控制仪表及装置复习要点及习题
概论思考题与习题
0-1 控制仪表与装置采用何种信号进行联络？电压信号传输和电流信号传输各有什么特点？使用在何种场合？
0-2 说明现场仪表与控制室仪表之间的信号传输及供电方式。0～10mA的直流电流信号能否用于两线制传输方式？为什么？
0-3 什么是本质安全型防爆仪表，如何构成本质安全防爆系统？
0-4 安全栅有哪几种？它们是如何实现本质安全防爆的？
第一章思考题与习题
1-1 说明P、PI、PD调节规律的特点以及这几种调节规律在控制系统中的作用。
1-2 调节器输入一阶跃信号，作用一段时间后突然消失。在上述情况下，分别画出P、PI、PD调节器的输出变化过程。如果输入一随时间线性增加的信号时，调节器的输出将作何变化？
1-3 如何用频率特性描述调节器的调节规律？分别画出PI、PD、PID的对数幅频特性。
1-4 什么是比例度、积分时间和微分时间？如何测定这些变量？
1-5 某P调节器的输入信号是4～20mA，输出信号为1～5Ｖ，当比例度δ=60%时，输入变化6mA所引起的输出变化量是多少？
1-6 说明积分增益和微分增益的物理意义。它们的大小对调节器的输出有什么影响？
1-7 什么是调节器的调节精度？实际PID调节器用于控制系统中，控制结果能否消除余差？为什么？
1-8 某PID调节器（正作用）输入、输出信号均为4～20mA，调节器的初始值I i=I0=4mA，δ=200%，T I=T D=2min，K D=10。在t=0时输入ΔI i=2mA的阶跃信号，分别求取t=12s 时：（1）PI工况下的输出值；（2）PD工况下的输出值。
1-9 PID调节器的构成方式有哪几种？各有什么特点？
1-10 基型调节器的输入电路为什么采用差动输入和电平移动的方式？偏差差动电平移动电路怎样消除导线电阻所引起的运算误差？
1-11 在基型调节器的PD电路中，如何保证开关S从“断”位置切至“通”位置时输出信号保持不变？
1-12 试分析基型调节器产生积分饱和现象的原因。若将调节器输出加以限幅，能否消除这一现象？为什么？应怎样解决？
1-13 基型调节器的输出电路（参照图1-20）中，已知R1=R2=KR=30kΩ，R f=250Ω，试通过计算说明该电路对运算放大器共模输入电压的要求及负载电阻的范围。
1-14 基型调节器如何保证“自动”→“软手操”、“软手操”（或硬手操）→“自动”无平衡、无扰动的切换？
1-15 积分反馈型限幅调节器和PI-P调节器是如何防止积分饱和的？
1-16 简述前馈调节器和非线性调节器的构成原理。
1-17 偏差报警单元为什么要设置U b和U c？简述其工作原理。
1-18 输出限幅单元是如何实现限幅的？电路中的二极管起什么作用？
第二章思考题与习题
2-1 变送器在总体结构上采用何种方法使输入信号与输出信号之间保持线性关系？
2-2 何谓量程调整、零点调整合零点迁移，试举一例说明。
2-3 简述力平衡式差压变送器的结构和动作过程，并说明零点调整合零点迁移的方法。
2-4 力平衡式差压变送器是如何实现量程调整的？试分析矢量机构工作原理。
2-5 说明位移检测放大器的构成。该放大器如何将位移信号转换成输出电流的？
2-6 以差压变送器为例说明“两线制”仪表的特点。
2-7 说明电容式差压变送器的特点及构成原理。
2-8 电容式差压变送器如何实现差压-电容和电容-电流的转换？试分析测量部件和各部分电路的作用。
2-9 电容式差压变送器如何进行零点和量程调整？
2-10 简述扩散硅差压变送器的工作原理。
2-11 用差压变送器测量流量，流量范围为0～16m3/h。当流量为12m3/h时，问变送器的输出电流是多少？
2-12 简述四线制温度变送器和两线制温度变送器的构成原理。
2-13 四线制温度变送器为何采用隔离式供电和隔离输出线路？在电路上是如何实现的？2-14 四线制和两线制热电偶温度变送器是用何种方法实现冷端温度补偿的？这两种变送器如何实现量程和零点调整？
2-15 四线制温度变送器是如何使输出信号和被测温度之间呈线性关系的？简述热电偶温度变送器和热电阻温度变送器的线性化原理。
2-16 说明电/气转换器的结构和动作过程。
第三章思考题与习题
3-1 试述矩形脉冲调宽调高式乘除器的构成原理。乘法电路的乘法关系是指哪两个量相乘？
3-2 为什么乘除器采用U0=(U i1-1)(U i2+K2)/(U i3+K3)+1这样的运算关系？
3-3 乘除器中U i1和U i2的输入电路问什么设计的不一样？能否用一样的线路？
3-4 自激振荡时间分割器的作用是什么？说明它的工作过程和起振条件。
3-5 试将乘除器中的输出电路与调节器中的电路作一比较。
3-6 开方器主要用于何种场合？用乘除器代替开方器行不行？
3-7 开方器与乘除器在构成原理上有何异同之处？说明开方器的实现方法。
3-8 开方器中为何设置小信号切除电路？试分析该电路工作原理？
3-9 试述电动执行机构的构成原理，伺服电动机的转向和位置与输入信号有什么关系？
3-10 伺服放大器有哪些部分组成？它是如何起放大作用的？
3-11 试分析减速器中行星齿轮传动机构的原理，它有什么特点？
3-12 试述位置发送器的工作原理。
3-13 气动执行机构有哪几种？各有什么特点？
3-14 阀门定位器应用在什么场合？简述气动及电/气阀门定位器的动作过程。
3-15 何谓调节阀的可调比和流量特性？理想情况下和工作情况下的特性有何不同？
3-16 选择气动执行器作用方式（气开或气关）的依据是什么？
3-17 如何选择调节阀的流量特性？
3-18 说明s值的物理意义和合理的取值范围。
3-19 如何计算调节阀的口径？
3-20 试画出用电动单元组合仪表构成一复杂控制系统的流程示意图（或方框图）及仪表接线图，并说明系统中变送器量程及比值器比值系数的计算方法。
第四章思考题与习题
4-1 可编程调节器具有哪些特点？试与模拟式调节器作一下比较。
4-2 说明可编程调节器的基本组成，调节器的硬件和软件各包括哪些部分？
4-3 工程上主要使用何种PID算式（位置式、增量型或是速度型算式）？它有什么优点？4-4 试举出几种PID基本算式的改进形式，它们各有什么特点？
4-5 试述KMM调节器的输入、输出电路的组成及A/D转换的实现方法。
4-6 KMM有哪些输入处理功能？如何实现气体流量信号的温度压力补偿？
4-7 试以一简单控制回路说明KMM运算模块的组态方法。如果实现前馈-反馈控制和非线性控制，应分别使用哪些模块？
4-8 KMM的PID控制类型有哪几种？如何实现手动、自动、串级之间的无扰动切换？
4-9 在什么情况下KMM进入异常运行方式？说明这一运行方式的工作情况。
4-10 试述KMM的通信功能，调节器如何切换到计算机（COMP）运行方式？
4-11 KMM有哪几种数据表？举例说明其填写方法。
4-12 试以实例说明使用KMM实现复杂控制规律的方法，画出控制流程图和组态图。
第五章思考题与习题
5-1 简述可编程控制器的特点、工作过程和编程语言。
5-2 说明FX2系列PC输入端和输出端的接线方法。
5-3 FX2系列PC有哪些编程元件？
5-4 画出与下列语句表程序对应的梯形图。
0 LD X0 4 OUT Y0 8 AN1 X4
1 OR X1 5 LD1 Y0 9 OR M2
2 OR1 M0 6 AND X
3 10 OUT Y1
3 AND X2 7 OR M1
5-5画出与下列语句表程序对应的梯形图。
0 LD X0 4 LD1 X4 8 AN1 X7 12 OUT Y1
1 OR1 X1 5 AND X5 9 ORB 13 LD1 X1
2 LD X2 6 ORB 10 ANB 14 OUT T1
3 AN1 X3 7 LD X6 11 AN1 T1 SP K20 5-6 试用定时器和计数器组合的方法编写一定时间为100min的程序，画出梯形图。
5-7 如何使用状态转移图和步进指令编制顺控程序？
5-8 简述FX2系列PC功能指令的使用方法。
5-9 如何设计PC应用系统？试举例说明。
5-10 简述S7系列PC基本组成和程序结构。
5-11 举例说明STEP7语言的编程方法。
第六章思考题与习题
6-1 简述智能变送器的特点与构成, 试与模拟变送器作一比较。
6-2 说明3051C差压变送器和STT300温度变送器的工作原理及组成，他们以何种方式输出数字信号？
6-3 试述MV2010T差压变送器的特点，其传感器部分与3051C差压变送器有何不同？
6-4 说明3244MVF的结构特点及软件功能。
第七章思考题与习题
7-1 简述集散控制系统的发展历程和特点。该系统一般由哪几部分组成？
7-2 集散控制系统中常用的网络结构有哪几种？TDC-3000系统属于哪一种？
7-3 说明集散控制系统通信网络的特点及采用的通信标准。
7-4 TDC-3000系统分成哪几个层次？各层次功能如何？
7-5 TDC-3000系统的分散控制装置部分由哪些模件组成？简述他们的构成和功能特点，并说明其冗余配置方式。
7-6 试述TDC-3000系统中LCN模件万能操作站(US)的基本配置和主要功能。
7-7 TDC-3000通信网络包括哪几个部分？试述LCN通信网络的组成及信息传输方式。
7-8 简述TDC-3000软件组态的主要内容和作用。
7-9 什么是控制组态？控制组态主要有哪三种方式？试举例说明。
7-10 常用的可靠性指标有哪些？如何提高系统的可靠性？
第八章思考题与习题
8-1 试对现场总线控制系统与集散控制系统作一比较。
8-2 说明现场总线国际标准的形成过程和主要内容。
8-3 如何看待多种现场总线标准并存的局面？
8-4 简述几种流行现场总线的技术特点和网络结构。
8-5 比较几种流行现场总线的通信模型。
8-6 现场总线控制系统有哪几部分组成？试举例说明。
《自动控制仪表与装置》综合习题
说明：选择题除了正确选择答案外还应给出选该答案的理由
绪论、第一章概述
1.如何评价测量仪表性能，常用哪些指标来评价仪表性能？
2.名词解释：相对误差、精度、变差、灵敏度、量程、反应时间
3.仪表的变差不能超出仪表的（）a、相对误差b、引用误差c、允许误差
4.测量某设备的温度, 温度为400℃, 要求误差不大于4℃，下列哪支温度计最合适?（）
A 0～600℃ 1.5级 B. 0～1500℃0.5级 C. 0～800℃0.5级 D. 0～400℃0.2
级
5.仪表的精度级别指的是仪表的( )A 引用误差 B. 最大误差 C.允许误差 D.
引用误差的最大允许值
6.下列说法正确的是（）A 回差在数值上等于不灵敏区B 灵敏度数值越大则仪表越
灵敏C 灵敏限数值越大则仪表越灵敏
7.有一个变化范围为320——360kPa的压力，如果用A、B两台压力变送器进行测量，那
么在正常情况下哪一台的测量准确度高些？压力变送器A：1级，0——600kPa。压力变送器B：1级，250——500kPa。
8.一台精度等级为0.5级的测量仪表，量程为0~1000℃。在正常情况下进行校验，其最大
绝对误差为6℃，求该仪表的最大引用误差、允许误差、仪表的精度是否合格。
9.某台差压计的最大差压为1600mmH2O，精度等级为1级，试问该表最大允许的误差是
多少？若校验点为800mmH2O，那么该点差压允许变化的范围是多少？
10.测量范围0～450℃的温度计,校验时某点上的绝对误差为3.5℃,变(回)差为5℃, 其它各
点均小于此值,问此表的实际精度应是多少?若原精度为1.0级,现在该仪表是否合格?
11.自动化仪表按能源分类及其信号形式。
12.单元组合式仪表是什么？
第二章压力测量及变送
13.简述弹簧管压力表原理和游丝的作用。
14.简述电容式差压变送器工作原理，说明变送器的两线制工作机理。
15.简述压力仪表选型原则。
16.为减小仪表的相对误差,一般仪表应工作在量程的（）a、<1/3 b、1/3—2/3 c、>2/3
17.校对0--1.6MPa，1.5级的工业压力表示时，应使用标准压力表( )a.0—1.6MPa,0.5级
b.0—2.5MPa,0.35级
c.0—4.0MPa,0.25级
18.为了正常测取管道（设备）内的压力，取压管线与管道（设备）连接处的内壁应（）。
A 平齐
B 插入其内C插入其内并弯向介质来流方向
19.某容器内的压力为0.8MPa。为了测量它，应选用量程为( )A.0—1MPa
B.0—1.6MPa
C.0—3.0MPa
D.0—4.0MPa
20.某压力变送器的输出是电流信号。它相当于一个（）。A 受压力控制的电压源
B 受压力控制的电流源
C 受电压控制的电流源
D 受电流控制的电压源
21.某测量范围0～1.6Mpa的压力表，校验时发现在真实值1.2Mpa处的绝对误差最大，为
0.18Mpa。试计算并判断该表是否符合精度1.5级的要求？
22.有一被测压力P=6.5MPa,用弹簧管压力计进行测量，仪表所处的环境温度40℃，要求测
量值准确到1%，试选择一仪表的测量范围和精度等级？
第三章物位测量及变送
23.差压式液位计使用中为何经常需要进行迁移？如何判断迁移方向？
24.测量高粘度、易结晶介质的液位,应选用下列哪种液位计?（）a、浮筒式液位计
b、差压式液位计
c、法兰式差压液位计
25.采用差压式液位计测量液位, 其差压变送器的零点( )a. 需要进行正迁移 b. 需
要进行负迁移 c. 视安装情况而定
26.浮筒式液位计是基于下列哪种工作原理工作的?（）a、恒浮力b、变浮力c、
压差式
27.用单法兰液位计测量开口容器液位。液位计已经校好，后因维护需要，仪表安装位置下
移了一段位移，则仪表的指示（）A.上升 B.下降 C.不变。
28.选择用压力法测量开口容器液位时，液位的高低取决于（）A 取压点位置和容器横
截面 B 取压点位置和介质密度 C 介质密度和横截面
29.浮球式液位计适合于如下哪一种情形的使用条件？（）A 介质粘度高、压力低、温
度高 B 介质粘度高、压力低、温度低C 介质粘度低、压力高、温度低 D 介质粘度高、压力高、温度低
30.某装置溶剂再生塔液面采用沉筒液面计测量，量程800mm，被测介质重度1.1gf/ cm3，
现场如何用水换算校检？
31.用一台双法兰式差压变送器测量某容器液位，如图所
示，已知H变化范围0——3m，被测介质密度ρ
=900Kg/m3,毛细管内工作介质密度ρ0=950Kg/m3，其
中h1=1m,h2=4m,求变送器测量范围？并判断零点迁移
的方向，计算迁移量，当法兰式变送器的安装位置升高
或降低时，问对测量有何影响？
32.利用差压法测液位，如图所示。差压变送器的正压室引压
管线内通入与容器中相同的液体，液体密度为ρ；负压室
引压管线通入气相，密度忽略。请列出差压与液位L间的
关系，并指出应该实施的迁移量。
第四章流量测量及变送
33.简述电磁流量计工作原理及其特点。
34.简述椭圆齿轮流量计工作原理及其特点。
35.简述差压式流量计工作原理及其特点。
36.简述科氏力式质量流量计流量计工作原理及其特点。
37.简述节流现象中流体动压能与静压能之间的变化关系，标准化节流装置由哪几个部分组
成？
38.下列哪种流量计与被测介质的密度无关? （）a、差压式流量计b、涡街流量计c、
转子流量计
39.在管道上安装孔板时，如果将方向装反了会造成：( )a.差压计倒指示 b. 对差压
计指示无影响 c.差压计指示变大 d. 差压计指示变小
40.罗茨流量计，很适合对（）的测量。 A 低粘度流体 B 高雷诺数流体 C 含
砂脏流体 D 高粘度流体
41.测量天然气流量不可以采用下列哪种流量计( )a.电磁流量计 b.差压式流量计
c.转子流量计
42.下列说法错误的是（）A 转子流量计的环形流通截面是变化的，基本上同流量大小
成正比，但流过环形间隙的流速变化不大。B 转子流量计的压力损失大，并且随流量大小而变化C 转子流量计的锥管必须垂直安装，不可倾斜
43.差压式流量计配用电容式差压变送器测流量,流量测量范围是0～16 m3／h,变送器量程
为100 KPa,问: ①.当变送器输出12mA时,流量应是多少? ②.若变送器的量程改为125 kPa,此时变送器的输出应是多少?
44.一台测量液体用的转子流量计,测量范围为0～25 m3／h,用来测量某介质的流量,已知
被测介质的密度为0.8g／cm3,转子的密度为7.9g／cm3,试问:当流量计指示在20 m3／h 时,被测介质的实际流量应是多少?
第五章温度测量及变送第六章显示仪表
45.简述热电偶测量原理和补偿导线的作用。
46.简述热电阻测量原理和三线制连接的作用。
47.简述需要进行热电偶冷端温度处理的原因及其方法。
48.名词解释：热电效应。
49.当热电阻短路时，自动平衡电桥应指示（）a、0℃b、最上限温度c、最下限温度
50.与热电偶配用的自动电位差计，当输入端短路时，应显示（）a、下限值b、环
境温度（室温）c、上限值
51.热电偶测温时，采用补偿导线是为了（）。A 冷端补偿B 消除导线电阻的影响C
将冷端延伸至其他地方 D 降低费用
52.补偿导线的正确敷设，应该从热电偶起敷到（）为止？A 就地接线盒 B 仪表盘
端子板 C 二次仪表 D 与冷端温度补偿装置同温的地方
53.用电子电位差计测热电偶温度，如果热端温度升高2℃，室温（冷端温度）下降2℃，
则仪表的指示（）A 升高2℃ B 下降2℃ C 不变 D 升高4℃
54.在用热电阻测量温度时若出现热电阻断路时，与之配套的显示仪表如何变化（）A 指
示值最小 B 指示值最大 C 指示值不变 D 指示室温
55.用K分度号的热偶和与其匹配的补偿导线测量温度。但在接线中把补偿导线的极性接
反了，则仪表的指示（）A.偏大、 B.偏小、 C.可能大,也可能小,要视具体情况而定。
56.某人将镍铬-镍硅补偿导线极性接反，当电炉温度控制于800℃时，若热电偶接线盒处
温度为50℃，仪表接线板处温度为40℃，问测量结果和实际相差多少？已知：E(800℃,
0)=33.29mv E(40℃, 0)=1.61 mV E(761℃, 0)= 31.68 mV E(841℃, 0)=34. 9mv
E(50℃, 0)=2.02 mV E(741℃, 0)=30.82 mV E(742℃, 0)=30.90mv
57.用K型热电偶测温。已知回路热电势为15.000mV，冷端温度20℃，试求热端温度。下
列分度表数据可供选用：E(20)=0.798mV，E（347）=14.167mV，E(348)=14.208，E(385)=15.763mV，E(386)=15.805mV。
58.为了检查锅炉炉膛温度测量值是否正确，先用携带式电位差计测得热电偶的输出热电势
为37.33mV,热电偶采用镍铬-镍硅热电偶分度号为K，热电偶冷端温度用水银温度计测得为35℃，问此时炉膛的实际温度是多少？E（35℃，0℃）=1.407 mV E（935，0℃）= 38.717 mV E（936，0℃）= 38.756 mV E（890，0℃）= 36.925 mV E（889，0℃）= 36.885 mV
59.在热电阻使用过程中，经常出现如下问题，请分析其产生的原因：（1）、显示仪表指示
值低于实际值或指示不稳定；（2）、显示仪表指示无穷大；（3）、显示仪表显示负值；（4）阻值与温度的关系有变化。
第八章控制规律
60.简述比例微分数学表达式，并说明该调节规律的作用特点。
61.简述比例积分数学表达式，并说明该调节规律的作用特点。
62.什么是调节规律？简述常用的调节规律类型。
63.简述比例积分微分调节规律作用特点？写出该调节规律数学表达式。
64.简述调节规律在控制系统的作用？写出PID调节规律数学表达式。
65.名词解释：调节规律、控制点
66.下列哪种调节器可消除余差?（）a、比例调节器b、比例微分调节器c、比例积
分调节器
67.下列哪种调节规律调节结果容易存在余差?（）a、比例调节b、比例积分微分调节
c、比例积分调节
68.比例度越小，余差就越（）a. 越大 b. 越小 c. 不变
69.积分时间越大，积分作用就越（）a. 越大 b. 越小 c. 不变
70.具有“超前”调节作用的调节规律是（）A、P B、PI C、PD D、两位式
71.在右图（b）上画出调节器的输出变化曲线。已知调节器
为正作用，PI调节规律，Kp=1，Ti=1，偏差输入见图（a）
所示。
第九章控制器、第十章执行器
72.调节器的反作用是指（）。A．测量值大于给定值时，输出增大 B. 测量值大于
给定值时，输出减小C．测量值增大，输出增大 D. 测量值增大，输出减小
73.简述气动薄膜调节阀工作原理及其构成。
74.名词解释：执行机构
75.调节阀的气开、气关型式应根据下列哪个条件来确定?（）a、生产的安全b、
流量的大小c、介质的性质
76.下述哪一项不是调节阀的性能指标？（）A 流量系数 B 可调比 C 流量特
性 D 阀阻比
77.执行器的正作用是指（）。A 控制信号增大，执行器开度减少 B 控制信号增
大，执行器开度增大C 控制信号减小，执行器开度减少
第十一章电器仪表防爆、第十二章被控对象动态特性
78.常用的仪表防爆形式有哪些？
79.描述对象特性常用哪些方法？
80.描述对象特性常用哪些参数？
第十三章自动控制系统基本概念
81.什么是系统过渡过程？有哪几种常见的过渡过程形式？评价系统过渡过程的几个指标
在实际系统运行中如何把握它们的值？
82.试阐述调节作用与干扰作用对被调参数的影响，以及两者之间的关系？
83.名词解释：调节参数、余差、衰减比、系统动态、随动调节系统、定值调节系统、负反
馈
84.构成自动调节系统需要满足下列哪个条件?（）a、开环负反馈b、闭环负反馈c、
闭环正反馈
85.常用的系统过渡过程形式是（）a、衰减振荡过程b、非振荡衰减过程c、等
幅振荡过程
第十四章简单控制系统
86.简述调节器参数整定的目的和常用的几种整定方法。
87.试阐述简单调节系统中被调参数的选择原则？
88.采用简单调节系统控制油水分离器的油水界面，调节阀控制排水量，试确定：①选择
调节阀的气开、气关型式并说明选择理由。②选择调节器的正、反作用方式并说明理由。③分析当界面升高时，该调节系统的动作过程。
89.控制系统如图所示，其中液体原料储罐是控制对象，
液位是被调参数，入口流量是调节参数，出口流量
的波动是干扰。严禁容器抽空。（1）试选择调节阀
的气开气关特性、调节器的正反作用；（2）已知
Sv=50%，请以Pv=40%为初始状态，说明变送器、
调节器、执行器的动作，指出形成负反馈的过程。
90.现有一个加热炉被加热物料入口温度210℃，出口温度350℃，要求出口温度波动幅度
不能超过±2℃，燃料采用渣油，来料压力较为平稳，现有如下要求：（1）、需要进行温度控制系统设计，要求画出你所设计的系统控制流程图和系统方框图。（2）、分析控制系统调节阀和调节器的正反作用，要求有分析过程。（3）、试选择调节器的调节规律，
并说明理由。
91.现有第一个工艺设备底部粘度较高的物料经离心泵抽出输送至第二个工艺设备进行进
一步加工处理，第一个设备的底部液位需要保持稳定，并确保不会被抽空，第二个设备的进料流量又要求尽可能稳定，请问：（1）、如何设计控制系统才能实现上述控制要求，结合工艺设备及流程画出控制系统方框图。（2）、系统被调参数和调节参数分别是什么？
（3）、分析控制系统调节阀和调节器的正反作用，要求有分析过程。（4）、试选择调节器的调节规律并说明原因，说明调节器参数设置原则。
92.某控制系统中的PI控制器采用经验凑试法整定控制参数，如果发现在扰动情况下的被
控变量记录曲线最大偏差过大，变化很慢且长时间偏离给定值，试问在这种情况下应怎样改变比例度与积分时间？为什么？
第十五章复杂控制系统
93.简述均匀调节系统调节目的和实现原理？
94.简述串级调节系统的结构，阐述副回路设计的一些基本原则？
95.名词解释：比值调节系统
96.什么是前馈反馈控制？他有什么特点？主要应用场合？
97.如图所示为一蒸气加热器温度控制系统。指出该系统
中的被调参数、调节参数；该系统可能的干扰有哪
些？画出该系统的方框图；如果该系统中的被加热物
料过热易分解，使确定系统的调节阀气开、气关型式
和调节器的正反作用。
第十六章典型操作单元控制方案
98.如图所示为一锅炉汽包水位控制系统。指出该系统中的
被调参数、调节参数；该系统可能的干扰有哪些？画出
该系统的方框图；如果该系统中的汽包水位严禁过低，使确定系统的调节阀气开、气关型式和调节器的正反作用。
99.如图所示为塔底液位控制系统。（1）指出该系统中的
被调参数、调节参数；（2）该系统可能的干扰有哪些？（3）画出该系统的方框图；（4）如果该系统中的塔底液位严禁过低，使确定系统的调节阀气开、气关型式和调节器的正反作用。
100.如图所示的控制系统。指出该系统的控制方式；该系
统是否能够单独运行？为什么？如何改进该系统？
画出该系统改进后的控制流程图（即在原系统基础
上如何改进）。说明改进后的系统如何实现控制对象
的正常控制？
控制装置与仪表课程设计
控制装置与仪表课程设计 课程设计报告 ( 2012-- 2013年度第二学期) 名称：控制装置与仪表课程设计 题目：炉膛压力系统死区控制系统设计院系： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数：一周 成绩： 日期：2013年7 月5日
一、课程设计(综合实验)的目的与要求 1.1 目的与要求 （1）认知控制系统的设计和控制仪表的应用过程。 （2）了解过程控制方案的原理图表示方法（SAMA图）。 （3）掌握数字调节器KMM的组态方法，熟悉KMM的面板操作、数据设定器和KMM数据写入器的使用方法。 （4）初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。 1.2设计实验设备 KMM数字调节器、KMM程序写入器、PROM擦除器、控制系统模拟试验台1 1.3 主要内容 1. 按选题的控制要求，进行控制策略的原理设计、仪表选型并将控制方案以SAMA 图表示出来。 2 . 组态设计 2．1 KMM组态设计 以KMM单回路调节器为实现仪表并画出KMM仪表的组态图，由组态图填写 KMM的各组态数据表。 2．2 组态实现 在程序写入器输入数据，将输入程序写入EPROM芯片中。 3. 控制对象模拟及过程信号的采集 根据控制对象特性，以线性集成运算放大器为主构成反馈运算回路，模拟控制对 象的特性。将定值和过程变量送入工业信号转换装置中，以便进行观察和记录。 4. 系统调试 设计要求进行动态调试。动态调试是指系统与生产现场相连时的调试。由于生产 过程已经处于运行或试运行阶段，此时应以观察为主，当涉及到必需的系统修改 时，应做好充分的准备及安全措施，以免影响正常生产，更不允许造成系统或设 备故障。动态调试一般包括以下内容： 1)观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常； 2)检查控制系统逻辑是否正确，并在适当时候投入自动运行； 3）对控制回路进行在线整定； 4）当系统存在较大问题时，如需进行控制结构修改、增加测点等，要重新组态下装。 二、设计（实验）正文 1设计题目：炉膛压力系统死区控制系统设计（如附图1） 附图1： 引风机 炉膛压力系统死区单回路控制系统
控制仪表及装置复习要点及习题
概论思考题与习题 0-1 控制仪表与装置采用何种信号进行联络？电压信号传输和电流信号传输各有什么特点？使用在何种场合？ 0-2 说明现场仪表与控制室仪表之间的信号传输及供电方式。0～10mA的直流电流信号能否用于两线制传输方式？为什么？ 0-3 什么是本质安全型防爆仪表，如何构成本质安全防爆系统？ 0-4 安全栅有哪几种？它们是如何实现本质安全防爆的？ 第一章思考题与习题 1-1 说明P、PI、PD调节规律的特点以及这几种调节规律在控制系统中的作用。 1-2 调节器输入一阶跃信号，作用一段时间后突然消失。在上述情况下，分别画出P、PI、PD调节器的输出变化过程。如果输入一随时间线性增加的信号时，调节器的输出将作何变化？ 1-3 如何用频率特性描述调节器的调节规律？分别画出PI、PD、PID的对数幅频特性。 1-4 什么是比例度、积分时间和微分时间？如何测定这些变量？ 1-5 某P调节器的输入信号是4～20mA，输出信号为1～5Ｖ，当比例度δ=60%时，输入变化6mA所引起的输出变化量是多少？ 1-6 说明积分增益和微分增益的物理意义。它们的大小对调节器的输出有什么影响？ 1-7 什么是调节器的调节精度？实际PID调节器用于控制系统中，控制结果能否消除余差？为什么？ 1-8 某PID调节器（正作用）输入、输出信号均为4～20mA，调节器的初始值I i=I0=4mA，δ=200%，T I=T D=2min，K D=10。在t=0时输入ΔI i=2mA的阶跃信号，分别求取t=12s 时：（1）PI工况下的输出值；（2）PD工况下的输出值。 1-9 PID调节器的构成方式有哪几种？各有什么特点？ 1-10 基型调节器的输入电路为什么采用差动输入和电平移动的方式？偏差差动电平移动电路怎样消除导线电阻所引起的运算误差？ 1-11 在基型调节器的PD电路中，如何保证开关S从“断”位置切至“通”位置时输出信号保持不变？ 1-12 试分析基型调节器产生积分饱和现象的原因。若将调节器输出加以限幅，能否消除这一现象？为什么？应怎样解决？ 1-13 基型调节器的输出电路（参照图1-20）中，已知R1=R2=KR=30kΩ，R f=250Ω，试通过计算说明该电路对运算放大器共模输入电压的要求及负载电阻的范围。 1-14 基型调节器如何保证“自动”→“软手操”、“软手操”（或硬手操）→“自动”无平衡、无扰动的切换？ 1-15 积分反馈型限幅调节器和PI-P调节器是如何防止积分饱和的？ 1-16 简述前馈调节器和非线性调节器的构成原理。 1-17 偏差报警单元为什么要设置U b和U c？简述其工作原理。 1-18 输出限幅单元是如何实现限幅的？电路中的二极管起什么作用？ 第二章思考题与习题 2-1 变送器在总体结构上采用何种方法使输入信号与输出信号之间保持线性关系？ 2-2 何谓量程调整、零点调整合零点迁移，试举一例说明。 2-3 简述力平衡式差压变送器的结构和动作过程，并说明零点调整合零点迁移的方法。 2-4 力平衡式差压变送器是如何实现量程调整的？试分析矢量机构工作原理。 2-5 说明位移检测放大器的构成。该放大器如何将位移信号转换成输出电流的？ 2-6 以差压变送器为例说明“两线制”仪表的特点。
仪器仪表及自动控制设备控制系统管理
仪器仪表及自动控制设备控制系统管理 第二十一条控制系统主要包括集散控制系统（DCS）、紧急停车系统（ESD）、可编程控制器（PLC）、工业控制计算机系统（IPC）以及在先进过程控制（APC）和优化过程控制（OPC）系统中使用的上位计算机等。 第二十二条过程控制计算机系统选型原则 1、过程控制计算机系统的选型应以技术先进、经济合理、系统可靠为原则，并优先在中石化股份公司推荐的主流机型中选择； 2、选型时应考虑到公司机型的相对集中，新老系统的过渡配合，系统联网，以及性能价格比诸因素，在多方询价，择优选择的基础上，组织有关专家评审确定并按规定报批； 第二十三条过程控制计算机系统更新改造原则 1、过程控制计算机系统需要更新改造时，应由各使用单位主管部门组织有关部门及专家进行评审，作出鉴定意见后，按规定程序报批。 2、过程控制计算机系统凡符合下列条件之一，可考虑更新改造。 3、实际使用年限超过十年，系统老化，硬件故障频繁，影响安全生产。
4、机型早已淘汰，备品配件无来源。 5、软件版本落后，且无法升级，功能开发受阻，不适应生产发展的需要。 6、工艺改造需要更新。 7、过程控制计算机系统的报废手续应在新系统正常运行半年后办理。 第二十四条对已投入使用的控制系统，如果需要改变控制方案，或增加仪表回路，应办理审批手续。 第二十五条控制系统的日常维护 （一）系统点检制度 1、仪表车间(仪表保运单位)应加强对系统的日常维护检查，根据系统的配置情况，制定系统点检标准，并设计相应的点检表格。 2、系统点检应包括以下主要内容： A、主机设备的运行状态。 B、外围设备（包括打印机、拷贝机等）的投用情况和完好状况。 C、各机柜的风扇（包括内部风扇）运转状况。 D、机房、操作室的温度、湿度。 3、点检记录要字迹清楚、书写工整，并定期回收，妥善保管。 （二）系统周检制度
控制仪表及装置试题2014
一、填空(每空2分，共30分) 1. 电动控制仪表控制仪表按信号类型可以分为：( )和( )两类； 2.变送器的作用是( ) ； 3.安全栅的作用是（），（）； 4. DDZ-Ⅲ型仪表是以( )作为标准统一信号的； 5.配电器的作用是( )； 6.安全防爆系统应具备的条件是( )和( )； 7.选择气动执行器作用方式气开气关的依据是以（）为原则； 8.智能变送器就结构而言一般是由( )和（）组成； 9.热电阻温度变送器量程单元中热电阻采用三线制连接的目的是( )； 10.控制仪表中DCS是指( )，FCS是指( )； 二.解答下列各题（每题4分，共20分） 1.画出齐纳式安全栅的原理电路图，并说明其工作原理。 2.试述电容式差压变送器测量部分的工作原理。 3.画出电动执行器中伺服放大器的原理框图,并叙述其工作原理。 4.试述变送器中调量程、零点以及零点迁移的意义和方法。 5.解释开方器为何要设小信号切除电路?并说明DDZ-Ⅲ型开方器的小信号切除 电路工作原理。 三．写出理想P，PI，PD，PID四种调节器的传递函数，划出其阶跃响应曲线（20分）。 四．Ⅲ型调节器考虑导线电阻压降的差动输入电路原理图如下，试推导V 01与V i 之 间的关系，并说明导线电阻压降V CM1，V CM2 能否影响运算电路的精度。 （R 1=R 2 =R 3 =R 4 =R 5 =R=500kΩ,R 7 =R 8 =5 kΩ）（15分）
五．如图位移检测放大器原理线路图，哪些器件是为实现本质安全防爆措施而设置的，各是如何起作用的 (15) （答案要注明各个要点的评分标准） 一． (每空2分) 1（数字式）（模拟式） 2（是将传感器来的各种工艺变量转换成标准的统一信号） 3（信号传输）（阻止危险信号进入危险场所） 4（4~20mA 或1~5V ） 5（信号变换与隔离、供电）, 6（危险场所使用安全防爆仪表）（使用安全栅） 7（安全生产）, 8（传感器部件）（电子部件） 9（克服热电阻的连接导线电阻对测温的影响） 10（集散控制系统）（现场总线控制系统） 二．( 每题4分，共20分) 1 、齐纳式安全栅是利用齐纳二极管的反向击穿特性制作的。这就安全侧异常高电压不能窜入危险侧。
控制装置与仪表课程设计
控制装置与仪表课程设计 课程设计报告( 2012-- 2013年度第二学期) 名称：控制装置与仪表课程设计 题目：炉膛压力系统死区控制系统设计 院系： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数：一周 成绩： 日期：2013年7 月5日
一、课程设计(综合实验)的目的与要求 1.1 目的与要求 （1）认知控制系统的设计和控制仪表的应用过程。 （2）了解过程控制方案的原理图表示方法（SAMA图）。 （3）掌握数字调节器KMM的组态方法，熟悉KMM的面板操作、数据设定器和KMM数据写入器的使用方法。 （4）初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。 1.2设计实验设备 KMM数字调节器、KMM程序写入器、PROM擦除器、控制系统模拟试验台1 1.3主要内容 1. 按选题的控制要求，进行控制策略的原理设计、仪表选型并将控制方案以SAMA 图表示出来。 2 . 组态设计 2．1 KMM组态设计 以KMM单回路调节器为实现仪表并画出KMM仪表的组态图，由组态图填写 KMM的各组态数据表。 2．2 组态实现 在程序写入器输入数据，将输入程序写入EPROM芯片中。 3. 控制对象模拟及过程信号的采集 根据控制对象特性，以线性集成运算放大器为主构成反馈运算回路，模拟控制对 象的特性。将定值和过程变量送入工业信号转换装置中，以便进行观察和记录。 4. 系统调试 设计要求进行动态调试。动态调试是指系统与生产现场相连时的调试。由于生产 过程已经处于运行或试运行阶段，此时应以观察为主，当涉及到必需的系统修改 时，应做好充分的准备及安全措施，以免影响正常生产，更不允许造成系统或设 备故障。动态调试一般包括以下内容： 1)观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常； 2)检查控制系统逻辑是否正确，并在适当时候投入自动运行； 3）对控制回路进行在线整定； 4）当系统存在较大问题时，如需进行控制结构修改、增加测点等，要重新组态下装。 二、设计（实验）正文 1设计题目：炉膛压力系统死区控制系统设计（如附图1） 附图1： 引风机 炉膛压力系统死区单回路控制系统
过程控制系统与仪表 习题答案 王再英
过程控制系统与仪表王再英刘淮霞陈毅静编著 习题与思考题解答 机械工业出版社
第1章思考题与习题 1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解答： 1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富 3．控制多属慢过程参数控制 4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？ 解答： 过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：参照图1-1。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解答： 分类方法说明： 按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类： 1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统 （2）随动控制系统 （3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统 （2）前馈控制系统 （3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统?
解答： 在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。 1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解答： 被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 二者之间的关系： 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动态特性？ 解答： 稳态： 对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达 到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静 止状态，这种状态称为稳态（或静态）。 动态： 从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统 又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。 在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？ 解答： 单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n； 过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A； y与最终稳态值y（∞）之比的百分数σ； 超调量：第一个波峰值 1
化工仪表与自动化考试试题汇总及答案
《化工仪表与自动化》课程测试试题一 一、填空题（36分） 1、过程控制系统是由_控制器__、_执行器__、__测量变送__和_被控对象_等环节组成。 2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有__压力__、_流量___、_温度__、_液位_等控制系统。 3、目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是根据过程的内在机理，通过__物料_和_能量_物料平衡关系，用__机理建模__的方法求取过程的数学模型。 4、控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响___越小____;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量__越差 ____;干扰通道的纯滞后对调节质量_有影响，纯滞后越大，质量越差__。 5、选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）大于__干扰通道 的放大倍数（增益）。 6．某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，再加入积分作用的后，应_减小调节器的放大倍数_,才能使稳定性不变。 7．描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。8．串级调节系统,一般情况下主回路选择___PID______或__PI__调节规律调节器,副回路选用__P_调节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应采用 什么装置_开放器___补偿。 9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是0.02~0.1MPa；电Ⅱ型标准信号范围是4~20mA；电Ⅲ型标准信号范围是0~10mA。 二、综合题（54分） 1、（10分）画出气关式类型执行器的两种简单结构示意简图；在控制系统 中如何选择执行器类型？举例说明。 答：
在控制系统中，执行器是按安全原则选择类型的，也就是当控制信号中断时，要保证设备和操作人员的安全。如：加热炉温度控制，当燃料量为操纵变量时，其执行器应选择气开类型，当信号中断时，切断燃料，保证安全。 2、（14分）热电偶为什么要进行冷端温度补偿？有哪些冷端温度补偿方法？原理是什么？ 答：①因为各种显示仪表和热电偶分度表都是在热电偶冷端温度为零的时候做出的。但实际中热电偶冷端温度不等于零，且经常波动，这必然造成输出减少，所以要进行热电偶的冷端温度补偿。 ②热电偶常用的冷端温度补偿方法有：冰浴法、公式计算法、仪表机械零点调整法、电桥补偿法和补偿热电偶 ③ ?冰浴法：用冰槽使t0保持零度。 ?计算法：E AB（t，0）＝E AB（t，t0）＋E AB（t0，0） ?仪表零点调整法：将仪表的机械零点调到t0 ?补偿电桥法：用电桥产生E AB（t0，0）与E AB（t，t0）叠加，即可消除t0变化对测量的影响。 ?补偿热电偶：用与测量热电偶同型号的热电偶进行补偿，用于多支热电偶。 3、（10分）控制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请根据已知参数， 画出P、PI的输出响应曲线。 （1）P输出，已知：比例度δ=50% （2）PI输出，已知：比例度δ=100% 积分时间Ti=1分 答：
控制装置及仪表练习及答案
现场与控制室仪表之间采用直流电流信号 优点： a.直流比交流干扰少 b.直流信号对负载的要求简单 c.电流比电压更利于远传信息 要求：接收仪表输入电阻小。 缺点：多个仪表接收同一电流信息，它们必须串联 △任何一个仪表在拆离信号回路之前首先要把该仪表的两 个输入端短接，否则其它仪表将会因电流中断而失去信号 △仪表无公共接地点，须浮空工作 优点△任何一个仪表拆离信号回路都不会影响其它仪表的运行。 △各个仪表具有公共接地点，可以共用一个直流电源。 要求：接收仪表的输入阻抗要足够高 3141、试述是电动执行器的校验步骤。 答：（1）当执行器校验接线无误后，接通电源，将伺服电机端盖上的：“手动——自动”开关拨向“手动”位置，摇动手柄，当输出轴转到零位时，位置发送器的输出电流应为4MA，（2）摇动手柄，使执行机构的输出轴旋转90度，此时位置发送器的电流应等于20MA，否则应调整位置发送器内的调幅值电位器。输出轴的转角与位置发送器的输出电流成正比例关系，其误差应符合要求；（3）用双极开关改变输入信号的极性，使执行器向正、反两个方向旋转，输出轴应动作灵活，位置发送器的输出电流应随输出轴向转动而正确变化。 3142、试述电动执行器和气动执行机构的就地如何手动操作？ 答：（1）电动执行器就地手动操作时，可将电动机上的把手拨到“手动”位置，拉出手轮，摇转即可；（2）气动执行机构就地手动操作时，可将控制箱上的平衡阀板到“手动”位置，将上、下缸气路连通。不带手轮的气动执行机构，在其支架转轴端部带有六万头，可使用专用扳手进行手动操作。 3144、角行程执行器的机械调整主要指的是什么？若调节机构“全关”至“全开”，而执行器转臂旋转已超过90度或不到90度时，应怎样调整？ 答：（1）机械调整主要指调整调节机构转臂的长度，能使电动执行器转臂逆时针旋转90度，或气动执行机构活塞杆由最低位置运动到最高位置时，调节机构从“全关”至“全开”，走完全行程；（2）或调节机构“全关”至“全开”，而执行器转臂旋转已超过90度时，应将调节机构转臂销轴孔向里移，即缩短转臂长度。若执行器转臂旋转不到90度时，则应将调节机构转臂销轴孔向外移，即增长转臂长度。 3145、角行程电动执行器的安装位置应如何选择？ 答：（1）执行器一般安装在被调节机构的附近，并便于操作维护和检修不影响通行；（2）拉杆不宜太长；（3）执行器与调节机构的转臂在同一平面内动作，否则应另装换向器；（4）安装完毕后，应使执行器手轮顺时针旋转，调节机构关小，反之开大，否则应在手轮旁标明开关方向；（5）执行器安装应保证在调节机构随主设备受热位移时 答案: 比例作用是依据偏差的大小来动作的，积分作用是依据偏差是否存在来动作的。微分作用依据是偏差变化速度来动作的。 题: 在PID调节中P、I、D作用在系统中各起什么作用？ 答案: 在系统中起着稳定被调参数的作用。在系统中起着消除余差的作用。在系统中起着超前调节的作用。 题: DDZ--Ⅲ型仪表与DDZ--Ⅱ型仪表相比有哪些主要特点。 答案:五个主要特点
控制仪表及装置——考试复习题
简答题5X8=40分 第1章概论 1. 一个简单的闭环调节系统中至少应包含哪几个环节？P1 输入环节；输出环节；反馈环节等 2. 过程控制仪表与装置的分类有哪几种形式？ P2 按能源形式分类:可分为电动、气动、液动和机械式等。工业上普遍使用电动和气动控制仪表；按信号类型分类:分为模拟式和数字式两大类；按结构形式分类:单元组合式控制仪表,基地式控制仪表,集散型计算机控制系统,现场总线控制系统。 3. 过程控制仪表与装置按能源形式分类可分为哪几种？目前工业上普遍使用的是哪两 种？ P2 过程控制仪表与装置按能源形式分类可分为电动、气动、液动和机械式等。工业上普遍使用电动和气动控制仪表。 4.数字式控制仪表的特征有哪些？ 其传输信号为断续变化的数字量，可以进行各种数字运算和逻辑判断，功能完善性，能优越，能解决模拟式控制仪表难以解决的问题。 5. 变送单元的作用是什么？ 它能将各种被测参数，如温度、压力、流量、液位等变换成相应的标准统一信号传送到接收仪表，以供指示、记录或控制。 6. 控制单元的作用是什么？ 将来自变送单元的测量信号与给定信号进行比较，按照偏差给出控制信号，去控制执行器的动作。 7. 执行单元的作用是什么？ 它按照调节器输出的控制信号或手动操作信号，操作执行元件，改变控制变量的大小。 8. 现场总线控制系统的特征？ P3 其特征为：现场控制和双向数字通讯，即将传统上集中于控制室的控制功能分散到现场设备中，实现现场控制，而现场设备与控制室内的仪表或装置之间为双向数字通讯。 9. 信号制是指什么？P3-4 信号制即信号标准，是指仪表之间采用的传输信号的类型和数值。 10. 制定信号制的目的是什么？P3-4 达到通用性和相互兼容性的要求，以便不同系列或不同厂家生产的仪表能够共同使用在同一控制系统中，实现系统的功能。 11. 气动仪表的信号标准？P3-4 现场与控制室仪表之间宜采用直流电流信号。 14. 直流电流信号有哪些优缺点？P4-5 优点：a、直流比交流干扰少b、直流信号对负载的要求简单c、电流比电压更利于远传信息缺点：
控制仪表测试题+答案
自动化仪表与过程控制 一．填空、选择题 1. 被调介质流过阀门的相对流量（Q/Qmax ）与阀门相对行程（l/L ）之间的关系，称为调节阀的（流量）特性；若阀前后的压差保持不变时，上述关系称为（理想）特性；实际使用中，阀前后的压差总是变化的，此时上述关系为（工作）特性。 2. 根据下列情况，填空（大，小，好，差）： A. 关小与调节阀串联的切断阀，会使可调比变（小），流量特性变（差）； B. 打开与调节阀并联的旁路阀，会使可调比变（小），流量特性变（差）； C. 对可调比来说，切断阀比旁路阀的影响要（小）； D. 对流量特性来说，切断阀比旁路阀的影响要（差）。 3 ）1g/cm,，流体重度为（的定义是：调节阀全开，阀前后压差为（0.1MPa ）3. 流通能力C 每（小时）所通过的流体（流量/体积/质量）数。 4. 加热炉的燃料油系统应选用（气开）式调节阀；锅炉液位控制的冷水阀应采用（气关）式调节阀。 5. 控制系统引入积分作用是为了（消除余差），但积分的引入会使系统（产生振荡现象），引入微分作用是为了（克服容量滞后）。 6. 执行器按其能源型式可分为（气动），（电动），（液动）三大类。 7. 气动执行器由（执行机构）和（调节机构）两个部分组成。 ）。手动操作机构）、（阀门定位器8. 执行器常用的辅助装置有（ 9. 调节阀的流量特性有（直线特性）、（对数/抛物线特性）和（快开特性），流量特性的 选择主要是与（被控对象的过程特性）相匹配。 10. 根据下列情况，选择调节阀的流量特性： A.调节阀经常在小开度工作时，易选用（等百分比/对数）特性； B. 双位调节应选用（快开）特性； C. 当被调介质含有固体悬浮物时，宜选（直线）特性； D. 程序控制应选用（快开）特性。 11.调节系统中调节器正、反作用的确定是根据：（B ） A．实现闭环回路的正反馈。 B．实现闭环回路的负反馈。 C．系统放大倍数恰到好处 D．生产的安全性。 12. 由于微分调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用主要是用来：（C ） A. 克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τ和纯滞后τ. 0c B. 克服调节对象的滞后τ. 0 C. 克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τ. c 二．简答题 1. 据你所知，写出十种常见的调节阀结构型式。 【参考答案】
自动化仪表控制系统管理制度(DOC)
第一章总则 第一条为加强电化分公司自动化仪表设备及控制系统的管理工作，控制和优化工艺条件，保障仪表设备安全经济运行，依据国家有关法规及相关管理规定，制定本制度。 第二条本制度适用于电化分公司自动化仪表控制系统的管理。 第三条控制系统主要包括集散控制系统、紧急停车系统、可编程控制器等。 第四条控制系统的日常维护。 (一)系统点检制度 1、仪表设备管理部门应加强对系统的日常维护检查，根据系统的配置情况，制定系统点检标准，并设计相应的点检表格。 2、系统点检应包括以下主要内容： A、主机设备的运行状态。 B、外围设备(包括打印机等)的投用情况和完好状况。 C、各机柜的风扇(包括内部风扇)运转状况。 D、机房、操作室的温度、湿度。 3、点检记录要字迹清楚、书写工整，并定期回收，妥善保管。 (二)系统周检制度 1、仪表设备管理部门(仪表保运单位)应根据设备保养手册的规定，制定周检项目、内容和合理的周期，并做好DCS(PLC)系统周检记录。 2、系统周检应包括如下主要内容： A、确认冗余系统的功能和切换动作是否准确可靠。 B、清洗过滤网。 C、清洗CRT。 D、检查风扇及风扇的保护网。 E、定期清洗打印机。 F、清洗机房内设备的表面灰尘。 G、系统中的电池按期更换。 H、定期对运动机件加润滑油。 I、检查供电及接地系统，确保符合要求。
3、系统周检发现的问题，应及时填写缺陷记录，并立刻组织人员处理解决。 (三)系统硬件管理 1、仪表设备管理部门应有专人负责保养，按规定进行点检、周检和维护。 2、建立系统硬件设备档案，内容应名细到主要插件板，并作好历次设备、卡件变更记录。 3、系统硬件的各种资料要妥善保管，原版资料要归档保存。 4、在线运行设备检修时，要严格执行有关手续，按照规定，做好防范措施。 (四)系统软件管理 1、系统软件和应用软件必须有双备份，并妥善保管在金属柜内;控制系统的密码或键锁开关的钥匙要由专人保管，并严格执行规定范围内的操作内容。软件备份要注明软件名称、修改日期、修改人，并将有关修改设计资料存档。 2、系统软件无特殊情况严禁修改;确需修改时，要严格按照申请、论证手续，主管经理批准后实施。 3、应用软件在正常生产期间不宜修改。按工艺要求确需重新组态时，要有明确的修改方案，并由生产管理部门、工艺车间和仪表负责人共同签字后方可实施并做好安全防范措施。 4、软件各种文本修改后，必须对其他有关资料和备份盘作相应的修改。 5、由通用计算机、工业控制微机组成的控制、数据采集等系统，应执行专机专用，严禁任何人运行与系统无关的软件，以防病毒对系统的侵袭。 6、工艺参数、联锁设定值的修改，要办理联锁工作票后方可进行改动。 7、对重大系统改动时，要按软件开发程序进行，即建立命题，制定方案、组态调试、模拟试验、小样试运行、组态鉴定等过程。通过技术鉴定的软件，要做好文件登记并复制软盘，妥善保存。 (五) 机房管理 1、机房是过程控制计算机系统的重要工作场所和核心部位，要认真做好安全工作，非机房工作人员未经批准严禁进入，进入机房人员应按规定着装。进入机房作业人员必须采取静电释放措施，消除人身所带的静电。 2、机房内应清洁无尘并确保满足以下条件： 温度18-24℃变化率<3℃/hr
仪表技术人员考试试题答案
仪表技术人员考试试题 一、填空题 专业基础知识 1、转子流量计必须由垂直安装。 2、测量液体压力时，取压点设在管道的下半部，在导压管的最高点应装设集气器，测量气体压力时，取压点设在管道的上半部，在导压管的最低点应装设气液分离器。 3、仪表调校的主要内容调零点、调量程、调线性。 4、当温度取源部件与工艺管道呈倾斜安装时，取源部件应逆着介质流向插入。 5、仪表引压管路的强度和严密性需要试验，当用液体试压时一般应为设计压力的1.25倍，当用气体试压时一般应为设计压力的1.15倍。 6、测温元件一般应插入管道越过管道中心5～10mm 7、节流孔板前的直管段一般要求10D，节流孔板后直管段一般要求 5D。 8、伴热蒸汽压一般不超过 0.5 MPa 。 9、玻璃液位计是根据连通器原理工作的，翻板式液位计是利用浮子磁性把液位的高低传递给翻板而工作的。 10、仪表电缆保护管敷设应从电缆槽盒的侧面进入，不应从底部或上部进入。 11、仪表电缆保护管敷设连接形式采用螺纹连接，不得采用套管连接。 12、仪表电缆保护管敷设螺纹加工应光滑、完整、无蚀，在螺纹上应以电力复合脂或导电性防锈脂，不得在螺纹上缠麻或缠绝缘胶带及涂其它油漆，螺纹有效啮合扣数不应小于 5 扣。 14、在热电偶温度计中，R100表示为1000℃时的电阻值。 15、可燃气体检测仪和有毒气体检测仪的安装位置应根据所检测气体的密度
17、翻板式液位计是利用浮子磁性?把液位的高低传递给翻板而工作的。 18、现场总线通讯传送的是数字信号，模拟通信传送的是4～20mA模拟信号。 19、1千克力=9.8牛顿，1MPa=106Pa。 20、测量范围20～100℃的下限值为+20℃，上限值为+100℃，量程为80℃。 21、按误差数值表示的方法，误差可分为绝对误差、相对误差、引用误差。 22、双金属温度计是利用固体受热膨胀的性质而制成的测温仪表，其精度等级为1～2.5级。 23、仪表校准和试验用的标准仪器仪表其基本误差的绝对值不宜超过被校准仪表基本误差绝对值的 1/3 。 24、调校压力表用的标准表，其绝对误差应小于被校表绝对误差的1/3?。 25、有一精度等级为0.5的测温仪表，测量范围为200～600℃，该仪表的允许基本误差为±2℃。 26、若仪表的精度为1级，即允许误差为±1%。 27、校验一块精度为1.5级，量程为6.0MPa的工业压力表，选用的标准压力表的精度0.25 级、量程为10MPa。 28、校验仪表时，主要用仪表精度和变差指标来判断仪表是否合格。 29、用万用表测量一个电路的电流，电流表必须和这个电路串联起来。 30、电接点压力表在压力低于下限或压力高于上限时均可发出报警信号。 31、铂热电阻是利用铂丝的电阻随温度的变化而变化的原理设计制作的。 32、用热电偶测量温度时，其连接导线应该使用补偿导线。 33、在自控系统中，仪表位号首位为F代表流量、D代表密度。 34、差压式流量计包括节流装置、导压管、变送器三部分。 35、调节阀由执行机构和阀体部件两部分组成。 36、同一条管线上同时有一次压力一次点和温度一次点，压力一次点在温度一次点的上游侧。
过程控制仪表和装置考试试卷
一、填空题（每题2分，共20分） （1）控制仪表防爆措施主要有隔爆型和本质安全性。 （2）智能仪表的能源信号是24V ，标准传输信号是4~20mA 。电Ⅲ仪表的能源信号是24V ，标准传输信号是4~20mA （3）电气转换器是将4~20MA 信号转换为0.02~0.1MP 信号的设备。 （4）在PID控制器中，比例度越大系统越稳定；积分时间越短，积分作用越强；微分时间越长，微分作用越强。 （5）手动操作是由手动操作电路实现的，手动操作电路是在比例积分电路的基础上附加软手动操作电路和硬手动操作电路来实现的。 （6）DDZ-Ⅲ型控制器有自动（A）、软手动（M）、硬手动(H) 三种工作状态。 （7）执行器按所驱动的能源来分，有电动执行器、气动执行器、液动执行器三大类。 （8）常用的安全栅有：齐纳式安全栅和变压器隔离式安全栅。 （9）气动阀门定位器是按力矩平衡原理工作的，具有精确定位的功能的作用。 （10）电气阀门定位器是按力矩平衡原理工作的，即具有电器转换器的作用，又具有精确定位的功能的作用。 二、名词解释(每题4分，共20分) （1）流量系数C 流量系数C：流量系数C的定义为:在控制阀全开, 阀两端压差为100kPa, 流体密度为1g/cm3时，流经控制阀的流体流量(以m3/h 表示)。 （2）“虚短” “虚短”；差模输入电压为零，即Ud＝0； （3）“虚断” “虚断”；输入端输入电流为零，即ii＝0。 （4）控制规律： 控制规律，就是指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律 （5）反作用执行机构 反作用执行机构:当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时，阀杆向下动作的叫正作用执行机构(ZMA 型)；当信号压力增大时，阀杆向上动作的叫反作用执行机构(ZMB 型)。 三、简答题(每题8分，共40分) 1、试述热电偶温度变送器的工作原理。 热电偶温度变送器与热电偶配合使用，可以把温度信号转换为4～20mA、1～5V的标准信号。它由量程单元和放大单元两部分组成，如图2.30所示。 热电偶温度变送器的放大单元包括放大器和直流/交流/直流变换器两部分，放大器由集成运算放大器，功率放大器、隔离输出和隔离反馈电路组成，后者有变换器和整流、滤波、稳压电路组成。放大单元的作用是将量程单元送来的毫伏信号进行电压放大和功率放大，输出统一的直流电流信号Io（4～20mA）和直流电压信号VO（1～5V）。同时，输出电流又经隔离反馈转换成反馈电压信号Vf，送至量程单元。热电偶温度变送器的量程单元原理电路如图2.34所示，它由信号输入回路①，零点调整及冷端补偿回路②，以及非线性反馈回路③等部分组成。
控制仪表与装置实验报告
实验报告 实验名称：电容式压力变送器校验实验院系：自动化系 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 实验日期：
一．实验目的 1.熟悉 1151 电容式差压变送器的结构原理和技术指标； 2.掌握此型号变送器的调试、检验和操作方法。 二．实验设备 1.XY1151DP3E电容式变送器（最小量程 0~1.3kpa,最大量程 0~7.5kpa, 输出信号 4-20mA ） 1台 2.数字式压力计 CPC20001台 3.手操压力泵（-25~25kpa）1台 4.毫安表1块 三．实验步骤 1.实验接线 按图 3-1 接线，数字压力计即可测压力，又能提供24V 直流电源。 电源 - 信号端子位于电气壳体内的接线侧，接线时，可将铭牌上标有“接线侧”那边盖子拧开，上部端子是电源信号端子，下部端子为测试端子，注意不要把电源 - 信号线接到测试端，否则会烧坏二极管。24VDC是通过信号线送的变送器的。 2.零点及满量程调整： 零点和满量程调整螺钉位于电气壳体内的铭牌后面，移开铭牌即可进行调校， 顺时针转动调整螺钉使变送器的输出表大。 （ 1）零点调整： 由手操压力泵向电容式变送器高压腔轻轻加压，低压腔通大气，注意所加压力不应超过变送器的最大量程（此型号变送器量程是0—7.5KPa），向变送器压力室输入零点所对应的差压1KPa，看变送器的输出是否是4mA，若不是，调整零点螺钉使输出为 4mA。 （2）满量程调整： 由手操压力泵轻轻加压，向变送器压力室输入满量程所对应的差压5KPa，看 变送器的输出，是否是20mA，若不是调整量程螺钉使输出为20mA。
注意，零点调整不影响量程，但量程调整会影响零点，调整量程影响零点的量，为量程调整量的 1/5 。所以量程和零点须反复调整，直到符合要求为止。 3. 线性度校验： 下限差压为 ，上限差压为 ，测量量程为 将相当于量程的 0%，25%，50%，75%，100%的压力依次送入变送器，从输出电流 表看变送器的输出电流，其误差应在精度范围之内（变送器的精度等级是 0.2 级）。上下行程分别校验，数据表格如下所示： 表 3-1 输入压力（ KPa ） 输出电流（ mA ） 上行程 理论值 示值 绝对误差 1.01 4.00 4.00 0.00 2.04 8.00 8.02 0.02 3.01 1 12.01 0.01 12.00 4.02 16.00 15.99 0.01 5.00 20.00 20.00 0.00 表 3-2 输入压力（ KPa ） 输出电流（ mA ） 下行程 理论值 示值 绝对误差 4.99 20.00 20.01 0.01 4.00 16.00 16.02 0.02 3.01 12.00 12.01 0.01 2.00 8.00 8.00 0.00 1.00 4.00 3.98 0.02 四．数据分析 1. 误差分析：由于此变送器的精度等级是 0.2 级，量程范围是 4`20mA ，所以绝对误差应小于等于 0.032mA ，由表 3-1 、3-2 可知，本次实验所用变送 器经零点及满量程调节所得输出电流数据绝对误差均 <0.03mA ，误差符合要求。 2. 线性度分析：理论线性度满足下图， 输出电流 /mA 16 4 输入压力 /KPa O 1 5 上行程的最大绝对误差为 0.02 ≤0.032 ，下行程的最大绝对误差为 0.02 ≤ 0.032 ，在平均分配的不同点上均未超出误差限制，所以可认为该变送器线性度良好。 3. 实验误差原因分析：
自动控制仪表及装置 - 第一章
Q 控制规律的表达式可能考计算P13 1.参数含义：△y变化量KP控制器比例增益TI控制器积分时间TD控制 器微分时间ε偏差 2.偏差的正负：ε=Xi-Xs 测量值-给定值 3.控制器的正作用反作用选择依据（分析题）给你对象能分析出是正作用还 是反作用：若KP前有负号则为反作用 4.①选阀：怎么安全怎么来，P1的例子温度控制系统，选气开或电开；② 假设温度过高，则偏差（温度）=测量值-设定值大于零，目标是△y（燃料）变化值小于零，所以选择反作用。 P PI PD 规律的特点阶跃响应要会分析P13-18 P PI PD PID 阶跃响应曲线特点PI PD 规律的阶跃响应综合题里考记住实际的时域公式 1.P控制特性：输入输出成比例关系，只要有偏差存在，控制器的输出就会 立刻与偏差成比例地变化，控制作用及时迅速。系统会出现余差，被控变量受干扰影响偏离给定值后，无法回到原先数值；若偏差为零，则输出不会变化，系统无法保持平衡。增大KP可以减小余差，但系统稳定性变差，容易产生震荡。P用于干扰较小，允许有余差的系统中。 比例度δ、比例增益KP互为倒数，成反比，比例度越小，比例增益越大，比例作用越强。 2.PI控制特性：I能消除余差，只要偏差存在，积分作用的输出就会随时间 不断变化，知道偏差消除，控制器的输出才会稳定下来；积分作用输出快慢与输入偏差ε的大小成正比，与积分时间成反比，积分时间越短，积分
速度越快，积分作用越强；积分输出控制动作缓慢，会造成控制不及时，系统稳定裕度下降，因此积分作用与比例作用组合起来使用。 控制点偏差：控制器输出稳定在某一值时，测量值和给定值之间存在偏差。 控制精度：控制点最大偏差的相对变化值，表征控制器消除余差的能力，KI越大，控制精度越高，消除余差能力越强。 3.PD控制特性：当积分时间TI趋于无穷大，控制器成PD控制特性；微分 时间越长，微分作用越强；微分作用比单纯比例作用快，微分作用比单纯比例作用提前一段时间，这段时间就是TD；微分根据偏差变化速度进行控制，只要偏差出现变化趋势，就有控制作用输出，超前控制；偏差恒定不变，微分作用为零，所以不能单独使用。 微分增益KD＜1，控制作用减弱，反微分，目的是滤波，KD =1相当于比例作用。 4.PID控制特性：both 5.微分先行目的：设定值放在微分之后，不对设定值做微分，效果是不因为 设定值的变化，引起输出值较大的变化。 6.如果PI阶跃曲线，KP增加或者TI减小的情况下，曲线如何变化，会分 析，做实验做的：KP增加比例作用增强，TI减小积分作用增强，积分增益变大，曲线变陡。 Q 基型控制器的电路方框图P20会画根据框图知道具备哪些功能 指示手操参数设定输入输出 用单片机设计基型控制器画框图各种东西都要含有有输入（键盘）参数指示显示输入输出
仪表与控制系统
1仪表与控制系统1.1仪表和控制(三厢车车型) 1.气囊一驾驶员侧(如装备) 2.气囊一前排乘客(如装备) 3.汽车音响(如装备) 4.中央出风口 5.两侧出风口 6.组合仪表 7.空调系统控制面板 8.危险警告灯开关 9.手套箱 10.储币盒 11.发动机舱盖释放装置 12.雨伞烘干槽 13.显示屏(如装备) 14.点烟器 15.烟灰盒 16.加速踏板 17.制动器踏板 18.离合器踏板(手动变速箱)
1.2组合仪表 组合仪表 1．转速表 2．车速表 3．温度表 4．燃油表 5．转向信号指示灯 6．ABS(防抱死制动系统)警告灯 7．保持模式指示灯(如装备) 8．开门警告灯 9．前排乘客安全带提示灯 10．充电系统警告灯 11．制动系统警告灯 12．里程表 13．档位指示灯(如装备) 14．里程表模式选择键 15．低燃油量警告灯 16．故障指示灯 17机油压力警告灯 18．气囊警告灯 19．前雾灯指示灯 20．远光灯指示灯 21．后雾灯指示灯 22．行李厢盖警告灯 23．驾驶员安全带提示灯
车速表 车速表以公里／每小时(km／h)显示汽车速度 里程表／计程表 里程表以公里显示您车行驶的里程数。通过模式选择键，可从里程表先后切换到两个互相独立的计程表，测量自从您上一次重新设定这个功能后，您车已行驶的距离。 要将任意一个计程表重新设定为零，按下并按住模式选择键，直到重新设定。按模式选择键，切换计程表A、计程表B和里程表。
转速表 转速表显示的是发动机每分钟的转数(rpm)。为使燃油发挥最高效率，驾驶汽车时要将发动机转速保持在每分钟2，000至3，000转。 切记不可使发动机转速过高，致使转速表指针指在红色区域。 小心 发动机转速过高可能损坏发动机。不要让发动机的转速过高，致使其指针指在红色区域。 这样可能会导致昂贵的维修费用。 1.5燃油表 燃油表
过程控制系统与仪表习题答案
一、某化学反应器，工艺规定操作温度为200±10℃，考虑安全因素，调节过程中温度规定值最大不得超过15℃。现设计运行的温度定值调节系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示，试求：该系统的过渡过程品质指标（最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间），并问该调节系统是否满足工艺要求。 参考答案： 最大偏差 A = 230-200 = 30℃ 余差C= 205-200 = 5℃ 衰减比n = y1: y3 = 25:5 = 5:1 振荡周期T = 20 – 5 = 15 （min） 设被控变量进入稳态值的土2％，就认为过渡过程结束，则误差区域=205 ×（±2％）＝±4.1℃ 在新稳态值（205℃）两侧以宽度为±4.1℃画一区域（阴影线）。曲线进入时间点Ts = 22min 工艺规定操作温度为200±10℃，考虑安全因素，调节过程中温度规定值最大不得超过15℃，而该调节系统A=30℃，不满足工艺要求。
最大偏差 A = 230-200 = 30℃ 余差C= 205-200 = 5℃ 衰减比n = y1: y3 = 25:5 = 5:1 二、如图所示，用差压变送器检测液位。已知ρ1＝1200kg／m3，ρ2＝950kg ／m3，h1＝1.0m，h2＝5.0m，液位变化的范围为0～3.0m，如果当地重力加速度g＝9.8m／s，求差压变送器的量程和迁移量。 当液位在0～3.0m变化时，差压的变化量为 ρ1gHmax＝1200×9.8×3.0＝35280 Pa 根据差压变送器的量程系列，可选差变的量程为40kPa 当H＝0时，有 Δp＝－ρ2g（h2－h1）＝－950×9.8×（5.0－1.0）＝－37240 Pa 所以，差压变送器需要进行负迁移，负迁移量为37.24kPa 迁移后该差变的测量范围为－37.24～2.76kPa 若选用DDZ-Ⅲ型仪表，则当变送器输出I＝4mA时，表示H＝0；当I＝20mA时，H＝40×3.0／35.28＝3.4m，即实际可测液位范围为0～3.4m。