过程装备控制技术课后习题及参考答案汇总

→→过程装备制技术课后题及参考答第一章控制系统的基本概念1.什叫产程动？产程动主要含哪内？答：利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。主要包含：①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。2.自控系主由几环组？动控系常的语哪？答：自动控制系统主要有被控对,量元件和变送器，调节器，执行器等环节组成。自动控制系统常用的术语有：被控变量y；给定值y测量值y操纵变量；扰f；偏差信号（）；控制信号3.什是动制统方图它工流程有么同答：自动控制系统的方框图上是由传递方块、信号线（带有箭头的线段）、综合点、分支点构成的表示控制系统组成和作用的图形。其中每一个分块代表系统中的一个组成部分，方块内填入表示其自身特性的数学表达式；方块间用带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向。采用方块图可直观地显示出系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联系，以便对系统特性进行分析和研究。而工艺流程图则是以形象的图形、符号、代号，表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表自控等的排列及连接，借以表达在一个化工生产中物料和能量的变化过程，即原料成品全过程中物料和能量发生的变化及其流向。4.在动制统，么干作？么是制用两有么系答：干扰作用是指除操纵变量以外的各种因素引起被控变量偏离给定值的作用；控制作用是通过对被控变量的测量得到测量值，使其与给定值比较，得出偏差信号。这个信号按一定规律计算出控制信号来改变操纵变变量克服干扰作用。两者关系是控制作用的一部分职能就是减小或消除干扰对被控变量的影响。5.什是环制什是环制定控制统什必是个环反系？答：闭环控制是控制系统的输出信号的改变回返回影响操纵变量的控制方式。开环控制是控制系统的输出信号不会影响操纵变量的控制方式。定值控制系统是指设定值恒定不变的控制系统。定值控制系统的作用是克服扰动对被控变量的影响，当输出信号变大时，反馈影响操纵变量使输出信号减小，反之则影响操纵变量是输出信号增大。可见定值控制系统满足环负反馈系统的要求。6.在1-11的换热器口度制统，艺求物出温保持某设值①画该制统方图方图各节输信和出号什？个统输信号输信又什么系在到扰用如物流突增）时该统何现动制？蒸汽TT冷物料热物料答：如图所示为该控制系统的方框图。设定温度

信号

流量

干扰Ts

偏差

温控器

调节阀

对象

ThTh,m温度测量变送装置TT该控制系统及各环节的输入、输出信号如图所示。整个系统的输入信号为：给定值y，扰作用f输出为热物料出口温度T当冷物料流量增大，出口温y小，TT检后得减，偏差信号e=y<0输mms入调节器后产生控制信号，使执行器或调节阀加大阀门开度，使温度升，从而实现控制。7.图1为贮糟液控系，工要求液保为某数值，试出系的框；指系中控象被变，纵量干作各什？qv1LTLCqv2（1如图所示为该控制系统的方框图；

fh

液位控制

阀门

贮槽

h液位测量变送装置-（2该系统中被控变量对象为贮槽；被控变量为贮槽液位；操纵变量为出水流量；干扰作用为：进水流量，大气温度等。8.什是动制统过过？阶干扰用有几基形？中些满足动制要，些能为么答：对于任何一个控制系统，从被控对象受到干扰作用使被控变量偏离给定值时起，调节器开始发挥作用，使被控变量恢复到给定值附近范围内的过程叫做系统的过渡过程。①发散振荡过程②等幅荡过程③减振荡过程非振荡的单调过程⑤幅振荡过程。上述五种振荡过程，其中非振荡衰减和振荡衰减过程是稳定过程，能基本满足要求，但衰减过程被控变量达到新稳态值进程过于缓慢，致使被控变量长期偏离给定值，所以一般不采用。只有生产工艺不允许被控变量振荡时才会考虑采用这种形式的过渡过程。等幅振荡发散振荡和非振荡发散受到阶跃干扰后不能稳定下来，不符合自动控自要求9.试出减分为∞时过过曲线答：如图所示：n<1，发散振荡

n=1，等幅振荡

n〉1，衰减振荡

n→∞，单过程表衰振过的制指有些答：表示衰减振荡过程的控制指标有：最大偏差A—指过渡过程中被控变量偏离设定值的最大值，即被控变量第一个波的峰值与给定值的差。衰减比n——过渡过程曲线上同方向的相邻个波峰之比。回复时间（过渡时间t—指被控变量从过渡状态回复到新的平衡状态的时间间隔，即整个过渡过程所经历的时间。差e(∞)——指过渡过程终了时被控变量新的稳态值与设定值之差。振荡周期T——过渡过程的第一个波峰与相邻的第个同向波峰之间的时间间隔，其倒数称为振荡频率。第二章过程装备控制基础1.什是控象特？征控象性的数哪？们物意是么答：所谓被控对象的特性，是指当被控对象的输入变量发生变化时，其输出变量随时间的变化规律（包括变化的大小，速度），描述被控对象特性的参数有放大系数K，时间常数T和滞后时间τ。：控对象重新达到平衡状态时的输出变化量与输入变化量之比T：时间常数是指当对象受到输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态值所需的时间。或当对象受到输入作用后，被控变量达到新的稳态值的快慢。它决定整个动态过程的长短；τ：述对象滞后现象的动态参数2.为么放系是象静特，时间数滞时是态性答：放大系数K表了被控对象在干扰作用下重新达到平衡状态的性能，是不随时间变化的参数，所以K是控对象的静态特性参数。时间常数反映了被控对象受到输入作用后，输入变量达到新稳态值的快慢，它决定了整个动态过程的长短，所以是动态特性参数。滞后时间也是描述对象滞后现象的动态参数。3.什是控象控通？么干通道答：被控对象的控制通道是指操纵变量与控制变量之间的关系，干扰通道是指干扰作用与被控变量之间的关系。4.在制统，象放系，间数，后间控有么响答：放大系数对控制的影响：对控制通道而言，放大系数大，即使调节器输出变化不大，也会对被控对象产生很大影响，控制灵敏。反之放大系数小，被控变量变化迟缓。对干扰通道而言，如果K很，即使干扰幅度很大也不会对控制变量产生很大影响，如果K很大则当干扰幅度很大并且频繁出现系统很难稳定。qvvqvv时间常数T对制影响：对控制道而言，时间常数大，则被控变量变化较平缓，系统容易控制，缺点是控制较缓慢。若小，控制变量变化迅速，不易控制。对干扰通道而言，时间常数大明显存在好处，此时阶跃干扰系统影响比较平缓，被控变量变化平缓，系统容易控制。滞后时间对控制影响：对控制通道而言，滞后存在是不利的，使控制不够及时，在干扰出现后不能及时调节，严重影响控制质量。对干扰通道而言，纯滞后只是延迟干扰时间，并不影响控制质量，对于容量滞后则可以缓和干扰对控制变量的影响，因而对控制系统是有利5.试图2-58某象反应线，示该象放系，间数滞时间解：如图所示：HHH((0)k=(tT如图所示，以起始速率变化至新稳态值所应的时间，

1qΔT=

t，0如图所示，不存在容量滞后，

HH(

t

06.什是节的制律调器哪种基控规？Tt答：调节器的控制规律是指调节器的输出信号随输入信号变化的规律或是指控制器的输出信号与输入偏差信号之的关系。常用的基本调节规律有：位式，比例，积分，微分等，以及它们的组合控制规律如I，，。7.什是位制比控，分制微分制它各什特？答：双位控制是指调节器的输出仅有最大和最小两个极限位置，双位控制结构简单成本较低使用方便，对配用的调节阀没有任何要求，缺点是被控对象总是在波动，控制质量不高，且当被控对象纯滞后较大时，被控变量波动幅度较大，不适合控制要求较高场合。比例控制是指调节器输出变化量与输入变化量成比例，比例控制系统能迅速的克服干扰影响，使系统未定下来。有点是反应快控制及时，缺点是被控对象负荷发生改变时，系统输出存在余差。积分控制是指调节器输出变化量与输入余差积分成正比，积分控制可以消除余差，但输出变化总是滞后于余差变化，不能及时克服扰动影响，使被控变量的波动加剧，使系统难以稳定。微分控制是指调节器输出变化量与输入偏差变化速度成正比，且具有一定的超前控制作用，抑制振动，增强系统稳定（但微分作用不宜过强）．什是差为么纯比例制能除差分制除差答：余差是指过渡过程终了时，被控变量新的稳态值与测定值之差。比例调节器的输出变化量与输入偏差具有一一对应的比例差系，要使调节器有输出，就必须要有偏差存在，因此，比例调节控制不能消除余差。积分控制其输出信号的大小不仅与t(t(t(t(ppppApt(t(t(t(ppppAp输入偏差信号的大小有关，还取决于偏差存在时间长短。只要有偏差，调节器的输出就不断变化，偏差存在的时间越长，输出信号的变化量就越大，只有存在偏差身先等于的情况下，积分调节器的输出信号才能相对稳定，因此积分控制作用是力图消涂余差。．为么分制律般单独用答：积分控制其输出变化总是滞后于偏差，不能及时有效地克服扰动的影响，加剧了被控变量的波动，使系统难以稳定下来，因此工业过程控制中，通常不单独使用积分控制规律。10．例积、分控分用么表示控作的弱并别明们控制量影。答：①比例——比例度是反映比例控制器的比例控制作用强弱的参数。比例度越大，表示比例控制作用越弱。减少比例度，系统的余差越小，最大偏差也越短，系统的稳定程度降低；其过渡过程逐渐以衰减振荡走向临界振荡直至发散振荡。②积分控制——积分时间T表积分控制作用强弱的参数积分时间越小，表示积分控制I作用越强。积分时间T的少，会使系统的稳定性下降，动态性能变差，能加快消除余I差的速度，提高系统的静态准确度，最大偏差减小。③微分控制——微分时间T是示微分控制作用强弱的一参数。如微分时间T越大，DD表示微分控制作用越强。增加微分时间T，能克服对象的滞后，改善系统的控制质量，提D高系统的稳定性，但微分作用不能太大，否则有可能引起系统的高频振荡。11．画在跃用，例比积、比积微调器输特曲。)e

A

t

)e

A

t

)e

A

t)uΔ

AK

t

AK

AAKKKTttI12．例分分节有么点答：比例积分微分调节器的特点是：①在比例调节的基础上进行微分调节可提高系统的稳定性，进行积分调节可消除余差，所以这种调节器既能快速进行调节，又能消除余差，具有良好的调节性能。②调节作用可通过调节适当的参数，比例度，积分时间T和分时间IT面改变。D答：比例控制反应快，控制及时，但有余差。积分控制作用缓慢但可消除余差。微分控制具有一定的超前控制作用，抑制振荡，增强稳定性。若将三者结合起来，并选择适合的比例度、积分时间、微分时间，就可以得到无余差、控制及时又稳定的高质量控制。13．比积微调器可调的数有几?试明下其一参时对调器控作有么响答在调器中比例度、积分时间、微分时间三个参数可以调整，从而可获得较高的控制质量。如比例度增大，则比例控制作用减少弱，当时，PID调器成为积分微分调节器，当积时间时，PID节器成为比例微分控制器，当时PID节器成为PI即ID比例积分控制。答：调整积分时间对控制作用的影响：随着积分时间的减小积分作用不断增强，在相同的干扰作用下，调节器的输出增大，最小偏差减小，余差消除很快，但同时系统的震荡加剧。积分时间过小还可能导致系统的不稳定。14．节参整的的什？程常用整方有些答：调节参数整定目的是按照给定的控制系统，求取控制系统最好的调节器参数。工程上常用的整定方法有经验试凑法、临界比例法、曲线衰减法15．节控规选的据什？答：关于控制规律选取可归纳为以下几点：简单控制系统适用于控制负荷变化较小的被控变量，如果负荷变化较大，无论选择哪种调节规律，简单控制系统都很难得到满意的控制质量，此时，应设计选取用复杂的控制系统。在一般的控制系统中，比例控制是必不可少的，当广义对控制通道时间常数较少，负荷变化较小，而工艺要求不高时，可选择单纯的比例规律，③

当广义对象控制通道时间常数较，负荷变化较小，而工艺要求无余差时，可选用比例积分调节规律，如管道压力，流量等参数的控制。④当义对象控制通道时间常数较大或容量滞后较大时，应引入微分作用，如工艺充许消除余差，可选用比例微分调节规律；如工艺要求无余差时，则选用P调规律16．计制统，须定考哪方面问？答：设计一个控制系统，首先应对被控对象做全面的了解。除被控对象的动静态特征外，对于工艺过程，设备等也需要比较深入的了解；在此基础上，确定正确的控制方案，包括合理地选择被控变量与操纵变量，选择合适的检测变送元件及检测位置，选用恰当的执行行器，调节器以及调节器控制规律待，最后将调节器的参数整定到最佳值。17．么串控系？有么点什么况采串控？答：串级控制系统是由其结构上的特征面得出的。它是由主、副两个控制器串接工作的，主控制器的输出作为副控制器的给定值，副控制器的输出操纵控制阀，以实现对主变量的定值控制。它的特点有：①能迅速克服进入副回路的干扰。②能改善被控对象的特征，提高了系统克服干扰的能力。③主回路对副对象具有“鲁棒性”，提高了系统的控制精度。串级控制系统主要就用于：对象的滞后和时间常数很大，干扰作用强面频繁，负荷变化大，对控制质量要求较高的场合。18．级制统心回和回各什么用为么答：串级控制系统中主回路在控制过程中起着细调作用，是定值控制系统，副回路在控制系统中起着粗调作用，是随动控制系统。这是因为串级控制系统的目的是更好的稳定主回路，使其等于给定值，主变量就是主调节器的输出，所以说主回路是定制给定系统；副回路的输出是副变量，副回路的给定值是主调节器的输出，所以在串级控制系统中，复变量不是要求不变的，而是随着主调节器的输出变化而变化，因此是随动控制系统。19．2-59是聚合釜度流的级制统说该统主副象主副量主副节各什？试该统如客实其制用解：①该系统的主对象：聚合釜

副对象：冷却水进口管路主变量：聚合釜温度副量：冷却水流量主调节器：温度调节器副调器流量调节器②该控制系统的方框图：给定温度调节器

流量调节器

调节器

f冷却水进口管路

f聚合釜

T检测变送2流量）如图所示：冷却水流量若门开度，开度增加；同时由于流量减少使聚合釜由温度升。从而使温度稳定在工橄要求范围内。20．么前控系？用什场？答：前馈控制又称扰动补偿，它是测量进入过程的干扰（包括外界干扰和设定值变化），并按其信号产生合适的控制作用去改变操纵变量，使被控变量维持在设定值上。前馈控制主要用于下列场合：①干扰幅值大面频繁，对被控变量影响剧烈，单纯反馈达不到要求时；②主要干扰是可测不可控的变量；③对象的控制通道滞后大，反馈控制不即时，控制质量差时，可采用前馈—反馈控制系统，以提高控制质。什是值制统它有几类？答：实现两个或两个以上的参数符号一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统，它主要有定比值控制系统和变比值控制系统。其中定比值系统有三类：开环比值控制系统，单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统。选性制统特是什？用什场？答：选择性控制系统的特点是使用选择器，可以在两个或多个调节器的输出端，或在几个变送器输出端对信号进行选择，以适应不同的工况，主要应用在对不稳定工况的控制，可以保证生产工艺过程的安全操作，尽量减少开，停车中的不稳定工况。主要应用于非正常生产过程的保护性措施中。均控的的特是什？答：均匀控制系统的目的是为了解决前后工序的供求矛盾，使两个变量之间能够互相兼顾和协调操作。均匀控制系统的特点是其控制结果不像其他控制系统那样，不是为了使被控变量保持不变可，而是使两个互相联系的变量都在允许的范围内缓慢地变化。第三章过程检测技术1.写测方式以测三素并例说。答：测量方程式：为测量，x为测量值为测单位。测量过程三要素为：测量单位，测量方法，测量仪器与设备。举例：如液柱式温度计测量温度。2.简直测法间测法定，出它的同使场？答：直接测量法指测量与单位能直接比较得出比值，或者仪表能直接显示出被测参数值的测量方法；间接测量—通测量与被测量有一定函数关系的其他物理量，然后根据函数关系计算出被测量的数值，称为间接测量法。相同之处在于都是对工业生产中一些物理量的测量，都包含测量三要素。不同之处在于直接测量测量过程简单方便，应用广泛；间接测量过程较复杂，只有在误差较大或缺乏直接测量仪表时才采用。3.测仪的要能标哪？感的主特有些答：测量仪表的主要性能指标有技术，经济及使用三方面的指标，其中技术方面的有：误差，精度等级，灵敏度，变差，量程，响应时间，漂移等；经济方面的有：使用寿命，功耗，格；用方面的有：操维修是否方便，运行是否可靠安全，以及抗干扰与防护能的强弱，重量体积的大小，自动化程度的高低等。传感器的主要特性有：准确性，稳定性，灵敏性。4.举说系误，机差粗误的含及小差方。答：系统误差是由于测量工具本身的不准确或安装调整得不正确，测试人员的分辨能力或固有的读数习惯，测量方法的理论根据有缺陷或采用了近似公式等原因产生的测量值与真值的偏差。系统误差的绝对值和符号或者保持不变，或者在条件变化时按某一规律变化。如仪表零位未调整好会引起恒值系统误差。随即误差是由于测量过程中大量彼此独立的微小因素对被测值的综合影响而产生的测量值与真值的偏差，其绝对值和符号以不可预料的方式变化。如气温的变化。粗大误—由于测量操作者的粗心，不正确地操作，实验条件的突变或实验状况未达到预想的要求而匆忙实验等原因造成的明显地歪曲测量结果的误差。减小误差的方法：①系统误差：应尽量减少或消除系统误差的来源。首先检查仪表本身的性能是否符号要求；其次仔细检查仪器是否处于正常工作条件，如环境条件及安装位置等是否符合技术要求，零位是否正确；此外还应检查测量系统和测量方法本身是否正确。②随即误差：由于摩擦，间隙，噪声等都会产生随机误差，因此首先从结构，原理上尽量避免采用存在摩擦的可动部分；采用减小噪声的装置，并采用抗干扰能力强的测量仪器。③对于粗大误差应端正科学研究态度，并认真分析数据，剔除坏值。5.试绝误，对差引误的义，例明自用。答：绝对误—仪表指示值与被测变量的真值之间的代数差，即

A

，可表示仪表基本误差限：

。相对误差测量的绝对误差与被变量的约定真值（实际值）之比，即用

x

，可表示仪表的基本误差限与绝对误差相比较，相对误差更能说明测量结果的精确程度，如温度升测量显示值为℃，时间温为60，：

=57-60=-3

3100%5.0%60

，若实际为30，测量显示值为27℃，则：

℃，

330

10.0%

，显然此时的相对误差比前者大引用误差绝对误差与仪表的量之比，用引用误差表示的仪表基本误差限为：q100%%s

，如温度计的量程为100，则其引用误差

q

3100

，根据允许引用误差值的大小可划分仪表的精度等级。6.检一量为的电流，果下输入量A示量A

（）试仪各值绝误，际对差示值对差引误。（）确仪的度级解：1-1.103-3.014.-4.085-5.02绝对误差：

A0

；相对误差：

，示值相对误差：

，引用误差：qx所以数值计算列表如下：A

X

0

0.1

-0.02

'

0.1

-0.01-0.0101

q

S

仪表的精度等级

q

max

2%

，故该仪表的精度等级为。7.对物量过20次测量得如数：

ieeiee分用3

准和维准判有粗，求测的算均

，准

和极误

，出量果达。解：n=20，均值

=

1n1n20ii

i

，剩余误差：

Vxii

，即：-0.03

-0.08-0.08

-0.09-0.1

-0.03

-0.04

-0.05

0.1

标准差

=

ni

20.064i

，标限误差

0.12max（1准：3，Vmax

0.12

因此该组数中无坏值。（2肖维耐准则：依表3-1可知，

=2.24k

，

Vmax

0.12

，故该组数中无坏值。极限误差

max

，测量结果：

xx324.1108.用温计量介温，的读误小用性值估该度的标差并算差于0.75的率解：（1）

)p{|

=

22

z

z

z

z

，0.7019

由此推得0.7，

由已知条件知

)

，查率积分表得：

e

z2

0.7

时z=0.52050.5205

，得：

0.96（2

，得：

0.781查表得：时)2=0.5646即误差小于0.75，概率为9.现精等为级级级的块表测范分为

0100

℃550

℃

500

℃，需量℃左右温，求量相误不过2.5%选哪表适解：根据测量范围，选择B，两块表A表除。B表：q=2%=0.02=

max

0.02[550

℃

12500

2.4%故表合适。C表：q=2.5%=0.025=

S

max

0.025100)]

℃

15500

0.033%故C表合适。综上所述选用B表即级量程的仪表。检一测范为的移量仪，果下试出下程输输特曲；求仪的性（上曲为）确定表回（滞差解：已知数据：位移0.51.01.52.03.03.54.04.5上行程示值/mm：0.341.412.453.204.37下行程示值/mm：0.401.522.653.384.3754.543.532.521.510.500123456（1如图所示，上下行程曲线（2

LmaxY

0.01995（3

h

2.27Y6

．述膨式度的作理主特：答：膨胀式温度计是利用物体热胀冷缩的性质来测温的。主要特点：玻璃液体：结构简单，使用方便，测量精度高，价格低廉；测量上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能远传。双金属；结构紧凑，牢固，可靠；测量精度较低，量程和使用范围有限。热偶那特？普导和偿线热偶延长，果何同试明补导的偿用答：热电偶的特点有：测量精度教高，性能稳定；结构简单，易于制造，产品互换性好；将温度信号转换成电信号，便于信号远传和象现多点切换测；测量范围广，可达2002000℃，形式多样，适用于各种测量条件。选用补偿导线要求其在一定温度范围内与所连接的热电偶具有相同的热电特性，型号相配，极性连接正确。补偿导线的作用证明：如图所示：回路中电势为：E＝Eab（，）Ecd（，）由补偿导线的性质得Ecd（）=Eab(t1,t0)∴＝（，）＋Eab（，t0）Eab，t0补：用普通导线做热电偶得延长线要求引入两端得温度相同热电势不同，故一般接热电偶的冷端，因此冷端温度依然是现场温度。而用补偿导线却可以将冷端温度现场温度分开，利于测量。用只度为K的电测A区B区温，连方如3－79所示若（）

tC

，

t20

（）

tC

，

t500

试别两情下示误,解为与际温不.解查电偶分度号:K型电:20℃200℃220500E:0.798mv8.137mv8.937mv20.640mv(1)ΔE=8.938-0.798=8.140mv反查K热偶分度号表201℃内析求得Δt=200.075(2)ΔE=20.640-8.137=12.503℃反查K分号:℃308----12.539℃内析求得Δt=307.12℃分析原因低温度下热电势与温线性关系较,温时误差较大。用度为S的电与圈表成测温统冷补偿的衡温在℃图3-80中t=1300℃,t1=80,t2=25℃℃；圈表机零为0℃,求仪的值度多;如处可示与际度符把偿线为线,值为少?解如所:(1)查S型电偶的分度号表:t/℃13003025E/mv13.1550.1730.142由E(t,t0)=E(t,0)-E(t0,0)即E(1300,30)＝E(1300,0)-E(30,0)=13.155-0.173=12.982mv查表,时应的温度为t=1286℃,即仪表显示的温度为1286℃。（）于补偿电桥是在20℃时平衡的，因此须将仪表的机械零位预先调到处即可使示值与实际温度相符。

t80

（）将补偿导线改为铜线，则,则E(1300,80)=E(1300,0)-E(80,0)=13.155-0.502=12.653mv查表12.653mv时应的温度为t=1258.5℃即示值变为1258.5℃。用度为Cu50的电阻得介的度84，但检，电R0=50.4,电温系×10-3/℃试介的际温。解：∵在50150℃的范内，铜电阻与温度是线性关系：Rtt0o查得他＝℃时R＝67.97Ω0000即：

0t

用U型压计封为银测度道中的力压计管下1.5M至肘端），力同气侧管水面口80mm，管银高h=140mm求水表力Pa)解：如图所示：1－截压力相等，即：水

水

)123

=

水银

∴表压表水a水3水1313.630.14

．四应片R1，R2（上）（在面如图－81所贴梯形簧片以臂式定（）出变接直气形的路；（）片受P的用，片产350με的应变供电10V系为，电桥出参：工量仪范玉主P31图3－

R1

变片灵输出电压：u1(1243)u(R)RR12RR12u(12)u4

u(14)4液式力有些要类？分其差答：液柱式压力计主要有U型压力计，单管压力计和微压力计。以U型压力计：误差产生主要有以下几方面a读误差，消除视察b温变化产生液体ρ变，产生测量误差，故须修正。安装差：当U管安装不直时会产生安装误差。d毛现象，修正19．述簧压计簧结特与压原。答：弹簧管压力计由弹簧管压力感应元件和放大指示机构两部分组成，前者是弯成圆弧状的空心管子，一端固定（作为压力输入端）；另一端自由，作为位移输出端，接放大指示机构。其它是由拉杆，齿轮及指针组成。测压原理：在弹性范围内，弹簧管自由端的位移与被测压力之间近似线性关系，即通过测量自由端的位移，可直接测得相应的被测压力大小。20．知测力范0.7~1MPa内波，求量绝误不得过0.02MPa试定簧压的程精等。供用压计程列：00.6MPa;0~2.5MPa.

min

0.7

s2.1MPaMsmax故选用～

sMPa精度等级：100%1.25故选用精度等级0~1.6MPa的仪表。21．子量显流的式几，如何度。答：转子流量计显示流量的形式有种，种是玻璃转子流量计，其锥型管是电玻璃制成，并在管壁标有流量刻度，直接根据转子的高度进行读数；另一类为电运转转子流量计，即将转子的位移信号转变为电信号；另一种为气动运转式转子流量，将转子的位移信号变为压力信号，进行远距离传送。22．准流置哪部组，各分有些求答：标准节流装置有：节流元件，取压装置和前、后管道三部分组成。标准节流装置的设计、加工、安装和使用都有规定的技术要求，规定和数据，可参见GB/T262423．比节装与子量在作理与用点的同。答：节流装置转子流量计

工作原理利用节流元件前后的差压与流速之间的关系，获得被测流量的大小基于力平衡原理，利用锥形管内的转子把流体的流速转换成转子的位移，进而获得被测流量的大小。相同点：都是测流速然后得流量。

使用特点使用已标准化、系列化，使用范围：管径为～1000mm，测量范围1.5~100000m3/h，使用产生的压力损失大，精度1～2%使用已系列化，测量时若介质变化，应修正，可测小流量，结构简单，维修方便，压力损失小。缺点：机械传逆信号，仪表性能和准确度难以提高，转子易卡死，测量管径范围4~150mm,测范围：0.001~3000m3/h,精±24．涡流计基原分其构点，出号法使要。答：涡轮流量计得基本原理：流体对置于管内涡轮得作用力，使涡轮转动，其转动速度在一定流速范围内与管内流体得流速成正比。其结构主要由：涡轮、导流器、磁电转换装置，外壳以及信号放大电路等部分组成。输出信号方法：将叶轮转动时得转速转换成脉动电信号输出，经进一步放大整形后获得分拨信号，对其进行脉冲计数和单位换算可得到积累流量；通过频率——电流转换单元可得到瞬时流量。使用要求：①仅适用洁净得被测介质，通常在涡轮前要安装过滤装置；②流量计前后需由一定的直管段长度，③流量计的转换系数ç一般在常温下用水标定的，当介质的密度和粘度发生变化时需重新标定或进行补偿。25．知流为热汽工压＝，工温度＝550；道D20221mm,材X20CrMoV21无管节流置角标喷，料1Cr18Ni9Ti，＝；压0p=100.42KPa求在定0p下蒸流；计测时压损。解：计算参考《过程控制检测技术与仪表》杜维主编…p81查附数据表可得管道材质和孔板材质的热膨胀系数为：

d

/C

0

12.30

/C

0则工作状态下管道内径为D

221mm电表2－查得道内壁粗糙度k＝0.7:1mm

K0.70.03125D22.4

d150.77D

0.8

R

70.2262

0.9447在工作压力下

PMPa7

,

tC1

0过热蒸汽

1

1.5/

3

s等熵指数

Kx

KK

其中因为

3P1.410.99

0.9930

4

d

2

4

150.17

2

1770.56mm

2

CqA0

4

1

已：体水工压力＝14.71MPa工温t＝215；道D20233mm，料20号缝管截装为兰准板材为1Cr18Ni9Ti。d20117.34mm差Δp156.91KPa.求（）给的p下流qm（）量的力失解：

D

12.78/C

/

20

D120

d1

d0.504D0.0029

6

DD液体

,

A=0

4

dmm

846.8kg/m=

=p

1-

27．工压偏额压时如由压显的位求真的位答：当工作压力偏离额定压力时，可通过差压计的正、负迁移，求出迁移量，即利用正负迁移改变变送器的零点，同时改变量程的上下限，即可求出真实的水位。28．压液计何量位?当压送高或于低液时应何理答：差压式液位计是采用压差计测量气、液两相的压差，压差大小通过气动或电动差压变送器传送，并转化位电信号，最终显示处液位的大小及其变化。当差压变送器高于或低于最低液位时，可对差压变送器进行零点迁移，由正迁移和负迁移（低于最低液位时，采用正迁移，高于最低液位时，采用负迁移。）i1i1ifi第章过程控装．单杆气差变器由些分成？部由何用试明工原理答：单杠杆式气动差压变送器电气动转换部分和测量部分组成，测量部分的作用是将被测量的压力信号转换成力的形式；气动转换部分的作用，是将被测差压Δpi转成为作用于主杠杆下端的输入力Fi。其工原理为：①正负压容的输入压力经敏感元件转换成输入力FAFi。。②作用主杠杆的下端，对支点产生一个顺时针方向的输入力矩Mi，使主杠杆发生顺时针方向的偏转。③变送器输出信号P0，引入反馈波纹M管中，并产生反馈力矩Ff作用主杠杆上，使主杠杆对支点产生一个逆时针方向的力矩Mf。当

时，主杠杆就处于平衡状态，喷嘴挡板间的距离不再改变，若Mf≠时，则杠杆系统产生偏角α，移检测片产生微小位移s，其变化量再过放大器转换并方大为20～100KPa的输出压力，即变送器的输信号与被测差压Δpi成正比。．什时阻什是容它在路各什作？答：在气路中安装的节流元件称为气阻，作用是阻碍气体的流动，起着降压（产生压力降）和限流（调节气体流量）的作用。气容是在气路中能储存或释放处气体的气容，在气路中起着缓冲，防止振荡的作用。．喷挡机由些动件成它的用什？答：喷嘴挡板机构是由喷嘴和板构成的变气阻，一个恒气阻和一个气容串联而成的节流通室，作用是将输入的微小位移信号（即挡板相对于喷嘴的距离）转换成相应的气压信号输出。．DD8III型动压送是什原工的？是哪部组的试述工过。答：DD8－III型电动差压变送是按力矩平衡原理工作的，由测量部分（杠杆系统）；电磁反馈装置；矢量机构；低额位移检测放大器。其工作过程如下：被测差压信号p1,p2分送入敏元件两侧的正负压室，敏感元件将其转换成作用于主杠杆下端的输入力，主杠杆轴封膜片为支点偏转，并以力F1沿水方向推动矢量机构，矢量机构将推力分解成和。F2使矢机构的推板向上偏转，并通过连接簧片带动副杠杆L4以支M逆时针偏转，使固定在副杠杆上的差动变压器B的铁靠近差动变压器，两点之间的距离变化量再通过低频位移检测放大器转换并方大为4～20mA直流电流，作为便送器的输出信号；同时该电流又流过电磁反馈装置的反馈动圈，产生电磁反馈力Ff，副杠杆顺时偏转o，当输入力与反馈力对杠杆系统说产生的力矩Mi,Mf达到平衡时，变送器便达到一个新的稳定状态。此时低频位移检测放大器的输出电流Io便反映了说测电压Δpi的小。．DD8III型度送为么采线化施？电温变器怎实线化。答：热电偶温度变送器要求的输出电压信号与相应的变送器输入的温度信号成线性关系，而热电偶是非线性关系的，温度变送器放大回路是线性的，若将热电偶的热电势直接接到变送器的放大回路，则温度t℃变送器的输出电压Usc间的关系是非线性的。因此需要采用线性化措施，措施:采反馈电路非线性，使放大回路具有线性，依据输入输出关系，当放大系数k很时，要使热电偶输入的温度变送器保持线性，就要使反馈电路的特性曲线与热电偶的特性曲线相同，从而实现线性化。．试析动压送如实量迁（点移的。答：电动差压变送器的零点迁移是通过调整零点迁移弹簧进行的。当调整零点迁移弹簧时，由主杠杆力矩平衡，可知在被测差压信号不变的情况下，作用于矢量结构的力F1变化，从而改变压差变送器的输出电流，即改变仪表的使用范围，实现量程迁移．试析线变器两制送与源连方并画示图答：电动变送器输出信号与电源的连接方式有两种：四线制和两线制，四线制中，供电电源通过两根导线接入，另两根导线与负载电阻R2连，输出～10mADC信号。这种连线方式中，同变送器连接的导线共有根，为四线制，如图（）所示。如图b中示，同变送器连接的导线只有两根，同时传送变送器所需的电源电压和4～20mA输出电流，称为两线制。-220V

010现场变送器

现场变送器（）

（）．本安防型统由些素成？要取些措才保整系达防要？答：本质安全防爆型系统是由安装载危险场所中的本质安全电路及安装载非危险场所中的非本质安全电路和防爆安全栅组成。采取措施以达到防爆要求的方法有：本质安全防爆仪表采用低的工作电压和小的工作电流。用防爆安全栅将危险场所和非危险场所的电路隔开。在现场仪表导控制室仪表之间的连接导线不得形成过大的分布电感和电容。．试析动节表电调仪各具什特。答：气动调节仪表线路简单，直观，容易被使用者掌握，使用压缩空气作为气源，是天然防爆仪表，信号范围为20～100KPa电动调节仪表采用统一标准的电信号4～DC传输信号，并采用线路集成电路，使可靠性提高，维修工作量减少，结构合理，功能多样，整套仪表可构成安全火花型防爆系统，而且可与计算机连用。10．述片PI调节的作理答：膜片式PI调节是根据力矩平衡原理工作的，由比较部分，比例部分，积分部分，放大部分，开关部分等组成。其中比较部分由测量气室，给定气容，和比较部分芯杆所联系起来的膜片组，比例部分使输出P。分部分用积分气容和跟踪气室串联在积出入分正反馈回路里，

出

Kpi

tPdt0入

，开关部分用以控制调节器输出的通断。输入回路作用是将输入信号与给定信号进行比较，取出偏差信号，并进行电平移动。11．调器由些本分成的试析部所成功。答：调器的基本组成有输入电路，运算电路和输出电路组成。输入电路是检测偏差信号，信号经滤波电路后输出导PID算电路。（输入电路包括偏差检测电路，内给定稳压电源电路，内外给定切换开关，正反作用开关及滤波电路等）。PID运算电路：根据整定好的参用以对偏差信号进行比例，微分和积分的运算，是调节器实现PID控制规律的关键环节输出电路：将运算电路的输出信号做最后一次放大，或者作为运算电路之回路中放大器的组后一级，提供调节器的输出信号。12．为型节？具哪主特？答：基型调节器是一种具有PID运功能，并能对被调参数，给定值及阀门位置进行显示的调节器。特点：①采用了高增益、高阻抗线性集成电路组件，提高万仪表的精度，稳定性和可靠性，降低了能耗。有软、硬两种手动操作方式，软手动与自动之间由于有保持状态而使调节器输出能够长期保持，因而在互相切换时具有双向无平衡无抗扰特性，提高了操作性能。采用集成电路便于各种功能的扩展。采用标准信号制，接受1－5VDC测量号，输出～20mADC信号，由于空气受点不是从零点开始的，故容易识别断电、断线等故障能与计算机联用。13．说基调器生分和象原因答：∵在基型调节器的PI电路，接有运算放大器，对于理想的比例积分电路，只要输入信号Usc2存，积分作用就不终止，直到输出电压被限制在运算放大器的最大或最小允许输出为止，即产生积分饱和现象，一般称输出电压未被限制为正常工作状态，输出电压被限制后称为饱和工作状态。14．分DTZ－2100型刻指调器工原。试由些分成？部的要能什？答：DT8－2100型刻度指示调器的工作原理是：输入信号经测量指示回路进行连续指示，并输入输入回路与经给定指示电路指示的给定值进行比较得出偏差信号，偏差信号经比例微分，比例积分回路运算后，送入输出回路将15VDC电压信号转换成4～20mADC信号，作为调节器的输出信号。组成：由指示单元和控制单元两部分组成，其中指示单元由测量指示电路和给定指示，分别实现对测量信号和给定信号进行连锁指示。控制单元由输入电路——作用是将输入信号与给定信号进行比较，取出偏差信号，并进行电平移位；比例微分回路——功能为：∵回路的输出值大小不仅与输入信号的大小、极性有关，而且与输入信号变化的速度有关，因此对输入信号进行PD运，于容量大、惯性大，具有滞后的调节对象有益。比例积分回路——作用是为调节器引入积分功能，从而使调节器的输出值与偏差对时间的积分成正比例。输出回路——作用使将回路出的－5VDC电压信号转换成以电流负端为基准的4～20mADC信，作为调节器的输出信号。手动操作回路——在控制回路中实现手动操作。15．－型节的入路什要进电移？答：DDZ－III型调节器采用标信号制，接受来自变送器的或转换器输出的1～5VDC测量信号，输出4～20mADC信。其输入电路将丙丁以0伏基准的输入信号转换成以电平10伏为基准的偏差输出，由于气受点不是从开的，故容易识别断电、断线故障，传输信号标准化。16．一动例节，输电范为4，出压围1－5V。试算当例规在40％时，入流化4mA所引的出电变量多?e解：∵即

xminpppmax

2.5即：输出电压变化量为2.5V17．刻指调器偏指调器哪些要别答：全刻度指示调节器与偏差指示调节器基本电路相同，只是指示电路有差异，全刻度指示调节器能对被调整参数（即调节器输入信号）做0100全刻度范围显示，显示值与给定值之差即为偏差值。偏差指示调节器则没有输入信号的全刻度指示，而是直接指示偏差大小。18．DDZ－型节中什是手状态什是手状？何现节无动换答：软手操状态——软手操回路直接改变调节器的输出信号实现手动操作。在进行软手时，输出电流以某种速度进行变化。一停止手操，输出就停止变化。硬手操状态——硬手操回路也可以直接改变调节器的输出信号实现手动操作。在进行硬手操回路时输出值大小与硬手操作杆的位置有对应关系。由于在“自动”与“手动”之间增加了一种过渡状态——保持状态，从而实现无扰动切换。气执器要哪部分成？部的用什？答：气动执行器由气动执行机构和调节机构两部分组成。执行机构是执行器的推动装置，它按调节器输出气压信号20～100KPa）大小产生相应的推力，使执行机构推杆产生位移，推动调节机构动作。调节机构是执行器的调节部分，其内腔直接与被调介质接触，调节流体的流量。20．分说调阀流特理流特性工流特。答：调节阀的流量特性是指被调介质流过阀的相对流量与阀门的相对开度之间的关系，即：

qvqv

lf()

。调节阀的理想流量特性是指在调节阀前后压差一定情况下的流量特性，在实际使用调节阀时，由于调节阀串联在管路中或与旁路阀并联，因此，阀前后的压差总在变化，这时的流量特性称为调节阀的工作流量特性。21.何为阻塞流？他有什么意义？答：阻塞流是指当阀入口压力P1保持恒定，并逐步降低出口压力P2时流过阀的流量会增加到一个最大值，此时若继续降低出口压力，流量不再增加，此极限流量称为阻塞流。意义：在阻塞流条件下，流经阀的流量不随阀后压力的降低而增加，因此在计算流量系数时，首先要确定调节阀是否处于阻塞流状态。22.流量叙述的定义是什么？试写出不可压缩流体系数计算的基本公式。答：我国规定的流量系数定义为：在给定行程下，阀两端的压差为0.1Mpa，体密度为时流经调节阀的流量(m/h),以C表，它表示流体通过调节阀的流通能力，不可压缩流体：

F2(F),c/(p)l1FvvlL12F2(F),c/F2(pp)l1fvlLLFv

c

vl

L

L

FpFv23．分电气换的作理答：电—气转换器按力矩平衡原理工作，当

流电流信号输入置于

恒定磁场量的测量线圈重视，所产生的磁通与磁钢在空气隙中的磁通相互作用而产生一个向上的电磁力（即测量力）。由于线圈固定在杠杆上，使杠杆绕十字簧片偏转，于是装在杠杆另一端的挡拆靠近喷嘴，使其背压升高，经过放大器功率放大后，一方面输出，一方面反馈到正负两个波纹管，建立起与测量力矩相平衡的反馈力矩。因而输出气压信号（0.02

0.1MPa）就与线圈电流信号成一对应关系。试述—阀定器的作理1H1H答：来自调节器的直流电流信号，经过力矩马达的线圈，使主杠杆磁化并绕其支点反时针方向转动，喷嘴靠近挡板P背升，经放大后送入薄膜调节阀，空气压力上升，推动阀杆下移，带动凸轮逆时针旋转。副杠杆左移，带动反馈弹簧，当从反=从力矩马达时。主杠杆停在新的平衡位置。因此，阀杆的位移与输入的电流之间有一一对应的关系，而阀杆位移量与开度之间的关系是确定的，所以电流信号就能使阀位确定下来，就是电—气阀门定位器的工作原理。试析型直程动行的成点它基本成那部？部的能什？答：ＤＫＺ型直行程电动执行器具有推力大，定位进度高，反应速度快，滞后时间少，能源消耗底，安装方便，供电简便，在电流突然断电时能自动保持调节阀原来的位置特点，由伺服放大电和执行机构两部分组成。伺服放大电主要由前置磁红大电，触发电和可控硅交流开关等构成，作用是综合输入信号和反馈信号，然后将它们的差值信号加以放大，以控制伺服电动机的转动，执行伺服电动机，减速电和位置发送电三部分组成。它接受可控硅交流开关或电动操作里的信号，使伺服电机按正，反方向运转。26．动节的行构正反用式是何义？结上何同答：气动调节阀的执行机构的正作用是指：当阀芯向下位移时，阀芯与阀座之间的流通截面积减少，称为正作用，或正装；反之，则称为反作用。只要改变阀杆与阀芯的连接位置就可改作反装。27．为个力制统择适调阀口，知内质丙与烷混物最流条下计数为g0=250m3/h,P1=0.2Mpa,P2=0.12Mpa,t1=50C,Fk=0.98,PH=2.4kg/m3,Z=1,调节为型单阀解参"化工仪表自动"历玉鸣第二P196(1)判别是否为阻塞流:查表-5得T=0.72

所以

FXK

=0.98

0.72=0.7056又X==(0.2-0.12)/0.2=0.4<0.7056P故为非阻塞流0.4)=1-=0.811X30.7056KTC

=

qvg5.19pYx1

z

＝

5.19

＝

查附表：

ZMAP

型。初选公称通径

()g

，阀座直径

(mm)g

，

C100

Re

的雷诺数修正。查得

，

Re

=

L28.试为某水厂选择一台气动双座调节阀，已知流体为水，正常流量条件下的数据为：PMPa，MPa，t℃，2/sS1n

，n1.25

，接管直径

1

。解：（）别是否为阻塞流：（2题）有表6查：

XT

，

L

，并查其热力学临界压力

P

=11000Kpa（压）PPFvc

=

0.960.808

=0.88NPFP)LMPa

=

0.852(1.5（）C=

C

。(3)计算

C

2

(1)=1.25n

2

(10.65)

=0.453m=n

S

S

n=1.25

0.65

=1.5

=

n(4)选定口径：查附表双座调节阀选用

d29.已知流体介质为氟利昂，在最大流量条件下的计算数据为：m

，

s

3

，k=1.14，

P

，

P

=0.38MPa，管直径D50mm1

，试选择所需的调节阀。解：拟选用单座，柱塞，流开形调节阀。查得

x0.72，FTLF

1.14=1.4

0.814

设=100X=

P

=(0.8-0.38)/0.8=0.525<

FX=0.8140.72=0.586KT故为非阻塞流1H1H

C

=

qvg5.19pYx1

z式中

Y=1-(

X0.525=0.701X0.8140.72KT

C

=

9000(1005.19

=12.5查附表，选用

Ddgg

40mm

C

30.某炼油厂中有管道需要安装一台气动单座调节阀，已知最大计算流量条件下的计算数据为：P=5.2MPa，

，t℃1

L

850/m

3

，

m3/v

，v1.80

2

/s

，接管直径

D12

，流体为非阻塞流，试确定该调节阀（流开形）的口径。解：

流体为非阻塞流LC=10qvL(P)1=

8503)

=236.96查附表，选用

Ddgg

150mm

C100

的调节阀第节计机制统1.计机制统由几分成？部分什作？答：计算机控制系统是由工业对象和工业控制计算机两大部分组成。工业控制计算机主要由硬件和软件两部分组成。其中硬件部分主要包括计算机主机，外部设备，外围设备，工业自动化仪表和操作控制台，软件是指计算机系统的程序系统，各部分作用参见课P234-235。2.计机制统常的拟制统比，哪相与同？答：相同点：控制系统的基本结构相同，有关调节原理和调节过程相同，即都是基于“检测偏差，纠正偏差”的控制原理。在系统的对象，执行元件，检测元件等环节内部的运动规律与模拟控制系统是相同的。不同之处：在计算机控制系统中，控制里对控制对象的参数，状态信息的检测和控制结果的输出在时间上是断续的，对检测信号的分析计算是数字化的，而在模拟控制系统中则是连续的，并使用数字控制控制里代替了模拟控制里，并增加了模数转换元件和数模转换元件，给定值也从数字量形式输入计算机。3.计机制统照的同为些型？有么点答：分为：数据采集和数据处理系统，直接数字控制系DDC监督控制系S，级计算机控制系统以及集散型控制系统。数据采集和数据处理系统主要是对大量的过程状态参数进行巡回检测，数据存贮纪录，数据处理进行实时数据分析以及数据越限报警等功能，计算机不直接会与过程控制，对生产过程不产生直接影响。直接数字控制系统的特点：计算机完全代替了模拟调节里，实现了几十个甚至更多的单回PID控制，并易于实现其他新型控制规律的控制，具有大纯滞后对象的控制等，他把显示，纪录，报警和给定值设定等功能都集中在操作控制台上，给操作人员带来了方便，修改程序即可实现上述各种形式的控制规律；缺点是：要求工业控制计算机的可靠性很高，否则会直接影响生产的正常进行，P238-P242。4.集型制统怎构的有些要特？答：集散型控制系统将生产过程按其系统结构纵向分成现场控制级，控制管理级，生产和经营管理级。级间相互独立又相互联系。再对每一级按其功能划分为若干小块，采取既分散又集中的设计原则，进行集散控制系统的硬件和软件设计特点：1）硬件组装积木化（）件模块化（）态控制统（）应用先进的通信网络（5）具有开放性（6）可靠性高故：集散型控制系统既有计算机控制系统控制算法先进，精度高，响应速度快的优点，又有仪表控制系统安全可靠，维护方便的优点，而且，集散型控制系统容易实现复杂的控制规律，成本低，施工周期.5.试拟个象画计机据集理系的框，说各件名解：工业对象——》多道开关——A/D——》计算机——》显/打印报警

某控象5模量制路3模量测视回，为对设一监计机制统框。解：方框图见：生产过程测测量

量

控制模拟仪表控机7.什是算直数控系？有么特？答：直接数字控制系DDC分时对被控对象的状态参数进行测试，并根据测试的结果与给定值的差值，按照预先制定的控制标法进行数字分析，运算后，控制量输出直接作用在调节阀等执行机构上，使各个被控参数保持在给定值上，实现对被控对象的闭环自动调节。特点：优点1计机完全代替模拟调节器，实现几个甚至更多的单回PID控制。2。较易实现其他新型控制规律控制，如串级控制，前馈控制，自动选择性控制3。将显示，记录，报警和给定值设定等功能集中在操作控制台上，操作方便。缺点：要求工业控制计算机的可靠性提高，否则会直接影响生产的正常运行。．DDC基算有些各有么缺？答：DDC的基本算法分为两种：理PID算法和实际PID法。其中理想PID算法包括：位置式，增量式和速度式；实P算法有：位置式，增量式和速度式。理想算法中，位置式算法容易产生累积误差，若该项值很大时，调节缓慢，发生积分饱和，对控制调节不利，且受到计算机字长的限制，当超过字长时，引起积分丢失现象。增量式算法无此缺点，而且系统进行手动和自动切换时，增量PID由于执行元件保存了过去的位置，因此冲击较小，即使发生故障时，也由于执行元件的寄存作用，仍可保存元件位，对被控制过程的影响较小。但是理想算法存在自身不足，而且具体工业过程的控制有一定的特殊性，故采用实PID法，有较强的干扰抑制能力。．试出些进P算法并析改特及用合答：改进的ID算法有：（1）带死区PID制——当控制偏差在某个阀值以内时，系统不进行调节；当超过这个阀值时，系统按PID行调节，表示为(|e(k)B,PID|e(k)式中B为阀值，O-B的区间称为死。该控制方式适用于要求控制作用尽可能少变动的场合，如在中间器皿的液面控制。（）和作用的抑制（）PID位置算法的积分饱和作用机器抑制——采用遇限削弱积分法和积分分离法。B）PID增量算的饱和作用及其抑制C干扰的抑制——四点中的差分法。该控制方式适用于可能出现饱和效应的场合，即控制量因受到执行元件机械和物理性能的约束而限制在有限范围以内控制器执行的控制量不再是计算值。︱eq\o\ac(△,U)eq\o\ac(△,)︱<eq\o\ac(△,=)Umax.10．计机制统，样期如确定？什执器应度慢对样周可当大些答：采样周期的选择主要从以下几个方面来考虑。从对控制质量的要求考虑，采样周期小一些，控制效果好2。从被控制对象的动态特征考虑，若对象的反应速度快，选用较短的采样周期；如果对象的反应速度慢，则选用较长的采样周期3。从执行机构的要求考虑，有时需要计算机输出的控制信号保持一定的时间宽度，为使执行机构能够按预期的调节规律运作，则采样周期可选长一些。从抗干扰的要求看，希望采样周期短些5。从计算机的工作量和每个控制回路的成本看，希望采样周期大些。综上所述，必须根据拘役情况和主要的要求作出选择，当执行器相应速度较慢时，采样周期应适当选大些，以保证执行器能够实现预期的调节规律。11．知拟节的递数GS=1+0.17S），现在用字ID算法实现试别出应位式增式PID法达式设样期To=0.2S.解：由（）

0.17s

，可得：

K

=1

TI

=0.17

TD

=0.085

位置式u(k)=

K

{e(k)+

Ii

i)D[(k)k1)]

}代入T=0.2

u(k)={e(k)+

0.2k0.17i

0.085(i)[(k)k1)]0.2

}增量式：

u(k)=

K[ek)(1)]+

K[(k)k(kIDpDp其中：

KKI

T0.2TI

KKDu(k)=[(k+

1ek)[ek)e(k0.170.212．算控系的计哪基原？其计骤怎的答：计算机控制系统设计的基本原则。系统操作性能好——使用方便和维修方便。2。可靠性高。。通用性好，便扩充4。实时性强——表现在时间驱动和时间驱动能力上。5。设计周期短，价格便宜设计步骤：1.确定系统整体控制案：确定系统整体控制方案；确定系统的构成方式；现场设备选;2.确定控制;3.系统硬软件的设:4.统调试。13．何高算控系的靠？哪些法径答：为了提高计算机控制系统的可靠性和可维护性，常采用提高元器件的可靠性，设计系统的冗条技术，采取抗干扰措施，采用故障诊断和系统恢复技术以及软件可靠性技术等。常用的冗条系统——并联系统，备用系统，表决系统。抗干扰措施——电磁干扰的屏蔽；隔离技术；共模输入法；电源系统的干扰抑制；布线的防干扰；接地设计；软件的抗干扰措施。14．程制统处干环是其劣的试述所的扰哪？答：干扰分3类：（）间感应干扰，它以电磁感应形式进入系统的任何部件和线路（2）类干扰是通过对通道的应，传输结合，地线联系进入通道部分的干扰3）电网的冲击波通过变压器结合系统进入电源系统而传到各个部分的。15．模扰串干个什特，们是何入统成扰？答：在计算机控制系统中，由于对象，通道装置比较，通道与被测信号之间往往要长线连接，由此造成了被测信号地线和主机地线之间存在一定的电位差，它作为干扰，同时施加在通道的两个输入端上，称为共模干扰。共模干扰的抑制措施：采用高共模抑制比的差动放大器，采用浮地输入双层屏蔽放大器，光电隔离，使用隔离放大器。16．线输扰什不避，何以抑？答：在计算机控制系统中，由于对象，通道装置比较分散，通道与被测信号之间望完要长线连接，由此造成了被测信号地线和主机地线之间存在一定的电位差，它作为干扰，同时施加在通道的两个输入端上，称为共模干扰。共模干扰的抑制措施：采用高共模抑制比的差动放大器，采用浮地输入双层屏蔽放大器，光电隔离，使用隔离放大器。17．拟与字为必严分？答：模拟地是作为A/D转换，前置放大器，比较器等模拟信号传递电路的零电位；数字地即逻辑地，主要是T或CMOS刷电路板的地端，作为数字逻辑的零位。18．计机制统，用抗扰施有些分合接的要。答：抗干扰措施——电磁干扰的屏蔽；隔离技术；共模输入法；电源系统的干扰抑制；布线的防干扰；接地设计；软件的抗干扰措施。接地问题在计算机实时控制系统抗干扰中有重要地位，接地不当，将引入干扰。接地设计目的在于消除各电路电流流径一个公共地线阻抗时所产生的噪音电压，避免受磁场和地电位差的影响，即不使其形成地环路，使屏蔽和滤波有环路，确保系统安全。19．偏序节与通拟表比哪些同优？答：可偏程序调节器是一种可以由用户编制程序，构成各种控制方式的数字化仪表，它以微处理器为运算控制的核心，是单元组各式仪表向微机化发展和计算机控制向分散化发展两者相结合的方向，具有逻辑控制，计时，计数，分支以及子程序等顺序控制功能，又有数字运算，数据处理，模拟量调节，操作显示以及联网通信等各种功能。特点：。制程序简单2。控系统简单，通用性强。抗干扰能力强，可靠性高。4。体积小，维护方便5。短了设计，施工，投产调试周期，应用前景广阔。20．编序节由些分成？部分主作是么答：可遍程序调节器有四部分组成1输入，输出部件；PC与被控设备连接起来的部件。。央处理器，PC的脑，处理和运行用户程序，监控中央处理机和输入输出部件的状态，并作出逻辑判断。3电源部件，是将交流电源转换成P的微处理器，存储器等电子电路工作所需要的直流电流，P能正常工作。编程器，是C最重要的外围设备，PC需编程器输入，检查，改，调试用户程序，也可在线监PC的工作情况。21．简可程调器基工过。答：可编程序调节器的工作过程有三部分：①输入采样—即读状态信息。程序执行—通过CPU中的运算器读入的输入信号进行逻辑运算。输出刷新—当所有的指令执行完毕时，集中把输出状态寄存器的状态通过输出部件转换成被控设备所能接受的电压或电流信号，以驱动被控设备，使之完成预定的任务。第章型程制统用案1.离式缩防振控方有么点?答压机防喘振的控制方案分为固定极限流量法和可受流量极限流量,固定极限流量法是控制压缩机的入口流量不低于某一不受的极限以防止喘振现象的产生.该方案结构简单运安全可靠,投资费用少但产生喘振现象的流量极限值统统与压缩机的转速有.因此当压缩机的转速不是衡值时,宜采用次方,当压缩机的转速可变,进入喘振区的极限流量也是变化的.这个极限流量以根据压缩机的安全操作线经计算得,可变极限流量法就是控制压缩机的入口流,使不低于由计算得到的流量极限,以防止喘振现象的发.该方案要根据现场数据来计算流量的极限.麻烦而且当安全操作线的方程不相同,有不同的计算方法和相应的控制方但这种方案在压缩机的转速不恒,负荷需要变动的场合下,使用较可靠较经.2.单路制统主应场有些?答单路控制系统通常是指由一个被控对一个检测元件及传感器或变速,一个控制器和一个执行器所构成的单闭环控制系主要应用于控制负荷变化较小的被控对,被控对象的动态特性易于控制工艺对调节质量的要求不高,可选用单回路控制系.3.为么择制数要分过特入手怎选一可控良的作控参?答在产过程中,存在着各种各的被控对.这些对象的特性各不相,有的较易操作工艺变量能够控制的比较平,有却很难操工艺变量容易产生大幅段波,容易越出工艺允许的范围只充分了解和熟悉对象特,能使工艺生产在最佳状态下运,因此,在控制系统设计,首先必须充分了解被控对象的特掌握他的内在规,才能选择合适的被控变量,操纵变量被控变量的选择原则信号可直接测得测变送环节的滞后可选择与之有单质函数关系的间接参当不能直接获取)独立变量考虑工艺合理性及当前仪表性能操纵变量的选择原则(1).考工艺合理性(2)考虑被控对象特征:使控对象控制通道的放大系数较时间常数较小纯后时间越小越好使控对象干扰通道的放大系数尽可能,间常数越大越.4.化反里自控有么本求?答基要求有以下几个方面:控制指标—根据进行的反映不指标选择不同如反应转化产品的质量,产量等直接指标或T.P物料平衡和能量平衡以反映能正常进行约束条:保证反应里能安全正操作所要求的条件尽可能将干扰作用排除在反应之,以保证产品质.5.为么多反器主被量是度？对于大多数反映皿来,其控制要求是在一定的约束条件和保持物料平衡的情况,使反映皿的生成物的质量指标符合一定的要化学反应皿的质量指标一般指反应的转化率或反映生成物的规定浓,但是转化率或产物浓度一般不易直接测,以要寻找与转化率或产物浓度有一定关系的间接质量指,于化学反应皿一般总伴随有热效应不是吸热就是放热,所以温度量最能够表征转化率或产物浓度的间接控制指,果再辅以压力和处理量等控制系统,即可保证反映皿的正常操.以温度作为被控变量由于温度较宜测且影响温度的变量教,给选择操纵变量提供了方便条件故宜构成相应的温度控制系,但有时以温度作为间接控制指,并不能保证质量稳定,当有干扰作用时,转化和反映生成物组合等仍会受到影,特别是在有些反映中温度与生成物组合间不完全是单值关这就需要不断根据情况去改变温度控制系统的给定值在催化剂的反映皿中由于催化剂的活性变温度给定值也要随之改变．生过一对热控系有么求答生产过程对换热器控制系统的要求有以下几点：被控变量要求是冷却介质（被加热介质）的出口温度；加热介质是废热热源时，为了节省能量，要求最大限度地加以利用，所以一般不对其流量进行调节，而是调节被加热介质的流量。对于两侧均无相变化的换热器的控制，要稳定被加热介质的出口温度。可以通过改变载热体自身流量，改变载热体旁路流量，改变被加热介质自身流量，改变被加热介质的旁路流量。当邮箱便是，如蒸气冷凝，其控制方案可以通过改变加热蒸汽流量或改变冷凝水排出量来维持被加热介质出口温度的稳定。补1.

已阀最流

100

3

/

，调围R=30。试别算理情下的相行为

L

，，，时流量R并较同想量特的制阀小度的量化况直流特；等分流特。解：（）据直线流量特性的相对流量与相对行程之间的关系：Q[1R]QRL分别代入：

100m3/h

，R=30，

L

0.1，0.2，0.8，等据，可计算出在相对行程为，0.20.8时的流量值。

m3/

，

22.67/

，

80.673/

，

3/h（）据直线流量特性的相对流量与相对行程之间的关系：

L

代入数据得：

4.68m

3

/h，

6.58

3

/，

50.65m

3

/hQ

m

3

/h由上述数据可得，对于直线流量特性的控制阀，相对行程有10%变化到20%时，流量变化值为：

100%=74.4%；相对行程由80%变到90%，流量变化的相对值为90.33

100%=12%，由此可见，对于直线量特性的控制阀，在小开度时，行程变化了10%，量就在原有基础上增加了74.4，控制作用很强，容易使系统产生振荡；在大开度时（80%处）。行程同样化了10%，流量只在原有基础上增加了12%.控制作用很弱，控制不够及时，有力，这是直线流量特性控制阀的一个缺陷。对于等百分比流量特性的控制阀，相对行程由10%为时，流量变化的相对值为

100%=40%；相对行程由80%变为时，流量变化的相对值为100%=40%。故对于等百分特性控阀，不管时小开度或大开度时，行程同样变化了10%，流量在原来基础上变化的相对百分数量相等的。故取名为等百分比流量特性。具有这种特性的控制阀，在同样的行程变化值下，小开度时，流量变化小，来自比较平稳缓和；大开度时，流量变化大，控制灵敏有效，这是它的优。2.对一可范R=30的制，知最流系为

C

max

=100

，体度

。由关全时由串管的响使两的差由100KPa降为，果考阀泄量影响试算统阻比S，并明联道对调围的响（设控体非塞液）解：由于阻力比S等控制阀全开时阀上压差与系统总压差之比，在不考虑阀的泄漏量的影响时。阀全关时阀两端的压差就可视为系统总压差，故本系统总压差为00Kpa，全开时两端压差为60Kpa，用阻力S=

。由于该阀的

C

max

=100

，R=30在理想状况下，阀