示方法，工藝管道及控制流程圖教學難點過渡過程的質(zhì)量指標及其表示方法，工藝管道及控制流程圖使用教具未使用教具。②多輸入多輸出系統(tǒng)：有多個輸入輸出信號，且相互間有耦合。操作變量：受控制器操縱、用來克服干擾影響，使被控變量保持設定值的物料量或能量。其中每一個方塊代表系統(tǒng)中的一個組成部分（環(huán)節(jié)）。一個設備上有多個控制系統(tǒng)時，各控制系統(tǒng)的對象可以是生產(chǎn)設備的某一個部分。教學重點自動化系統(tǒng)的基本組成，自控系統(tǒng)方框圖教學難點自動化系統(tǒng)的基本組成，自控系統(tǒng)方框圖使用教具未使用教具。課外作業(yè)復習所學內(nèi)容 課后體會這部分內(nèi)容學生掌握得較好，完成教學任務。（2）自動化裝置①現(xiàn)場儀表：安裝在生產(chǎn)裝置上的各種參數(shù)的檢測儀表（傳感器及變送器）與執(zhí)行器。以蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)為例，介紹自控系統(tǒng)方框圖。2．自動化系統(tǒng)的分類（1）按生產(chǎn)過程的要求分：①自動檢測系統(tǒng)：對生產(chǎn)過程中的各種工藝變量自動、連續(xù)地進行測量和顯示，以供操作者觀察或直接自動地進行監(jiān)督和控制生產(chǎn)。復雜控制系統(tǒng)。課外作業(yè)1．復習所學內(nèi)容 2．：8課后體會少部分學生對過渡過程的質(zhì)量指標掌握得不夠好，完成作業(yè)有困難，需進一步講解。 （2）等幅振蕩：被控變量始終在設定值附近上下波動，介于穩(wěn)定和不穩(wěn)定之間，是臨界狀態(tài)。N=B/B＇ 介于4:1~10:1之間 是動態(tài)指標。2%）范圍內(nèi)，且不再越出時，所經(jīng)歷的時間。ID圖中，每個儀表都有由字母代號組合和回路編號組成的儀表位號。2. 應能看懂工藝管道及控制流程圖，找出測量點、控制點、控制系統(tǒng)等，明確其標注含義。授課主要內(nèi)容復習上一章節(jié)的內(nèi)容，由檢測儀表引入新課。二、測量過程與測量誤差（一）測量過程：被測變量信號通過能量的不斷變換和傳遞，并與相應的測量單位進行比較的過程?！?（2）相對誤差：絕對誤差與真實值的百分比。3．靈敏度與靈敏限靈敏度指儀表穩(wěn)定后，指針位移量與被測變量的變化量之比。應注意合格測量儀表的回差不能超過其允許誤差，否則應檢修或降級使用。課外作業(yè)P3４：9課后體會學生這部分內(nèi)容掌握得較好，完成教學任務，實現(xiàn)教學目的。（1）爆炸性危險場所的劃分根據(jù)國標規(guī)定，爆炸性氣體危險場所按危險程度的大小，分為0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)三個級別，爆炸性粉塵危險場所分為10區(qū)、11區(qū)兩個級別。⑤充油型“o”：把帶電部件浸入變壓器油中，使其不致引起爆炸性混合物爆炸。照明燈具要符合防爆要求，采用24V安全電壓，使用防爆接頭，不在有壓力的情況下拆卸儀表。八、作業(yè)：P35：9序號5周次3授課形式講授授課章節(jié)名稱第三章 工藝參數(shù)的檢測變送裝置 167。2．表示方法：絕對壓力、表壓力、負壓力（真空度）當P絕＞P大氣壓時，P表=P絕P大氣壓 當P絕P大氣壓時，P真=P大氣壓P絕3．單位：Pa 、Kpa、Mpa1Mpa=1000Kpa 1Kpa=1000Pa 1Mpa=10kgf/cm2二、常用測壓方法及儀表1．液柱測壓法：根據(jù)流體靜力學原理，將被測壓力轉換成液柱高度進行測量。由于彈簧管自由端的位移與被測壓力之間具有正比關系，因此彈簧管壓力表的刻度標尺是線性的。電氣式測壓儀表都是將被測壓力信號轉換成電信號進行遠傳和測量的。引入新課。具有長期穩(wěn)定的工作能力和良好的總體性能，每五年才校驗一次。3．壓力計的安裝：（1）應裝在易于觀察和檢修的地方，避免振動和高溫。32 流量檢測教學目的通過講解，使學生了解常用流量檢測方法及儀表；掌握幾種常用流量檢測儀表的測量原理及使用。常用流量單位為t/h、kg/h、kg/s、m3/h、L/h、L/min。（1）節(jié)流現(xiàn)象：流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后的管壁處，產(chǎn)生靜壓差的現(xiàn)象。管徑應≥50mm。（2）電動顯示部分流量增加，鐵芯上移，T1輸出的不平衡電勢進入放大器放大，通過凸輪帶動接收的T2鐵芯上移，使T2也輸出一不平衡電勢。 選用流量檢測儀表時，還應考慮現(xiàn)場安裝和使用條件，以及允許壓損、儀表價格和安裝費用等經(jīng)濟指標。教學重點差壓變送器測量液位時的遷移問題。對密閉貯槽或反應罐，設其底部壓力為PB，液面上的壓力為PA，液面到B點的距離為H，則：PB=PA+Hρg 即△P= PBPA=Hρg 當ρ為已知定值時，A、B間的壓差△P與液位高度成正比，測出壓差即知高度。2．基本結構：測量頭（法蘭）、毛細管、變送器法蘭及毛細管均充有硅油，作為壓力傳遞介質(zhì)，并使被測液體不進入毛細管和變送器，以免堵塞。2． 測量范圍的選用：由工藝要求定。教學重點熱電偶的測量原理及其計算。 優(yōu)點：結構簡單、可靠，測溫精度較高；缺點：不適合于測量熱容量小的對象、極高溫的對象、處于運動中的對象，不適于直接對腐蝕性介質(zhì)測量。缺點：容易受到外界因素的干擾，測量精度較低，且結構復雜，價格比較昂貴。①當A、B為同種材料時：EAB（t）=EAB（t0）=0則EAB（t，t0）=0回路中電勢總為零，此時不能進行溫度測量，所以同種材料不能構成熱電偶。④鎳鉻銅鎳：分度號為E 適于測量中、低溫范圍，靈敏度高，價格便宜，低溫時性能穩(wěn)定。[作業(yè)]：；：1226揚州工業(yè)職業(yè)技術學院教案序號10周次5授課形式講授授課章節(jié)名稱167。補償目的：將熱電偶冷端延伸至溫度恒定處，使其不受工作端溫度變化的影響。2．常用熱電阻（1）鉑電阻：分度號：Pt10（R0=10Ω）、Pt100（R0=100Ω）測溫范圍為200—+650℃，測量精確、性質(zhì)穩(wěn)定，復現(xiàn)性好，價格較貴，抗還原性介質(zhì)中性能差，可用于精密測溫及作為基準熱電偶使用。使用時，測溫元件與顯示儀表應匹配，連接時應采用三線制，以減小連接導線電阻的變化對測量的影響。，熱電阻使用時應注意與