過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)

1、過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)宿遷學(xué)院宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科勾厚政編輯機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科20XX年6月3日星期五第一章緒論-179過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)1.1.過(guò)程控制（英文：ProcessContro1）通常是指連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，是自動(dòng)化技術(shù)最重要的組成部分之一1-1.過(guò)程控制是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的簡(jiǎn)稱，泛指石油、化工、電力、冶金、輕工、建材、核能等工業(yè)生產(chǎn)中的連續(xù)的或按一定周期程序進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制，是自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分。1-2.連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的特征是：生產(chǎn)過(guò)程中的各種流體，在連續(xù)（或間歇）的流動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行著物理化學(xué)反應(yīng)、物質(zhì)能量的轉(zhuǎn)換或傳遞。1-3.從控制的角度，通常將工業(yè)生

2、產(chǎn)過(guò)程分為三類，即：連續(xù)型、離散型和混合型。過(guò)程控制主要是針對(duì)連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程采用的控制方法。1.1-4.過(guò)程控制的主要任務(wù)是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制“工業(yè)四大參數(shù)”是：溫度、壓力、流量、物（液）位的自動(dòng)控制，使其保持恒定或按一定規(guī)律變化，在保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全的前提下，使連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)地進(jìn)行下去。1.1-5.過(guò)程控制系統(tǒng)的定義：為實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)工藝參數(shù)的自動(dòng)控制，由相互聯(lián)系、制約的一些儀表、裝置及工藝對(duì)象、設(shè)備構(gòu)成的一個(gè)整體1.1-6.在討論控制系統(tǒng)工作原理時(shí)，為清楚地表示自動(dòng)控制系統(tǒng)各組成部分的作用及相互關(guān)系，一般用原理框圖來(lái)表示控制系統(tǒng)。1.1-7.過(guò)程控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是：對(duì)生產(chǎn)過(guò)程

3、中的重要參數(shù)（溫度、壓力、流量、物位、成分、濕度等）進(jìn)行控制，使其保持恒定或按一定規(guī)律變化。1.1-8.過(guò)程控制的特點(diǎn)：（1）.控制對(duì)象被控過(guò)程復(fù)雜、控制要求多樣.控制方案豐富多彩.控制過(guò)程大多數(shù)屬于慢過(guò)程與參數(shù)控制.定值控制是過(guò)程控制的主要形式.過(guò)程控制系統(tǒng)由規(guī)范化的、系列化的檢測(cè)與控制儀表或自動(dòng)化裝置組成1.2.過(guò)程控制的發(fā)展概況1.2-0.過(guò)程控制的發(fā)展歷程，就是過(guò)程控制裝置（自動(dòng)化儀表）與系統(tǒng)的發(fā)展歷程1.2-1.過(guò)程控制裝置與系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程局部自動(dòng)化階段（20世紀(jì)5060年代）：自動(dòng)化儀表安裝在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備上，只具備簡(jiǎn)單的測(cè)控功能模擬單元儀表控制階段（20世紀(jì)6070年代）：控制儀表

4、集中在控制室，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各處的參數(shù)通過(guò)統(tǒng)一的模擬信號(hào)，送往控制室。操作人員可以在控制室監(jiān)控生產(chǎn)流程各處的狀況。宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-279過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)3集散控制階段(20世紀(jì)70年代中期至今)12-2過(guò)程控制策略與算法發(fā)展13過(guò)程控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)13-1干擾階躍響應(yīng)和給定階躍響應(yīng)的區(qū)別：13-2系統(tǒng)階躍響應(yīng)的單項(xiàng)性能指標(biāo)(1)衰減比、衰減率衰減比：nylB)；n1取整數(shù)，習(xí)慣上常表示為n:1,例如4:1、10:132衰減率：yly31y3111n1最大動(dòng)態(tài)偏差、超調(diào)量最大動(dòng)態(tài)偏差：y1超調(diào)量:yi.殘余偏差：系統(tǒng)設(shè)定值r與穩(wěn)態(tài)值的差值，即調(diào)節(jié)時(shí)間、峰值時(shí)間、振蕩頻率)e()ry()調(diào)

5、節(jié)時(shí)間:tS峰值時(shí)間:tp振蕩頻率13-3.系統(tǒng)階躍響應(yīng)的綜合性能指標(biāo)偏差積分IE(IntegralofError)宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-379過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)絕對(duì)偏差積分IAE(IntegralAbsolutevalueofError)平方偏差積分ISE(IntegralofSquaredError)時(shí)間與絕對(duì)偏差乘積積分ITAE(IntegralofTimemultipliedbytheAbsolutevalueofError)13-4-1某換熱器的溫度控制系統(tǒng)，給定值為200C。在階躍干擾作用下的過(guò)渡過(guò)程曲線如圖所示。試求最大偏差、余差、衰減比、振蕩周期和過(guò)渡時(shí)間。解：最大偏差：A

6、=230-200=30C；余差：C=205-200=5C；衰減比：1.3-4-2某被控過(guò)程工藝設(shè)定溫度為900C，要求控制過(guò)程中溫度偏離設(shè)定值不得超過(guò)80C。現(xiàn)設(shè)計(jì)的定值溫度控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過(guò)渡過(guò)程曲線如下圖，試求最大動(dòng)態(tài)偏差、衰減比、振蕩周期，該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？解：最大動(dòng)態(tài)偏差：宿遷學(xué)院機(jī)電系900自f動(dòng)化學(xué)科-4-79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)衰減比：振蕩周期：yl950900505y39109001050V80!能滿足工藝要求。血1.3-4-3某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定的操作溫度為（90010）C，考慮安全因素，要求控制過(guò)程中溫度偏離設(shè)定值不得超過(guò)80C。現(xiàn)設(shè)計(jì)的定值溫度控制系統(tǒng)

7、，在最大階躍干擾作用下的過(guò)渡過(guò)程曲線如下圖，試求最大動(dòng)態(tài)偏差、衰減比、振蕩周期，該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？解：最大動(dòng)態(tài)偏差：衰減比：A95090050nyl950908424.2振蕩周期T45540min79797979余差：C50V80!能滿足工藝要求。過(guò)渡過(guò)程時(shí)間：47min13-4-4某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定的操作溫度為（80010）C，考慮安全因素，要求控制過(guò)程中溫度最高值不得超過(guò)850C?，F(xiàn)設(shè)計(jì)的定值溫度控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過(guò)渡過(guò)程曲線如下圖，試求最大動(dòng)態(tài)偏差、余差、衰減比、過(guò)渡時(shí)間（2%!）和振蕩周期，該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？TOC o 1-5 h z宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科

8、-579過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)解：最大動(dòng)態(tài)偏差：C余差：A845Cf衰減比：:過(guò)渡過(guò)程時(shí)間：2min5nyl8458054041y381580510振蕩周期：5V10!能滿足工藝要求。mm13-4-5某發(fā)酵過(guò)程工藝規(guī)定的操作溫度為（402）C，考慮發(fā)酵效果，要求控制過(guò)程中溫度偏離給定值最大不得超過(guò)6C?，F(xiàn)設(shè)計(jì)的定值溫度控制系統(tǒng)，在階躍擾動(dòng)作用下的過(guò)渡過(guò)程曲線如下圖，試求最大偏差、衰減比、余差、過(guò)渡時(shí)間（2%!）和振蕩周期，該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？解：TOC o 1-5 h z最大動(dòng)態(tài)偏差：C余差：A45C衰減比：:過(guò)渡過(guò)程時(shí)間：23midnyl454144ly342411振蕩周期：5V6!能滿足工

9、藝要求mm宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-6-過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)補(bǔ)充思考題與實(shí)用題1（王:1-2）什么過(guò)程控制系統(tǒng)？典型過(guò)程控制系統(tǒng)有哪幾部分組成？（厲：P1-1、2）什么是化工自動(dòng)化？化工自動(dòng)化主要包括哪些Control）是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的簡(jiǎn)稱。泛指石油、化工、電力、冶金、輕工、紡織、建材、核能等工業(yè)生產(chǎn)中連續(xù)的或按一定周期程序進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制，是自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分。在化工（生產(chǎn)過(guò)程）設(shè)備（裝置）上，配備一些自動(dòng)化裝置，代替操作人員的部分直接勞動(dòng)，是生產(chǎn)在不同程度上自動(dòng)進(jìn)行，這種用自動(dòng)化裝置來(lái)管理（化工）生產(chǎn)過(guò)程的辦法，稱為（化工）生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。（化工）生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，一般包括自動(dòng)檢

10、測(cè)、自動(dòng)操縱、自動(dòng)保護(hù)和自動(dòng)控制等方面的機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-779過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)第二章過(guò)程檢測(cè)與變送儀表1檢測(cè)儀表的基本技術(shù)指標(biāo)1-1真值xt定的，即使用“認(rèn)定設(shè)備”的檢測(cè)結(jié)果作為真值。通常，個(gè)個(gè)國(guó)家或國(guó)際組織將其法定計(jì)量機(jī)構(gòu)的專用設(shè)備作為“認(rèn)定設(shè)備”、它的檢測(cè)精度在這個(gè)國(guó)家或國(guó)際組織某一個(gè)測(cè)量點(diǎn)滿度相對(duì)誤差：模擬連續(xù)輸出儀表在測(cè)量范圍機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科11%B-8-79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)解：FSm5100%0.625%700（100）；校驗(yàn)儀表時(shí)取偏大值，即該儀表的精度等級(jí)為1.0級(jí)。例2-2選擇一臺(tái)測(cè)量壓力的儀表，測(cè)壓范圍為08MPa，根據(jù)工藝要求，測(cè)壓示值的誤差不允許超過(guò)0.05MPa，

11、要求確定滿足工藝要求的儀表的精度等級(jí)解：FSm0.05；8選擇儀表時(shí)取偏小值,即該儀表的精度等級(jí)為0.5級(jí)。靈敏度：表示指針（模擬量顯示）式測(cè)量?jī)x表對(duì)被測(cè)參數(shù)變化的敏感程度，常以儀表輸出變化量（如指示裝置的直線位移或角位移）與引起此輸出變化量（位移）的被測(cè)參數(shù)變化量之比表示S靈敏卩處表示指針式儀表在量程起點(diǎn)處，能引起儀表指針動(dòng)作的最小被測(cè)參數(shù)變化值對(duì)于數(shù)字式儀表，則用分辨率和分辨力表示靈敏度和靈敏限分辨力：是指儀表能夠顯示的、最小被測(cè)值。變差：在外界條件不變的情況下，同一儀表對(duì)被測(cè)量進(jìn)行往返測(cè)量時(shí)（正行程和反行程），產(chǎn)生的最大差值與測(cè)量范圍之比稱為變差。21-5.測(cè)試題（習(xí)題、補(bǔ)充題）求：該表

12、最大絕對(duì)誤差；儀表的精度；如果工藝要求允許最大誤差為5C,該表是否能用？解：最大絕對(duì)誤差：+6C儀表的精度：1級(jí)如果工藝要求允許最大誤差為5C，該表aSFS1不能用100100maX宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-979過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)2.（厲：例3-1）某一標(biāo)尺為01000C的溫度計(jì)，出廠前校驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:求：該表最大絕對(duì)誤差；儀表的精度解:最大絕對(duì)誤差：+6C儀表的精度：1級(jí)100%0.6%SFS1000FSmm6100%100%0.6%SFS10003（王2-2）臺(tái)壓力表量程為0lOMPa，校驗(yàn)數(shù)據(jù)求：（1）變差；基本（最大滿度相對(duì)）誤差；該表是否符合1級(jí)精度。解：變差：012%基本（最大滿度

13、相對(duì)）誤差：06%；該表的變差為1.2%,不符合1級(jí)精度？?jī)x表允許變差的數(shù)值應(yīng)等于或小于儀表的精度！照這個(gè)條件該表不符合1級(jí)精度?。ㄍ?-5）有兩塊直流電流表，它們的精度等級(jí)和儀表量程分別為：表1：1.0級(jí)、0250mA；表2：2.5級(jí)、075mA?，F(xiàn)在測(cè)量50mA的直流電流，從準(zhǔn)確性、經(jīng)濟(jì)性考慮，選用哪快表更合適！解：宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-1079過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)表1：maxaSFS1250表lOOlOO從準(zhǔn)確性經(jīng)濟(jì)性考慮,選用表2更合適?。ㄍ?-13）如果某反應(yīng)器最大壓力為10MPa,允許的最大絕對(duì)誤差為0.01MPa，現(xiàn)用一臺(tái)測(cè)量范圍為016MPa、精度為1級(jí)的壓力表進(jìn)行測(cè)量，問(wèn)：

14、能否符合工藝要求？若用一臺(tái)測(cè)量范圍為01.0MPa、精度為1級(jí)的壓力表進(jìn)行測(cè)量,問(wèn)：能否符合要求？解：測(cè)量范圍為01.6MPa、精度為1級(jí)的壓力表的允許的最大絕對(duì)誤差為：，大于001MPa，不能符合工藝要求100100測(cè)量范圍為01（0MPa、精度為1級(jí)的壓力表的允許的最大絕對(duì)誤差為：，等于0.01MPa，從允許的最大絕對(duì)誤差角度X能符合工11001000.01MPa藝要求，但量程不符合?。▍枺豪?-4）如果某反應(yīng)器最大壓力為0.8MPa，允許的最大絕對(duì)誤差為0.01MPa，現(xiàn)用一臺(tái)測(cè)量范圍為01.6MPa、精度為1級(jí)的壓力表進(jìn)行測(cè)量，問(wèn)：能否符合工藝要求？若用一臺(tái)測(cè)量范圍為01.0MPa、精

15、度為1級(jí)的壓力表進(jìn)行測(cè)量，問(wèn)：能否符合要求？解：測(cè)量范圍為01.6MPa、精度為1級(jí)的壓力表的允許的最大絕對(duì)誤差為：，大于0.01MPa，不能符合工藝要求100100測(cè)量范圍為01!0MPa、精度為1級(jí)的壓力表的允許的最大絕對(duì)誤差為：，等于0.01MPa，從允許的最大絕對(duì)誤差角度X能符合工11001000.01MPa11-11-11-11-藝要求，量程也符合！7某一標(biāo)尺為0500C的溫度計(jì)，出廠前校驗(yàn)數(shù)據(jù):宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)求：該表最大絕對(duì)誤差；確定儀表的精度等級(jí)；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后重新校驗(yàn)，儀表的最大絕對(duì)誤差為8C，問(wèn)：儀表是否還符合原來(lái)的精度等級(jí)？解：最大絕對(duì)誤

16、差：+6C儀表的精度：1。5級(jí)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后重新校驗(yàn)，儀表的最大絕對(duì)誤差為8C,最大滿度相對(duì)誤差：+1。6%，儀表已經(jīng)超過(guò)1。5級(jí)，不符合原來(lái)的精度等級(jí)。8.（厲：習(xí)題3-1）一臺(tái)壓力表量程為025MPa，校驗(yàn)數(shù)據(jù)求：（1）最大誤差;變差；該表是否符合0。5級(jí)精度。解：最大誤差：0。15MPa變差：0。15MPa、max0.15FSmmax0.15；SFS25該表的變差為0該表的變差為06，不符合0。5級(jí)精度?儀表允許變差的數(shù)值應(yīng)等于或小于儀表的精度!9.（厲：習(xí)題3-2）某溫度控制系統(tǒng)，控制溫度為800C,要求絕對(duì)誤差不超過(guò)7C，現(xiàn)選擇一臺(tái)測(cè)量范圍為01200C、精度等級(jí)為1。0級(jí)的儀表

17、，問(wèn)：是否合適?如果不合適，應(yīng)如何選擇?解:12121212宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)測(cè)量范圍為01200C、精度等級(jí)為1。0級(jí)的儀表，其最大誤差：C,12C大于7C,不合適100100應(yīng)選擇測(cè)量范圍為01200C、2精度等級(jí)為0。5級(jí)的儀表C,6C小于7C,合適100100嚶溫度檢測(cè)及儀表62.2-0溫度是表征物體冷熱程度的物理量。是工業(yè)生產(chǎn)中最普遍而重要的操作2.2-1溫度檢測(cè)方法與儀表概述2.2-2熱電偶熱電偶是以熱電效應(yīng)為原理的測(cè)溫元件，能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電勢(shì)信號(hào)(mV)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)溫準(zhǔn)確可靠、信號(hào)便于遠(yuǎn)傳。一般用于測(cè)量5001600C之間的溫度。將兩種不同

18、的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路，若兩個(gè)連接點(diǎn)溫度不同，回路中會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)。此電勢(shì)稱為熱電勢(shì)。熱電偶回路總電勢(shì)由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)疊加而成，稱熱電勢(shì)。由于溫差電勢(shì)很小，熱電勢(shì)基本由接觸電勢(shì)構(gòu)成。4.熱電偶的基本定律均質(zhì)導(dǎo)體定律：熱電偶必須由兩種不同材料的均質(zhì)導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成。但其幾何形狀一一截面和長(zhǎng)度等不限。中間導(dǎo)體定律：在熱電偶回路中接入另一種中間導(dǎo)體后，只要中間導(dǎo)體兩端溫度相同，中間導(dǎo)體的引入對(duì)熱電偶回路的熱電勢(shì)沒(méi)有影響。中間溫度定律：一支熱電偶在兩接點(diǎn)溫度為t2t0時(shí)的熱電勢(shì)，等于兩支同溫度特性熱電偶在接點(diǎn)溫度為t、ta和ta、t0時(shí)的熱電勢(shì)之代數(shù)和。即EAB(t，to)=EAB(t,0)EA

19、B(to,0)據(jù)此，只要給出冷端為0C時(shí)的熱電勢(shì)關(guān)系EAB(t,0)，便可求出冷端任意溫度時(shí)的熱電勢(shì)5熱電偶冷端溫度補(bǔ)償：熱電偶的熱電勢(shì)大小不僅與熱端溫度有關(guān)，還與冷端溫度有關(guān)。所以使用時(shí)，需保持熱電偶冷端溫度恒定。但實(shí)際使用的熱電偶的冷端和熱端離得很近，使用時(shí)冷端溫度較高且變化較大。為此應(yīng)將熱電偶冷端延至溫度穩(wěn)定處。為了節(jié)約，工業(yè)上選用在低溫區(qū)與所用熱電偶的熱電特性相近的廉價(jià)金屬，作為熱偶絲在低溫區(qū)宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-13-79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)的替代品來(lái)延長(zhǎng)熱電偶，稱為補(bǔ)償導(dǎo)線。6熱電偶冷端溫度的處理：查表法(計(jì)算法)、儀表零點(diǎn)調(diào)整法、冰浴法、補(bǔ)償電橋法、半導(dǎo)體PN結(jié)補(bǔ)償法。7標(biāo)準(zhǔn)熱

20、電偶：熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、型號(hào)(分度號(hào))按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(IEC)統(tǒng)一規(guī)定。8熱電偶的冷端溫度校正:1)查表法、2)電橋補(bǔ)償法、2.2-3熱電阻對(duì)于500C以下的中、低溫，熱電偶輸出的熱電勢(shì)很小，容易受到干擾而測(cè)不準(zhǔn)。一般使用熱電阻溫度計(jì)來(lái)進(jìn)行中低溫度的測(cè)量。金屬熱電阻測(cè)溫精度高。大多數(shù)金屬電阻阻值隨溫度升高而增大。具有正溫度系數(shù)。鉑材料容易提純，其化學(xué)、物理性能穩(wěn)定；測(cè)溫復(fù)現(xiàn)性好、精度高。被國(guó)際電工委員會(huì)規(guī)定為-259+630C間的基準(zhǔn)器，但線性度稍差，常用于-200+600C溫度測(cè)量。鉑電阻的電阻溫度關(guān)系：-2000C)RtR0lAtBt2C(100t)t3(C)鉑電阻有兩種分度號(hào)：P

21、t10,Pt100(8505銅電阻價(jià)格便宜，線性度好，但溫度稍高易氧化，常用于50+100C溫度測(cè)量。銅電阻有兩種分度號(hào)：Cu50，Cu100。電阻溫度關(guān)系：-50150C)6.熱電阻的三線制接法：電阻測(cè)溫信號(hào)通過(guò)電橋轉(zhuǎn)換成電壓時(shí)，熱電阻的接線如用兩線接法，接線電阻隨溫度變化會(huì)給電橋輸出帶來(lái)較大誤差，必須用三線接法。2.2-4集成溫度傳感器：集成溫度傳感器將溫敏晶體管和外圍電路集成在一個(gè)芯片上構(gòu)成，相當(dāng)于一個(gè)測(cè)溫器件。特點(diǎn)：本積小、反應(yīng)快、線性較好、價(jià)格便宜，測(cè)溫范圍為-50150C。集成溫度傳感器按輸出量形式不同，可分為電壓型、電流型和數(shù)字型三類。2.2-5溫度顯示與記錄方法與儀表動(dòng)圈式指示

22、儀表：可直接與熱電偶、熱電阻配套顯示溫度，是最簡(jiǎn)單的模擬指示儀表。數(shù)字式指示儀表3自動(dòng)記錄儀表數(shù)字式指示記錄儀表宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-1479過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)2.2-6溫度變送器1檢測(cè)信號(hào)要進(jìn)入控制系統(tǒng)，必須傳遞符合控制系統(tǒng)的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。變送器的任務(wù)就是將不標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)信號(hào)，如熱電偶、熱電阻的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。2現(xiàn)代電控系統(tǒng)：模擬控制系統(tǒng)的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)是：11型：010mA、010V；III型：420mA、15V。數(shù)字控制系統(tǒng)的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)有：FF協(xié)議、HART協(xié)議等。補(bǔ)充習(xí)題、例題、典型題(王2-7)用分度號(hào)K的熱電偶測(cè)量某設(shè)備的溫度，測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)為20.3mV，熱電偶冷端溫度為30C，

23、求設(shè)備的溫度！如果改用分度號(hào)為S的熱電偶測(cè)量該設(shè)備的溫度，在相同的條件下，測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)為？解：查表計(jì)算分度號(hào)為K的熱電偶:EAB(t，30)20.3EAB(30,0)1.203EAB(t,0)EAB(t,30)EAB(30,0)21.503改用分度號(hào)為念的熱電偶測(cè)量該設(shè)備的溫度21493EAB(520,0)4.432EAB(30,0)0.173mV2(解例彈)用分度號(hào)k的熱電偶測(cè)量某設(shè)備的溫度，在沒(méi)有采用冷端補(bǔ)償措施的情況下，顯示儀表的指示值為500C,而這時(shí)冷端溫度為60C。此時(shí)實(shí)際溫度為多少？如果熱端溫度保持不變，設(shè)法使冷端溫度保持為20C，此時(shí)顯示儀表的指示值為？解：E(t,t0)E(5

24、00,0)20.640E(t0,0)E(60,0)2.436E(t,0)E(t,t0)E(t0,0)20.6402.43623.076使冷端溫度保持為155723.19822.772熱端溫度保持不變：557C，則宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-1579過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)E(t,t0)E(557,0)E(20,0)23.0760.79822.278E(t/,0)22.278(厲-例321劍用分度號(hào)K的熱電偶測(cè)量某設(shè)備的溫度，測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)為20mV，熱電偶冷端溫度為25C，求設(shè)備的溫度！如果改用分度號(hào)為E的熱電偶測(cè)量該設(shè)備的溫度，在相同的條件下，測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)為？解：查表計(jì)算分度號(hào)為K的熱電偶：EAB(t

25、,25)20EAB(25,0)1.0EAB(t,0)EAB(t,25)EAB(25,0)21改用分度號(hào)為S的熱電偶測(cè)量該設(shè)備的溫度EAB(509,0)37.7EAB(25,0)1.54(王2-9)(厲.2習(xí)題3-16?)(厲：例題3-25?)用PtlOO鉑電阻測(cè)溫，在查表時(shí)錯(cuò)用了CulOO的分度表，查得溫度為140C，問(wèn)：實(shí)際溫度為多少？“厲”有錯(cuò)誤？Cu100：150C164。270；Pt100：164。270168。7C解：查CulOO的分度表：140C查Pt1O0的分度表6。C。Rt159.96Qt157.1159.96157.312.6510107.1161.04157.313.735

26、(厲-例3-?)某溫度控制系統(tǒng)，最高溫度為700C，要求測(cè)量的絕對(duì)誤差不超過(guò)10C，現(xiàn)有兩臺(tái)量程分別為01600C、01000C的1。0級(jí)溫度檢測(cè)儀表,試問(wèn)應(yīng)該選擇哪臺(tái)儀表更合適？如果兩臺(tái)量程均01000C,精度等級(jí)分別為1.0級(jí)和0.5級(jí)，那么又應(yīng)該選擇哪臺(tái)儀表更合適？宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-1679過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)解：因?yàn)閙ax；量程為01000c的100100同為1.0級(jí)儀表，量程為01600C的儀表16儀表，maxSI已經(jīng)能夠滿足110010X2)同為量程為01000C的儀表，精度為1.0皴的儀表10要求；從經(jīng)濟(jì)角度考慮，不必選用0.5級(jí)的儀表。6.(厲：例3-20)現(xiàn)用一支鎳鉻一

27、銅鎳熱電偶測(cè)量某換熱器的溫度，其冷端溫度為30C，顯示儀表為動(dòng)圈儀表、機(jī)械零點(diǎn)為0C，這時(shí)儀表顯示值為400C，若認(rèn)為換熱器的溫度為430C，對(duì)不對(duì)？正確值是多少？解：不對(duì)！熱電偶的熱電勢(shì)是非線性的查表：顯示儀表測(cè)出的毫伏值冷端溫度為30C，E(t,tO)E(t,30)E(400,0)28.943mV熱電偶的熱電勢(shì)E(tO,O)E(30,0)1.801mV查表：小CE(t,O)E(t,30)E(30,0)28.9431.80130.744mV7(厲！習(xí)題3-8)用鎳鉻一鎳硅熱電偶測(cè)量爐溫，其冷端溫度為30C，測(cè)得熱電勢(shì)為33。29mV，求被測(cè)爐子的實(shí)際溫度？解：查鎳鉻一鎳硅熱電偶的分度號(hào)為K的

28、分度表：E(30,0)1.285mVE(t,30)33.29mVE(t,O)ECO)E(30,0)33.291.28534.575Mv宿遷1學(xué)5院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-17-79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)8（厲：習(xí)題3-9）某臺(tái)動(dòng)圈式儀表是與鎳鉻一鎳硅熱電偶配套使用的，但錯(cuò)接了鉑銠10鉑熱電偶，儀表指示為201C,（冷端溫度為0C!）問(wèn)實(shí)際溫度為多少？解：查鎳鉻一鎳硅熱電偶的分度號(hào)為K的分度表：查鉑銠10鉑熱電偶的分度號(hào)為S的分度表：；。8C壓力檢測(cè)及儀表3-1壓力檢測(cè)的方法工程上習(xí)慣把垂直作用于作用單位面積上的力稱為“壓力”2工程中壓力的表示方式有：表壓、負(fù)壓（真空度）、差壓、絕對(duì)壓力。國(guó)際單位制（SI

29、）定義的壓力的單位是“帕斯卡”1Pa=1N/m、1MPa=106Pa；過(guò)去常用的壓力單位是：1工程大氣壓=1kgf/cm=9.80665x10Pa=0.980665xlOPauO.IMPa2.3-2壓力表的選擇、安裝與校驗(yàn)為了合理、經(jīng)濟(jì)使用儀表，儀表的量程不能選得太大，但為了保證測(cè)量精度,一般被測(cè)壓力的最小值不低于儀表滿量程的1/3為宜；同時(shí)為了延長(zhǎng)彈性元件的使用壽命，避免彈性元件因長(zhǎng)期受力過(guò)大而永久變形，壓力計(jì)的上限值應(yīng)該高于被測(cè)量的最大值（量程的3/42/3），留有余量2儀表精度是根據(jù)工藝生產(chǎn)上所允許的最大測(cè)量誤差A(yù)max來(lái)確定的。不能認(rèn)為選用的儀表精度越高越好，應(yīng)在滿足工藝要求的前提下，

30、盡可能選用精度較低、價(jià)廉耐用的儀表3例：某臺(tái)壓縮機(jī)的出口壓力范圍為2528MPa，測(cè)量絕對(duì)誤差不得大于1MPa。工藝上要求就地觀察，并能高低限報(bào)警，試正確選用一臺(tái)壓力表，指出型號(hào)、精度與測(cè)量范圍；要求條件為：被測(cè)脈動(dòng)壓力2528MPa，測(cè)量絕對(duì)誤差1MPa，就地觀察、高低限報(bào)警。解：2452脈動(dòng)壓力對(duì)儀表壽命影響很大，故選擇儀表的上限值為：28256MPa若選壓力表的測(cè)量范圍為060MPa則：25MPa/60MPa1/3被測(cè)壓力的最小值不低于滿量程的1/3,下限值也符合要求。另外，根據(jù)測(cè)量誤差的要求，可算得對(duì)儀表允許誤差的要求為：宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-1879過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)故選精度等級(jí)

31、為1.5級(jí)的儀表可以滿足誤差要求。答：根據(jù)就地觀察及能進(jìn)行高低限報(bào)警的要求，可選用YX150型電接點(diǎn)壓力表，測(cè)量范圍為060MPa，精度等級(jí)為1.5級(jí)。4習(xí)題（王-2-12）工藝要求壓力范圍為1.2MPa0.05MPa，可選用的彈簧管壓力表的精度有1.0、1.5、2.0、2.5和4.0五個(gè)等級(jí)，可選用的量程規(guī)格有01.6MPa、02.5MPa、04MPa,選用合適的儀表。解：量程選擇：；則；選擇儀表量程為02.5MPa3412被測(cè)壓力變化頻繁時(shí)L6SFS；則；選擇儀表量程為02.5MPa33被測(cè)壓力變化緩慢時(shí)：L8SFS3-6儀表精度選擇：Y-150，量程02.5MPa,2精度2.0級(jí)5習(xí)題（

32、王-2-13）反應(yīng)器最大壓力為1.0MPa，允許最大絕對(duì)誤差為0.01MPa。現(xiàn)用一臺(tái)測(cè)量范圍為01.6MPa、精度為1級(jí)的壓力表進(jìn)行測(cè)量，能否滿足要求？若采用一臺(tái)測(cè)量范圍為01.0MPa、精度為1級(jí)的壓力表進(jìn)行測(cè)量，能否滿足要求？解：測(cè)量范圍為01.6MPa、精度為1級(jí)的壓力表：;不能滿足要求100100測(cè)量范圍為01.0Mpa、精度為1級(jí)的壓力表：滿度值等于被測(cè)量值，不能滿足要求6.（王2-14）某臺(tái)空壓機(jī)的緩沖器，其工作壓力范圍為1.01.6MPa,工藝要求就地觀察罐機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-1979過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)選擇儀表量程為025MPa6SFSSFS2.1334測(cè)量值在1.0MPa時(shí)的誤

33、差不得大于5%，則max100%5%1.0aSFS1005100查附錄E：只能選擇型號(hào)為Y-100T，儀表量程為02.5MPa、精度為1。5級(jí)的彈簧管壓力表。7（厲：例3-9）某臺(tái)空壓機(jī)的緩沖器，其工作壓力范圍為1.11.6MPa,工藝要求就地觀察罐機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-2079過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)這塊壓力表合格.4100%100%1.4%1.5%SFS1009測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，儀表最大量程應(yīng)為測(cè)定值的1.5倍，測(cè)量波動(dòng)壓力時(shí)，儀表最大量程應(yīng)為測(cè)定值的2倍。測(cè)空氣、水、蒸汽、油等介質(zhì)，用Y型壓力表，其外殼為黑色。測(cè)氨類用YA型氨用壓力表，其外殼為黃色。測(cè)氧氣用YD型氧用壓力表，其外殼為天藍(lán)色。2.4流

34、量檢測(cè)及儀表24-1流量指單位時(shí)間機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-21-79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)例題與參考題1(厲：例3-12)用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，轉(zhuǎn)子由密度為7900kq/m的不銹鋼制成，用它來(lái)測(cè)量密度為790kq/m的某液體介質(zhì)，當(dāng)儀表讀數(shù)為5m/h時(shí)，被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際流量為多少？TOC o 1-5 h z如果轉(zhuǎn)子由密度為2750kq/m的鋁制成，其他條件不變，被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際流量為多少？解：介質(zhì)密度修正系數(shù)：、KJ3333(ZS)JIQJQ03用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，當(dāng)儀表讀數(shù)為5m/h時(shí)，被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際流量為 HYPERLINK l bookmark147 o Current Document KJ(ZS

35、)J(79001000)7900.876(ZJ)S(790079。K0更換轉(zhuǎn)子材料-71m3/hJ0.876QJ HYPERLINK l bookmark151 o Current Document KJ(ZS)J(27501000。:KJb.84-84(zJ)S(2750790)100011Q(厲：例3瞎)用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，轉(zhuǎn)子由密度為790bkq/m的不銹鋼制成，測(cè)量范圍為b10L/min，用它來(lái)測(cè)量密度為0。831kq/L的苯的流量，測(cè)量范圍為多少？解：KJ(ZS)J(72901000)8310.9(ZJ)S(7290831)10003!(厲例3%4)用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量氣壓為0o65M

36、Pa、溫度為40C的CO2氣體流量，若流量計(jì)的讀數(shù)為50L/s，求CO2氣體的真實(shí)流量。CO2氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的密度為1。977kq/m。解：氣體流量的修正公式：本題：QJ3JpJTpOTJ(NL/min)QJOpJTl.2930.6529305099.1宿J遷學(xué)1館70.1機(jī)3電系自動(dòng)化學(xué)科-22-79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)5物位檢測(cè)及儀表2.5-1概述物位的含義：包括一一液位：容器中液體介質(zhì)的高低料位：容器中固體物質(zhì)的堆積高度界面：兩種密度不同液體介質(zhì)的分界面的高度物位測(cè)量?jī)x表可分為下列幾種類型。靜壓式物位測(cè)量：利用液體或物料對(duì)某定點(diǎn)產(chǎn)生的壓力隨液位高度而變化的原理而工作。浮力式物位測(cè)量：利用

37、浮子所受的浮力隨液位高度而變化的原理工作。電氣式物位測(cè)量：利用敏感元件將物位的變化轉(zhuǎn)換為電量參數(shù)的變化，而得知物位。核輻射式物位測(cè)量：利用核輻射線穿透物料時(shí)，核輻射線的透射強(qiáng)度隨物質(zhì)層的厚度而變化的原理進(jìn)行測(cè)量。聲學(xué)式物位測(cè)量：測(cè)量超聲波在物質(zhì)中傳播時(shí)間的長(zhǎng)短，據(jù)此可測(cè)出物位。光學(xué)式物位測(cè)量：利用光波在傳播中可被不同的物質(zhì)界面遮斷和反射的原理測(cè)量物位。25-2差壓式液位變送器1（王：習(xí)題2-25）用差壓變送器測(cè)量某儲(chǔ)罐的液體，差壓變送器安裝位置如圖;導(dǎo)出變送器所測(cè)出的差壓值與液位高度H之間的關(guān)系。變送器零點(diǎn)要不要遷移？為什么？2.（厲：3-17）測(cè)量高溫液體（指它的蒸汽在常溫下要冷凝?。r(shí)，經(jīng)

38、常在負(fù)壓管上裝有冷凝罐，這時(shí)用差壓變送器測(cè)量?jī)?chǔ)罐液體的液位時(shí)，要不要遷移？如果遷移，遷移量？解：;ppOlgHlghlTOC o 1-5 h z宿遷學(xué)院23機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-23-79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)P時(shí)P（0需要零點(diǎn)負(fù)遷移（）P時(shí)P（0需要零點(diǎn)負(fù)遷移（）h2hl!OSg）!需要零點(diǎn)局移時(shí)，（H）g（本題；H0；需要負(fù)遷移，遷移量2h2P12hlh2PgP宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科79宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科79-24-過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)第三章過(guò)程控制儀表0概述控制儀表又稱控制器或調(diào)節(jié)器。其作用是把被控變量的測(cè)量值和給定值進(jìn)行比較，得出偏差后，按一定的調(diào)節(jié)規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，輸出控制信號(hào)，以推動(dòng)執(zhí)行

39、器動(dòng)作，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)?？刂苾x表按工作能源分類有：電動(dòng)儀表、氣動(dòng)儀表、自力式儀表控制儀表的發(fā)展基本上分為三個(gè)階段：基地式儀表：將檢測(cè)、控制、顯示功能設(shè)計(jì)在一個(gè)整體。比例控制的特點(diǎn)：控制及時(shí)、適當(dāng)。只要有偏差，輸出立刻成比例地變化，偏差越大，輸出的控制作用越強(qiáng)；控制結(jié)果存在靜差在實(shí)際的比例控制器中，習(xí)慣上使用比例度P來(lái)表示比例控制作用的強(qiáng)弱。宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-2579過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)所謂比例度就是指控制器輸入偏差的相對(duì)變化值與相應(yīng)的輸出相對(duì)變化值之比，用百分?jǐn)?shù)表示。3.1-3比例積分控制（PI）當(dāng)要求控制結(jié)果無(wú)余差時(shí)，就需要在比例控制的基礎(chǔ)上，加積分控制作用。2積分（I）控制：

40、輸出變化量y與輸入偏差e的積分成正比積分控制的特點(diǎn)當(dāng)有偏差存在時(shí)，積分輸出將隨時(shí)間增長(zhǎng)（或減小）；當(dāng)偏差消失時(shí)，輸出能保持在某一值上。積分作用具有保持功能，故積分控制可以消除余差。輸出信號(hào)隨著時(shí)間逐漸增強(qiáng)，控制動(dòng)作緩慢，故積分作用不單獨(dú)使用若將比例與積分組合起來(lái)，既能控制及時(shí)，又能消除余差5比例積分（PI）控制：時(shí)域方程，傳遞函數(shù)。3.1-4比例微分控制（PD）1對(duì)于慣性較大的對(duì)象，常常希望能加快控制速度，此時(shí)可增加微分作用。理想微分微分作用能超前控制。在偏差出現(xiàn)或變化的瞬間，微分立即產(chǎn)生強(qiáng)烈的調(diào)節(jié)作用，使偏差盡快地消除于萌芽狀態(tài)之中。微分對(duì)靜態(tài)偏差毫無(wú)控制能力。當(dāng)偏差存在，但不變化時(shí)，微分輸

41、出為零，因此不能單獨(dú)使用。必須和P或PI結(jié)合，組成PD控制或PID控制。理想的比例微分控制理想微分作用持續(xù)時(shí)間太短，執(zhí)行器來(lái)不及響應(yīng)。一般使用實(shí)際的比例微分作用。理想微分：；實(shí)際微分：在單位階躍信號(hào)作用下tdeTD5yTD6（厲例題E-12）DDZhlI控制器，比例度，積分時(shí)間TI=0.2min，微分時(shí)間TD=2min，微分放大倍數(shù)KD=10。假定輸出初始值為4mA；在時(shí)施加0.5mA的階躍信號(hào)，試寫(xiě)出在該階躍信號(hào)作用下比例、積分、微分輸出的表達(dá)式；計(jì)算時(shí)控制器的輸出信號(hào)值。解：t比例輸出：積分輸P出：II1Ii10.51mA宿遷1學(xué)2院機(jī)電t系自（動(dòng)化學(xué)科TI0.50.260-26-79過(guò)程

42、控制系統(tǒng)試題庫(kù)微分輸出：ID133mA)0(KD/TD)tIi1(10l)e(10/2)(12/60)0.59e1時(shí)控制器的輸出信號(hào)值t12s7?(厲習(xí)題【5-6)DDZ-III控制器，比例度，積分時(shí)間TI=0.4min,微分時(shí)間TD=2.4min，微分放大倍數(shù)KD=10。假定輸出初始值為6mA；在時(shí)施加0.4mA的階躍信號(hào)，試寫(xiě)出在該階躍信號(hào)作用下比例、積分、微分輸出的表達(dá)式；計(jì)算時(shí)控制器的輸出信號(hào)值。解：t比例輸出：積分輸出：&微分【I輸出：1Ii10.40.5mA0.8111124Iidt0.40.5mATI0.80.460ID1(KDl)e(KD/TD)tIi1(10l)e(10/0.

43、4)(24/60)0.44.5e1.6時(shí)控制器的輸出信號(hào)值t12smA8?比例積分微分(PlD)I控制9(王：習(xí)題3-6)某比例積分控制器輸入、輸出均為420mA，若將比例度設(shè)為100%，積分時(shí)間TI=2min,穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出為5mA,某瞬間，輸入突然增加了0.2mA，試問(wèn)經(jīng)過(guò)5min后，輸出將由5mA變化到多少？(厲：例題5-4)某DDZ-III比例積分控制器，若將比例度設(shè)為100%，積分時(shí)間TI=2min，穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出為5mA，某瞬間，輸入突然增加了0.2mA，試問(wèn)經(jīng)過(guò)5min后，輸出將由5mA變化到多少？解：，對(duì)于比例輸入：控制器輸入、輸出均為420mA，比例度某瞬間，輸入突然增加了0.2mA

44、，輸出增量1KP宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科【口IiKP11-79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)試問(wèn)經(jīng)過(guò)5min【后，輸出將由5mA變陥U0250.7mATI232模擬式控制器。模擬式控制器用模擬電路實(shí)現(xiàn)控制功能。2、11型(用晶體管)和III型(用集成電路)。2-1DDZ-III型儀表的特點(diǎn)采用統(tǒng)一信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，420mADC和15VDC。這種信號(hào)制的主要優(yōu)點(diǎn)是電氣零點(diǎn)不是從零開(kāi)始，容易識(shí)別斷電、斷線等故障。同樣，因?yàn)樽钚⌒盘?hào)電流不為零，可以使現(xiàn)場(chǎng)變送器實(shí)現(xiàn)兩線制。廣泛采用集成電路，儀表的電路簡(jiǎn)化、精度提高、可靠性提高、維修工作量減少。可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)，用于危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)。7979797933數(shù)字PID控制器

45、1數(shù)字調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)是采樣一次、計(jì)算一次。必須把連續(xù)方程用離散方程表示。第n次米樣時(shí)：11ynen綜合實(shí)用簡(jiǎn)答題i綜合實(shí)用簡(jiǎn)答題iOnenen1位式控制是怎樣的？答：位式控制是斷續(xù)控制控制器輸出接點(diǎn)信號(hào)，如雙位控制、三位控制。雙位控制器只有兩個(gè)輸出值，相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有開(kāi)和關(guān)兩個(gè)極限位置，因此又稱開(kāi)關(guān)控制。被控溫度在TO上下振蕩，無(wú)法穩(wěn)定。三位控制控制器有三個(gè)輸出位值，可以控制兩個(gè)繼電器。溫度三位控制效果：溫度偏差大時(shí)，升溫速度快；溫度偏差小時(shí)，小幅調(diào)整。2DDZ-III基型調(diào)節(jié)器有哪幾部分組成？答：DDZ-III基型調(diào)節(jié)器的主要由輸入電路、給定電路、PID運(yùn)算電路、自動(dòng)與手動(dòng)（硬手動(dòng)和軟手動(dòng)）

46、切換電路、輸出電路及指示電路等組成。DDZ-III基型調(diào)節(jié)器的軟手動(dòng)與硬手動(dòng)有什么區(qū)別？各用在什么場(chǎng)合？答：軟手動(dòng)時(shí)：調(diào)節(jié)器的輸出是隨著時(shí)間按一定的速度增加或減少；硬手動(dòng)時(shí):調(diào)節(jié)器的輸出數(shù)值完宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-28-79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)全由硬手動(dòng)操作桿的位置所決定。通常情況下，都是用軟手動(dòng)操作扳鍵進(jìn)行手動(dòng)操作的，這樣的控制比較平穩(wěn)、精細(xì)；只有當(dāng)要求給出恒定不變的操作信號(hào)，或者在緊急時(shí)刻要一下子就控制到“安全開(kāi)度”等情況下，才使用軟手動(dòng)。什么叫控制器的無(wú)擾動(dòng)切換？答：基型模擬調(diào)節(jié)器一般都具備自動(dòng)與手動(dòng)兩種功能；在進(jìn)行自動(dòng)與手動(dòng)兩種功能切換時(shí)，在切換瞬間，應(yīng)保持控制器的輸出不變，這樣保證

47、執(zhí)行器的位置在切換過(guò)程中不至于突變、不會(huì)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程引起附加的擾動(dòng)，著稱為“無(wú)擾動(dòng)切換”。什么是調(diào)節(jié)器的正作用、反作用？調(diào)節(jié)器的正作用：（偏差=測(cè)量值一給定值）增加、調(diào)節(jié)器輸出增加;調(diào)節(jié)器的反作用：（偏差=給定值一測(cè)量值）增加、調(diào)節(jié)器輸出增加。從控制器的發(fā)展及結(jié)構(gòu)原理來(lái)看，主要有哪幾種類型？（1）基地式儀表：將檢測(cè)、顯示、控制、乃至記錄功能設(shè)計(jì)在一個(gè)整體機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-29-過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)6試寫(xiě)出微分控制規(guī)律的輸入e與輸出的數(shù)學(xué)表達(dá)式。理想微分控制規(guī)律的輸入e與輸出的數(shù)學(xué)表達(dá)式;如果輸入偏差為一單位階躍作用，則實(shí)際微分控制規(guī)律在單位階躍作用下的輸入e與輸出的數(shù)學(xué)表達(dá)式ttdDz-Hi型組合

48、儀表習(xí)題擇選)tP1DDZ-III基型調(diào)節(jié)器，輸入信號(hào)階躍變化了0。5mA時(shí)，其輸出信號(hào)由6mA變化到7mA，試求調(diào)節(jié)器的比例放大系數(shù)KP與比例度。解：DDZ-III基型調(diào)節(jié)器的輸入、輸出均為420mA，所以：；。50一臺(tái)0DdZ麵型溫度控制器，測(cè)量的全量程為1b800。，當(dāng)溫度階躍變化了40C時(shí)，控制器的輸出由6mA變化到8mA，試求控制器的比例度。解：e/(xmaxxmin)40/8001/200.440%P一臺(tái)DdZEHI型溫度控制器，測(cè)量的全量程為01000C，當(dāng)溫度階躍變化了40C時(shí)，控制器的比例度，試求控制器的輸出變化。解，=50%e/(xmaxxmin)p/(pmaxpmin)(

49、50%,e40/xmax。也8A0。5/16ZPmaxPmin宿豐1學(xué)院1機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-30-79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)DDZ-III比例積分控制器，若將比例度設(shè)為50%，積分時(shí)間TI=2min，穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出為5mA，某瞬間，輸入突然增加了0.2mA，試問(wèn)經(jīng)過(guò)5min后，輸出將由5mA變化到多少？解：，對(duì)于比例輸入：控制器輸入、輸出均為420mA，比例度某瞬間，輸入突然增加了0.2mA，輸出增量1KPIOKPIiKPIitTI試問(wèn)經(jīng)過(guò)5min【后，隔出將由i5mA變化到51.4mATI20.5DDZ-III比例積分控制器，若將比例度設(shè)為200%，穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出為5mA，某瞬間，輸入突然增加了0.5m

50、A，試問(wèn)經(jīng)過(guò)30s后，輸出將由5mA變化到6mA，試問(wèn)積分時(shí)間TI=多少？解,，輸出增量IOKPIiKPIitTI6P一臺(tái)ddZ-iiI型溫度控制器，測(cè)量的全量程為20。1200。，當(dāng)溫度給定值由800C階躍變化到了850C時(shí)，控制器的輸出由12mA變化到16mA，試求控制器的比例度及放大倍數(shù)；該控制器屬于正作用還是反作用？解，；min)e/(xmaxxmin)p/(pmaxp()()4/16800)/120020050/1000100%100%20%(1612)/204由于DDZ-III型溫度控制器的輸入與輸出都是420mA的統(tǒng)一信號(hào)，所以：KP1因?yàn)椋　罢{(diào)節(jié)器的反作用：(偏差=給定值一測(cè)量

51、值)增加、調(diào)節(jié)器輸出增加,，故該控制器為反作用！7臺(tái)DDZ-II型液位控制器，其液位的測(cè)量范圍為0.51.2m,比例度為40%。當(dāng)液位為0.9m時(shí)，控制器的輸出為5mA。試問(wèn)液位變化到lm時(shí)，控制器的輸出為多少？該控制器屬于正作用或是反作宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-3179過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)用該怎樣？解：因?yàn)椋篹/(xmaxxmin)p/(pmaxpmin)pmaxpminlxmaxxmiN所以.調(diào)節(jié)器的正作用I：(差=測(cè)量值一給定值)(增加、調(diào)節(jié)器輸出增加；p調(diào)節(jié)器的反作用.(偏差=給定值一測(cè)量值)增加、調(diào)節(jié)器輸出增加；P&6mAppOp1.4mA宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-3279過(guò)程控制系統(tǒng)

52、試題庫(kù)第四章執(zhí)行器與安全柵1執(zhí)行器1執(zhí)行器是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要組成部分，它將控制器送來(lái)的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成執(zhí)行動(dòng)作，從而操縱進(jìn)入設(shè)備的能量，將被控變量維持在所要求的數(shù)值上或一定的范圍機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-33-79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)于閥芯的形狀。常用的調(diào)節(jié)閥的理想流量特性有四種.(1)直線特性、(2)等百分比(對(duì)數(shù))特性、(3)快開(kāi)特性、(4)拋物線特性調(diào)節(jié)閥的工作流量特性.實(shí)際使用時(shí)，調(diào)節(jié)閥裝在具有阻力的管道系統(tǒng)中。管道對(duì)流體的阻力隨流量而變化，閥前后壓差也是變化的，這時(shí)流量特性會(huì)發(fā)生畸變。為了表示調(diào)節(jié)閥兩端壓差A(yù)PT的變化范圍，以閥權(quán)度s表示調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)，閥前后最小壓差PTmin與總壓力厶P之比

53、。5調(diào)節(jié)閥的流通能力用流量系數(shù)C值表示。流量系數(shù)C的定義.在閥兩端壓差100kPa，流體為水(10Kg/m)的條件下，閥門(mén)全開(kāi)時(shí)每小時(shí)能通過(guò)調(diào)節(jié)閥的流體流量（m/h）。例如，某一閥門(mén)全開(kāi)、閥兩端壓差為lOOkPa時(shí)，流經(jīng)閥的水流量為20m/h,則該調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)為：C=20。在調(diào)節(jié)閥技術(shù)手冊(cè)上，給出了各種閥門(mén)的口徑和流通能力C，供用戶查閱。實(shí)際應(yīng)用中閥門(mén)兩端壓差不一定是lOOkPa，流經(jīng)閥門(mén)的流體也不一定是水，因此必須換算。液體流量系數(shù)C值的計(jì)算：CQ3333氣體、蒸汽C值的計(jì)算：6（PPT例）CkQ2安全柵42-1安全防爆的基本概念1安全柵（又稱防爆柵）是防止危險(xiǎn)電能從控制系統(tǒng)信號(hào)線進(jìn)入現(xiàn)

54、場(chǎng)儀表的安全保護(hù)器。不同的危險(xiǎn)等級(jí)對(duì)電氣設(shè)備的防爆要求不同，煤礦井下用電氣設(shè)備屬I(mǎi)類設(shè)備；有爆炸性氣體的工廠用電氣設(shè)備屬I(mǎi)I類設(shè)備；有爆炸性粉塵的工廠用電氣設(shè)備屬I(mǎi)II類設(shè)備。對(duì)于II類電氣設(shè)備，電路電壓限制在30VDC時(shí)，各種爆炸性混合物按最小引爆電流分為三級(jí)。2-2安全火花防爆系統(tǒng)電動(dòng)儀表存在電路打火的可能。如果從電路設(shè)計(jì)就開(kāi)始考慮防爆，把電路在TOC o 1-5 h z短路、開(kāi)路及誤操作等各種狀態(tài)下可能發(fā)生的火花都限制在爆炸性氣體的點(diǎn)火能量之下，則此儀表稱為安全火花防爆宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-34-79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)儀表。安全火花防爆儀表只能保證本儀表機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-35-79過(guò)

55、程控制系統(tǒng)試題庫(kù)為什么說(shuō)百分比特性又叫對(duì)數(shù)特性？與直線特性比較，它有什么特點(diǎn)？簡(jiǎn)答：等百分比（對(duì)數(shù)）流量特性：?jiǎn)挝幌鄬?duì)行程變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)開(kāi)度成對(duì)數(shù)關(guān)系：-1）L等百分比（1對(duì)數(shù)）流量特性曲線斜率（放大系數(shù)）隨行程的增大而增大。流量小時(shí)，流量變化?。涣髁看髸r(shí)，流量變化大。等百分比閥在各流量點(diǎn)的放大系數(shù)不同，但對(duì)流量的控制力卻是相同的。直線閥的流量放大系數(shù)在任何一點(diǎn)上都是相同的，但其對(duì)流量的控制力卻是不同的。什么叫調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍？在串聯(lián)管道中可調(diào)范圍為什么會(huì)變化？簡(jiǎn)答：控制閥的可調(diào)范圍或可調(diào)比R,為調(diào)節(jié)閥所能控制的最大流量與最小流量的比值。,其中Qmin不是指閥門(mén)全關(guān)時(shí)的泄

56、漏量，而是閥門(mén)能平穩(wěn)控制的最小流量，約為最大流量的2-4%o一般閥門(mén)的可調(diào)比R=30。在串聯(lián)管道中，因?yàn)殡S著流量的增加，管道上的壓力損失增加，使得閥全開(kāi)時(shí)的流量Qmax降低、可調(diào)范圍降低。5什么是串聯(lián)管道中的閥阻比S?S值的變化為什么會(huì)使理想流量特性發(fā)生變化？簡(jiǎn)答：閥阻比S表示存在管道阻力的情況下，閥門(mén)全開(kāi)時(shí)，閥門(mén)前后的最小壓差與系統(tǒng)總壓差p0之比：oPmm存在管道阻力的情況下，Rn可調(diào)范圍減小。隨著S的減小，直線特性漸漸趨近于快開(kāi)特性，等百分比特性漸漸趨近于直線特性。閥阻比S的值愈小，流量特性變形的程度愈大。實(shí)際使用中，一般S的值不低于0.3o宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-36-79過(guò)程控制系統(tǒng)

57、試題庫(kù)6什么是控制閥的流量系數(shù)C(KV)?如何選擇控制閥的口徑？簡(jiǎn)答：控制閥的流量系數(shù)C(KV)的大小直接反映了流體通過(guò)控制閥的最大能力！流量系數(shù)C的定義：在閥兩端壓差lOOkPa，流體為水(1000Kg/m)的條件下,閥門(mén)全開(kāi)時(shí)每小時(shí)能通過(guò)調(diào)節(jié)閥的流體流量(m/h)o選擇控制閥口徑的步驟：根據(jù)生產(chǎn)能力、設(shè)備負(fù)荷，決定控制閥最大流量qVmax；根據(jù)所選定的流量特性及系統(tǒng)特點(diǎn)選定的值，然后計(jì)算閥門(mén)全開(kāi)時(shí)的壓差；根據(jù)流通能力計(jì)算公式，求得最大流量時(shí)的流量系數(shù)Cmax根據(jù)求得的流量系數(shù)Cmax，在所選用的產(chǎn)品型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)系列中選用大于Cmax并最接近Cmax的C值，從而選取閥門(mén)口徑。驗(yàn)證控制閥門(mén)的開(kāi)度

58、與可調(diào)比；7什么叫氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)式與氣關(guān)式？起選擇的原則是什么？簡(jiǎn)答：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在氣壓信號(hào)中斷后閥門(mén)會(huì)復(fù)位。無(wú)壓力信號(hào)時(shí)閥全開(kāi)，隨著信號(hào)增大，閥門(mén)逐漸關(guān)小的稱為氣關(guān)式。反之，無(wú)壓力信號(hào)時(shí)閥全閉，隨著信號(hào)增大，閥門(mén)逐漸開(kāi)大稱的為氣開(kāi)式閥門(mén)氣開(kāi)氣關(guān)式的選擇原則：當(dāng)控制信號(hào)中斷時(shí)，閥門(mén)的復(fù)位位置能使工藝設(shè)備處于安全狀態(tài)8電動(dòng)儀表怎樣才能用于易燃、易爆場(chǎng)所？安全火花是什么概念？簡(jiǎn)答：電動(dòng)儀表存在電路打火的可能。如果從電路設(shè)計(jì)就開(kāi)始考慮防爆，把電路在短路、開(kāi)路及誤操作等各種狀態(tài)下可能發(fā)生的火花都限制在爆炸性氣體的點(diǎn)火能量之下，則此儀表稱為安全火花防爆儀表煤礦井下用電氣設(shè)備屬I(mǎi)類設(shè)備；有爆炸性氣體的工廠

59、用電氣設(shè)備屬I(mǎi)I類設(shè)備；有爆炸性粉塵的工廠用電氣設(shè)備屬I(mǎi)II類設(shè)備。對(duì)于II類電氣設(shè)備，電路電壓限制在30VDC時(shí)，各種爆炸性混合物按最小引爆電流分為三級(jí)。30V、70mA宿遷學(xué)院機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-377933過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)第五章被控過(guò)程的數(shù)學(xué)模型0引言1控制系統(tǒng)的控制過(guò)程品質(zhì)主要取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)中各組成環(huán)節(jié)的特性前幾章的討論中，我們已知變送器和執(zhí)行器的特性是比例關(guān)系、控制器的特性由控制規(guī)律決定。本章討論被控對(duì)象的特性51被控過(guò)程數(shù)學(xué)模型的作用與要求1.在經(jīng)典控制理論中，被控對(duì)象的特性一般用單輸入、單輸出的數(shù)學(xué)模型描述。最常用的是傳遞函數(shù)。2傳遞函數(shù)是指用拉氏變換式表示的對(duì)象特性。2

60、建立被控過(guò)程數(shù)學(xué)模型的基本方法求對(duì)象的數(shù)學(xué)模型有兩條途徑：機(jī)理法、測(cè)試（實(shí)驗(yàn)）法2機(jī)理法：根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)電系自動(dòng)化學(xué)科-38-79過(guò)程控制系統(tǒng)試題庫(kù)機(jī)理建模步驟：從水槽的物料平衡關(guān)系考慮，找出表征h與Q1關(guān)系的方程式。寫(xiě)成標(biāo)準(zhǔn)形式T進(jìn)行拉氏變換傳遞函數(shù)為：dhhK1dtH（s）Kl（s）Ts1階躍響應(yīng)：RsQIhTARs1Q2對(duì)象的特性參數(shù)K、T反映了對(duì)象的物理本質(zhì)。容量系數(shù)（液容）A反映對(duì)象存儲(chǔ)能量的能力；如水槽面積A，它影響時(shí)間常數(shù)T的大小。阻力系數(shù)（液阻）RS反映對(duì)象對(duì)物料或能量傳遞的阻力;如閥門(mén)阻力系數(shù)RS，它影響放大系數(shù)K的大小。4.被控過(guò)程的自衡特性與單容貯液箱液位過(guò)程II從一階