太原理工大学现代科技学院控制仪表复习资料+答案

1、1. 一个简单的闭环调节系统中至少应包含哪几个环节？检测变送环节；调节控制环节；输出执行环节；2. 过程控制仪表与装置的分类有哪几种？按能源形式分类:可分为电动、气动、液动和机械式等。工业上普遍使用电动和气动控制仪表；按信号类型分类:分为模拟式和数字式两大类； 按结构形式分类:单元组合式控制仪表, 基地式控制仪表,集散型计算机控制系统,现场总线控制系统。3. 过程控制仪表与装置按能源形式分类可分为哪几种？目前工业上普遍使用的是哪两种？过程控制仪表与装置按能源形式分类可分为电动、气动、液动和机械式等。工业上普遍使用电动和气动控制仪表。4. 过程控制仪表与装置按信号类型分类分为哪几种？过程控制仪表

2、与装置按信号类型分类分为模拟式和数字式两大类。5. 模拟式控制仪表的特征有哪些？这类仪表大多线路较简单操作方便，使用灵活，价格较低；其传输信号为连续变化的模拟量。6. 数字式控制仪表的特征有哪些？其传输信号为断续变化的数字量，可以进行各种数字运算和逻辑判断，功能完善性，能优越，能解决模拟式控制仪表难以解决的问题。7. 过程控制仪表与装置按结构形式分类有哪几种形式？单元组合式控制仪表；基地式控制仪表；集散型计算机控制系统；现场总线控制系统8. 单元组合式控制仪表的特征有哪些？各个仪表能够实现一定功能的独立单元；各个仪表之间用统一的标准信号进行联系，将各种独立仪表进行不同的组合，可以构成适用于各种

3、不同场合的自动检测或控制系统。9. 单元组合仪表分为哪些单元？在计算机控制系统中仍使用哪些单元组合仪表？单元组合仪表分为八类：变送单元 执行单元 控制单元 转换单元 运算单元 显示单元 给定单元 辅助单元计算机控制系统中仍使用的单元组合仪表有：控制单元 转换单元 运算单元 显示单元 给定单元 辅助单元10. 变送单元的作用是什么？它能将各种被测参数，如温度、压力、流量、液位等变换成相应的标准统一信号传送到接收仪表，以供指示、记录或控制。11. 控制单元的作用是什么？将来自变送单元的测量信号与给定信号进行比较，按照偏差给出控制信号，去控制执行器的动作。12. 执行单元的作用是什么？它按照调节器输

4、出的控制信号或手动操作信号，操作执行元件，改变控制变量的大小。13. 常用的执行单元的有哪些？角行程电动执行器、直行程电动执行器和气动薄膜调节阀等。14. 基地式控制仪表的特征是什么？基地式控制仪表相当于把单元组合仪表的几个单元组合在一起，构成一个仪表；通常以指示，记录仪表为主体；其控制信号输出一般为开关量，也可以是标准统一信号；也有在数字式变送器或执行器附带的数字式转换器中带有调节器功能。15. 集散型控制系统的特征是什么？以微型计算机为核心，其基本特点是分散控制、集中管理；可以实现单元组合仪表中除了变送和执行单元之外的所有功能。16. 集散型控制系统的基本特点是什么？分散控制，集中控制17

5、. 集散型控制系统的组成及各部分的作用？控制站：完成数据采集、处理及控制的作用。操作站：完成生产过程信息的集中显示、操作和管理。过程通讯网络：用于实现操作站与控制站的连接，完成信息、控制命令等传输。18. 现场总线控制系统的特征？其特征为：现场控制和双向数字通讯，即将传统上集中于控制室的控制功能分散到现场设备中，实现现场控制，而现场设备与控制室内的仪表或装置之间为双向数字通讯。19. 信号制是指什么？信号制即信号标准，是指仪表之间采用的传输信号的类型和数值。20. 制定信号制的目的是什么？达到通用性和相互兼容性的要求，以便不同系列或不同厂家生产的仪表能够共同使用在同一控制系统中，实现系统的功能

6、。21. 气动仪表的信号标准？气动仪表的信号标准即启动仪表的下限值和上限值：下限 上限20kPa(0.2Kgf/cm2) 100kPa(1Kgf/cm2)22. 电动仪表的信号标准？序号电流信号负载电阻 mA 欧 mA 欧欧23. 现场与控制室仪表之间宜采用什么信号？现场与控制室仪表之间宜采用直流电流信号。24. 直流电流信号有哪些优缺点？第3页共25页优点：a、直流比交流干扰少b、直流信号对负载的要求简单c、电流比电压更利于远传信息缺点：a、多个仪表接收同一电流信息，它们必须串联b、任何一个仪表在拆离信号回路之前首先要把该仪表的两个输入端短接，否则其它仪表将会因电流中断而失去信号c 、仪表无

7、公共接地点，须浮空工作。25. 控制室内部仪表之间宜采用什么信号？控制室内部仪表之间宜采用直流电压信号。26. 直流电压信号有哪些优缺点？优点：a、任何一个仪表拆离信号回路都不会影响其它仪表的运行。b、各个仪表具有公共接地点，可以共用一个直流电源。缺点：其接收仪表的输入阻抗要足够高27. 控制系统仪表之间典型联接方式是什么？Io：发送仪表的输出电流 Ro：发送仪表的输出电阻 Ri：接收仪表的输入电阻R ：电流电压转换电阻，Io=420mA时R取250。28. 按照国标GB3836.1 规定，防爆电气设备分为哪两大类？I 类：煤矿井下用电气设备II类：工厂用电气设备29. 防爆仪表依据什么进行分

8、组？防爆仪表根据最大试验安全间隙dmax或最小点燃电流的比值MICR进行分组。30. 仪表的最高表面温度是怎样定的？仪表的最高表面温度= 实测最高表面温度-实测时环境温度+规定最高环境温度31. II 类防爆仪表主要采用哪两种防爆措施？“i”代表什么型防爆仪表？“d”代表什么型防爆仪表？II 类防爆仪表主要采用隔爆型防爆措施和本质安全型防爆措施“i”代表本质安全型防爆仪表“d”代表隔爆型防爆仪表。32. 过程控制仪表常见的防爆等级有哪些？iaIICT5 (iaIICT6) 和dIIBT3 二种。33. iaIICT6 的含义是什么？dIIBT3 的含义是什么？iaIICT6表示II类本质安全型

9、ia等级C级T6组；dIIBT3表示II类隔爆型B级T3组。34. 隔爆型防爆仪表的特点是什么？仪表的电路和接线端子全部置于防爆壳体内35. 隔爆型防爆仪表的防爆措施有哪些？a、采用耐压80100N/cm2以上的表壳b、表壳外部的温升不得超过由易爆性气体或蒸汽的引燃温度所规定的数值c、表壳接合面的缝隙宽度及深度，应根据它的容积和易爆性气体的级别采用规定的数值等36. 隔爆型防爆仪表使用中应注意什么？若揭开仪表表壳，将失去了防爆性能；长期使用会逐渐降低防爆性能37. 安全火花型防爆仪表所采取的措施主要有哪些？a、仪表采用低工作电压和小工作电流。b、在线路设计上，对处于危险场所的电路，选择适当大小

10、的电阻、电容和电感参数，使其只产生安全火花；同时在较大的电容、电感回路中并联双重化二极管以消除不安全火花。38. 要使整个测量或控制系统的防爆性能符合安全火花防爆要求，必须满足什么条件？a、在危险场所使用安全火花型防爆仪表 b、在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅39. 要真正实现安全火花防爆，必须做到哪几点？a、必须正确的安装安全栅和布线b、携带到现场的维修用的仪器仪表必须是安全火花型的仪表40. 从仪表整体结构上看，模拟式控制仪表的两种构成形式是什么？a、仪表整机采用单个放大器，其放大器可由若干放大器或不同的放大器串联而成。b、整机由数目不等的运算放大器电路以不同形式组装而成。41.

11、采用单个放大器的仪表分析方法的特点？a、在满足KKf >>1的条件时，仪表的输出与输入关系仅取决于输入部分的特性和反馈部分的特性。b、在满足KKf>>1的条件时，放大器的净输入e趋向于零(e0)。42. 采用运算放大器的仪表分析方法特点？a、输入电阻Ri=¥；b、输出电阻Ro=0；c、开环电压增益Ko=¥；d、失调及其漂移为零。两条重要的结论：1差模输入电压为零，即Vd=0 或VT=VF；2输入端输入电流为零，即IbT=0, IbF=0;43. 仪表中常用的运算放大器电路有哪四种？a、反相端输入b、同相端输入c、差动输入d、电压跟随器44. 反相端输

12、入运算放大器电路特点？a、输出电压与输入电压成正比，其比例系数为R2/R1；b、输出与输入极性相反；c、反相端不接地，但VF=0，故称反相端为“虚地”；d、输入电阻约等于输入回路电阻R1；e、输入回路电流Ii，全部流经反馈回路，即If=Ii。45. 同相输入运算放大器电路特点？a、输出电压与输入电压成正比，其比例系数为（1+R2/R1）；b、输出与输入极性相同；c、同相端和反相端存在共模电压VC=Vi ；d、输入电阻等于运算放大起本身的共模输入电阻，其值很大，通常为1500M。46. 差动输入运算放大器电路特点？a、在满足电阻匹配条件时，差动输入放大器电路的输出电压仅仅取决于两个输入电压之差（

13、ViT-ViF），即这种电路只放大差动信号，不放大共模信号，且与差动信号Vid成正比，比例系数为R2/R1。输出电压与差动信号极性相同。在仪表线路中，往往取R1=R3、R2=R4，形成所谓对称差动运放电路。b、运算放大器输入端存在共模电压47. 电压跟随器特点？输入电阻高；输出电阻低。它在仪表电路应用中，起隔离作用。48. 仪表的分析步骤？a、了解仪表的作用和结构框图。b、按照结构框图将整机线路划分成相应的部分。c、根据信号的传递方向，对各部分逐一进行分析。d、综合仪表的整机特性49. 在仪表线路中，一般都采用多少伏单电源供电？出于仪表总体设计的需要、便于仪表的安装以及变送器采用二线制等原因，

14、在仪表线路中，一般都采用+24 V伏单电源供电。第2章调节器50. 何为调节器的调节规律？调节器的调节规律就是调节器的输出信号随输入信号(偏差)变化的规律。这个规律常常称为调节器的特性。51. 在分析调节器特性时，调节器的输入和输出各指什么？输入是被控变量与给定值之差即偏差x，输出是输出信号的变化量y。52. 对于调节器，何为正偏差？何为负偏差？x0称正偏差x0称负偏差。53. 何为正作用调节器？何为反作用调节器？x0相应的y0, 称为正作用调节器x0相应的y0, 称为反作用调节器。54. 调节规律的五种表示方法是什么？a、微分方程表示法b、传递函数表示法c、频率特性表示法d、图示法离e、散化

15、表示法55. 调节器的基本调节规律有哪些？a、比例控制规律b、比例积分控制规律c、比例微分控制规律d、比例积分微分控制规律56. 比例调节规律的特点？a、比例控制作用及时迅速 b、控制量的输出会发生变化不是原来的数值 c、存在残余偏差余差57. 积分作用的特点？积分作用的输出与偏差对时间的积分成比例关系。积分作用具有“慢慢来”的特性58. 如何防止积分饱和？a、在控制器输出达到输出范围上限值或下限值时，暂时去掉积分作用。b、在控制器输出达到输出范围上限值或下限值时，使积分作用输出不继续增加。59. 微分作用的特点？输入偏差变化的速度越大，则微分作用的输出越大，然而对于一个固定不变的偏差不管这个

16、偏差有多大，微分作用的输出总是零。60. 推导数字式调节器的位置型PID 算式。理想的PID微分方程为：对式中的连续积分项和微分项进行如下离散化处理对于积分项用下式近似对于微分项用下式近似式中, Dt 是两次采样的间隔时间,即两次采样周期 s T ;n,n-1位采样时间序号.于是可得离散化后的理想PID控制规律算式为：位置型PID 算式输出与实际调节阀的阀位相对应其算式为：增量型PID 算式输出为两个采样周期PID 输出值之差第n-1次采样时的控制器输出为所以增量型PID 算式为：61. 位置型PID 算式的特点？输出与实际调节阀的阀位相对应；便于计算机运算的实现但计算繁琐、占用的计算机内存很

17、大,计算错误或输出错误时，会造成调节阀开度错误，致使控制出错。62. 推导数字式调节器的增量型PID 算式。见第60题63. 增量型PID 算式的特点？输出为两个采样周期PID输出值之差；计算机运算所需的内存较小、计算也相对简单，出现故障不会造成大的影响，易于系统手动和自动间的无扰动切换。64. 数字式调节器构成原理？1.以微处理器(CPU)为核心构成的硬件电路部分；2.系统程序和用户程序构成的软件部分。65. 数字式调节器的硬件电路组成？数字式调节器的硬件电路由主机电路、过程输入通道、过程输出通道、人机接口电路及通信接口电路等部分组成。66. 数字式调节器主机电路的作用？完成数据传递、算术逻

18、辑运算、转移控制等功能。67. 数字式调节器 IO 接口电路的作用？I/O接口是CPU同过程输入、输出通道等进行数据交换的器件，它有并行接口和串行接口两种。68. 数字式调节器过程输入通道电路有哪些？数字式调节器过程输入通道电路有模拟量输入通道、开关量输入通道。69. 数字式调节器过程输出通道电路有哪些？数字式调节器过程输出通道电路有模拟量输出通道、开关量输出通道70. 数字式调节器人机联系部件电路的作用？用以显示或修改输入、输出数据、PID参数和其他参数；提供人机交互的通路，使控制器可以通过按钮或键盘识别操作员输入的命令，操作员通过指示灯、显示器等也可以看到控制器执行的过程和结果。（本题答案

19、书上没有，为本人自编）71. 数字式调节器通信接口电路的作用？通信接口将欲发送的数据转换成标准通信格式的数字信号，经发送电路送至通信线路（数据通道）上；同时通过接收电路接收来自通信线路的数字信号，将其转换成能被计算机接受的数据。72. 数字式调节器的软件构成有哪些？系统程序和用户程序。73. 数字式调节器的系统程序的作用是什么？系统程序通常由监控程序和功能模块两部分组成。监控程序使调节器各硬件电路能正常工作并实现所规定的功能，同时完成各组成部分之间的管理。其主要完成的任务有：系统初始化中断管理自诊断处理键处理定时处理通信处理掉电处理运行状态控制功能模块提供了各种功能，用户可以选择所需要的功能模

20、块以构成用户程序，使调节器实现用户所规定的功能。调节器提供的功能模块主要有： 数据传送高值选择和低值选择PID 运算上限幅和上限幅四则运算折线逼近法函数运算逻辑运算一阶惯性滞后处理开平方运算纯滞后处理取绝对值运算移动平均值运算脉冲输入计数与积算脉冲输出控制方式切换74. 数字式调节器的用户程序的作用是什么？使调节器完成预定的控制与运算功能。使用者编制程序实际上是完成功能模块的连接，也即组态工作。75. 数字式调节器的特点？运算控制功能强通过软件实现所需功能带有自诊断功能带有数字通讯功能具有和模拟调节器相同的外特性保持常规模拟式调节器的操作方式76. 什么是 SLPC可编程调节器？SLPC 可编

21、程调节器是一种有代表性的、功能较为齐全的可编程调节器，其功能有：基本PID、串级、选择、非线性、采样PI、批量PID 等控制功能。并具有自整定功能，可使PID 参数实现最佳整定。用户只需使用简单的编程语言，即可编制各种控制与运算程序，使调节器具有规定的控制运算功能77. SLPC 可编程调节器的运算寄存器及工作方式？SLPC中对应于RAM 存储器的各个不同单元，定义了不同名称的寄存器：寄存器：键盘可修改数据寄存器。S寄存器：运算寄存器。这五个运算寄存器以堆栈方式工作。78. SLPC 可_编程调节器的基本控制指令BSC的应用编程。参照书本P70P72例题79. 变送器的作用？在自动检测和调节系

22、统中，将各种工艺参数，如温度、压力、流量、液位、成分等物理量转换成统一的标准信号，以供显示、记录或调节之用。80. 变送器按照被测参数分类有？差压变送器、压力变送器、液位变送器、流量变送器、温度变送器等81. 模拟式变送器的构成原理及结构图？模拟式变送器组成部分：测量部分、放大器、反馈部分、零点调整和零点迁移。结构图82. 模拟式变送器的输入输出关系曲线和关系式？式中：Ki：测量部分的转换系数 K 放大器放大系数Kf 反馈部分反馈系数图 3-2 模拟式变送器的理想输入输出特性83.数字式变送器的构成原理？智能式变送器由硬件和软件两部分构成。智能式变送器的硬件构成：图 3-3 智能式变送器的硬件

23、构成框图智能式变送器软件构成：A/D 采样程序量程转换程序工程量变换程序滤波程序误差校正程序D/A输出程序通讯程序辅助功能程序智能式变送器还配置有手持终端。84. 数字式(智能式)变送器的构成原理及结构图？85. 数字式变送器软件部分包括？参照上题86变送器的量程调整？量程调整：使变送器的输出信号上限值ymax与测量范围的上限值xmax相对应。量程调整相当于改变变送器的输入输出特性的斜率，也就是改变变送器输出信号y 与输入信号x 之间的比例系数。模拟式变送器的量程调整方法：智能式变送器的量程调整方法：由软件实现。87. 变送器的零点调整和零点迁移？使变送器的输出信号下限值ymia与测量范围的下

24、限值xmia相对应，在xmia=0时，称为零点调整，在xmin0 时，称为零点迁移。零点调整使变送器的测量起始点为零。零点迁移是把测量起始点由零迁移到某一数值：当测量的起始点由零变为某一正值，称为正迁移；当测量的起始点由零变为某一负值，称为负迁移。模拟式变送器的零点调整和零点迁移方法：零点迁移+ 量程调整可以提高仪表的测量精度。89. 电容式差压变送器线性化的原因？原因：传感器组件的输出信号与被测参数之间往往存在着非线性关系。90. 模拟式变送器非线性补偿方法有哪二种？1. 使反馈部分与传感器组件具有相同的非线性特性2. 使测量部分与传感器组件具有相反的非线性特性91. 模拟式变送器信号传输方

25、式有哪二种？二线制和四线制92. 何为四线制？何为二线制？四线制：供电电源和输出信号分别用二根导线传输二线制：二根导线同时传送变送器所需的电源和输出电流信号图3-6 二线制和四线制变送器93. 二线制优点？节省连接电缆、有利于安全防爆和抗干扰。94. 使用二线制的条件？变送器的工作电流： ( ) min I I 4mA 0 £变送器的工作电压： ( ) min max max £ - + g T L V E I R 095. 智能式变送器的信号传输方式？智能式变送器采用双向全数字量传输信号，即现场总线通信方式；目前广泛采用一种过渡方式，即在一条通信线缆中同时传输420mAA

26、DC 电流信号和数字信号，这种方式被称为HART协议通信方式。96. 何为HART通讯协议？HART 是数字式仪表实现数字通讯的一种协议。具有HART 通讯协议的变送器可以在一对电缆上同时传输420mA.DC.的模拟信号和数字信号。HART 通讯协议是采用国际标准化组织（ISO）的开放式系统互连（OSI）参考模型，简化引用其中的三层而制定的。物理层、数据链路层、应用层97. 什么是FSK信号？HART信号传输是基于Bell 202 通讯标准，在420mA.DC.基础上叠加幅度为±0.5mA的不同频率的正弦调制波作为数字信号。这种类型的数字信号称为频移键控（FSK）信号。图 3-7 H

27、ART数字通信信号98. HART通讯协议的物理层定义什么内容？规定了信号的传输方法和传输介质。99. HART通讯协议的传输介质及传输距离关系？HART 协议的物理层规定传输介质为电缆线。单芯带屏蔽双绞电缆，传输距离可达3000米。多芯带屏蔽双绞电缆，传输距离可达1500米。非屏蔽电缆，适用于短距离数据传送。100. HART协议的数据链路层定义什么内容？规定了数据帧的格式和数据通信规程。101HART协议的数据帧格式定义什么内容？数据帧由链路同步信息、寻址信息、用户信息及校验和组成。图 3-8 数据帧基本格式102. HART协议的数据通信规程？数据通信规程：HART 协议按主/从方式通信

28、，这意味着只有在主站呼叫时，现场设备（从站）才传送信息。在一个HART 网络中，允许有主、副两个主站与一个从设备通信。为主的主站：可以是DCS、PLC、基于PC 机的监控系统。副主站：可以是手持编程终端。在不影响主站通信的情况下，可在任何位置与从设备通信。103. HART协议可有哪三种通信模式？HART协议规定有三种通信命令。通用命令：适用于所有符合HART协议的现场仪表。通用操作命令：适用于大部分符合HART协议的现场仪表。特殊命令：各制造厂的产品自己所特有的命令。104 .HART协议的应用层定义什么内容？规定了通讯命令的内容。105. HART协议以什么方式通信？HART 协_议通信方

29、式由微处理器、数据转换器AD421、HART 通信模块、波形整形电路和带通滤波器组成的电路实现，原理框图如下。图 3-9 HART协议通信方式的实现方法106. HART 协议规定的三种通信命令是什么？通用命令通用操作命令特殊命令107. HART 协议通信方式的实现方法？（结合给出的图说明各部分的作用）参照上题108. HART通讯模块的作用？HART通讯模块实现二进制的数字信号与FSK 信号之间的相互转换。109. HART通讯模块的工作过程？（结合给出的图说明各部分的作用）本资料由赵贤成、赵敏、崔晋整理完成第14页共25页110. 差压变送器的作用？用来将差压、流量、液位等被测参数转换为

30、标准的统一信号，以实现对这些参数的显示、记录或自动控制。111. 差压变送器按照检测元件分类有？膜盒式差压变送器电容式差压变送器扩散硅式差压变送器振弦式差压变送器电感式差压变送器等112. 分析电容式差压变送器测量部件的工作机理，推导其关系，说明其特性。本题答案参照书本P100107 页,或者第三章的3450页PPT（公式太多，适当放弃吧）113. 说明电容式差压变送器电容/电流转换电路的作用，工作过程（i1/i2的形成过程），推导其关系，说明其特性。（给出电容/电流转换电路图）作用：将差动电容的相对变化值成比例地转换为差动信号Id。由振荡器、解调器、震荡控制放大器、线性调整电路组成，工作过程

31、、关系、过程具体参照书本P101P105114. 说明电容式差压变送器振荡控制放大器的作用，定量分析，定性分析。115. 说明电容式差压变送器产生非线性的原因和线性调整电路的工作原理。由于电容式压力传感器存在分布电容C0，造成Id与P不再是线性关系。P的增大，Ci2增大，Ci1减小。由于Ci2增大的速率要比Ci1减小的速率快，使得（Ci2+ Ci1）随着P 的增加而增大，即K2随P 的增加而增大，从而使得Id与P 之间不再是线性关系。线性调整电路：116. 说明电容式差压变送器放大转换部分的作用。将测量部分输出的差动信号Id放大并转换成420mA 的直流输出电流，实现量程调整、零点调整和迁移、

32、输出限幅和阻尼调整功能。117. 说明电容式差压变送器电流放大电路的作用。图 3-10 震荡控制放大电路将 Id放大并转换成420mA的直流输出电流，并实现量程调整。118. 说明电容式差压变送器零点调整与零点迁移电路的作用。零点调整：调整电位器W2，即可改变VA的大小，可以使得变送器的输出电流为4mA，实现变送器的零点调整。零点正迁移：接通R119. 说明电容式差压变送器输出信号主回路。输出电流Io路线为：120. 说明电容式差压变送器输出限幅电路的作用。Io最大值关系是什么？用 R18限制变送器输出电流Io的最大数值不超过30mA。Io最121. 说明电容式差压变送器阻尼电路的作用。抑制变

33、送器的输出电流因输入差压快速变化所引起的波动。122. 说明扩散硅式差压变送器的工作原理（包括：传感器与供电电路，前置电压放大器，电压? 电流转换器）。（给出扩散硅式差压变送器原理电路图）工作原理：扩散硅压阻传感器的应变电阻阻值在DP 作用下发生变化，使硅桥产生不平衡电压Us，再经前置放大并转换成Io输出。图 3-11 扩散硅式差压变送器构成方框图图 3-12 扩散硅式差压变送器电路原理图123. 说明 ST3000智能差压变送器与3051C智能差压变送器的特性区别。图 3-13 ST3000智能差压变送器本资料由赵贤成、赵敏、崔晋整理完成第18页共25页图 3-14 3051C智能差压变送器

34、124. 说明 1151数字式差压变送器各组成部分的作用。图 3-15 1151数字式差压变送器125. 何为一体化温度变送器？所谓一体化温度变送器，是指将变送器模块安装在测温元件接线盒或专用接线盒内的一种温度变送器。其变送器模块和测温元件形成一个整体，可以直接安装在被测温度的工艺设备上，输出为标准统一信号。对于测温元件采用热电偶的变送器，不必采用昂贵的补偿导线，可节省安装费用。图 3-16 一体化温度变送器126一体化温度变送器的特点？体积小、重量轻、现场安装方便以及输出信号抗干扰能力强，便于远距离传输。对于测温元件采用热电偶的变送器，不必采用昂贵的补偿导线，可节省安装费用。127. 说明

35、AD693 芯片的作用和各组成部分的功能。一种专用变送器芯片，可以直接接受传感器的直流低电平输入信号并转换成420mA的直流输出电流。图 3-17 AD693原理图128. 画出AD693 构成的热电偶温度变送器原理电路图。写出其静态关系，并从静态关系说明之。（给出AD693 引脚图）图 3-18 AD693构成的热电偶温度变送器静态关系看书129. 画出AD693 构成的热电偶温度变送器原理电路图。写出其静态关系，并从静态关系说明之。（给出AD693 引脚图）130执行器在自动控制系统中的作用？接受来自调节器的控制信号，通过其本身开度的变化，从而达到调节流量的目的。131为什么说执行器是调节

36、系统的薄_弱环节？执行器的工作、使用条件恶劣，是调节系统的薄弱环节。132. 执行器的构成？各部分的作用？执行器由执行机构和调节机构两个部分构成执行机构：根据输入信号的大小产生相应的输出力或位移去推动调节机构动作。调节机构：在执行机构的作用下使阀芯产生一定位移，即使执行器开度发生变化，达到调节被控介质流量的目的。本资料由赵贤成、赵敏、崔晋整理完成第20页共25页133. 执行器按使用的能源形式分类有？气动执行器：控制气动调节阀电动执行器：控制电动调节阀134. 气动调节阀的特点？优点：结构简单、动作可靠稳定、输出力大、安装维修方便、价格便宜和防火防爆。缺点：响应时间大，信号不适于远传。135.

37、 电动调节阀的特点？优点：动作较快、能源获取方便，特别适于远距离的信号传送。缺点：输出力较小、价格贵，且一般只适用于防爆要求不高的场合。136. 执行器的作用方式？正作用：当输入信号增大时，执行器的流通截面积增大，即流过执行器的流量增大。气动调节阀通常称为气开阀。反作用：当输入信号增大时，执行器的流通截面积减小，即流过执行器的流量减小。气动调节阀通常称为气关阀。137. 气动执行机构的作用？接受气动调节器或阀门定位器输出的气压信号，并将其转换成相应的输出力F和直线位移l，以推动调节机构动作。138. 分析说明气动薄膜式执行机构的静态特性。气动薄膜式执行机构的力平衡方程式为：: 膜片的有效面积l

38、: 压缩弹簧的位移, 即执行机构推杆的位移Cs: 压缩弹簧的刚度139. 分析说明气动薄膜式执行机构的动态特性。气动执行机构的输入信号管线，可近似为是一个气容，而薄膜气室也是一个气容，因此可两气容合并考虑。输入信号管线存在一定的阻力，因_此执行机构可以近似看成是一个阻容P A C l e S = 1图4-1 气动薄膜式执行机构的静态特性环节，薄膜气室内压力P1和控制器输出压力Po之间的关系可以写为：140. 电动执行机构的构成原理及各部分的功能？电动执行机构由伺服放大器、伺服电机、位置传送器和减速器四部分组成，其构成原理如图：伺服电机作用:将伺服放大器输出的电功率转换成机械转矩。伺服放大器作用

39、:将输入信号和反馈信号进行比较，得到差值信号，并根据的极性和大小，控制可控硅交流开关、的导通或截止。可控硅交流开关、用来接通伺服电机的交流电源，分别控制伺服电机的正、反转或停止不转。位置发送器作用:利用位移检测元件(差动变压器、塑料薄膜电位器和位移传感器等)将电动执行机构输出轴的位移线性地转换成反馈信号，反馈到伺服放大器的输入端。减速器的作用是将伺服电机高转速、小力矩的输出功率转换成执行机构输出轴的低转速、大力矩的输出功率，以推动调节机构。141.电动执行机构的特性及输入输出关系？伺服放大器是一个具有继电特性的非线性环节，2D- < i f I I 时, 无输出，2D- ³ i

40、 f I I 时, 输出215V。142.电动调节阀输入信号(mA)与调节阀开度(%)的对应关系？电动执行机构的静态关系： iq = 1 = 1 。对于角行程执行机构, 对应Ii=420mA, q =090o。143.用电动仪表控制气动调节阀时，中间需要配用什么设备？电气阀门定位器。第 6章计算机控制系统的基本知识144.计算机控制系统的特征，重要性，相关技术，发展过程，功能？特征: 各种自动化仪表和自动控制装置已从模拟时代逐渐跨入真正数字时代。重要性: 是实现安全、高效、优质、低耗生产的基本条件和重要保证，是现代工业生产中不可替代的神经中枢；相关技术: 涉及计算机技术、自动控制技术、检测和传

41、感技术、先进控制技术、智能仪表技术、网络通信技术等；发展过程: 直接数字量控制(DDC)、集中型计算机控制、分布式计算机控制(DCS)、现场总线(工业以太网)控制；功能: 实现生产过程自动化和信息管理自动化，即计算机综合自动化。145.计算机网络拓扑结构主要有哪些？总线型拓扑、星型拓扑、环型拓扑、树型拓扑和网状拓扑。146.计算机控制系统的主要设计思想考虑哪几方面因素？1.可靠性2.可维护性3.实时性4.性能价格比本资料由赵贤成、赵敏、崔晋整理完成第22页共25页147.可靠度及冗余的概念？可靠度：在规定的环境温度、湿度、振动和使用方法及维护措施等条件下，在规定的工作期限内，设备无故障地发挥规

42、定功能（应具备的技术指标）的概率。冗余：指通过多重备份来增加系统的可靠性。148.平均无故障工作时间MTBF的概念？MTBF指设备在相邻两次故障的间隔内正常工作的平均时间。149.平均故障修复时间MTTR的概念？MTTR指设备出现故障以后经过维修恢复并重新投入运行所需要的平均时间。150. 提高控制系统可靠性的主要措施？选用高性能的控制设备。设计可靠的控制方案，提供各种安全保护措施。采用分散控制思想。增加后备手操或后备仪表控制系统。对于可靠性要求更高的特殊控制对象可以设计冗余系统。采用安全可靠的屏蔽、隔离、接地等抗干扰技术。另外，软件可靠性求应用软件的结构合理、稳定性好、抗干扰能力强，具有自诊

43、断功能，并面对任何异常操作不影响系统主要功能的正常运行。151.可维护性的概念？可维护性是指故障发生后通过维修使系统恢复的能力，它主要体现在易于查找故障，易于排除故障。152.提高控制系统可维护性的主要措施？设计合理的系统结构。选择系列化、标准化、通用化、一致性好的硬件设备。系统最好能够带电插拔维修。软硬件具有自诊断功能，便于维修人员对故障点的快速定位、分析检查和排除故障。153.计算机控制系统的发展过程？发展过程: 直接数字量控制(DDC)、集中型计算机控制、分布式计算机控制(DCS)、现场总线(工业以太网)控制。154.计算机控制系统的三个发展特征？系统结构向网络化、网络扁平化方向发展；系

44、统功能向综合化方向发展；系统设备向多样化方向发展。第 8章集散控制系统155.集散控制系统的设计思想（或主要特征）？(1) 分级递阶结构；(2) 采用微机智能技术；(3) 采用局部网络通信技术；(4) 丰富的功能软件包；(5) 采用高可靠性技术。156.集散控制系统4C技术？过程控制技术(Control)、计算机技术(Computer)、网络通信技术(Communication)和图形处理技术(CRT)即“4C”技术。157.集散控制系统的核心？DCS以计算机及其网络系统为核心。158.集散控制系统的功能层次及各自的作用？第一级：为过程控制，根据上层决策直接控制生产过程，具体承担信号的变换、输

45、入、运算和输出的分散控制任务；第二级：为控制管理级，对生产过程实现集中操作和统一管理；第三级：为生产管理级，承担全工厂或全公司的最优化；第四级：为经营管理级，根据市场需求、各种与经营有关的信息因素和生产管理的信息，做出全面的综合性经营管理和决策。159.集散控制系统的特点？(1) 分级递阶结构；(2) 采用微机智能技术；(3) 采用局部网络通信技术；(4) 丰富的功能软件包；(5) 采用高可靠性技术。160.计算机控制系统的可靠性指标有哪些？可靠度；平均无故障工作时间MTBF；平均故障修复时间MTTR。161.MTBF是指什么？MTTR 是指什么？多数集散控制系统的MTBF和MTTR指标能达到

46、多少？MTBF指设备在相邻两次故障的间隔内正常工作的平均时间。MTTR指设备出现故障以后经过维修恢复并重新投入运行所需要的平均时间。MTBF 50Kh，MTTR 5min。162.SUPCON JX-300X集散控制系统的三层网络结构？及各层网络的功能？底层为控制站内部网SBUS, SBUS总线分为二层, 第一层为双重SBUS-S2, 是主控卡连接各层机笼数据转发卡的现场总线, 第二层为SBUS-S1, 连接机笼内数据转发卡和各I/O 卡。中间层为过程控制网，连接系统的ES、OS(最多32 个)、CS(最多15 个)，实现站与站之间的数据交换。最上层为信息管理网，用于工厂级的信息传输和管理。1

47、63.SCnet II网的TCP/IP协议地址约定范围？SCnet II 操作站地址约定地址范围类别网络码IP地址备注128.128.1 129160操作站地址128.128.2 129160每个操作站包括两块互为冗余的网卡。两块网卡享用同一个IP地址，但应设置不同的网络码，分别连接到两个HUB，构成A、B网。SCnet II 控制站地址约定地址范围类别网络码IP地址备注128.128.1 231控制站地址128.128.2 231每个控制站包括两块互为冗余的主控卡。分别连接到A、B网。两块主控卡使用不同的网络码和不同的IP地址。1. IP须以偶数开始且相邻。2.非冗余配置时只使用偶数地址，奇

48、数地址为空保留，不能再被别的节点使用。164.SBUS-S2网的约定？SBUS-S2 网为第一层，物理上位于控制站与所管辖的I/O 机笼之间，用于连接主控卡和各机笼内数据转发卡(通信卡)的数据交换。一个控制站的主控卡通过SBUS-S2 总线可以挂接8个I/O 单元的数据转发卡，冗余地址为015(主控制机笼中的数据转发卡地址必须为0 和1)。冗余配置的地址须以偶数开始且相邻，非冗余配置时只使用偶数地址，奇数地址为空保留，不能再被别的数据转发卡节点使用。165.SBUS-S1网的约定？SBUS-S1 网为第二层，物理上位于各I/O 机笼内母板上，连接机笼内数据转发卡和各I/O 卡之间的数据交换。I

49、/O 卡件在SBUS-S1 总线上的地址是与机笼槽位015对应的，冗余配置的两块I/O 卡须插在偶数地址开始的相邻两个槽为中。166.JX-300X DCS的控制层网络叫什么？它是连接什么设备的网络？过程控制网为双高速冗余工业以太网SCnetII网。连接系统的ES、OS(最多32 个)、CS(最多15 个)，实现站与站之间的数据交换。167.JX-300X DCS控制站内部的底层网络总称是什么？SBUS网(现场总线)168.JX-300X DCS控制站内部的底层网络包括S1总线和S2总线两层，S2总线位于控制站内部什么之间？它是用来连接什么设备的总线？SBUS-S2 物理上位于控制站与所管辖的

50、I/O 机笼之间，用于连接主控卡和各机笼内数据转发卡(通信卡)的数据交换。169.JX-300X DCS控制站内部的底层网络包括S1总线和S2总线两层，S1总线位于控制站内部什么位置？它是用来连接什么设备的总线？SBUS-S1 物理上位于各I/O 机笼内母板上，连接机笼内数据转发卡和各I/O 卡之间的数据交换。170.实验中用到过的JX-300X 控制站卡件的型号、名称和性能各有哪些？型号卡件名称性能SP243X 主控制卡(SCnet II) 负责采集、控制、通信，10MbpsSP233 数据转发卡SBUS总线标准，用于扩展I/O 单元SP313X 电流信号输入卡 4路输入，可配电，分组隔离，

51、可冗余SP322X 模拟信号输出卡 4路输出，点点隔离，可冗余SP000 空卡I/O 槽位保护板171.JX-300X DCS控制站机柜最多能配置多少只机笼？每台机柜最多可配置7 只机笼(1只电源机笼和6 只卡件机笼)。172.假设已知系统测量和控制参数点数以及冗余要求（给出系统I/O 点统计数据表），能完成控制站硬件（卡件）配置表和控制站机笼卡件配置图，并说明各卡件冗余关系。图文叙述题第九题。173.设JX-300X DCS中有3个可用的I/O模块槽位地址分别是1、2、 3，若需配置一对I/O冗余模块，则这对I/O模块应配置到哪两个地址槽位上？2、3。174.设JX-300X DCS中有3个可用的控制站地址分别是10、11、12，若控制站主控制卡采用冗余配置，则该控制站地址应定义为多少？10、11。175.集散控制系统的软件构成？系统软件、应用软件（现场控制站应用软件、操作站应用软件）、通信软件、组态软件。176.集散控制系统现场控制站应用软件的功能有哪些？报警检测、输入、输出；实时数据库；连续过程控制；顺序控制。177.集散控制系统操作站应用软件的功能有哪些？历史数据存储；过程画面显示和管理；报表打印和