公路工程機械電器與電子控制裝置概述

前言

第一章 概論1

第一節(jié) 控制裝置與儀表的分類1

一、概述1

二、模擬控制裝置與儀表1

三、數(shù)字控制裝置與儀表2

四、連續(xù)生產過程控制的數(shù)字控制裝置3

五、火電廠熱工控制裝置與儀表的分類8

第二節(jié) 控制裝置與儀表的發(fā)展12

一、發(fā)展概況12

二、發(fā)展趨勢13

第三節(jié) 模擬信號制及供電方式13

一、信號制14

二、變送器信號傳輸方式16

三、控制裝置與儀表的供電方式17

第四節(jié) 全數(shù)字控制裝置與儀表間的通信方式18

一、數(shù)字通信的優(yōu)點18

二、HART通信協(xié)議18

三、現(xiàn)場總線通信21

習題與思考題24

第二章 控制裝置與儀表的基礎知識25

第一節(jié) 控制裝置與儀表的基本概念與性能25

一、基本概念25

二、控制裝置與儀表的性能27

第二節(jié) 控制裝置與儀表信號的標準化28

一、模擬氣動信號29

二、模擬直流電流信號29

三、直流電流信號的優(yōu)點29

四、電壓信號的輔助作用30

五、活零點的含義30

六、四線制與二線制31

七、數(shù)字控制裝置與儀表信號的標準化32

第三節(jié) 控制裝置與儀表的干擾及抑制33

一、干擾的來源與形式33

二、硬件抗干擾措施37

三、常用的軟件抗干擾措施42

四、數(shù)字控制儀表的標度變換46

習題與思考題48

第三章 變送器49

第一節(jié) 概述49

一、零點與量程定義49

二、零點遷移和量程調整50

三、量程比51

第二節(jié) 電容式差壓/壓力變送器53

一、概述53

二、變送器敏感部件的結構54

三、變送器工作原理54

四、電容式壓力/絕對壓力變送器使用安裝58

第三節(jié) 擴散硅式壓力/差壓變送器62

一、概述62

二、壓阻傳感器原理62

三、壓阻傳感器的技術特點63

四、擴散硅式壓力/差壓變送器的不同測量方法64

第四節(jié) 差壓/壓力變送器的零點遷移66

一、液面的遷移66

二、測量范圍、量程范圍和遷移量的關系68

三、差壓變送器的零點遷移實例分析一--鍋爐汽包液位測量中的零點遷移68

四、差壓變送器的零點遷移實例分析二--開口容器內液位測量70

五、差壓/壓力變送器的選擇方法70

第五節(jié) 溫度變送器71

一、DDZ?Ⅲ型溫度變送器71

二、一體化溫度變送器71

三、智能式溫度變送器73

第六節(jié) 智能壓力變送器74

一、概述74

二、ST3000智能壓力變送器75

三、3051C智能壓力變送器78

四、通用智能變送器79

五、手持式HART通信器80

第七節(jié) 其他變送器簡介83

一、浮球式液位變送器83

二、浮筒式液位變送器83

三、靜壓式液位變送器84

四、電容式物位變送器84

第八節(jié) 變送器的計量標定85

一、模擬壓力變送器的計量標定85

二、智能壓力變送器的計量標定86

習題與思考題88

第四章 防爆安全柵89

第一節(jié) 概述89

一、儀表防爆的基本原理89

二、儀表本安防爆技術90

第二節(jié) 防爆安全的基本概念90

一、危險場所的劃分91

二、爆炸性物質的分類、分級與分組91

三、防爆儀表的分類、分級和分組92

第三節(jié) 本安防爆系統(tǒng)93

一、本安防爆系統(tǒng)概況93

二、本安防爆系統(tǒng)構成94

三、本安系統(tǒng)安全性評定和安全柵的選取95

四、防爆安全柵的基本限能原理96

第四節(jié) 齊納式安全柵98

一、電路結構與工作原理98

二、齊納式安全柵結構原理98

三、齊納式安全柵安裝方式100

四、齊納式安全柵的最大允許負載參數(shù)101

五、齊納式安全柵的防爆取證101

六、齊納式安全柵選用步驟101

七、齊納式安全柵的實際應用102

八、改進型齊納式安全柵107

第五節(jié) 隔離式安全柵109

一、隔離式安全柵結構原理109

二、輸入端用隔離式安全柵110

三、輸出端用隔離式安全柵111

四、使用注意事項112

第六節(jié) 本安系統(tǒng)的安裝、維護與小結112

一、本安系統(tǒng)的安裝與維護112

二、小結113

習題與思考題114

第五章 數(shù)字調節(jié)器115

第一節(jié) 概述115

一、數(shù)字調節(jié)器的硬件構成115

二、數(shù)字調節(jié)器的軟件構成116

第二節(jié) 模擬量輸入/輸出通道116

一、模擬量輸入通道116

二、模擬量輸出通道120

第三節(jié) 數(shù)字PID調節(jié)器121

一、PID控制算式121

二、PID控制程序125

三、數(shù)字PID調節(jié)器的手、自動跟蹤控制方式127

四、數(shù)字PID調節(jié)器的正、反作用方式128

第四節(jié) 數(shù)字PID調節(jié)器參數(shù)的整定130

一、常規(guī)PID參數(shù)設置一般經驗130

二、常規(guī)PID參數(shù)工程整定經驗數(shù)據(jù)法132

三、基于優(yōu)化算法整定PID參數(shù)133

習題與思考題140

第六章 執(zhí)行機構141

第一節(jié) 概述141

第二節(jié) 氣動執(zhí)行器142

一、氣動執(zhí)行機構簡介143

二、調節(jié)機構簡介144

三、電/氣轉換器及閥門定位器簡介145

第三節(jié) 調節(jié)閥148

一、概述148

二、調節(jié)閥結構149

三、調節(jié)閥的分類150

四、電/氣轉換器152

五、氣動薄膜執(zhí)行機構153

六、氣動活塞執(zhí)行機構155

第四節(jié) 電/氣轉換器及閥門定位器158

一、定位器、轉換器的工作原理158

二、閥門定位器E/P轉換單元及其工作原理161

三、智能型電氣閥門定位器164

四、過程控制應用中閥門定位器的選型170

第五節(jié) 電動執(zhí)行機構171

一、電動執(zhí)行機構的用途171

二、電動執(zhí)行機構分類及主要技術性能171

三、電動執(zhí)行機構組成及工作原理171

四、電動執(zhí)行機構的輸出方式184

第六節(jié) 手動操作器185

一、Q型操作器186

二、D型電動操作器187

三、操作器工作原理187

第七節(jié) 智能執(zhí)行機構190

一、智能電動執(zhí)行機構191

二、智能調節(jié)閥194

三、智能電動執(zhí)行機構的發(fā)展趨勢196

第八節(jié) 控制系統(tǒng)中氣動執(zhí)行機構應用實例分析196

習題與思考題198

第七章 DEH液動執(zhí)行機構199

第一節(jié) 概述199

一、數(shù)字電液控制系統(tǒng)介紹199

二、DEH控制系統(tǒng)的構成200

三、DEH控制系統(tǒng)的功能201

第二節(jié) DEH控制系統(tǒng)液動執(zhí)行機構202

一、高壓主汽閥和高壓控制閥的執(zhí)行機構203

二、再熱主汽閥的執(zhí)行機構210

三、再熱控制閥的執(zhí)行機構211

四、油動機的結構及工作原理212

第三節(jié) DEH控制系統(tǒng)電/液轉換接口裝置218

一、伺服控制器218

二、電液伺服閥的組成219

三、電液伺服閥的分類219

四、伺服閥的工作原理220

習題與思考題225

第八章 轉速控制裝置226

第一節(jié) 轉差電動機調速機構226

一、電氣傳動基礎226

二、轉差電動機調速系統(tǒng)227

三、轉差電動機的結構及工作原理228

第二節(jié) 液力偶合器調速機構230

一、概述230

二、調速型液力偶合器231

三、限矩型液力偶合器240

四、液力偶合器的型式和基本參數(shù)242

五、各種液力偶合器調速傳動方案244

第三節(jié) 變頻調速裝置245

一、概述245

二、變頻器246

三、變頻調速系統(tǒng)原理248

四、變頻調速系統(tǒng)在電站控制中的應用259

五、變頻調速系統(tǒng)設計中的問題分析261

六、變頻器基本參數(shù)的調試266

七、變頻器容量的計算與選擇268

八、正確使用變頻器注意事項272

九、變頻器常用參數(shù)功能及設置274

十、變頻器維修檢測常用方法275

十一、液力調速與變頻調速的特點小結276

習題與思考題277

第九章 現(xiàn)場總線控制儀表279

第一節(jié) 概述279

一、現(xiàn)場總線279

二、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)284

第二節(jié) 現(xiàn)場總線控制儀表287

一、現(xiàn)場總線壓力變送控制器287

二、現(xiàn)場總線溫度變送控制器292

三、電流到現(xiàn)場總線轉換器297

四、現(xiàn)場總線到電流轉換器297

五、現(xiàn)場總線到氣壓轉換器299

六、現(xiàn)場總線閥門定位器300

七、過程控制接口卡303

第三節(jié) 控制策略與組態(tài)304

一、現(xiàn)場總線功能模塊基本知識304

二、常用功能模塊311

三、控制策略構成特點324

四、控制策略組態(tài)實現(xiàn)327

五、常用控制策略及SYSCON組態(tài)340

六、現(xiàn)場總線儀表的計量標定方法350

七、現(xiàn)場總線儀表的本機調整方法352

第四節(jié) OPC服務器與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的聯(lián)系及作用354

一、概述354

二、OPC技術規(guī)范360

三、OPC服務器應用362

第五節(jié) FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在鏈條爐綜合自動化中的應用365

一、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)設計背景365

二、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)設計原則與基本思路366

三、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)設計的主要內容366

四、控制方案的設計與實施368

五、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)成功投入運行后實現(xiàn)控制功能一覽373

六、結束語374

習題與思考題374

附錄 部分習題與思考題參考答案376

參考文獻380