【正文】 比例，無(wú)失真和時(shí)間延遲； 主要實(shí)例 有電子放大器、齒輪、電阻（電位器）、感應(yīng)式變送器 ②積分環(huán)節(jié)：表達(dá)式為 G（ s） =K/Tis,其特點(diǎn) 為輸出量與輸入量的積分成正比例。 1． 2 ★★ 傳遞函數(shù)的定義、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、在經(jīng)典控制理論中的重要地位。 應(yīng)用范圍： 總體上閉環(huán)的應(yīng)用范圍比開(kāi)環(huán)的更廣泛點(diǎn)。閉環(huán)控制適用于控制精度要求高，抗干擾能力強(qiáng)，元件多 ，線路復(fù)雜，系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)比較麻煩的系統(tǒng)；開(kāi)環(huán)控制適用于控制精度低，抗干擾能力差的系統(tǒng)，成本低。 1）定義： 線性定常系統(tǒng)在輸出初始條件均勻?yàn)榱愕臈l件下，輸出拉氏變換 與 輸入拉氏變換 之比。當(dāng)輸入消失，輸出具有記憶功能； 主要實(shí)例 有電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 角速度與角度間的傳遞函數(shù)，模擬計(jì)算機(jī)中的積分器。 B 準(zhǔn)確性：指在系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，系統(tǒng)實(shí)際輸出量與給定的希望輸出量之間的誤差大小，它又稱為穩(wěn)態(tài)精度。 ② 當(dāng)廣義對(duì)象控制通道時(shí)間常數(shù)較大或容量滯后大時(shí)，采用微分作用 ③ 當(dāng)廣義通道時(shí)間常數(shù)較小，負(fù)荷變化很大時(shí)，選用微分作用和積分作用都容易引起振蕩。 5） 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) FCS ① 采用雙絞線、光纜或無(wú)線電方式傳輸數(shù)字信號(hào)，減少大量導(dǎo)線，調(diào)高可靠性和抗干擾能力； ② 采用統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家產(chǎn)品相互兼容，整個(gè)系統(tǒng)具有開(kāi)放性、便于操作，維護(hù)和擴(kuò)展； ③控制功能下放在現(xiàn)場(chǎng)儀表中，控制室內(nèi)裝置主要完成數(shù)據(jù)處理、監(jiān)督控制、優(yōu)化控制、協(xié)調(diào)控制和管理自動(dòng)化等功能 ④硬件相對(duì)簡(jiǎn)化，初期系統(tǒng)投 資相對(duì)較低，同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)總線可提供來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)儀表的設(shè)備管理數(shù)據(jù)作為維護(hù)的參考，將非正常停工損失降為最低； ⑤采用功能塊方式組態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)總線已有大量可滿足過(guò)程控制的功能模塊，如輸入、輸出、PID 調(diào)節(jié)等 ⑥采用完全分散的數(shù)據(jù)庫(kù)概念，只使用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，任何間現(xiàn)場(chǎng)總線接口的人機(jī)界面都課室顯示有關(guān)儀表與控制回路的信息。（傳感器、變送器） 組成： a 傳感器（含敏感元件）：檢測(cè)儀表中的首要部件，它直接與被測(cè)對(duì)象發(fā)生聯(lián)系（但不一定直接接觸），感受被測(cè)參數(shù)的變化并發(fā)出與之相適應(yīng)的信號(hào)（壓力變化、電阻變化等）。 轉(zhuǎn)換器定義 轉(zhuǎn)換器：（又稱轉(zhuǎn)換單元）是將不同物理形式的傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的單元。 兩種標(biāo)準(zhǔn)的比較：這種以 20mA表示信號(hào)的滿度值，而以此 滿度值的 20%即 4mA表示零信號(hào)的安排，稱為“ 活零點(diǎn) ”。 2） 量程 又稱滿度值，表征測(cè)量系統(tǒng)能夠承受最大輸入量的能力，其數(shù)值是測(cè)量系統(tǒng)示值范圍上下限之差的模。 2） 遲滯 傳感器在相同的工作條件下，輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯。 檢測(cè)儀表的帶寬要足夠大（相對(duì)被控對(duì)象或過(guò)程），否則會(huì)對(duì)閉環(huán)調(diào)節(jié)性能造成不良影響。 2）浮 子流量計(jì) 浮子流量計(jì)，又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)，是變面積式流量計(jì)的一種。 b. 大部分浮子流量計(jì) 沒(méi)有上游直管段要求，或者說(shuō)對(duì)上游直管段要求不高。 f. 大部分結(jié)構(gòu)浮子流量計(jì)只能用于自下向上垂直流的管道安裝。 容積式流量計(jì)與差壓式流量計(jì)、浮子流量計(jì)并列為三類使用量最大的流量計(jì) ,常應(yīng)用于昂貴介質(zhì) (油品、天然氣等 )的總量測(cè)量。 二次裝置為各種機(jī)械、電子、機(jī)電一體式差壓計(jì) ,差壓變送器及流量顯示儀表。 節(jié)流式差壓式流量計(jì)應(yīng)用范圍極廣泛，至今尚無(wú)任何一類流量計(jì)可與之相比。 4)檢測(cè)件與差壓顯 示儀表之間引壓管線為薄弱環(huán)節(jié)，易產(chǎn)生泄漏、堵塞、凍結(jié)及信號(hào) 失真等故障。滿度值液體流速可在 ～ 10m/s內(nèi)選定 。 c 通用型電磁流量計(jì)由于襯里材料和電氣絕緣材料限制，不能用于較高溫度的液體；有些型號(hào)儀表用于過(guò)低于室溫的液體，因測(cè)量管外凝露而破壞絕緣。 (2)工作原理：聲波在流體中傳播，順流方向聲波傳播速度會(huì)增大，逆流方向則減小，同一傳播距離就有不同的傳播時(shí)間。 8 因易于實(shí)行與測(cè)試方法（如流速計(jì)的速度 面積法，示蹤法等）相結(jié)合，可解決一些特 殊測(cè)量問(wèn)題，如速度分布嚴(yán)重畸變測(cè)量，非圓截面管道測(cè)量等。例如 B 系列， KF 系列。通常，離心泵的流量、壓頭可能會(huì)與管路系統(tǒng)不一致，或由于生產(chǎn)任務(wù)、工藝要求發(fā)生變化，需要對(duì)泵的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，其實(shí)質(zhì)是改變離心 泵的工況點(diǎn)。關(guān)小閥門時(shí)，管道局部阻力增加，水泵工況點(diǎn)向左移至 B 點(diǎn)，相應(yīng)流量減少。欲減小流量，可將轉(zhuǎn)速降低，此時(shí)工況點(diǎn)為 B，對(duì)應(yīng)效率 ηb，水泵仍處于高效區(qū)內(nèi)。切削定律是建立在大量感性試驗(yàn)資料基礎(chǔ)上的，它認(rèn)為如果葉輪的切削量控制在一定限度內(nèi) (此切削限量與水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān) )，則切削前后水泵相應(yīng)的效率可視為不變。仍然以最簡(jiǎn)單的兩臺(tái)相同型號(hào)、相同性能的離心泵并聯(lián)為例：如圖 4 所示，并聯(lián)性能曲線相當(dāng)于單泵性能曲線的流量在揚(yáng)程相等的情況下迭加起來(lái)，并聯(lián)工作點(diǎn) A 的流量和揚(yáng)程均比單泵工作點(diǎn) B 的大，但考慮管阻因素，同樣達(dá)不到單泵時(shí)的 2 倍。流量特性完全取決于閥芯的形狀。 對(duì)數(shù)特性的放大系數(shù) K隨開(kāi)度增加而增加，因此有利于系統(tǒng)調(diào)節(jié)。 3． 1 管道系統(tǒng) 水泵 調(diào)節(jié)的重要性。 （ 2）對(duì)水泵工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)控制： 1）改變管路阻力特性 改變管 路阻力特性最常用的方法是閥門調(diào)節(jié)。 ◆ 性能：合理的調(diào)節(jié)水泵的運(yùn)行狀態(tài)，將確保管網(wǎng)水壓不會(huì)偏高或者偏低，提高供水質(zhì)量。 水 泵調(diào)節(jié)的類型 、壓力控制點(diǎn)的選擇方案 ★★ ◆ 類型：恒壓調(diào)速、恒流調(diào)速 ◆ 恒壓調(diào)速 這屬于二泵站的情況。 4） 當(dāng)城市由多水源供水時(shí)，應(yīng)根據(jù)管網(wǎng)平差，通過(guò)微機(jī)運(yùn)算獲得最優(yōu)運(yùn)行方案，分別控制各個(gè)水廠送水泵的運(yùn)行。用戶水量越小，水頭浪費(fèi)越嚴(yán)重。 原理：通過(guò)改變水泵工作電源頻率的方式改變水泵的轉(zhuǎn)速。 B恒壓供水：無(wú)論系統(tǒng)用水量有任何變化，均能使供水管網(wǎng)的服務(wù)壓力恒 定，大大提高了供 18 水品質(zhì)。 ◆ 變頻恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成 變頻恒壓供水控制系統(tǒng)通過(guò)測(cè)到的管網(wǎng)壓力，經(jīng)變頻器的內(nèi)置 PID調(diào)節(jié)器運(yùn)算后，調(diào)節(jié)輸出頻率，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。 ★★ （ 1）將控制點(diǎn)設(shè)在最不利點(diǎn)處，直接按最不利點(diǎn)水壓進(jìn)行工況調(diào)節(jié)； （ 2）將控制點(diǎn)設(shè) 于泵站出口，按該點(diǎn)的水壓進(jìn)行工況調(diào)節(jié)，間接地保證最不利點(diǎn)的水壓穩(wěn)定，現(xiàn)今氣壓給水和變頻調(diào)速給水系統(tǒng)就是如此。 檢測(cè)儀表的選擇，主要應(yīng)根據(jù)以下內(nèi)容進(jìn)行： （ 1）檢測(cè)的目的：根據(jù)檢測(cè)目的選擇儀表的類別、型號(hào)； （ 2）檢測(cè)的環(huán)境條件：結(jié)合檢測(cè)對(duì)象所處的環(huán)境條件，選擇與之相適應(yīng)的儀表設(shè)備； （ 3）檢測(cè)精度、重顯性與響應(yīng)性：應(yīng)滿足上述指標(biāo)要求，但并不是說(shuō) 指標(biāo)越高越好； （ 4）維護(hù)管理性：儀表型號(hào)盡可能統(tǒng)一、具有互換性； （ 5）應(yīng)考慮檢測(cè)對(duì)象的某些特殊性； （ 6）信號(hào)特征：根據(jù)信號(hào)的傳輸距離、干擾大小等因素確定采用的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn) （ 7）檢測(cè)范圍：根據(jù)系統(tǒng)不同階段檢測(cè)量的變化范圍確定儀表的檢測(cè)范圍。 2)系統(tǒng)分為主控機(jī) (MTU)和遠(yuǎn)程終端機(jī) (RTU)兩部分， RTU 的控制較固定，處理能力較小。 4 ) MTU 或 RTU 通過(guò)通訊接口進(jìn)行協(xié)議變換后可與其它網(wǎng)絡(luò)鏈接，可以組成較大、較復(fù)雜的通訊網(wǎng)絡(luò)。 自來(lái)水生產(chǎn)工藝的主要特點(diǎn) ， SCADA（監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)） 系統(tǒng) 特點(diǎn) 自來(lái)水生產(chǎn)工藝的主要特點(diǎn) ： 1）各生產(chǎn)工藝段相對(duì)獨(dú)立，單體設(shè)備多。事實(shí)上，水泵出口的恒壓即意味著用戶最不利點(diǎn)處是變壓，這影響了其先進(jìn)性能的充分發(fā)揮。為防止水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生，泵的啟停將聯(lián)動(dòng)其出口閥門。特別是軟啟動(dòng)，大大延遲設(shè)備的電氣、機(jī)械壽命。 水泵從低頻電源開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，即由低速下逐漸升速，直至達(dá)到預(yù)定工況，而不是按照常規(guī)一啟動(dòng)就迅速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。 出 口處變壓：保證用戶水壓不變，水泵出口處壓力沿管路特性曲線變化。一泵站往往按恒定取水水位設(shè)計(jì)，以水源最低水位為設(shè)計(jì)依 據(jù)。 常規(guī)的調(diào)節(jié)方法是分級(jí)供水，將二泵站的工作制度定為二級(jí)或三級(jí)，在每一級(jí)內(nèi)根據(jù)用水情況選用不同規(guī)格、不同臺(tái)數(shù)的水泵。改變水泵轉(zhuǎn)速，使泵的流量揚(yáng)程特性曲線升高或降低，從而使泵的工況點(diǎn)穩(wěn)定在高效區(qū)，使泵的流量揚(yáng)程隨之改變。雖然是簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)方法，但不經(jīng)濟(jì)。 （ 2）水泵是給水排水管道系統(tǒng)中的主要設(shè)備。 {流量小時(shí)，流量變化小，流量大時(shí)，則流量變化大，也就是在不同開(kāi)度 上，具有相同的調(diào)節(jié)精度。 生產(chǎn)廠出廠給出的為理想流量特性。 ◆ 結(jié)論 閥門節(jié)流雖然會(huì)造成能量的損失和浪費(fèi)，但在一些簡(jiǎn)單場(chǎng)合仍不失為一種快速易行的流量調(diào)節(jié)方式；變頻調(diào)速因其節(jié)能效果好、自動(dòng)化程度高而越來(lái)越受到用戶的青睞；切削葉輪一般多用于清水泵，由于改變了泵的結(jié)構(gòu)，通用性較差；水泵串聯(lián)和并聯(lián)只適用于單臺(tái)泵不能滿足輸送任務(wù)的情況，而且串聯(lián)或并 聯(lián)的臺(tái)數(shù)過(guò)多反而不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)然，切削葉輪屬不可逆過(guò)程，用戶必須經(jīng)過(guò)精確計(jì)算并衡量經(jīng)濟(jì)合理性后方可實(shí)施。由此可見(jiàn)，在所需流量小于額定流量的情況下，變頻調(diào)速時(shí)的揚(yáng)程比閥門節(jié)流小，所以變頻調(diào)速所需的供水功率也比閥門節(jié)流小，圖 2中的陰影部分表示的就是變頻調(diào)速所節(jié)約的供水功率很顯然，與閥門節(jié)流相比，變頻調(diào)速的節(jié)能效果很突出，離心泵的工作效率更高。 ◆ 以關(guān)小閥門來(lái)控制流量時(shí)，水泵本身的供水能力不變，揚(yáng)程特性不變，管阻特性將隨閥 門開(kāi)度的改變而改變。因此，如何合理地改變離心泵的工況點(diǎn)就顯得尤為重要。 附件包括放大器、閥門定位器、位置發(fā)信器和速度發(fā)信器等，可根據(jù)不同要求選用。 （ 4）缺點(diǎn) 傳播時(shí)間法 USF 只能用于清潔液體和氣體，不能測(cè)量懸浮 顆粒和氣泡超過(guò)某一范圍的液體；反之多普勒法 USF 只能用于測(cè)量含有一定異相的液體。按測(cè)量具體參數(shù)不同，分為時(shí)差法、相位差法和頻差法。 EMF 選用應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1 精度等級(jí)和功效 2 流速、滿度流量、領(lǐng)域度和口徑 3 液體電導(dǎo)率 4 液體中含有混入物 5 附著和沉淀 6 與流體接觸零部件資料的選擇 (5)電磁流量計(jì)安裝注意事項(xiàng)：轉(zhuǎn)換器安裝與連接電纜 一體型 EMF 無(wú)單獨(dú)安裝轉(zhuǎn)換器；分離型轉(zhuǎn)換器安裝在傳感器附近或儀表室 轉(zhuǎn)換器和傳感器間距離受制于被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率和信號(hào)電纜型號(hào)，即電 纜的分布電容、導(dǎo)線截 面和屏蔽層數(shù)等。 （ f） 電磁流量計(jì)的口徑范圍比其他品 種流量?jī)x表寬，從幾毫米到 3m。 ◆ 差壓流量計(jì)的選用原則：選用考慮因素的五個(gè)方面為儀表性能、流體特性、安裝條件、 環(huán)境條件和