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1过程检测与控制技术概述1

1.1 检测技术1

1.1.1 检测技术的基本相关词语1

1.1.2 测量1

1.1.3 检测技术与科学技术发展4

1.2 过程控制技术6

1.2.1 过程控制技术的基本相关词语6

1.2.2 过程控制技术发展过程7

1.3 矿物加工工艺与过程检测、控制技术9

1.3.1 选矿工艺与选矿自动化技术9

1.3.2 团矿工艺与团矿自动化技术11

习题12

参考文献13

2传感器14

2.1 传感器结构与分类14

2.1.1 传感器结构14

2.1.2 敏感元件、转化元件和传感器分类15

2.2 传感器原理15

2.2.1 膨胀式15

2.2.2 弹性式16

2.2.3 压电式17

2.2.4 电阻式17

2.2.5 电磁感应式18

2.2.6 电容式19

2.2.7 声波式20

2.2.8 电磁波式22

2.2.9 射线式23

习题26

参考文献26

3矿物加工工艺检测系统27

3.1 工艺检测系统概述27

3.2 速度检测27

3.2.1 移动速度检测27

3.2.2 转动转速检测28

3.3 物料质量检测（计量）30

3.3.1 质量、重量与物料计量30

3.3.2 人工测定计量31

3.3.3 电子皮带秤31

3.3.4 核子皮带秤33

3.3.5 其他计量衡器33

3.3.6 矿浆计量34

3.4 物料组成成分检测37

3.4.1 固体物料的成分表示和取样加工37

3.4.2 固体物料矿物组成检测39

3.4.3 物料化学成分含量化验分析42

3.4.4 在线X荧光品位自动分析44

3.4.5 溶液中的溶质成分含量（溶液浓度）测算和检测48

3.4.6 工业窑炉中的CO、 CO2、 SO2气体成分含量检测50

3.5 pH值和矿浆电化学参数检测51

3.5.1 pH检测51

3.5.2 浮选矿浆电化学参数检测54

3.6 物料粒度和单体解离度检测56

3.6.1 物料粒度和单体解离度的基本概念56

3.6.2 物料单体解离度的检测59

3.6.3 物料粒度的人工检测标定60

3.6.4 物料粒度分布的仪器检测63

3.6.5 物料矿石破碎粒度的生产在线检测64

3.6.6 物料矿浆磨矿细度的生产在线检测64

3.7 物料密度、水分和矿浆固含质量浓度检测66

3.7.1 基本概念与计算公式66

3.7.2 物料密度、水分和矿浆浓度的人工检测标定70

3.7.3 物料水分含量的在线仪器检测76

3.7.4 矿浆浓度的在线仪器检测77

3.8 流量检测80

3.8.1 流量的基本概念及在矿物加工工艺中的作用80

3.8.2 药液流量和浮选机充气量的人工测量标定82

3.8.3 流量的仪表测定83

3.9 物位检测86

3.9.1 超声波式物位计86

3.9.2 浮球式液位计87

3.9.3 差压式液位计88

3.10 温度检测89

3.10.1 温度概述89

3.10.2 温度检测仪表91

3.11 压强检测93

3.11.1 压强概述93

3.11.2 压强检测方法与仪表95

3.12 工艺过程视频监测与机器视觉图像分析96

3.12.1 工艺过程视频监控系统96

3.12.2 机器视觉系统和图像检测分析96

习题97

参考文献99

4传统控制技术基础100

4.1 自动控制系统100

4.1.1 基本概念与术语100

4.1.2 自动控制系统的组成单元及类型102

4.1.3 自动控制系统的调节质量标准104

4.2 被控对象及其特性106

4.2.1 被控对象的容量特性与自衡106

4.2.2 被控对象的滞后107

4.2.3 被控对象的数学模型107

4.2.4 被控对象的特点110

4.3 控制规律110

4.3.1 位式（开关）控制110

4.3.2 比例作用控制规律（P）110

4.3.3 积分作用（I）和比例-积分作用控制规律（PI）111

4.3.4 微分作用（D）和比例-微分控制规律（PD）112

4.3.5 比例-积分-微分控制规律（PID）113

4.4 简单的工业控制器114

4.4.1 工业控制器概述114

4.4.2 传统的离心飞球调速器114

4.4.3 电路图、电路开关和继电器控制系统115

4.4.4 比例、微分、积分运算电路及PI、 PID调节器120

4.5 执行器123

4.5.1 执行器的基本构成123

4.5.2 电动执行器的执行机构123

4.5.3 调节部件126

习题127

参考文献128

5工业控制计算机系统和先进控制执行技术129

5.1 计算机与工业控制计算机系统129

5.1.1 计算机和计算机网络129

5.1.2 计算机控制系统134

5.1.3 工业生产过程控制系统的设计选型137

5.1.4 可编程控制器PLC138

5.1.5 集散控制系统DCS146

5.1.6 现场总线控制系统FCS150

5.2 先进控制技术152

5.2.1 先进控制技术概述152

5.2.2 控制系统数学模型153

5.2.3 目标函数155

5.2.4 优化计算方法156

5.2.5 最优控制161

5.2.6 专家系统163

5.2.7 模糊控制164

5.2.8 人工神经网络164

5.3 先进执行器技术166

5.3.1 变频调速技术166

5.3.2 智能电动执行器169

5.3.3 机器人170

习题172

参考文献173

6矿物加工工艺过程控制系统174

6.1 破碎工艺过程控制174

6.1.1 破碎系统设备开、停车的顺序控制和机械联锁174

6.1.2 破碎机的挤满给矿控制175

6.1.3 粉矿粒度检测与破碎机排矿口尺寸开度控制176

6.1.4 粉矿仓的料位检测与布料控制176

6.2 磨矿分级工艺过程控制177

6.2.1 矿量定值控制和磨矿粒度控制178

6.2.2 磨矿返砂比（循环负荷）的检测控制178

6.2.3 磨机装球负荷和给矿负荷的检测180

6.2.4 磨矿分级的系统优化控制软件183

6.3 浮选工艺过程控制184

6.3.1 浮选过程影响因素概述184

6.3.2 浮选槽液面控制185

6.3.3 浮选泡沫状态自动分析186

6.3.4 浮选矿浆 pH值的控制187

6.3.5 浮选加药控制189

6.3.6 浮选机风量、转速和浮选过程温度控制189

6.3.7 浮选过程控制优化软件190

6.4 物理分选工艺过程控制192

6.4.1 选煤过程的重介质悬浮液密度控制192

6.4.2 跳汰重选过程的自动控制系统192

6.4.3 强磁选机及磁选工艺的自动控制系统194

6.4.4 色选机（光电拣选机）及其自动控制系统196

6.5 化学选矿工艺过程控制197

6.5.1 焙烧过程控制197

6.5.2 浸出过程控制198

6.5.3 固-液分离洗涤过程、浸出液处理和化学分离过程控制199

6.6 脱水和尾矿工艺过程控制201

6.6.1 浓密机浓缩过程控制系统201

6.6.2 过滤机自动控制系统202

6.6.3 选矿厂尾矿库的自动监控203

6.6.4 选矿厂回水利用及供水系统的自动控制204

6.7 团矿工艺过程控制205

6.7.1 烧结工艺配料控制205

6.7.2 烧结机风量变频调速控制205

6.7.3 球团工艺焙烧带温度控制207

6.8 矿物加工全流程工艺自动化系统及应用实例207

6.8.1 矿物加工全流程仿真建模和工艺优化控制专用软件系统207

6.8.2 PLC和FCS相结合的选矿厂工艺自动化系统209

6.8.3 DCS选矿厂工艺自动化系统211

6.8.4 DCS和FCS相结合的选矿厂工艺自动化系统212

6.8.5 烧结球团自动化控制系统213

习题214

参考文献214

7工矿企业生产管理中的自动化系统应用217

7.1 工矿企业生产管理的目标和工业自动化系统217

7.1.1 工矿企业生产管理的目标217

7.1.2 工业自动化系统的结构与组成218

7.1.3 工业自动化控制的发展方向219

7.2 计算机在工矿企业生产管理过程中的应用221

7.2.1 开环控制类型的计算机控制221

7.2.2 直接数字控制DDC222

7.2.3 监督计算机控制SCC222

7.2.4 管理信息系统MIS223

7.2.5 计算机分级控制系统225

7.2.6 现代集成制造系统CIMS226

习题227

参考文献227