过程控制仪表及控制系统复习大纲

1、第一章绪论过程控制系统的组成环节，变量,方框图，特点；工艺管道及控制流程图过程控制系统的分类*有多种分类方法：按被控变量来分：温度、压力、流量、液位等控制系统；按控制器控制规律来分：比例、比例积分、比例微分、比例积分微分等控制 系统；按给定值 来分：按给定值是 否变化和如何变化 来分：* 1、定值控制系统：*被控变量的给定值不变。* 2、随动控制系统：*给定值是随机变化的。* 3、程序控制系统（顺序控制系统）*给定值是一个已知的时间函数。过程控制系统的过渡过程和品质指标*过程控制系统的 过渡过程：*在阶跃干扰作用下，过渡过程的几种形式:单调发散过程衰减振荡过程过程控制系统的品质指标：y I1、

2、最大偏差或超调量A2、衰减比n3、余差C4、过渡时间5、振荡周期或频率第二章被控过程的数学模型过程特性的类型过程特性：控制通道特性；干扰通道特性 解析法建立过程的数学模型（机理建模） 一阶对象响应曲线辨识过程的数学模型（实验建模） 阶跃响应曲线法描述过程特性的参数*放大系数K;时间常数T;滞后时间（时滞）r*对象特性对控制质量的影响：控制通道特性对控制质量的影响；干扰通道特 性对控制质量的影响第三章变送单元变送器在自动检测和控制系统中的 作用，是将各种工艺参数，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、记录或控制之用。 变送器的分类零点调整零点迁移放大器变送器的构

3、成原理1 “、y (Kix zo)Kf测量部分反馈部分%变送器的一些共性问题*量程调整；零点调整和零点迁移；线性化；变差；变送器信号传输方式 力矩平衡式压力（差压）变送器：测量部Fi杠杆系AS 一 位移检Po(Io)Ff作用；分类；构成方块图；工作原理典型线路分析：矢量机构；反馈机构；低频位移检测放大器电容式压力（差压）变送器：构成方框图；工作原理调零、迁移信号差压变送器的应用零点迁移；量程调整；应用：测压力、差压、流量、液位、密度（重度）、分界面QHhTH千移示意图N 一3HHpEHZl无讦移示意图H负迁移示意图温度变送器?作用；分类；四线制温度变送器的构成方框图、工作原理 : 输入回 v

4、整流滤=直流-交=EtJZLJZL*电压功率V反馈回温度变送器的典型线路分析：折线电路（热电偶温变）JD斗VaJ 丫 4 / |工 丫 27巨Va -UL Ll0Vf Vf Vf Vf VfVC线性化电路（热电阻温变）R 12 3V .、占力一-卜 15|iRii6Rn ri, h汽t U R U R UR12J R12Jo祠o本产凡次yWWWW|R122Vs4 -Z L Vs3 Vs2 Vs11V_Fltt=3i_占3、+4Ll=F 4 4产T 3图中4淳线性叱电路书理图流量检测量的分类：.速度式流量计：差压式、转子、电磁、涡轮、堰式；.容积式流量计：椭圆齿轮流量计、活塞式；A.质量流量计：

5、直接式、间接式。/年量计_ _f节流装置差压计1 1（差压变送器）显示仪表?标准节流装置：孔板、喷嘴、文丘里管?转子流量计；椭圆齿轮流量计；涡轮流量计；电磁流量计；旋涡流量计（涡街流量计）质量流量计物位检测-物位仪表的类型（按其工作原理）：?直读式物位仪表：有玻璃管液位计、玻璃板液位计等?差压式物位仪表：?浮力式物位仪表：恒浮力法，变浮力法?电磁式物位仪表：核辐射式物位仪表：声波式物位仪表：光 学式物位仪表：差压式液位变送器：零点迁移问题；电容式物位传感器；核辐射物位计第六章显示记录单元*动圈式显示仪表* XCZ-101型动圈式显示仪表*测量热电偶的热电势* XCZ-102型动圈式显示仪表*测

6、量热电阻的变化值在不平衡电桥上产生的电位差*自动平衡式显示仪表*自动电子电位差计：*用来测量电压信号。*自动电子平衡电桥：*对于能转换成电阻值的各种变量都可以显示。第四章调节单元? 调节器的作用? 各种基本运算规律及其特点? 比例度、积分时间、微分时间的测定方法? DDZ-m型调节器的特点及基本组成调节器的运算规律正偏差、负偏差正作用调节器、反作用调节器 TOC o 1-5 h z 1 tdy Kp(dtTd)上 Kp(1 Tds) E(s)TisPID运算规律：Tldt W(s)d 1TdV(c)1 二 S实际 PID: W(s) s) KpFFT1s FE(s) 1，三KiTis Kd其中

7、F相互干扰系数，F 1TDTi1、比例(P)运算规律:y Kp W(s) Kp1比例像宏定乂，&的关系：一 100%阶株响应Kp特点：控制器的输出与偏差成比例；克服干扰能力强、控制及时、过渡时间短；但存在 余差，负荷变化越大，余差就越大。适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺上没有提出无差要求的系统。2、比例积分(PI)运算规律:1 t理想 PI: y Kp( dt)阶跃偏差下，理想PI输出：1W(s)Kp(1 )Tis积分特点：与偏差存在时间有关; 积分时间Ti的定义，测定方法。实际PI:阶跃偏差下，实际PI输出：y可消除余差；控制缓慢。Kp 1 (Ki 1)(1 et 所)11W(S)

8、 KpTs1 KTs适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺参数 不允许有余差的系统。控制点偏差、调节精度定义。3、比例微分(PD)运算规律:d 、理想 PD y Kp( Td )W(s)Kp(1 Tds)dt斜坡信号输入时，理想 PD输出：y Kpa(t Td) 微分特点：超前调节，与偏差变化速度有关。实际 PD W(s) Kp-11 TDSTd 一 s Kd阶跃偏差下，实际PD输出:y Kp 1 (KdKDt1)e Td 微分增益KD彳散分时间TD的定义，测定方法。4、比例积分微分（PID）运算规律:1理想 PID: y Kp(- TidtTd )dt1实际 PID: W(s)Y(s)

9、STKpFFTis1KiTisW(s)Td sFTd s KdY(s)E(s)1Kp(1 一 Tds)TistKDt阶跃偏差下，实际PID输出：y Kp F (Ki F )(1 e而)(Kd F )e TD 适用于容量滞后较大、负荷变化大、控制质量要求较高的系统、基型调节器:*作用；构成方框图典型线路分析基型调节器方框图硬手动软手动*工作状态*无扰动切换典型线路分析输入电路（偏差差动电平移动电路）PI电路Vs?V02/m闭环跟踪实验线路AV调节器AV调节器（正作用）（反作用）* 调节器置“自动”、“反作用”， 若该调节器使用积分作用，当给定 信号V改变时，/&出信号Vc就跟随 V而变化* 调节

10、器置“自动”、“正作用”， 若该调节器使用积分作用，当测量 信号V改变时，输出信号V就跟随 V而变化?特种调节器：抗积分饱和调节器；前馈调节器；非线性调节器?附加单元：偏差报警单元；输出限幅单元三、数字式调节器*特点；类型；PID控制算法；基本构成第五章执行单元*气动执行器的组成*执行机构*控制机构*气动执行器的气开、气关型式气开式：信号压力增大，流通截面积增大，阀开度增大，失气时阀全关;气关式：信号压力增大，流通截面积减小，阀开度减小，失气时阀全开。气动执行器的组合形式（四种）。控制阀的特性:流量方程式流量系数C的定义可调比R勺定义流量特性的定义和表示形式：*理想流量特性*有四种形式：直线、

11、等百分比（对数）、抛物线及快开 等。由阀芯 的形状决定。*工作流量特性调节阀的选择:?调节阀结构型式的选择?流量特性的选择?气开、气关型式的选择?控制阀口径的选择电动执行器:电动执行器组成方框图、工作原理*电-气转换器工作原理*阀门定位器作用气动阀门定位器、电-气阀门定位器工作原理应用*组成自控系统的常用单元*开方器第七章安全栅仪表防爆的基本知识构成安全火花防爆系统的 条件安全栅的作用常用的安全栅第八章单回路控制系统1、被控参数的选择；直接指标：间接指标：2、控制参数的选择，控制方案的确定；找出影响被控参数的所有因素，根据过程控制通道特性和扰动通道特性对控制质量的影响，正确选择 可控性良好的变量作为控制参数。3、过程检测控制仪表的选用；(1)测量元件及变送器：(2)调节阀：根据生产安全原则及被控介质特点，选气开、气