《化工儀表及自動(dòng)化》第五版復(fù)習(xí)資料解析.ppt

1、填空和選擇題：,控制信號(hào)(p):用以改變控制作用大小的信號(hào),操縱變量(q):用以實(shí)現(xiàn)控制作用的參數(shù)，一般是執(zhí)行 器控制的物理量。,被控變量(y):要求實(shí)施控制的參數(shù)，一般是工藝操作 的物理量。,1.,2.自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成：,測(cè)量變送器 自動(dòng)控制器 執(zhí)行器 被控對(duì)象,3、控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo),(2).余差C：新的穩(wěn)態(tài)值與給定值之差。,(1).最大偏差A(yù)與超調(diào)量B：,最大偏差A(yù)：在過(guò)渡過(guò)程中，被控變量偏離給定值的最大數(shù)值。,A,超調(diào)量B：第一個(gè)峰值A(chǔ)與新穩(wěn)定值C之差，即B=A-C。,A,表示過(guò)渡過(guò)程的衰減程度。它是過(guò)渡過(guò)程同方向前后相鄰兩峰值的比。,(3).衰減比：,從干擾發(fā)生的時(shí)刻起至系統(tǒng)重新建

2、立新的平衡狀態(tài)止的時(shí)間。,4.過(guò)渡過(guò)程：系統(tǒng)由一個(gè)平衡狀態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)平衡狀態(tài)的過(guò)程。,5.階躍干擾作用下的過(guò)渡過(guò)程形式,當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的(給定或干擾)輸入是階躍變化時(shí)，系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程:,(1)非周期衰減過(guò)程:,(2)衰減振蕩過(guò)程：,被控變量在給定值的某一側(cè)做緩慢變化，沒(méi)有來(lái)回波動(dòng)，最后穩(wěn)定在某一數(shù)值上。,被控變量上下波動(dòng)，但幅度逐漸減少，最后穩(wěn)定在某一數(shù)值上。,(4)發(fā)散振蕩過(guò)程：,(3)等幅振蕩過(guò)程：,發(fā)散振蕩、等幅振蕩過(guò)程屬于不穩(wěn)定過(guò)程； 非周期衰減與衰減振蕩過(guò)程屬于穩(wěn)定過(guò)程。,被控變量在給定值附近來(lái)回波動(dòng)，且波動(dòng)幅度保持不變。,被控變量來(lái)回波動(dòng)，且波動(dòng)幅度逐漸變大，即偏離給定值越來(lái)越遠(yuǎn)

3、 。,圖1-12脫乙烷塔的工藝管道及控制流程圖,7. 控制通道：控制作用至被控變量的信號(hào)聯(lián)系。,干擾通道：干擾作用至被控變量的信號(hào)聯(lián)系。,8. 描述對(duì)象的特性參數(shù)：放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T、滯后時(shí)間 ,對(duì)象的放大系數(shù)K越大，表示對(duì)象的輸入量變化時(shí)，對(duì)輸出量的影響越大。,時(shí)間常數(shù)T越大，表示對(duì)象受到干擾作用后，被控變量變化得越慢，到達(dá)新的穩(wěn)定值所需的時(shí)間越長(zhǎng)。,9. 檢測(cè)儀表：用來(lái)檢測(cè)工藝參數(shù)的技術(shù)工具。 傳感器：用來(lái)將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為一定的便于傳送 的信號(hào)的儀表。 變送器：當(dāng)傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定 的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，通常稱(chēng)為變送器。,10、相對(duì)百分誤差：測(cè)量值的絕對(duì)誤差與測(cè)量?jī)x表的量程之比的

4、百分?jǐn)?shù)。,11.變差：在相同條件下，使用同一儀表對(duì)被測(cè)量在儀表全部測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行正、反行程（即被測(cè)量逐漸由小到大和逐漸由大到小）測(cè)量時(shí)，被測(cè)量值正、反行程所得到的兩條特性曲線之間的最大偏差。,12.線性度：表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量的實(shí)際校準(zhǔn)曲線與理論直線的吻合程度。,13.壓力的表示方法,常有表壓、絕對(duì)壓力、負(fù)壓或真空度之分。,真空度：大氣壓與絕對(duì)壓力之差,絕對(duì)壓力 ：?jiǎn)挝幻娣e所受到的力；,表壓：絕對(duì)壓力與大氣壓之差,14.彈簧管壓力表由測(cè)量系統(tǒng)、指示部分和表殼部分等組成。,15. 霍爾片式壓力傳感器,在非均勻磁場(chǎng)中，實(shí)現(xiàn)位移電勢(shì)的線性轉(zhuǎn)換。,16. 壓力儀表測(cè)量范圍的確定,測(cè)量穩(wěn)定壓

5、力時(shí),最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的2/3； 測(cè)量脈動(dòng)壓力時(shí),最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的1/2； 測(cè)量高壓時(shí),最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的3/5； 測(cè)量最小壓力時(shí),被測(cè)壓力應(yīng)不低于儀表量程的1/3。,單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一截面的流體數(shù)量的大小?？刹捎皿w積或質(zhì)量流量來(lái)表示。,18.體積流量,單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體體積,19.質(zhì)量流量,單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體質(zhì)量。,17.瞬時(shí)流量,20.累積流量：某一段時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體總和。,21、差壓式流量計(jì)：基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理,利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量。,22.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置包括節(jié)流元件和取壓裝

6、置。,23.轉(zhuǎn)子流量計(jì)采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測(cè)量方法。,24. 橢圓齒輪流量計(jì)工作原理：應(yīng)用容積法測(cè)流量。,25、漩渦流量計(jì)(又稱(chēng)渦街流量計(jì))：應(yīng)用流體振蕩原理測(cè)量流量。,26.電容式液位傳感器的液位檢測(cè),電容量的變化為：,(0)值越大，儀表靈敏度越高。 D與d越接近，即兩極間距離越小，儀表靈敏度越高。,27 .熱電偶溫度計(jì)是以熱電效應(yīng)為基礎(chǔ)的測(cè)溫儀表。 由三部分組成：熱電偶、測(cè)量?jī)x表和連接導(dǎo)線。,29 . 熱電偶兩接點(diǎn)溫度相同，則盡管導(dǎo)體A、B材料不同，熱電偶回路的總熱電勢(shì)為零。,28.組成熱電偶回路的兩種材料相同，則無(wú)論接點(diǎn)溫度如何，熱電偶回路的總熱電勢(shì)為零。,30、熱電阻溫度計(jì)

7、,注意：連接導(dǎo)線采用的是三線制連接。,31：比例控制規(guī)律的輸出變化量與輸入偏差e成正比。,32. 熱電偶溫度變送器的構(gòu)成：輸入橋路、放大電路、反饋電路,33. 數(shù)顯儀表的分類(lèi)：按輸入信號(hào)的形式來(lái)分，有電壓型和頻率型兩類(lèi)。,34. 比例度就是指控制器輸入的相對(duì)變化值與相應(yīng)的輸出相對(duì)變化值之比的百分?jǐn)?shù)。,35. 正作用控制器：當(dāng)控制器的輸入信號(hào)增大(或減小)時(shí)，其輸出信號(hào)隨之增大(或減小)；,36. 反作用控制器：當(dāng)控制器的輸入信號(hào)增大(或減小)時(shí)，其輸出信號(hào)隨之減小(或增大)。,37. 執(zhí)行器按能源分類(lèi)：氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三大類(lèi)。,38. 氣動(dòng)執(zhí)行器的組成： 執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)（閥）,39. 氣關(guān)

8、閥：當(dāng)有信號(hào)壓力時(shí)閥關(guān)，無(wú)信號(hào)壓力時(shí)閥全開(kāi)。 氣開(kāi)閥：當(dāng)有信號(hào)壓力時(shí)閥開(kāi)，無(wú)信號(hào)壓力時(shí)閥全關(guān)。,簡(jiǎn)答題：,2.測(cè)壓儀表按照其轉(zhuǎn)換原理的不同大致可分為：,1）液柱式壓力計(jì),2）彈性式壓力計(jì),3）電氣式壓力計(jì),4）活塞式壓力計(jì),1）.定值控制系統(tǒng),2）.隨動(dòng)控制系統(tǒng),3）.程序控制系統(tǒng),1. 按被控變量的給定值變化規(guī)律分類(lèi)：,利用各種形式的彈性元件受壓后所產(chǎn)生的彈性變形(位移)測(cè)量壓力。,3、彈性式壓力計(jì)的工作原理,4、霍爾片式壓力傳感器工作原理：利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)壓力的測(cè)量。,5.差壓式流量計(jì)的組成:,1).節(jié)流裝置,2).引壓管路,3).差壓計(jì)(

9、差壓變送器),6、熱電阻冷端溫度的補(bǔ)償方法：,(1) 冷端溫度保持為0的方法,(2) 冷端溫度修正法,（3）校正儀表零點(diǎn)法,（4）補(bǔ)償電橋法,（5）補(bǔ)償熱電偶法,7. 控制閥的理想流量特性：,1）直線流量特性,2）等百分比流量特性,3）拋物線流量特性,4）快開(kāi)流量特性,8. 控制器參數(shù)的工程整定法有哪些。,1）、臨界比例度法,2）、衰減曲線法,3）、經(jīng)驗(yàn)湊試法,9. 比值控制系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上參數(shù)符合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)。,10. 試寫(xiě)出積分控制規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。為什么積分控制能消除余差？（P139 : 7） 答：積分控制規(guī)律是指控制器的輸出變量p與輸人偏差e的積分成正比，即 式中，K

10、I為積分比例系數(shù)。因?yàn)榉e分控制作用的輸出與輸入偏差的積分成正比，只要有偏差存在，積分控制作用將隨時(shí)間不斷變化，直至偏差完全消除，系統(tǒng)才能穩(wěn)定下來(lái)，所以積分控制能消除余差。,1：一臺(tái)電型壓力變送器,測(cè)量范圍210MPa,從 控制室測(cè)得信號(hào)為12mA時(shí),所測(cè)壓力是多少? 當(dāng) 所測(cè)壓力為7.6MPa時(shí),輸出為多少mA ?,計(jì)算題：,2、用差壓式流量計(jì)測(cè)量流量，原設(shè)計(jì)范圍為0-320m3/h，電動(dòng)型差壓變器的量程為0100KPa，問(wèn)： (1)當(dāng)變送器輸出13mA時(shí)，對(duì)應(yīng)流量是多少? (2)若采用量程為0125KPa的變送器，此時(shí)變送器的輸出應(yīng)為多少?,解:(1),(2),3: 實(shí)驗(yàn)測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為420

11、mA電動(dòng)調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng)曲線，如圖所示。,問(wèn)： 該控制器的控制規(guī)律？ 控制器的比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間？,解： 該控制器為PI控制規(guī)律,答：控制器的比例度為200%、積分時(shí)間為2分、微 分時(shí)間為0,解：,又 測(cè)量值減少時(shí)，控制器輸出減少， 是正作用方向。,答:控制器的實(shí)際比例度為100%，控制器是正作用方向。,4、當(dāng)DDZ型電動(dòng)控制器的測(cè)量指針由50變化到 25，若控制器的純比例輸出信號(hào)由12mA下降到 8mA，則控制器的實(shí)際比例度為多少？并指出控制 器的作用方向。,P16 21.某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為（90010）?？紤]安全因素，控制過(guò)程中溫度偏離給定值最大不得超過(guò)80?，F(xiàn)設(shè)計(jì)的溫

12、度定值控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過(guò)渡過(guò)程曲線如圖1-19所示。石球該系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差、超調(diào)量、衰減比和振蕩周期，并回答該控制系統(tǒng)能否滿足題中所給的工藝要求？ 解：有過(guò)渡過(guò)程曲線可知 最大偏差 A=950-900=50 衰減比 第一個(gè)波峰值 B=950-908=42 第二個(gè)波峰值 B=918-908=10 衰減比 n=42:10=4.2 振蕩周期 T=45-9=36min 余差 C=908-900=8 過(guò)渡時(shí)間為47min。 由于最大偏差為50，不超過(guò)80，故滿足題中關(guān)于最大偏差的工藝要求。,P101,P139,測(cè)量變送器： 當(dāng)被控變量增加時(shí)，其輸出也增加。因此，測(cè)量變送器

13、一般都是正作用方向，“+”,被控對(duì)象： 當(dāng)操縱變量增加時(shí)，被控變量增加，則對(duì)象為“正作用”?！?” 當(dāng)操縱變量增加時(shí)，被控變量降低，則對(duì)象為“反作用”?！?”,執(zhí)行器： 氣開(kāi)閥： 信號(hào)增大時(shí)，閥開(kāi)大,為正作用方向,用“+”號(hào)表示。 氣關(guān)閥： 信號(hào)增大時(shí)，閥關(guān)小,為反作用方向,用“-”號(hào)表示。,控制器： 控制器的輸出取決于于被控變量的測(cè)量值與給定值之差 （e=z-x）。,正作用控制器： 輸入偏差e增大時(shí),控制器輸出p增大,為正作用方向。用“+”號(hào)表示。 反作用控制器： 輸入偏差e增大時(shí)，控制器輸出p減少,為反作用方向。 用“-”號(hào)表示。,如果四項(xiàng)相乘為負(fù)值時(shí)， 系統(tǒng)為負(fù)反饋。,例：加熱爐出口溫度控制，確定控制器的正、反作用。,1.對(duì)象：當(dāng)閥開(kāi)大時(shí), 被控變量增大，作用方向?yàn)檎饔茫?”。,4.控制器：選反作用的，“-”。,3.變送器：選正作用，“+” 。,2.確定執(zhí)行器的氣開(kāi)、氣關(guān)