化工儀表及自動化總復(fù)習(xí)-Read

1、化工儀表及自動化總復(fù)習(xí)第一章 自動控制系統(tǒng)基本概念一、基本要求1. 掌握自動控制系統(tǒng)的組成，了解各組成部分的作用以及相互影響和聯(lián)系；2. 掌握自動控制系統(tǒng)中常用術(shù)語，了解方塊圖的意義及畫法；3. 掌握管道及控制流程圖上常用符號的意義；4. 了解控制系統(tǒng)的分類形式，掌握系統(tǒng)的動態(tài)特性和靜態(tài)特性的意義；5. 掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)在階躍干擾作用下，過渡過程的形式和過渡過程的品質(zhì)指標(biāo)。二、常用術(shù)語1. 控制對象：2. 被控變量：3. 操縱變量：4. 擾動量：除操縱變量外，作用于被控變量并使其發(fā)生變化的因素。5. 設(shè)定值：6. 偏差：7. 控制系統(tǒng)的過渡過程：8. 反饋：把系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的輸出信號直接或（經(jīng)過一

2、些環(huán)節(jié)）間接引入到輸入端的方法稱為 反饋。9. 負(fù)反饋：反饋信號的作用方向與設(shè)定信號相反，即偏差信號位兩者之差，這種反饋稱為 負(fù)反饋。10 正反饋：三、問答題1. 控制系統(tǒng)按被調(diào)參數(shù)的變化規(guī)律可分為哪幾類？簡述每種形式的基本含義。 開環(huán)自動控制系統(tǒng)：操縱變量可以改變被控變量，但被控變量對操縱變量沒有影響。 閉環(huán)自動控制系統(tǒng)：操縱變量可以改變被控變量，被控變量又對操縱變量產(chǎn)生影響。 定值控制系統(tǒng)：給定值為常數(shù)；隨動控制系統(tǒng)：給定值為變數(shù)，要求跟隨變化； 程序控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)：按預(yù)定時間順序控制參數(shù)。2. 自動控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？控制對象：控制儀表：檢測儀表（檢測元件及變送器）

3、 ：控制儀表：執(zhí)行儀表：顯示儀表：3. 在階躍擾動作用下，控制系統(tǒng)的過渡過程有哪幾種形式 ? 其中哪些形式能基本滿足控制 要求？發(fā)散振蕩過程：非振蕩發(fā)散過程：等幅振蕩過程：衰減振蕩過程：非振蕩衰減過程：其中，衰減振蕩過程和非振蕩衰減過程可以基本滿足控制要求，但后者進(jìn)程緩慢，只用于系統(tǒng)不允許振蕩時。4試述控制系統(tǒng)衰減振蕩過程的品質(zhì)指標(biāo)及其含義。最大偏差：衰減比：過渡時間：振蕩周期(振蕩頻率)：5什么是控制系統(tǒng)的方塊圖？它與工藝管道及控制流程圖有何區(qū)別？自動控制系統(tǒng)的方塊圖是由傳遞方塊、信號線(帶有箭頭的線段)、綜合點、分支點構(gòu)成的表示控制系統(tǒng)組成和作用的圖形。其中：每一個方塊代表系統(tǒng)中的一個組成

4、部分，6. 在自動化系統(tǒng)中，儀表符號由哪幾部分組成，各表示什么意義？儀表位號由字母組合和回路編號組成：字母組合：首字母一一被側(cè)變量，尾字母一一儀表功能，中字母一一修飾詞 回路編號：首位數(shù)一一工序號；后續(xù)數(shù)一一順序號7.某化學(xué)反應(yīng)器工藝操作規(guī)定溫度為(800± 10C)。為確保生產(chǎn)安全，控制中 溫度最高不得超過 850 C?，F(xiàn)運行的控制 系統(tǒng)，在最大階躍擾動下的過渡過程曲線 如圖所示。(1) 分別求出最大偏差、余差、衰減比、 過渡時間(溫度進(jìn)入土 2獅穩(wěn)定值即視為 系統(tǒng)已穩(wěn)定)和振蕩周期。(2) 說明此溫度控制系統(tǒng)是否滿足工藝 要求。T/°C j8458158058001/-

5、 /72025t/min溫度控制系統(tǒng)過渡過程曲線第二章被控對象的數(shù)學(xué)模型一、基本要求1. 了解建立被控對象數(shù)學(xué)模型的意義及數(shù)學(xué)模型的建立方法；2. 掌握用機理建模的方法，建立簡單對象的數(shù)學(xué)模型；3. 掌握表征被控對象特性的三個參數(shù)一一放大倍數(shù)K、時間常數(shù) T、滯后時間t的物理意義及其對控制質(zhì)量的影響；4. 了解被控對象特性的實驗測定方法。二、常用術(shù)語1. 被控對象特性：2. 被控對象數(shù)學(xué)模型：3. 被控對象的放大倍數(shù)：4. 被控對象的時間常數(shù)：5. 被控對象的滯后時間：純滯后(輸出變化落后于輸入變化的時間)與容積滯后(因物料 或能量傳遞需要一定時間而引起的輸出變化遲緩)之和6. 通道：由對象的

6、輸入變量至輸出變量的信號聯(lián)系。包括控制通道和干擾通道。三、問答題1. 為什么說放大倍數(shù) K是對象的靜態(tài)特性，而時間常數(shù)T和滯后時間t是對象的動態(tài)特性？2. 簡述獲取對象特性(數(shù)學(xué)模型)的兩種方法。理論分析法：通過理論分析建立輸入和輸出之間的關(guān)系。例如：一階對象、積分對象、 二階對象實驗測取法：在實際系統(tǒng)或?qū)嶒炏到y(tǒng)中， 通過一組輸入來考察輸出的跟隨變化規(guī)律。常見的有：多點擬合法、階躍輸入法和周期脈沖法。3. RC電路如圖所示。Vi為輸入量，Vo為輸出量。 在時間t=0時，閉合開關(guān) K，電容開始充電。 此時，電壓V0隨時間的變化規(guī)律為：t / RC、V。二 Vi(1-e)(1) 求當(dāng)t分別為0、T

7、和8時，V。分別 為多少？(2) 繪出Vi作階躍變化時，V。隨時間變 化的響應(yīng)曲線形狀；(3) 根據(jù)上述已知條件，確定對象的特性參數(shù)4. 為了測定某物料干燥筒的對象特性，在to時刻突然將加熱蒸汽量從 25m3/h增加到28m3/h, 物料出口溫度記錄儀得到階躍輸入曲線如圖所示。寫出描述物料干燥筒特性的微分方程(溫度變化量作為輸入量，加熱蒸汽量的變化量作為輸 出量；溫度測量儀表的測量范圍0200C ；流量測量儀表的測量范圍 040nf/h )。RUi丄 CUo第3題 RC充放電電路圖K、T 和 t。Ij溫度/ cP |< J 1"/difI1 :1/ 1iii1 第:-/I 泊4

8、題蒸汽流量階躍反應(yīng)曲線第三章 檢測儀表與傳感器一、基本要求1掌握儀表精度的意義與測量誤差的關(guān)系。2了解儀表的性能指標(biāo)。3初步掌握各種壓力檢測儀表的基本原理及壓力表的選用方法。4了解各種流量計的測量原理。重點是差壓式流量計及轉(zhuǎn)子流量計。5了解各種液位測量方法。初步掌握液位測量中零點遷移的意義及計算方法。6掌握熱電偶溫度計及熱電阻溫度計的測溫原理。熟悉熱電偶溫度測量中的冷端溫度 補償?shù)淖饔眉胺椒ā?了解電動溫度變送器的作用及原理。二、常用術(shù)語1.參數(shù)檢測：2.非電量的電測法3.準(zhǔn)確度：4.絕對誤差：5.實際相對誤差：6.示值相對誤差：7.引用相對誤差：8.允許誤差：9.指示變差：10精密度11儀表

9、精度等級：12精確度：13靈敏度：14靈敏限：15分辨率：16線性度：17反應(yīng)時間：三、問答題1. 工業(yè)壓力計按敏感元件通常可以分為哪幾種類型？試簡述各種壓力計的工作原理。 液柱式壓力計： 活塞式壓力計： 彈性式壓力計：彈簧管式：薄膜式：波紋管式：電氣式壓力計：應(yīng)變式：壓電電阻式：電感式：電容式：霍爾式：2. 試述壓力計選型的主要內(nèi)容及安裝注意事項。 類型選擇 量程與盤面選擇 精度選擇 注意：取壓位置與隔離3. 試述流量計的分類及其工作原理。 速度流量計：壓差流量計：轉(zhuǎn)子流量計：電磁流量計： 超聲波流量計： 渦輪流量計： 堰式流量計： 容積式流量計：齒輪流量計：活塞流量計：間接質(zhì)量流量計： 直

10、接質(zhì)量流量計：4. 試述物位計的分類及其工作原理。 直讀式物位計： 浮力式物位計： 壓差式物位計： 電磁式物位計： 核輻射式物位計： 超聲波物位計： 光電式物位計：5. 試述溫度測量儀表的種類及其工作原理 接觸式溫度計：膨脹式溫度計： 玻璃液體溫度計： 雙金屬溫度計：壓力式溫度計： 熱電偶溫度計： 熱電阻溫度計： 非接觸溫度計：輻射溫度計： 紅外溫度計：光電溫度計： 熱電溫度計：6. 試述電動溫度計二次儀表的功能及其組成部分。 功能：-對信號進(jìn)行放大和轉(zhuǎn)換；-信號的線性化。組成部分：-輸入電橋；-放大器；-反饋電路；-電源電路。第四章 顯示儀表一、基本要求1了解動圈式顯示儀表的基本結(jié)構(gòu)及原理。

11、2掌握自動電子電位差計的工作原理。熟悉電位差計的測量橋路及各個電阻的作用。3掌握自動電子平衡電橋的工作原理。4了解DDZ-川型顯示儀表的基本結(jié)構(gòu)及原理。5了解數(shù)字式顯示儀表的原理與組成。二、常用術(shù)語1. 模擬信號：2. 數(shù)字信號：三、問答題1. 試述動圈式儀表的結(jié)構(gòu)及其工作原理。2. 試述自動平衡電橋及其與熱電阻配合進(jìn)行溫度檢測的工作原理。3. 試述自動不平衡電橋及其與熱電偶配合進(jìn)行溫度檢測的工作原理。4. 試述 DDZ 系列光柱報警器的結(jié)構(gòu)及其工作原理。第五章 自動控制儀表一、基本要求1掌握各種基本控制規(guī)律及其特點。 2熟悉比例度、積分時間、微分時間對控制系統(tǒng)的影響。3. 了解DDZ- n型

12、和DDZ-川型控制器的特點和基本組成。4了解可編程調(diào)節(jié)器和可編程控制器的功能和特點。二、常用術(shù)語1. 基地式控制儀表2. 單元組合式控制儀表3. 計算機控制系統(tǒng)4. 控制規(guī)律：5. 限位控制：6. 連續(xù)控制：7. 放大倍數(shù) KP：8比例度&9. 無干擾切換三、問答題1試述控制器的作用及其分類。2. 控制系統(tǒng)按控制規(guī)律可以分為哪幾類：3試述PID控制的數(shù)學(xué)模型及參數(shù)意義。4. 模擬量控制器由哪幾部分組成？畫出其框圖并說明各部分的作用。5試述DDZ 川儀表的特點。6試述DDZ 川電動控制器的基本功能，并畫出其結(jié)構(gòu)框圖。第六章 執(zhí)行器s 和并聯(lián)管道中分流比一、基本要求 1掌握控制閥的流量特性

13、的意義，了解串聯(lián)管道中阻力比 流量特性的影響。2了解氣動薄膜控制閥的基本結(jié)構(gòu)、主要類型及使用場合。3理解氣動執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式及其選擇原則。4了解電氣轉(zhuǎn)換器及電 -氣閥門定位器的用途及工作原理。5了解電動執(zhí)行器的基本原理。二、常用術(shù)語1. 控制閥的理論流量特性2. 控制閥的實際流量特性三、問答題1. 試述執(zhí)行器的分類及其作用。2. 執(zhí)行器由哪兩部分組成，各起什么作用？3. 氣動執(zhí)行機構(gòu)有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？各有什么特點？4. 試述電動執(zhí)行機構(gòu)的分類及其用途。5. 試述電動執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其工作原理。6. 試述電液執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)及其工作原理。7. 什么是氣開式控制閥和氣關(guān)式控制閥？如何選擇？第七章

14、 簡單控制系統(tǒng)一、基本要求 1了解簡單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成及作用。 2掌握簡單控制系統(tǒng)中被控變量、操縱變量選擇的一般原則。 3了解各種基本控制規(guī)律的特點及應(yīng)用場合。 4掌握控制器正、反作用確定的方法。 5掌握控制器參數(shù)工程整定的方法。二、常用術(shù)語1. 簡單控制系統(tǒng)：2. 控制器的工程整定：三、問答題1. 如何選擇被控變量？2. 如何選擇操縱變量？3. 造成控制系統(tǒng)滯后的原因有哪些？ 對象滯后、檢測滯后、信號傳送滯后4. 控制系統(tǒng)按信號來源（系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）可以分為哪幾類？試分別畫出結(jié)構(gòu)框圖。5. 控制器整定的任務(wù)是什么？常用整定方法有哪幾種？理論計算工程整定 臨界比例度法 衰減曲線法 經(jīng)驗湊試法第八

15、章 復(fù)雜控制系統(tǒng)一、基本要求1掌握串級控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作過程、特點及應(yīng)用場合；掌握串級控制系統(tǒng)中副變 量的確定及主、 副控制器正、反作用的選擇； 了解串級控制系統(tǒng)中主、 副控制器參數(shù)的工程 整定方法。2熟悉設(shè)置均勻控制系統(tǒng)的目的及控制方案。3了解比值控制系統(tǒng)的各種類型；熟悉單閉環(huán)比值控制方案的結(jié)構(gòu)及特點。 4熟悉前饋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點及應(yīng)用場合。5理解連續(xù)型選擇性控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點及控制方案；了解開關(guān)型選擇性控制系統(tǒng)； 了解積分飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生及防止方法。6理解分程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用場合。7了解多沖量控制系統(tǒng)的意義；理解三沖量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點。二、常用術(shù)語1. 復(fù)合控制系統(tǒng)：2. 軟保護(hù)

16、：3. 硬保護(hù)：三、問答題1. 試述串級控制系統(tǒng)的特點及其使用條件。2. 串級控制系統(tǒng)中主、副變量應(yīng)如何選擇？3. 簡述均勻控制的目的及控制方案。4. 以合成氨為例，簡述比例控制的目的及控制方案。5. 選擇性控制系統(tǒng)按處理方法不同可以分為哪幾類？ 開關(guān)型選擇性控制系統(tǒng)： 連續(xù)型選擇性控制系統(tǒng)： 混合型選擇性控制系統(tǒng)：6. 試述分程控制的目的及其適用范圍。 分程控制系統(tǒng)：由一個控制器同時控制兩個執(zhí)行機構(gòu)并使之次第執(zhí)行的控制系統(tǒng)。 使用范圍：-擴大調(diào)節(jié)范圍，提高調(diào)節(jié)精度；-可用于兩種不同的介質(zhì)，以滿足工藝要求；-用作生產(chǎn)安全的防護(hù)措施7. 什么是多沖量控制系統(tǒng)？第九章計算機控制系統(tǒng)一、基本要求 1基本掌握直接數(shù)字控制（ DDC