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PLC 138
5.1.5 集散控制系统DCS 146
5.1.6 现场总线控制系统FCS 150
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DDC 222
7.2.3 监督计算机控制SCC 222
7.2.4 管理信息系统MIS 223
7.2.5 计算机分级控制系统 225
7.2.6 现代集成制造系统CIMS 226
习题 227
参考文献 227