过程控制复习重点

1、过程控制复习重点热点偶：当两种不同的导体或半导体连接时，若两个接点温度不同，回路中会出现热电动势，并产生 电流；通常将一端温度TO维持恒定，称为冷端或自由端。另外一端放在需要测温的地方，称为热端 或工作端。温度补偿：只有当热电偶冷端温度保持不变时，热电势才是被测温度的单值函数；热电偶的冷端温度补偿：只有将冷端温度保持为0C,或者进行一定的修正才能得到准确的测量结果。 热电阻：在中、低温区，热电偶输出的热电动势很小；而在中、低温区，用热电阻比用热电偶做为测 温元件时的测量精确度更高；热电阻特点：性能稳定、测量精度高，一般可在-270900r范围内使用（推荐在150C以下时选用）。1习题1-1试述

2、热电偶的测温原理，工业上常用的测温热电偶有哪几种 ？什么热电偶的分度号？在什么情况下 要使用补偿导线？答:a.当两种不同的导体或半导体连接成闭合回路时 ，若两个接点温度不同，回路中就会出现热电 动势，并产生电流.b.铂极其合金,镍铬-镍硅,镍铬-康铜,铜-康铜c分度号是用来反应温度传感 器在测量温度范围内温度变化为传感器电压或电阻值变化的标准数列.d.在电路中引入一个随冷端温度变化的附加电动势时，自动补偿冷端温度变化，以保证测量精度，为了节约，作为热偶丝在低 温区的替代品.1-2热电阻测温有什么特点？为什么热电阻要用三线接法？答:a.在-200到+500摄氏度范围内精度高，性能稳定可靠，不需要

3、冷端温度补偿，测温范围比热电 偶低，存在非线性.b.在使用平衡电桥对热电阻进行测量时，由电阻引出三根导线，一根的电阻与 电源E相连接,不影响电桥的平衡，另外两根接到电桥的两臂内，他们随环境温度的变化可以相互 抵消.（在中、低温区，热电偶输出的热电动势很小；而在中、低温区，用热电阻比用热电偶做为测温元件 时的测量精确度更高；热电阻特点：性能稳定、测量精度高，一般可在-270900E范围内使用（推荐在150C以下时选用）。）1-3说明热电偶温度变送器的基本结构.工作原理以及实现冷端温度补偿的方法.在什么情况下要做 零点迁移？答:a.结构:其核心是一个直流低电平电压-电流变换器，大体上都可分为输入电

4、路.放大电路及反 馈电路三部分.b.工作原理：应用温度传感器进行温度检测其温度传感器通常为热电阻，热敏电阻集成温度传感器.半导体温度传感器等，然后通过转换电路将温度传感器的信号转换为变准电流信 号或标准电压信号.c.由铜丝绕制的电阻Rcu安装在热电偶的冷端接线处，当冷端温度变化时，利 用铜丝电阻随温度变化的特性，向热电偶补充一个有冷端温度决定的电动势作为补偿.桥路左臂由 稳压电压电源Vz（约5v）和高电阻R1（约10K欧）建立的恒值电流12流过铜电阻Rcu,在Rcu上产生 一个电压，此电压与热电动势Et串联相接.当温度补偿升高时,热电动势Et下降，但由于Rcu增值, 在Rcu两端的电压增加，只

5、要铜电阻的大小选择适当，便可得到满意的补偿.d.当变送器输出信号 Ymin下限值（即标准统一信号下限值）与测量范围的下限值不相对应时要进行零点迁移.1-4什扰？共模干扰为什么会影响自动化仪表的正常工作 ？怎样才能抑制其影响？么叫共模干扰和差模 干扰？为什么工业现场常会出现很强的共模干答:共模干扰：电热丝上的工频交流电便会向热电偶泄漏，使热电偶上出现几伏或几十伏的对地干 扰电压,这种在两根信号线上共同存在的对地干扰电压称为.差模干扰:在两根信号线之间更经常地存在电磁感应、静电耦合以及电阻泄漏引起的差模干扰.工业上会出现共模干扰是因为现场有动 力电缆,形成强大的磁场.造成信号的不稳.共模干扰是同时

6、叠加在两条被测信号线上的外界干扰 信号,是被测信号的地和数字电压表的地之间不等电位，由两个地之间的电势即共模干扰源产生的 在现场中，被测信号与测量仪器间相距很远.这两个地之间的电位差会达到几十伏甚至上百伏，对测量干扰很大使仪表不能正常工作有时会损坏仪表.共模干扰在导线与地（机壳）之间传输,属于非 对称性干扰，共模干扰幅度大.频率高.还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大.消除共模干 扰的方法包括:（1）采用屏蔽双绞线并有效接地（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽（3）布线 时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线 不要和电控锁共用同一个电源（5）采用线性稳压电源或高品质的开关

7、电源（纹波干扰小于50mV）.2.1什么是调节器的调节规律？ PID调节器的数学表达式是怎样的？比例、积分、微分三种调节规 律有何特征？为什么工程上不用数学上理想的微分算式？规律：确定调节器的动态特性称为调节器的调节规律，是调节器的输入信号与输出信号之间的动态关系。PID调节器的数学表达式:G(s)二黑 二Kc(1 I- TdS)TsP调节（比例调节规律）特点：1）有差调节，不可避免地存在稳态误差：2）稳态误差随比例度的增 大而增大；3）不适用于给定值随时间变化的系统；4）增大Kc,不仅可以减小稳态误差，还可以加快 响应速率I调节（积分调节规律）特点：1）可以提高系统的无差度，也即提高系统的稳

8、态控制精度：2）过渡过程变化相对缓慢，系统的稳定性差D调节（微分调节规律）特点：1）单纯的微分调节器是不能工作的 2）能预测偏差变化趋势，防止系 统被调量出现较大动态偏差；对静态偏差无抑制作用。故工程上一般不单独使用数学上理想的微分算式。2.2试给出DDZ-III型调节器的基本组成结构和主要运算电路2.3 PID调节器中,比例度p,积分时间常数Ti,微分时间常数Td,积分增益Ki,微分增益Kd分别有什 么含义？在调节器动作过程中分别产生什么影响 ？若令Ti取 ,Td取0,分别代表调节器处于什么状态？ 答：比例度P为调节器的比例增益，它的大小决定了比例调节作用的强弱，P越大，比例调节作用越强 （

9、只要有输入，必有输出）。TI积分时间表示积分作用的强弱，TI越大，积分作用越弱（只要输入不 为零，输出的积分作用会一直随时间增长）；TD微分时间，表示微分作用的强弱，TD越大，微分作用 越强。积分增益Ki为放大器增益,Ki越大，调节静差越小。Kd为比例微分调节器输出地最大跳变值与 单纯由比例作用产生的输出变化值之比。Ti取无穷时，调节器处于PD状态.Td取零时调节器处于PI状态.2.8数字控制算法有哪些优点？1. 功能丰富，很多功能可以用软件来实现，参数修改容易；2.具有自诊断功能，有效防止事故的发生；3.可以方便地与上位机或测控网络通信；4.便于小型化，并减小功耗。2.9给出实用的PID数字

10、表达式，数字仪表中常有哪些改进型PID算法？yn TN卡月尹1.微分先行的PID算法2.比例先行的PID算法3.带可变型设定值滤波器SVF的PID算法 执行器 组成执行机构（驱动）和调节机构（阀芯）定义：执行器是自动化技术工具中接收控制信息并对受控对象施加控制作用的装置。 功能：是控制系统正向通路中直接改变操纵变量的仪表，由执行机构和调节机构组成。 分类：大致上可分为电动、气动、液动三种。气动执行器结构简单工作可靠价格便宜维护方便防火防爆固有流量特性：调节阀前后压差不变时，得到的流量特性。直线：控制阀的相对流量与相对开度成直线关系。对数：小流量时，控制作用平缓；大流量时，控制作用灵敏有效，克服

11、了直流特性的不足。 快开：适于要求快速开、闭的控制系统。工作流量特性：实际应用时，调节阀两端的压差是变化的，此时调节阀的相对流量与相对开度之间的 关系称为工作流量特性。电动执行器 能源取用方便 信号传输速度快 便于选择 但结构复杂 价格昂贵 适用于防爆要求不高 的场所特点 执行机构采用电动机带减速器，而调节阀部分仍然与气动执行器相同。防爆栅又称安全保持器，是一种对送往现场的电压和电流进行严格控制的单元，它接在现场仪表与控制室 之间。可以保证在短路、短路等各种情况下，进入现场的电功率在安全的范围之内，可能发生的火花 都在爆炸气体的点火能量之下。使用安全火花防爆仪表，且现场仪表和非危险场所之间的电

12、路通过防爆栅连接就可以构建安全火花防 爆系统。基本结构危险现场L安全场所（控制室）-一严 危险现场工一业变流出构成一个安全火花防爆系统的充分必要条件1在危险现场使用的仪表必须多是安全火花型。2、现场仪表与非危险场所之间的电路连接必须经过防爆栅。3、从现场仪表到防爆栅的连接线上不得形成大的分布电容或电感。种类电阻式齐纳式隔离式4-2调节阀有哪些结构形式？分别适用于什么场合？执行机构是指执行器中的哪一部分？执行器选用气 开,气关的原则是什么？答:调节阀根据结构分为9个大类:（1）单座调节阀；适用于泄漏要求严.工作压差小的干净介质场合（2） 双座调节阀；适用于泄漏要求不严工作压差大的干净介质场合（3）套筒调节阀；适用于单座阀场合（4） 角形调节阀；适用于泄漏要求些压差不大的干净介质场合及要求直角配管的场合（5）三通调节阀；用于分流和合流及两相流温度差不大于150C的场合隔膜阀；适用于不干净介质.弱腐蚀介质的两位切 断场合。执行机构是执行器的推动部分规则:气开气闭的选择主要从生产安