自動(dòng)化儀表與過程控制-考試題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1什么是過程控制系統(tǒng)? 其基本分類方法有哪幾種 答：過程控制是指在工業(yè)生產(chǎn)過程中自動(dòng)控制系統(tǒng)的被控量是溫度、壓力、流量、液位、成分、粘度、濕度和PH等這樣一些過程變量的系統(tǒng)。按過程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可進(jìn)行如下分類： 1）反饋控制系統(tǒng)：反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)系統(tǒng)被控量的偏差進(jìn)行工作的，偏差值是控制的依據(jù)，最后達(dá)到消除或減小偏差的目的。 2）前饋控制系統(tǒng)：前饋控制系統(tǒng)直接根據(jù)擾動(dòng)量的大小進(jìn)行工作，擾動(dòng)是控制的依據(jù)。由于它沒有被控量的反饋，所以也稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。 3）前饋反饋控制系統(tǒng)(復(fù)合控制系統(tǒng))：開環(huán)前饋控制的最主要的優(yōu)點(diǎn)

2、是能針對(duì)主要擾動(dòng)及時(shí)迅速地克服其對(duì)被控參數(shù)的影響；對(duì)于其余次要擾動(dòng)，則利用反饋控制予以克服，使控制系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí)能準(zhǔn)確地使被控量控制在給定值上。 按給定值信號(hào)的特點(diǎn)可進(jìn)行如下分類：  1）定值控制系統(tǒng)：就是系統(tǒng)被控量的給定值保持在規(guī)定值不變，或在小范圍附近不變。 2) 程序控制系統(tǒng)：它是被控量的給定值按預(yù)定的時(shí)間程序變化工作的?？刂频哪康木褪鞘瓜到y(tǒng)被控量按工藝要求規(guī)定的程序自動(dòng)變化。 3) 隨動(dòng)控制系統(tǒng)：它是一種被控量的給定值隨時(shí)間任意變化的控制系統(tǒng)。其主要作用是克服一切擾動(dòng)，使被控量快速跟隨給定值而變化。251 D

3、DZ-III型調(diào)節(jié)器的輸入回路主要起什么作用？采用偏差差動(dòng)電平移動(dòng)電路有什么好處？如果不采用偏差差動(dòng)電平移動(dòng)電路行不行？為什么？P74 DDZ-III型的輸入回路功能： 輸入電路的主要作用是獲得與輸入信號(hào)Ui和給定信號(hào)Us只差成比例的偏差信號(hào)。 采用偏差差動(dòng)電平移動(dòng)電路的好處是不僅保證輸入回路的運(yùn)算放大器以零伏為基準(zhǔn)的輸入信號(hào)DC15V輸入信號(hào)作用下，能使其工作在規(guī)定的共模輸入電壓范圍內(nèi)，同時(shí)能保證該調(diào)節(jié)器的比例微分電路、比例積分電路等運(yùn)算電路滿足輸入電壓范圍要求。3-3簡(jiǎn)單歸納過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。 答：過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、工程安

4、裝和儀表調(diào)校、調(diào)節(jié)器參數(shù)整定等四個(gè)主要內(nèi)容3-4通常過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟應(yīng)包括哪些？1）建立被控過程的數(shù)學(xué)模型 2）選擇控制方案 3）控制設(shè)備選型 4）實(shí)驗(yàn)（和仿真）3-5、 什么叫單回路系統(tǒng)？控制方案設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容？怎樣理解方案設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心？  只有一個(gè)閉環(huán)回路的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)叫單回路控制系統(tǒng)；過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，工程設(shè)計(jì)，工程安裝和儀表調(diào)校，調(diào)節(jié)器參數(shù)整定四個(gè)主要內(nèi)容；控制方案是系統(tǒng)設(shè)計(jì)得核心，若控制方案不正確，則無論如何選用何種先進(jìn)的過程控制儀表或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，無論其安裝如何細(xì)心，都不可能是系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過

5、程中發(fā)揮良好的控制作用，甚至系統(tǒng)不能運(yùn)行前饋控制：前饋控制器是基于擾動(dòng)來消除擾動(dòng)對(duì)被控量的影響；擾動(dòng)發(fā)生后，前饋控制器及時(shí)動(dòng)作，對(duì)抑制被控量由于擾動(dòng)引起的動(dòng)、靜態(tài)偏差比較有效；前饋控制屬于開環(huán)控制；只適合用來克服可測(cè)而不可控的擾動(dòng)，而對(duì)系統(tǒng)的其他擾動(dòng)無抑制作用；前饋控制器的控制規(guī)律，取決于被控對(duì)象的特性。4-30、什么是分程控制？怎樣實(shí)現(xiàn)分程控制？在分程控制中需注意哪些主要問題? 答：（1）在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有時(shí)會(huì)遇到一個(gè)控制器去操縱幾只閥門，若按輸出信號(hào)的不同區(qū)間操作不同的閥門，這樣的控制系統(tǒng)叫做分程控制系統(tǒng)。（2）借助每個(gè)執(zhí)行器上的閥門定位器，通過調(diào)整各個(gè)閥門的全行程動(dòng)作范圍來實(shí)現(xiàn)分程控制

6、。（3）需要注意的問題：盡量選用對(duì)數(shù)調(diào)節(jié)閥；采用分程信號(hào)重疊法；調(diào)節(jié)閥的泄漏量的大小。5-1、什么是集散控制系統(tǒng)，集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)有哪些？集散控制系統(tǒng)是以微處理器為基礎(chǔ)的對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的集中分散控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱DCS系統(tǒng) 特點(diǎn)：1）控制設(shè)備的分散 2）監(jiān)事和管理操作的集中 3）開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4-30、什么是分程控制？怎樣實(shí)現(xiàn)分程控制？在分程控制中需注意哪些主要問題? 答：（1）在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有時(shí)會(huì)遇到一個(gè)控制器去操縱幾只閥門，若按輸出信號(hào)的不同區(qū)間操作不同的閥門，這樣的控制系統(tǒng)叫做分程控制系統(tǒng)。（2）借助每個(gè)執(zhí)行器上的閥門定位器，通過調(diào)整各個(gè)閥門的全行程動(dòng)作范

7、圍來實(shí)現(xiàn)分程控制。（3）需要注意的問題：盡量選用對(duì)數(shù)調(diào)節(jié)閥；采用分程信號(hào)重疊法；調(diào)節(jié)閥的泄漏量的大小。5-1、什么是集散控制系統(tǒng)，集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)有哪些？集散控制系統(tǒng)是以微處理器為基礎(chǔ)的對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的集中分散控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱DCS系統(tǒng) 特點(diǎn)1系統(tǒng)構(gòu)成靈活 2操作管理便捷 3控制功能豐富 4信息資源共享 5安裝調(diào)試方便 6安全可靠性高3-6 什么是直接參數(shù)與間接參數(shù)？他們有何關(guān)系?選擇被控參數(shù)應(yīng)遵循哪些基本原則？   直接參數(shù)，直接反應(yīng)生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量又以直接測(cè)量的參數(shù)  間接參數(shù)，間接反映產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量又

8、與直接參數(shù)有著單值函數(shù)關(guān)系，有足夠大的測(cè)量靈敏度的參數(shù)  間接參數(shù)必須與直接參數(shù)有單值函數(shù)關(guān)系  被控參數(shù)的選擇原則：    1）直接參數(shù)法    2）間接參數(shù)法  3）被控變量必須具備足夠的靈敏度和變化數(shù)值    4）被控變量的選擇必須考慮到工藝過程的合理性，經(jīng)濟(jì)性，以及國(guó)內(nèi)外儀表生產(chǎn)的現(xiàn)狀。4-2、與單回路控制系統(tǒng)相比，串級(jí)控制系統(tǒng)有哪些主要特點(diǎn)？答：改善了被控過程的動(dòng)態(tài)特性，提高了系統(tǒng)的工作頻率；對(duì)二次干擾有很

9、強(qiáng)的克服能力；提高了對(duì)一次擾動(dòng)的克服能力和對(duì)回路參數(shù)變化的自適應(yīng)能力。 3-24、下圖為液位控制系統(tǒng)原理圖。生產(chǎn)工藝要求汽包水位一定必須穩(wěn)定。畫出控制系統(tǒng)框圖，指出被控過程、被控參數(shù)和控制參數(shù)。確定調(diào)節(jié)閥的流量特性、氣開、氣關(guān)形式和調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律及其正反作用方式解：控制系統(tǒng)框圖如下圖所示。被控過程為汽包；被控參數(shù)是汽包的液位；控制參數(shù)為給水的流量。汽包的過程特性為一階帶時(shí)延特性，即過程為非線性特性。因此，調(diào)節(jié)閥流量特性選擇對(duì)數(shù)特性調(diào)節(jié)閥。根據(jù)生產(chǎn)安全原則，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)該停止輸送燃料，調(diào)節(jié)閥應(yīng)選用氣關(guān)式。即無氣時(shí)調(diào)節(jié)閥打開。保證在控制出現(xiàn)故障時(shí)，汽包不會(huì)干燒。調(diào)節(jié)閥：選擇氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥，故

10、KV為“”；被控對(duì)象：按工藝要求分析，通過給水增加時(shí)，被控制參數(shù)的液位也會(huì)增加。所以K0為“”；變送器一般視為正作用?？刂破鞯恼⒎醋饔门袛嚓P(guān)系為：(3)（控制器“？”）·（控制閥“”）·（對(duì)象“”）“”根據(jù)判斷關(guān)系式，調(diào)節(jié)器應(yīng)為正作用。3-22、一個(gè)熱交換器，用蒸汽將進(jìn)入其中的冷水加熱至一定溫度，生產(chǎn)工藝要求熱水溫度應(yīng)保持定值（±攝氏度），試設(shè)計(jì)一個(gè)單回路控制系統(tǒng)。 答： 1、選擇被控變量：熱水的溫度 2、選擇控制參數(shù)：（冷水的流量、加熱蒸汽的流量） 3、選擇調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)型式 4、選擇控制器的控制規(guī)律和正反

11、作用 5、選擇測(cè)量變送器 6、畫出系統(tǒng)流程圖和結(jié)構(gòu)圖3-23、在某生產(chǎn)過程中，冷物料通過加熱爐對(duì)其進(jìn)行加熱，熱物料溫度必須滿足生產(chǎn)工藝要求，故設(shè)計(jì)圖所示溫度控制系統(tǒng)流程圖，畫出控制框圖，指出被控過程、被控參數(shù)和控制參數(shù)。確定調(diào)節(jié)閥的流量特性、氣開、氣關(guān)形式和調(diào)節(jié)器控制規(guī)律及其正、反作用方式。被控過程為加熱爐；被控參數(shù)是熱物料的溫度；控制參數(shù)為燃料的流量。      加熱爐的過程特性一般為二階帶時(shí)延特性，即過程為非線性特性。因此，調(diào)節(jié)閥流量特性選擇對(duì)數(shù)特性調(diào)節(jié)閥。 根據(jù)生產(chǎn)安全原則，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)該停止

12、輸送燃料，調(diào)節(jié)閥應(yīng)選用氣開式。即無氣時(shí)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。 控制器的正反作用的選擇應(yīng)該在根據(jù)工藝要求，原則是：使整個(gè)回路構(gòu)成負(fù)反饋系統(tǒng)?？刂破鞯恼?、反作用判斷關(guān)系為：（控制器“±”）（控制閥“±”） （對(duì)象“±”）“”        調(diào)節(jié)閥：氣開式為“”，氣關(guān)式為“”；        控制器：正作用為“”，反作用為“”；      &#

13、160; 被控對(duì)象：按工藝要求分析，通過控制閥的物量或能量增加時(shí)，被控制量也隨之增加為“”；反之隨之降低的為“”；        變送器一般視為正作用。 根據(jù)安全要求，調(diào)節(jié)閥選氣開式Kv為正，溫度變送器Km一般為正，當(dāng)調(diào)節(jié)器增加時(shí)，溫度值增加，故過程（對(duì)象）為正，為了保證閉環(huán)為負(fù)。所以調(diào)節(jié)器應(yīng)為負(fù)作用。4-9、在某生產(chǎn)過程中,冷物料通過加熱爐進(jìn)行加熱,根據(jù)工藝要求,需對(duì)熱物料的爐出口溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制,在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)燃料壓力波動(dòng)大,而且是一個(gè)主要擾動(dòng),故設(shè)計(jì)如圖所示系統(tǒng)流程圖,要求: 1.由系統(tǒng)控制

14、流程圖畫出框圖; 2.確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式； 3.確定控制器的正、反作用方式。 答：（1）見下圖 （2）由于發(fā)生重大事故時(shí)立即切斷燃料油的供應(yīng)，從工藝的安全性考慮，調(diào)節(jié)閥選擇氣開式，保證無氣時(shí)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉（3）主調(diào)節(jié)器選擇PI（或PID）控制規(guī)律，副調(diào)節(jié)器選擇P調(diào)節(jié)規(guī)律。由于燃料增加加熱爐溫度必然增加，所以過程為正。調(diào)節(jié)閥氣開式為正，可知主副調(diào)節(jié)器都選擇正作用方式。4-16、冷凝器溫度前饋-反饋控制系統(tǒng)方框圖如下圖所示。已知擾動(dòng)通道特性，控制通道特性，溫度調(diào)節(jié)器使用PI規(guī)律。試求該前饋-反控制系統(tǒng)中前饋控制器的數(shù)學(xué)模型。解：由右圖所示的前饋-反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為將不變性條件 時(shí)，要求Y

15、（S）=0。4-17、4-32、在某化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氣相反應(yīng)，調(diào)節(jié)閥A、B分別用來控制進(jìn)料流量和反應(yīng)生成物輸出流量，為控制反應(yīng)器內(nèi)壓力，設(shè)計(jì)如圖所示的分程控制系統(tǒng)，試畫出框圖，并確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式和調(diào)節(jié)器的作用方式？ 從安全角度，A閥氣開、B閥氣關(guān) 調(diào)節(jié)器反作用4-28、在某生產(chǎn)過程中，需求參與反應(yīng)的甲，乙兩種物料保持一定比例。若已知正常操作時(shí)，甲流量，乙流量，兩個(gè)流量均采用孔板測(cè)量并配用開方器，甲流量的測(cè)量范圍為010,乙流量的測(cè)量范圍為0300。根據(jù)要求設(shè)計(jì)保持比值的控制系統(tǒng)，試采用DDZ-型儀表組成系統(tǒng)時(shí)的比值系數(shù)K。答：因?yàn)閮蓚€(gè)流量均采用孔板測(cè)量并配用開方器，所以流量

16、與測(cè)量信號(hào)成線性關(guān)系。采用DDZ型儀表組成系統(tǒng)時(shí)的比值系數(shù)K=1.22-6如圖所示液位過程的輸入量為Q1，流出量為Q2，Q3，液位h為被控參數(shù)，C為容量系數(shù)，并設(shè)R1、R2、R3均為線性液阻，要求：（1）列出過程的微分方程組；（2）求過程的傳遞函數(shù)W0（S）H（S）/Q1（S）；（3）畫出過程的方框圖。 考試類型及分值分布（同期末）單項(xiàng)選擇題15個(gè)，合計(jì)30分(注：空格序號(hào)不是題序號(hào))簡(jiǎn)答題6個(gè)，合計(jì)30分分析計(jì)算4個(gè)，合計(jì)40分選擇題分布于課本各章節(jié)小知識(shí)點(diǎn)（涉及調(diào)節(jié)閥，PID控制規(guī)律，選擇控制，串級(jí)控制及分程控制等章概念，單回路設(shè)計(jì)中參數(shù)選擇和控制器選擇）簡(jiǎn)答及分析計(jì)算主要參照習(xí)題涉及過程

17、控制系統(tǒng)概念，分類，DDZ-III型模擬調(diào)節(jié)器，單回路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，前饋控制，分程控制，集散控制等簡(jiǎn)答題過渡過程性能指標(biāo)計(jì)算單回路控制，前饋控制，比值控制設(shè)計(jì)（模型，框圖，調(diào)節(jié)器的工作方式，調(diào)節(jié)閥，被控量，控制量，被控過程）參考1-3,2-53,3-6,3-24,4-2,4-18,4-30，4-31,5-14-28（課本208頁公式錯(cuò)誤，參考209頁上方描述，課本211公式4-60錯(cuò)誤，K也應(yīng)是平方）（部分題目會(huì)有所變化，不完全一致，請(qǐng)認(rèn)真審題）莊子云：“人生天地之間，若白駒過隙，忽然而已。”是呀，春秋置換，日月交替，這從指尖悄然劃過的時(shí)光，沒有一點(diǎn)聲響，沒有一刻停留，仿佛眨眼的功夫，半生已過

18、。人活在世上，就像暫時(shí)寄宿于塵世，當(dāng)生命的列車駛到終點(diǎn)，情愿也罷，不情愿也罷，微笑也罷，苦笑也罷，都不得不向生命揮手作別。我們無法挽住時(shí)光的腳步，無法改變?nèi)松乃廾５覀兛梢阅闷鹕畹漠嫻P，把自己的人生涂抹成色彩靚麗的顏色。生命如此短暫，豈容隨意揮霍！只有在該辛勤耕耘的時(shí)候播灑汗水，一程風(fēng)雨后，人生的筐簍里才能裝滿碩果。就算是煙花劃過天空，也要留下短暫的絢爛。只有讓這僅有一次的生命豐盈充實(shí)，才不枉來塵世走一遭。雁過留聲，人過留名，這一趟人生旅程，總該留下點(diǎn)兒什么！生活是柴米油鹽的平淡，也是行色匆匆的奔波。一粥一飯來之不易，一絲一縷物力維艱。前行的路上，有風(fēng)也有雨。有時(shí)候，風(fēng)雨撲面而來，打在臉上，很疼，可是，我們不能向生活低頭認(rèn)輸，咬牙抹去臉上的雨水，還有淚水，甩開腳步，接著向前。我們需要呈現(xiàn)最好的自己給世界，需要許諾最好的生活給家人。所以，生活再累，不能后退。即使生活賜予我們一杯不加糖的苦咖啡，皺一皺眉頭，也要飲下。人生是一場(chǎng)跋涉，也是一場(chǎng)選擇。我們能抵達(dá)哪里，能看到什么樣的風(fēng)景，能成為什么樣的人，都在于我們的選擇。如果我們選擇面朝大海，朝著陽光的方向揮手微笑，我們的世界必會(huì)收獲一片春暖花開。如果我們選擇小橋流水，在不動(dòng)聲色的日子里種籬修菊，我們的世界必會(huì)收獲一隅靜謐恬