按其工作介质可分为以下两种：

（1）液压控制 液压控制用油液作为工作介质，故能把由于功率的损耗而产生的热量，从发生的地方带到别处，这样在一定的功率情况下，可以大大减小部件的尺寸；从负载的影响看，液压系统具有机械上的刚性，用在闭环系统中，定位刚度较大，位置误差较小；与机械机构相比，液压执行器的响应速度较高，能高速启动、制动与反向，同时其力矩—惯量比也较大，因而其加速能力较强；液压传动易实现无级调速，具有自身润滑等优点。

液压系统的缺点是：由于难以避免漏油，因而会影响运动的平稳性，并使效率降低；油液被尘埃或流体截止中其他杂质污损后，会造成液控系统发生故障；油液具有易燃性，有引起爆炸的危险；液体粘度受温度影响，使供油量和执行机构的运动速度不稳定；油液中有空气会引起工作机构的不均匀跳动；就处理小功率信号的数学运算、误差检测、放大、测试与补偿等功能而言，液压装置不如电子或机电装置那样灵活、线性、准确和方便，因而在控制系统的小功率部分，一般不宜采用，主要应用于系统的动力部分。

（2 气动控制 气动控制与液压控制相比，动作迅速、方便，使用的元件和工作介质成本低，便于现有机器设备的自动化改装，已经在国际上得到很大发展，成为热点之一。气动控制的缺点，是运动不平稳，有噪音，控制元件的体积较大。

电磁流量计流体控制三个注意事项：

1、在工作时，铂丝检测元件用直流电流加热，温度大概比液体温度高出20°c左右，流量计的流体流经发生体时，在发生体两侧产生交变的压力差，在此压力差的作用下，流体产生吸入、吹出作用，导致热丝温度降低，引起它的电阻减小，从而破坏测量电桥平衡，输出电压信号。

2、控制流体边界层的分离点，在吸入侧，从主导压孔到辅助导孔旋涡的分离被有效控制。而在吹出侧，旋涡从主导压孔开始形成，并从主导压孔向下游辅助导压孔运动的过程中得到充分的增强。流体控制元件快易优自动化选型里有收录。

3、该电压信号经过放大之后，提高桥路的直流供电电压，从而增大了热丝的解热电流，使热丝的温度回升到原来的温度。旋涡交替分离时，在发生体两侧产生交变的压力表，迫使流体从发生体一侧主、辅导压孔吸入，经过热丝检测元件，再从另一侧的主、辅导压孔吹出，实现旋涡分离信号检测。在发生体内腔，设置了隔墙，在隔墙的槽内，安装了铂丝检测元件。为了提高检测元件的响应速度，应该减小检测元件的热容量和时间常数，因此铂丝很细。 2100433B 解读词条背后的知识

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《流体控制工程》的内容包括流体控制的各个要素：流体运动的动态特性，用于流体控制的传感器，流体控制机械——调节阀、泵和风机，电气控制的基本知识和技术手段，变频调速技术，可编程控制器，现场总线控制系统，以及流体控制工程方案中的若干实例和实际问题。《流体控制工程》把流体控制的各个技术要素，放置在控制系统发展史的背景下论述，抓住信号传输标准的发展和演变这一主线，以控制系统的基本结构为框架，将各个技术要素贯穿起来，阐明技术发展的脉络，指出技术发展的方向。

《流体控制工程》可作为热能动力、流体机械、石油化工等专业的本科教材，同时对于相关领域，特别是核工程与核技术的工程技术人员也有很大参考价值。

流体控制阀是指一种止回阀，尤其是一种小便器阀。

其包括一部件(4)，所述部件(4)具有一由一弹性材料制成的扁平片件(6)，所述片件(6)与一自支承的槽形部分的一端(5)端接，以及一设有一表面使所述片件(6)的另一端可靠在所述表面上密封的互补部件。所述互补部件最好如同一镜像那样做成与所述部件(4) 相同的结构。

第1章 流体控制概论……………………1

1.1 流体控制的基本原理……………………1

1.2 本书的内容安排……………………2

1.3 控制系统概述……………………2

1.3.1 控制系统的分类……………………2

1.3.2 控制系统的基本组成……………………3

1.3.3 测量方法和测量装置……………………4

1.3.4 控制方法和运算处理装置……………………5

1.3.5 控制的执行方法和执行装置……………………7

1.3.6 控制系统各要素的关系……………………7

1.3.7 控制系统的人机界面……………………8

1.4 控制系统的发展……………………9

1.4.1 控制系统的发展历史……………………9

1.4.2 仪表控制系统的基本概念……………………10

1.4.3 早期的仪表控制系统———基地式仪表……………………13

1.4.4 近代仪表控制系统———单元式组合仪表……………………13

1.4.5 数字式单回路调节器SLC ……………………15

1.4.6 计算机控制系统……………………16

1.4.7 控制系统从模拟技术向数字技术的演进……………………17

1.4.8 分布式控制系统的产生及其特点……………………19

1.4.9 现场总线控制系统的产生及控制系统的全面数字化……………………21

第2章 流体控制机械……………………24

2.1 调节阀的组成及分类……………………24

2.2 传统的阀……………………26

2.2.1 阀的类型……………………26

2.2.2 阀芯结构……………………30

2.3 执行机构……………………32

2.3.1 气动执行机构……………………32

2.3.2 电动执行机构……………………35

2.4 数字阀……………………39

2.4.1 工作原理和结构……………………39

2.4.2 数字阀的特点……………………40

2.5 调节阀的流量系数……………………42

2.5.1 流量系数的定义及其物理意义……………………42

2.5.2 流量系数计算公式……………………43

2.6 调节阀结构特性和流量特性……………………48

2.6.1 调节阀的结构特性……………………48

2.6.2 调节阀的流量特性……………………50

2.7 调节阀的选型……………………55

2.7.1 阀的选择……………………56

2.7.2 执行机构的选择……………………56

2.7.3 调节阀作用方式的选择……………………58

2.7.4 调节阀流量特性的选择……………………59

2.7.5 调节阀口径的确定……………………61

2.8 泵和风机……………………64

2.8.1 泵与风机主要的控制参数……………………64

2.8.2 通用性能曲线……………………66

2.8.3 泵与风机的变速调节……………………67

2.8.4 泵与风机变速的实现形式……………………68

第3章 交流变频调速……………………69

3.1 交流调速的基本类型……………………69

3.1.1 交流异步电动机调速方式……………………69

3.1.2 异步电动机调速系统分类……………………69

3.1.3 交流同步电动机调速系统的基本类型……………………70

3.1.4 变频调速的现实意义……………………70

3.2 变频调速的概念……………………70

3.2.1 转速与频率的关系……………………70

3.2.2 实现变频调速的必要条件……………………71

3.2.3 高水平的控制是变频调速的基础……………………71

3.3 变频变压调速的基本控制方式……………………71

3.3.1 电动机要求主磁通不变的原因……………………71

3.3.2 保持Eg/f1 为常数的控制方式……………………72

3.3.3 保持U1/f1=常数的控制方式……………………72

3.3.4 恒功率控制方式……………………73

3.4 变频器的分类……………………74

3.4.1 按变流环节不同分类……………………74

3.4.2 按直流电路的滤波方式分类……………………77

3.4.3 按电压的调制方式分类……………………78

3.4.4 按控制方式分类……………………82

3.4.5 按输入电流的相数分类……………………83

3.5 变频器的基本结构……………………84

3.5.1 变频器的主电路……………………84

3.5.2 变频器的控制电路……………………85

3.6 变频器功能综述……………………87

3.6.1 频率给定功能……………………88

3.6.2 控制方式的选择功能……………………88

3.6.3 升速和降速功能……………………89

3.6.4 变频器的控制功能……………………91

3.6.5 变频器的保护功能……………………91

3.6.6 变频器的功能预置……………………92

3.7 MICROMASTER440变频器……………………93

3.7.1 MM440通用型变频器的特点……………………93

3.7.2 MM440变频器的电路结构……………………94

3.7.3 MM440变频器与电源和电动机的连接……………………97

第4章 可编程控制器……………………99

4.1 可编程序控制器概述……………………99

4.1.1 PLC的产生……………………99

4.1.2 PLC的定义……………………100

4.1.3 PLC的特点……………………100

4.1.4 PLC的应用领域……………………101

4.1.5 PLC的分类……………………102

4.1.6 PLC的主要技术指标……………………103

4.1.7 PLC的发展阶段……………………104

4.1.8 PLC的发展趋势……………………105

4.2 PLC的基本组成……………………106

4.2.1 PLC的基本组成部分……………………106

4.2.2 PLC系统的等效电路……………………110

4.2.3 PLC与继电器控制系统的区别……………………111

4.3 PLC的工作原理……………………112

4.3.1 PLC的工作方式与运行框图……………………112

4.3.2 PLC的工作过程……………………113

4.3.3 PLC对输入/输出的处理原则……………………115

4.4 PLC的软件……………………115

4.4.1 软件的分类……………………115

4.4.2 应用软件的编程语言……………………116

4.5 PLC控制系统的设计……………………118

4.5.1 PLC控制系统的设计原则与选用依据……………………118

4.5.2 PLC控制系统的设计步骤……………………118

4.6 S7-300系列PLC的硬件……………………121

4.6.1 S7-300系列PLC的组成部件……………………121

4.6.2 S7-300的系统结构……………………122

4.6.3 寻址……………………123

4.7 STEP7编程……………………124

4.7.1 STEP7的程序结构……………………124

4.7.2 数据类型……………………127

4.7.3 符号编址……………………130

4.7.4 STEP7指令系统简介……………………131

第5章 现场总线控制系统……………………136

5.1 现场总线的含义和产生……………………136

5.1.1 现场总线的含义……………………136

5.1.2 现场总线的产生……………………137

5.2 FCS的含义和产生……………………140

5.2.1 FCS的含义……………………141

5.2.2 FCS的产生……………………141

5.2.3 FCS的变革……………………143

5.3 FCS的特点和优点……………………144

5.3.1 系统的分散性……………………144

5.3.2 系统的开放性……………………145

5.3.3 产品的互操作性……………………145

5.3.4 环境的适应性……………………145

5.3.5 使用的经济性……………………145

5.3.6 维护的简易性……………………145

5.3.7 系统的可靠性……………………146

5.4 FCS的体系结构……………………146

5.4.1 FCS的层次结构……………………146

5.4.2 FCS的硬件结构……………………147

5.4.3 FCS的软件结构……………………148

5.4.4 FCS的网络结构……………………149

5.5 现场总线的设备……………………149

5.5.1 现场总线仪表……………………150

5.5.2 现场总线辅助设备……………………151

5.5.3 现场总线接口……………………151

5.6 现场总线仪表的应用块……………………151

5.6.1 现场总线仪表的资源块……………………152

5.6.2 现场总线仪表的变换块……………………152

5.6.3 现场总线仪表的功能块……………………153

5.7 现场总线控制回路的构成……………………155

5.7.1 简单控制回路的构成……………………155

5.7.2 复杂控制回路的构成……………………156

参考文献……………………158" 2100433B