化工自动化及仪表电子教案过程控制仪表与装置

第三章过程控制仪表与装置

教学要求：掌握基本控制规律的数学表示形式

掌握基本控制规律对过渡过程的影响掌握气动、电动执行器的组成和特点了解DDZ-川控

制器的组成及特性掌握工作流量特性和理想流量特性掌握执行器的选型、气开气闭方式的

选择了解可编程控制器的编程方法了解可编程控制器的组成、工作过程

点：基本控制规律对过渡过程的影响

理想流量特性执行器气开、气闭方式的选择

点：基本控制规律对过渡过程的影响

直线流量特性分析

执行器气开、气闭方式的正确选择

§3.1 概述

、过程控制仪表与装置的分类和特点

控制仪表---- 控制器、执行器、运算器以及可编程控制器等。

按所用能源分类：气动、电动、液动等。电动仪表和气动仪表应用的最多。

按信号类型分类：模拟式和数字式两种。

气动控制仪表的特点。

电动控制仪表的特点。

模拟式传输信号通常为连续变化的模拟量，其线路简单，操作方便，价格较低模拟式仪表：基地式单

元组合式组件组装式仪表

数字式传输信号为断续变化的数字量。

现场级数字仪表

可编程调节器

可编程控制器

信号制及供电方式

气动控制仪表：0.02?0.1MPa的模拟气压信号，作为仪表间的标准联络信号。

电动控制仪表：0?10mA( DC)电流信号作为电动n型仪表的统一标准联络信号，

20mA ( DC)电流信号和1?5V (DC )电压信号确定为过程控制系统

^4

中电动川型仪表统一标准的模拟信号。

电动仪表信号之间的传输方式是：

进出控制室的传输信号采用电流信号，

控制室内部各仪表间联络信号采用电压信号, 电动仪表的供

电方式有交流供电和直流集中供电两种形式。

§3.2基本控制规律及其对控制过程的影响

、基本控制规律概述

1.控制规律概述

控制规律是指控制器的输出信号与输入偏差信号随时间变化的规律。 正作用控制器：输入 e 与输出△ y 的变化方向相同； 反作用控制器：输入 e 与输出△ y 变化方向相反。 本节中以正作用的控制器为例进行研究。 工程实际中应用最广泛的控制规律为比例（

P ）、积分（I ）、微分（D ）控制规律，简称

PID 控制规律，各种控制器的运算规律均由这些基本控制规律组合而成。

2.控制规律的表示形式 PID 控制器的一般形式为：

△ y = f （e ）

几种常用控制规律的微分方程表达式可分别

表示为:

比例作用（P ）

比例积分微分作用（PID ）

二、PID 控制规律对控制过程的影响

1 .比例控制规律对控制过程的影响 当控制器只具有比例控制规律时， 关系为

△ y = K p e

K P 是一个重要的系数，它决定了比例控制作用的强弱。

K p 越大，比例控制作用越强。

K P 越小，比例控制作用越弱。

K p e

比例积分作用（PI ）

K p (e

T i

t 0edt)

比例微分作用（PD ） K p (e

T D

》

K P (e — T I 1

0edt T D 些) 0

dt 称此控制器为比例控制器。

比例控制的输出与输入的

比例作用最大的特点：及时、迅速（控制器的输出与输入

成正比，只要有偏差存在，控

制器输出就会马上与偏差成比例地变化）

2 .比例积分控制规律对系统控制质量的影响

积分作用是指控制器的输出与输入的积分成比例的作用。数学表达式为：

只要存在偏差，积分控制器的输出就会不断地随时间积分而增大，只有当偏差为零时, 控制器才会停止积分，保持在一定的输出值不变。

积分作用的一个重要优点是能够消除余差， 积分时间T I 的物理意义 T l

积分时间是指在阶跃信号作用下， 控制器积分作用的输出等于比例作用的输出所经历的 时间。 积分时间T l 是一个常数，它可以用来表示积分速度的大小和积分作用的强弱。

3 .比例微分控制规律对系统控制质量的影响 理想微分控制器的输出与输入信号的关系为： de

y

T D d?

通常称微分控制为“超前控制”。

比例微分输出的大小与偏差变化速度及微分时间T D 成正比。

微分作用的强弱用微分时间来衡量。由图 3.8可以看出微分时间 T D 对过渡过程的影响。

微分时间越长，微分作用越强。

4. PID 控制规律

PID 控制规律是三种控制规律的线性组合。它吸取了比例控制的快速反应功能、积分控制的 消除余差功能和

微分控制的预测功能，

§3.3 DDZ -m 型控制器

PID 控制器的组成原理

3.3.2 P ID 控制器的特性分析

1. 输入电路

输入电路 ——偏差差动电平移电路。

作用------产生与输入信号和给定信号差值成比例的偏差信号。

（是对输入信号和给定信

号进行综合比较，获得偏差信号并进行放大， 同时实现电平的移动，

把以零伏

为基准的输入电压转换成以

10V 参考电压为基准的输出电压信号）

输入信号和给定信号均为

1?5V 直流电压信号。

2. PD 电路

比例微分电路的作用是对输入电路的输出信号

3. PI 电路

1 t

y 丁0妙

T i V oi 进行比例微分运算。

PI 电路的作用是对 PD 电路的输出信号 V O2进行比例积分运算，然后输出以

10V 为基

准的1?5V 的电压信号至输出电路。

4. 输出电路

川型控制器的输出电路是一个具有电平移动的电压?电流转换器。它的输入和输出 关系见控制器

组成框图中输出电路部分，它的作用是将经过

PID 运算的以 V B 为基准的 1

5VDC 电压信号输出给负载，并转换成 4? 20mA 的电流信号进行输出。

5. 手动操作电路 在控制系统投运过程中，一般总是先手动遥控，待工况正常后，再切向自动。 这个过

程中应该保证控制器的输出不变， 这样才能保证执行器的位置在切换的过程中不

发生突变， 从而不会对生产过程产生扰动， 这种对生产过程不产生扰动的切换被称为无扰动 切换。

⑴

⑵ 6. 控制器输入信号指示电路和给定信号指示电路相同， 指示电路输入以零伏为基准的 1 5VDC,输出以V B 为基准的1?5mADC 电流信号，用0%-100%刻度的双针指示电流表显示。

§3.4 执行器

一、 概述 执行器组成：执行机构和控制机构。控制机构又称控制阀。

执行器作用： 接受控制器输出的控制信号， 并将其转换为直线位移和角位移， 操纵控制 机构，自动改变操作变量，从而实现对过程变量的自动控制。

根据执行机构所使用能源的不同，执行器可以分为气动、电动、液动三大类。 气动执行器特点。 电动执行器特点。

液动执行器特点。 执行器的选择和使用将直接影响过程控制系统的安全性和可靠性。 二、气动执行器

1．气动执行器的结构和原理

气动执行器接受0.2X 105

?1.0X 10’ P a 的标准气压信号，

气动执行器由气动执行机构和控制机构两个部分组成。

按执行机构的差别可分为薄膜式和活塞式两种。气动活塞式执行结构主要适用于大口 径、高压降控制阀或蝶阀的推动装置，工业上薄膜式应用最多。

气动薄膜执行机构主要由弹性薄膜平衡弹簧和推杆组成。执行机构是执行器的推动装 置，即它接受标准气压信号后，经膜片转换成推力，使推杆产生位移，同时带动阀芯动作， 使阀芯产生相应位移，改变阀的开度。

气动执行机构按推杆位移的方向有： 正作用形式：如果当输入气压信号增加时，推杆向下移动 反作用

形式：当输入气压信号增加时，推杆向上移动

控制机构直接与介质接触，其结构、材料、和性能将直接影响过程控制系统的安全性、

软手操电路

硬手操电路

指示电路

可靠性和系统的控制质量。根据流体力学的观点，控制阀是一个局部阻力可变的节流元件。 通过改变阀芯的行程而改变控制阀的阻力系数，以达到控制流量的目的。

根据不同的使用要求，控制阀有直通双座控制阀、直通单座控制阀、蝶阀、三通阀、高 压阀、角形阀、隔膜阀等多种结构形式。

2. 控制阀的流量特性

控制阀的流量特性是指介质流过控制阀阀门的相对流量与相对开度（即阀的相对位移） 之间的关系。其数学表达式为：

Q Q max

f(

r )

从过程控制的角度看， 有很大影响。一般来说， 制。 ⑴理想流量特性

当控制阀阀前后压差固定不变时得到的流量特性就叫做理想流量特性， 理想流量特性取

决于阀芯的形状，不同的阀芯曲面得到的理想特性是不同的。 理想流量特性主要有直线、 对

数、抛物线和快开四种。

流量特性是控制阀最重要的特性， 它对整个过程控制系统的品质

通过改变控制阀阀芯与阀座间的流通截面积，

便可实现对流量的控

① 直线流量特性

控制阀的相对流量与阀芯的相对开度成直线关系。

直线流量特性小开度时，流量相对变化量大，在大开度时，流量相对变化量小。 ② 对数（等百分比）流量特性

阀杆的相对位移变化所引起的相对流量变化与该点的相对流量成正比， 系数随相对流量的增加而增大。

对数流量特性的曲率是随着流量的增大而增大的， 化值是相等的。由于对具有对数流量特性的控制阀而言， 稳缓和，大开度时，放大系数较大，控制及时有效，因此， 性是有利的。 ③ 抛物线流量特性

相对流量与阀杆的相对开度成抛物线关系，即平方关系。 ④ 快开流量特性

在小开度时流量就比较大，随着开度的增大，流量很快达到最大。 ⑵工作流量特性

实际应用中，控制阀与其他设备串联或并联安装在管道中，其前后的压差是变化的，此时的 流量特性称为工作特性。理想流量特性会因控制阀前后压差遭受阻力损失而畸变成工作流量 特性。

即控制阀的放大 但是相对行程变化引起的流量相对变 小开度时，放大系数较小，控制平 从过程

控制看，利用对数流量特

3.控制阀的选择

控制阀的选择，主要是流量特性、流通能力以及气开、气关形式和结构的选择。选择时 要根据流体性质、工艺条件和控制要求，参考各种控制阀的特点，选择合适的结构形式。

① 控制阀结构与特性的选择

控制阀的结构形式主要根据工艺条件来进行选择，

如考虑介质的物理和化学性质, 以及

编程器

外部设备

引用户输出设备

温度压力等条件。控制阀的结构形式确定后， 接下来需要确定其流量特性。 控制阀流量特性 的选择一般分两步进行。首先按照过程控制系统的要求，确定工作流量特性，再根据流量特 性曲线的畸变程度以及工艺要求和工艺配管情况，确定理想流量特性。

② 控制阀作用方式的选择

有压力信号时阀关，无压力信号时阀开为气关式执行器；反之，则为气开式。 气开、气关的选择主要是考虑在不同生产工艺条件下安全生产的要求。考虑的原则是： 信号压力中断时，应保证设备和工作人员的安全。

③ 控制阀口径的选择

§3.5可编程序控制器

一、概述

可编程序控制器是一种以微处理器为核心的新一代工业自动化控制装置，简称 PLC 的基本功能

⑴逻辑控制功能

逻辑控制是PLC 最基本的应用。它可以取代传统继电器控制装置， 也可取代顺序控制

和程序控制。逻辑控制功能实际上就是位处理功能。 在PLC 中一个逻辑位的状态可以无限

次的使用，逻辑关系的变更和修改也十分的方便。

⑵闭环控制功能

PLC 具有D/A 、A/D 转换、算术运算以及 PID 运算等功能，可以方便地完成对模拟量 的处理。

⑶定时控制功能

PLC 中有许多可供用户使用的定时器，定时器的设定值可以在编程时设定，也可在运 行过程中根据需

要进行修改，使用方便灵活。

⑷计数控制功能

这是PLC 最基本的功能之一。PLC 为用户提供了许多计数器， 计数器的设定值可以在 编程时设定，也可在运行过程中根据需要进行修改， PLC 据此可完成对某个工作过程的计

数控制。

⑸数据处理功能

PLC 可以实现算术运算、数据比较、数据传送、移位、数据转换、译码、编码等操作， 有的还可实现对开方、 PID 运算、浮点运算等操作。

除此之外，PLC 还有步进控制功能、通讯联网功能、监控功能以及停电记录功能和故 障诊断功能等，

PLC 的基本组成和工作过程

1. PLC 的硬件组成

PLC 采用典型的计算机结构，主要由中央处理器、存储器、输入 电源、编程器等几个部分组成，如图 3.40所示。

PLC 。

/输出模块、功能模块、

2.PLC的软件系统

⑴系统程序

系统程序是PLC赖以工作的基础，采用汇编语言编写，固化在ROM型系统程序存储

器中，不需要用户干预。系统程序分为系统监控程序和解释程序。系统监控程序用于监视并控制PLC的工作，解释程序用于把用户的程序解释成微处理器能够执行的程序。

⑵用户程序

又称为应用程序，是用户为完成某一特定的控制任务而利用PLC的编程语言编制的程序。用户程序通过编程器输入到PLC的用户程序存储器中。为便于程序修改，一般在用户

程序编制和调试以及试运行阶段选用电池支持式RAM型用户程序存储器好；而在程序定型后，宜选用EEPROM型用户程序存储器，这样既能对程序进行少量调整，又避免了更换电池，可长期使用。

3 .编程语言

各种型号的PLC都有自己的编程语言。通常使用的有梯形图、语句表、逻辑符号图、顺序功能图以及高级编程语言等。

⑴梯形图。

梯形图语言是类似于继电器控制线路图的一种编程语言。

⑵语句表。

这是一种与汇编语言类似的助记符编程语言。其表达方式为：

操作码操作数

（指令）（数据）

4. PLC的工作过程

PLC的工作过程一般可分为三个主要阶段：输入采样（处理）阶段、程序执行阶段和输出刷新（处理）阶段。如图 3.42所示。

PLC的选型和应用

PLC的选型和应用是工程设计中的重要一环。目前，适用于工程应用的PLC种类繁多，

性能各异。在实际工程应用中，应根据什么进行系统的硬件设计、机型选择应注意的性能指

标以及模块的选择等都是比较重要的问题。在实际设计时，应根据工艺的要求进行选型，同时也应该考虑到系统的经济性和先进性。

1. PLC的选型

⑴ CPU的选择

化工仪表及自动化总复习题目及答案

10131313钟晓帆化工仪表及自动化总复习习题及答案 第一章自动控制系统基本概念 一、基本要求 1、掌握自动控制系统的组成,了解各组成部分的作用以及相互影响与联系; 2、掌握自动控制系统中常用术语,了解方块图的意义及画法; 3、掌握管道及控制流程图上常用符号的意义; 4、了解控制系统的分类形式,掌握系统的动态特性与静态特性的意义; 5、掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下,过渡过程的形式与过渡过程的品质指标。 二、常用概念 1、化工自动化的主要内容:化工生产过程自动化,一般包括自动检测、自动操纵、自动保护与自动控制等方面的内容。 2、自动控制系统的基本组成: 被控对象与自动化装置(测量元件与变送器、控制器、执行器)。 3、被控对象:在自动控制系统中,将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做被控对象,简称对象。 4、被控变量:过程内要求保持设定数值的物理量。 5、操纵变量:受控制器操纵的,用以克服干扰的影响,使被控变量保持设定值的物料量或能量。 6、干扰作用:指除操纵变量以外的各种因素引起被控变量偏离给定值的作用。 7、设定值:被控变量的设定值。 8、偏差:个别测定值与测定的平均值之差。 9、闭环系统:指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制。 10、开环系统:指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制。 11、控制系统的过渡过程:一个控制系统在处界干扰或给定干扰作用下,从原有的稳定状态过渡到新的稳定状态的过程称为过渡过程。 12、反馈:把系统(或环节)的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输人端的做法叫做反馈。 13、负反馈:反馈信号的作用方向与设定信号相反,即偏差信号为两者之差,这种反馈叫做负反馈。 14、正反馈:反馈信号的作用方向与设定信号相同,反馈信号使原来的信号增强,这种反馈叫做正反馈。 三、问答题 1、控制系统按被调参数的变化规律可分为哪几类？简述每种形式的基本含义。答: 开环自动控制系统:操纵变量可以改变被控变量,但被控变量对操纵变量没有影响。 闭环自动控制系统:操纵变量可以改变被控变量,被控变量又对操纵变量产生影响。

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

化工仪表自动化试题

化工自动化仪表作业试题一 1、变浮力式液位计主要是沉筒式液位计,在结构上,有位移平衡式、力平衡式和带差动变压器的沉筒液面计三种类型。正确答案：对(物位计) 2、当生产装置出现危险信号时,能够输出正确的信号,阻止危险的发生、阻止事故的扩大化或减轻事故的后果,起这样作用的系统叫()。A（控制系统） A、安全仪表系统 B、计算机控制系统 C、集散控制系统 3、热电偶或补偿导线断路时,电位差计的示值是不动的;而有“断偶”保护的仪表示值为仪表上限。对（温度检测仪表） 4、()适用于大口径、大流量、低压力、不干净三介质。正确答案：C（阀门） A、单座阀 B、套筒阀 C、蝶阀 5、DCS控制站的扫描周期在组态时应设定得越短越好。错（控制系统） 6、按结构形状分类,PLC可分为整体式和分散式两种。错（可编程控制器） 整体式和模块式 7、串级控制系统利用主、副两个控制器串起来在一起来稳定()。A A、主参数 B、副参数 C、主对象 8、当测量脉动压力时,正常操作压力最高不得超过测量上限的1/2。错（检测仪表—压力） 9、导体的电阻率是与材料性质有关的物理量。对（电工学） 10、各种皮带运输机、链条机的传动部位,除安装防护罩外,还应有安全防护绳。对（机械知识） 11、强制对流传热的速率比自然对流传热速率()。正确答案：B（化工原理） A、相同 B、快 C、慢 12、熔断器的主要元件是熔体。对于工作电流稳定的电路(如照明电路),熔体的额定电流应略微小于负载的工作电流。错（电工学） 13、位置变送器是将执行机构输出轴的()转换成4~20毫安反馈信号的装置。正确答案：C（控制仪表） A、位移变化量 B、振动 C、位移 14、在实际应用中,调节阀既与管道串联又与管道并联,其工作特性曲线会发生很大变化。对（）（控制仪表） 15、转子流量计的转子是用不锈钢、铜、铝合金、有机玻璃、聚四氟乙烯、塑料等材质制作的;根据被测介质的物理化学性质和量程大小来选择不同材料及不同形状的转子。对（检测仪表—流量） 16、泵体的温度太高,将会导致输送介质在泵体内发生汽蚀现象。正确答案：对（化工原理） 17、当调节阀与管道串联时,其可调比变大。正确答案：错（控制仪表） 18、电磁流量传感器的直管段要求比大部分其他流量计的直管段要求低。对（检测仪表—流量） 19、浮球液位计的结构是一机械杠杆系统,所以平衡锤在中间时,实际液位在中间。对（检测仪表—物位） 20、浮筒式液位计属于变浮力式液位计,浮球式液位计属于恒浮力式液位计。对

化工自动化控制仪表题库

化工自动化控制仪表作业安全技术 题库

一、名词解释................................. 二、单选题................................... 三、多选题—....................... 错误!未指定书签。 四、判断题—................................. 五、简答题...................................

、名词解释 1. 危险化学品 2. 可编程控制器（PLC） 3.分程控制调节系统 4.均匀控制系统 5.危险化学品安全标签 6.易燃易爆危险场所 7. 化学爆炸 8. 特别重大火灾 9. 重大火灾 10.较大火灾 11.一般火灾 12.阻火装置 13. 串级控制系统 14. 分程控制调节系统 15. 电击 16. 电灼伤 17. 单相触电 18. 两相触电。 19. 接触电压触电。 20.跨步电压 21.安全电压 22.保护接地 23. 保护接零。 24. 双金属温度计 25. 电动执行机构 26. 气动执行机构 27. 调节机构 28. 化工自动安全控制系统 二、单选题 29.我国现行国家标准GB13690-2009《化学品分类和危险性公示通则》按化学品的物理危险及健康和环境危害两个方面，将其危险危害分为（B ）类60多项。 A （26 ）B（27 ） 30. 标签应粘贴、挂拴（喷印）在化学品包装或容器（ A ）位置

A （明显） B （固定） 31. （B ）表示禁 止、停止、消防和危险的意思。 A （黄色） B （红色） 32. （A ）表示注 意、警告的意思。 A （黄色） B （红色） 33. （A ）表示指 令、必须遵守的规定。 A （蓝色） B （黄色） 34. （B ）表示通 行、安全和提供信息的意思。 A （ 红色） B （绿色） 35.原劳动部1995年1 月22 日颁布的《爆炸危险场所安全规定》，将爆炸危险场 所划分为（A ）危险场所、高度危险场所和一般危险场所3 个等级。 A （特别） B （一级） 36.按照一次火灾事故损失将火灾等级划分为（A ）级： A （3 ） B （4 ） 37.根据火灾造成的损失成程度，将火灾分为（B ）类。 A （3 ） B （4 ） 38.根据物质燃烧特性，可以将火灾分为（B ）类。 A （3 ） B （4 ） 39.防火防爆设备可以分为（A ）装置（设备）与防爆泄压装置（设备）两大类。 A （阻火） B （灭火） 40.水封井是安全液封的一种，一般设置在含有可燃气（蒸气）或者油污的排污管道上，以防燃烧爆炸沿排污管道蔓延。一般说来，水封高度不应小于（A ）mm。 A （250 ） B （300 ） 41.整个串级系统包括主回路和副回路两个控制回路。其中，主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、（A ）、副过程和主过程构成。 A （调节阀） B （减压阀） 42.抗积分饱和的措施有限幅法、（B ）。 A （微分切除法）B（积分切除法）

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

模拟试卷：过程控制仪表与系统

中南大学考试试卷（模拟试卷） -- 学年下学期时间 110 分钟 过程控制仪表与控制系统课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级：总分100分，占总评成绩 70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、填空题（本题10分，每小题1分） 1、DDZ－Ⅲ仪表标准输入信号为。 2、变送器可以通过零点迁移和，来提高仪表的测量精度。 3、调节阀的流量特性是指介质流过控制阀的之间 的关系。 4、通过对干扰通道的分析，干扰通道的放大系数越______越好，这样可减小静差，提高控制 精度。 5、前馈控制是按照进行调节。 6、从一个平衡状态达到另一个平衡状态的过程称为。 7、在锅炉设备的控制中，三大主要的控制系统是：、和 。 8、积分时间愈，积分作愈强。 9、数字PID控制规律主要有位置式和两种。 10、智能控制系统研究的主要内容有：专家控制系统、神经网络控制系统和三 种形式。 二、简答题（本题25分，每小题5分） 1、现场与控制室仪表之间是采用直流电流信号还是采用交流电压信号进行信号传输？为什 么？ 2、写出PID控制规律的数学表达式，并说明式中各符号的意义。 3、电容式差压传感器的结构如下图所示，说明电容式差压变送器测量原理？ 凹形玻璃膜片

4、什么是放大系数K，时间常数T和滞后时间 ？ 5、串级控制系统有哪些特点？主要使用在哪些场合？ 三、计算题（本题32分，每题8分） 1、一台DDZ一Ⅲ型温度比例控制器，测温范围为0～1000℃。当温度给定值由800℃变动到 850℃时，其输出由12mA变化到16mA。试求该控制器的比例度及放大系数？该控制器是属于正作用还是反作用控制器，为什么？ 2、某发酵过程工艺规定操作温度为（40±2）℃。考虑到发酵效果，控制过程中温度偏离给 定值最大不能超过6℃。现设计一定值控制系统，在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示，试确定该系统的最大偏差、衰减比、余差、过渡时间（按被控变量进入±2%新稳态值即达到稳定来确定）和振荡周期等过程指标? 3、已知阀的最大流量Q max=100m3╱h，可调范围R=30。 (1)计算其最小流量Q min，并说明Q min是否是阀的泄漏量。 (2)若阀的特性为直线流量特性，问在理想情况下阀的相对行程（l ╱L）为 0.1及 0.9 时的流量值Q。 (3) 若阀的特性为等百分比流量特性，问在理想情况下阀的相对行程为0.1及0.9时的 流量值Q。 4、为了测定某物料干燥筒的对象特性，在t0时刻突然将加热蒸汽量从25m3/h增加到28m3/h， 物料出口温度记录仪得到的阶跃响应曲线如图所示。试写出描述物料干燥筒对象的传递函数，温度变化量作为输出变量，加热蒸汽量的变化量作为输入变量；温度测量仪表的测量范围0-200℃；流量测量仪表的测量范围0-40m3/h。 四、分析与应用题（本题33分，第1小题18分，第2小题15分） 1、如图为一蒸汽加热器，物料出口温度需要控制。试分别设计串级控制系统、前馈控制系统

《化工仪表及自动化》云南民族大学期末复习试题及答案

《化工仪表及自动化》期末复习题 班级：姓名：学号： 试题： 一．填空（每空1分） 1．工程上所用的压力指示值多为，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度表示，即之差。 2．差压式液位计在使用中会出现、和三种零点迁移问题。 3．差压式流量计通常由、以及组成。 4．温度计是把温度的变化通过测温元件转化为热电势的变化来测量温度的，而温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。 5．用来评价控制系统性能优劣的衰减振荡过程的品质指标分别是最大偏差（或超调量）、、、和振荡周期（或频率）等。 6．描述简单对象特性的参数分别有、和。7．对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。 8．前馈控制的主要形式有和两种。 9．衰减振荡过程的品质指标主要有、、、、振荡周期等。 10．对于一个比例积分微分（PID）控制器来说，积分时间越大则积分作用越；微分时间越大，则微分作用越。 11．根据滞后性质的不同，滞后可以分为和两类。 12．测量仪表的量程是指与之差。

13．按照使用能源的不同，工业仪表可以分为、两类。 14．对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。 15．按照测量原理的不同，压力检测仪表可以分为、、、等。 16．用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备，其中输送液体并提高其压头的机械称为，而输送气体并提高其压头的机械称为。 17、气动仪表的信号传输，国际上统一使用的模拟气压信号；DDZIII型电动仪表国际上规定的统一标准信号制是。 18．化工自动化的主要内容有、、自动操纵和开停车系统、。 19．选择性控制系统可分为、和混合型选择性控制系统，对于选择性控制系统要注意防止现象的发生。 20、常见的传热设备有、、等。 21．两种常用的均匀控制方案包括、。 22．速度式流量计中，应用原理测量流体流量的仪表为电磁流量计，根据“卡曼涡街”现象测量流体流量的仪表为，而差压式流量计体积流量大小与其所测得差压的（平方/平方根）成比例关系。 23．比例度对过渡过程的影响规律是比例度越，过渡过程曲线越平稳，但余差也越大，比例度越，余差减小，但过渡过程曲线越振荡 24、工程上所用的压力指示值多为，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，一般用或真空度表示。 25．某换热器温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1所示，温度给定值为200℃，该控制系统的最大偏差为，余差为，衰减比为。

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。

过程控制系统与仪表习题答案汇总

第1章过程控制 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：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：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：由被控过程和过程检测控制仪表（包括测量元件，变送器，调节器和执行器）两部分组成。 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：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：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：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。 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： 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：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 ； 超调量：第一个波峰值1y 与最终稳态值y （∞）之比的百分数σ；1 100%() y y σ= ?∞ 残余偏差C ： 过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y （∞）与设定值之间的偏差C 称为残余偏差，简称残差；

控制仪表及装置实验报告

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CPC2000 1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： 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， 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： /KPa

过程控制系统与仪表习题答案

过程控制系统与仪表习题与思考题 解答

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。

化工自动化控制仪表作业实际操作考试

化工自动化控制仪表作业实际操作考试 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

化工自动化控制仪表作业实际操作考试姓名：单位： 一、实操项目：压力变送器校验 二、实操目的： 化工自动化仪表专业差压类仪表校验的实际动手操作能力三、实操内容： （一）安全用具的使用： （1）个人防护用品的穿戴； （2）仪表器具的选用及使用； （3）工器具的正确使用； （二）安全操作技术： 1、准备工作： （1）工具及材料选择 （2）个人防护用品的选用； （3）作业人员是否具有操作资质； （4）画出变送器校验回路示意图； 2、参数设置： （1）被校变送器的安装； （2）仪表信号是否正常通讯； （3）仪表零点、量程的设置； 3、安全操作过程：

（1）通讯器的正确操作； （2）零点和量程的校验。 （3）基本误差的校验。 4、场地清理。 （三）作业现场安全隐患排除 1、指出该仪表安装操作过程中存在的安全风险和职业危害； 2、查找现场是否有安全隐患。 （四）作业现场应急处置 1、二氧化碳灭火器正确使用方法； 2、列举可能故障并排除。 四、实操要求： 1、个人防护用品穿戴是否齐全和正确，此为否决项。 2、仪器仪表的选用和使用； 3、根据试题，合理摆放和布置设备，要求方便操作，布局 （管线走向）有序； 4、差压变送器的通讯回路图绘制； 5、压力校验装置中压力信号管路的连接； 6、电信号回路及250欧标准电阻的连接，要求能正常通 讯，此为否决项。； 7、220VAV上电，进行验电，正常后智能压力控制器方可开 机（提供校验用气压）； 8、正确设置变送器量程。

《过程控制仪表与装置》实验指导书

《过程控制仪表与装置》实验指导书 指导书 姓名 学号 班级 成绩 日期

目录 1.《过程控制实训装置》使用说明及注意事项 3 2.《过程控制实训装置》系统原理与工艺说明 4 3.供水流量及压力控制回路实验 8 4.上水箱液位控制回路实验 10 5. 中间水箱温度回路实验 12

一．《过程控制实训装置》使用说明及注意事项 1、安全注意事项 1）上机实训前必须认真仔细阅读实验指导书。 2）严禁散落长发、衣冠不整操作设备。 3）安装设备时注意不要损坏各种阀件及气动元件。 4）请勿使用损坏的插座或电缆，以免发生触电及火灾。 5）安装时请在清洁平坦的位置，以防发生意外事故。 6）请使用额定电压，以防发生意外事故。 7）必须使用带有接地端子的多功能插座,确认主要插座的接地端子有没有漏电，导电。 8）为了防止机械的差错或故障，请不要在控制器和电磁阀附近放置磁性物品。 9）设备的安装或移动时，请切断电源。 2、使用注意事项 1）长时间不使用设备时请切断电源。 2）在光线直射, 灰尘, 震动, 冲击严重的场所请勿使用。 3）在湿度较大或容易溅到水的场所, 以及导电器械, 易燃性物品附近请勿使用。 4）请勿用湿手触摸电源插头.防止触电或火灾。 5）用户在任意分解, 修理, 改造下无法享有正常的保修权利。 6）注意切勿将手以及衣物夹进电机或气缸操作部位。

二．《过程控制实训装置》系统原理与工艺说明 1、系统方案综述及特点 本系统主要有控制柜（内含GE-FANUC标准PAC-3i系统、电源系统、控制面板）、控制对象（过程控制实训装置）两大部分组成。真正模拟了工业现场环境。它实现了温度、流量、液位、压力4个基本模拟量的单独或配合实验，和触摸屏可选择性监控等功能。同时也用到数字量方面的基本知识。这样，学生在这里不仅能学到新的知识，如ifix组态软件、触摸屏的运用等，还能得到前面所学知识的复习和巩固，它是一套综合性的实训设备。 2、系统构成示意图 为了方便学生实验和实训，并根据学校反馈信息，我们将各个部分的安装位置布置如下图： 我们针对系统构成示意图做个简单的说明： 前面说到：成套过程控制系统分成控制对象和控制柜两大部分。控制柜内含GE-FANUC标准PAC-3i系统、电源系统、控制面板等，它就相当于实际工业现场的配电室；控制对象内有模拟现场的水塔，还有工业级仪表、各种阀类等显示和执行部件，我们可以把它看成是真正的现场，各个终端实时数据都能在这里采集，方便学生观察于操作。另外，通过上位机组态，我们可以监控现场

化工仪表自动化试题6

化工自动化仪表作业试题二 501、在单位时间内通过管道(或设备)某一截面流体的数量称为瞬时流量,通常称为流量。正确答案：对 502、正弦交流电的周期与频率的关系是()。正确答案：B A、正比例关系 B、反比例关系 C、互为倒数关系 503、CENTUMCS3000系统的现场控制单元FCU中,V网接口单元上的RCV亮时表示在接受V网来的数据,所以正常时该灯处于常亮。正确答案：错 504、EJA智能变送器零点和量程的调整需由通讯器设置。正确答案：错 505、安全用电的原则是两“不”,即()。C A、不接触低压带电体,不接触高压带电体 B、不靠近低压带电体,不靠近高压带电体 C、不接触低压带电体,不靠近高压带电体 506、阀位控制器可以与各类调节阀配套使用,用来显示调节阀行程的上限和下限。正确答案：对 507、机泵盘不动车的主要原因是泵或电机出现机械故障。正确答案：对 508、结构化编程把过程要求的类似或相关的功能进行分类,并试图提供可以用于几个任务的通用解决方案。向指令块提供有关信息(以参数方式),结构化程序能够重复利用这些通用模块。对 509、笼式阀的可调比大、振动小、不平衡力小、()互换性好,可得到不同的流量特性。B A、阀芯 B、套筒 C、阀体 510、帕斯卡Pa的定义:1()的力均匀而垂直作用在1平方米(㎡)单位面积上所产生的压力就是1帕斯卡(Pa)。正确答案：A A、 1牛顿 B、 1千克/〔厘米〕 C、公斤/〔厘米〕 511、气开阀无信号时,阀处于全开位置,气关阀则处于全关位置。正确答案：错512、选择控制是一种()。正确答案：C A、随动控制 B、联锁保护控制 C、软限安全控制 513、DCS开发的网络结构和OPC技术的应用,可以使DCS系统毫无困难地与工厂管理网络连接,实现信息共享,提高管理质量。正确答案：对 514、不能称为调节阀的辅助装置的是()。正确答案：D A、减压装置 B、阀门定位器和手轮 C、转换器 515、醋酸遇到明火既不会燃烧又不能助燃,也不会发生爆炸。正确答案：错516、控制通道的特性与自动化装置有关而不受对象特性的影响。错 517、能够克服高压差的阀门是()。正确答案：A A、直通双座调节阀 B、直通单座调节阀 C、蝶阀 518、同一温度下,相同规格的四段导线,导线的电阻最小的是()。B A、铜 B、银 C、铝 519、由于积分控制作用变化缓慢,容易使被控变量长时间偏离给定值,因此积分作用很少单独使用。正确答案：对 520、CENTUMCS3000系统中,对控制回路进行操作时,如果操作方式为串级(CAS)模式,则给定值(SV)允许改变。错 521、常用的阀位发信装置主要有阀位传送器、阀位开关两种。对 522、除薄膜式和活塞式执行机构外,还有()执行机构。C A、有弹簧式 B、无弹簧式 C、长行程

过程控制仪表及控制系统课后习题答案(林德杰)

lxc第一章思考题与习题 1－2 图1.6为温度控制系统，试画出系统的框图，简述其工作原理；指出被控过程、被控参数和控制参数。 解：乙炔发生器中电石与冷水相遇产生乙炔气体 并释放出热量。当电石加入时，部温度上升，温度 检测器检测温度变化与给定值比较，偏差信号送到控 制器对偏差信号进行运算，将控制作用于调节阀，调 节冷水的流量，使乙炔发生器中的温度到达给定值。 系统框图如下： 被控过程：乙炔发生器 被控参数：乙炔发生器温度 控制参数：冷水流量 1－3 常用过程控制系统可分为哪几类? 答：过程控制系统主要分为三类： 1. 反馈控制系统：反馈控制系统是根据被控参数与给定值的偏差进行控制的，最终达到或消除或减小偏差的目的，偏差值是控制的依据。它是最常用、最基本的过程控制系统。 2．前馈控制系统：前馈控制系统是根据扰动量的大小进行控制的，扰动是控制的依据。由于没有被控量的反馈，所以是一种开环控制系统。由于是开环系统，无法检查控制效果，故不能单独应用。 3. 前馈－反馈控制系统：前馈控制的主要优点是能够迅速及时的克服主要扰动对被控量的影响，而前馈—反馈控制利用反馈控制克服其他扰动，能够是被控量迅速而准确地稳定在给定值上，提高控制系统的控制质量。 3－4 过程控制系统过渡过程的质量指标包括哪些容？它们的定义是什么？哪些是静态指标？哪些是动态质量指标？ 答：1. 余差(静态偏差）e：余差是指系统过渡过程结束以后，被控参数新的稳定值y(∞)

与给定值c 之差。它是一个静态指标，对定值控制系统。希望余差越小越好。 2. 衰减比n:衰减比是衡量过渡过程稳定性的一个动态质量指标，它等于振荡过程的第 一个波的振幅与第二个波的振幅之比，即： n ＜1系统是不稳定的，是发散振荡；n=1,系统也是不稳定的，是等幅振荡；n ＞1,系统是稳定的，若n=4,系统为4：1的衰减振荡，是比较理想的。 衡量系统稳定性也可以用衰减率φ 4．最大偏差A ：对定值系统，最大偏差是指被控参数第一个波峰值与给定值C 之差，它衡量被控参数偏离给定值的程度。 5． 过程过渡时间ts ：过渡过程时间定义为从扰动开始到被控参数进入新的稳态值的±5%或±3％ （根据系统要求）围所需要的时间。它是反映系统过渡过程快慢的质量指标，t s 越小，过渡过程进行得越快。 6．峰值时间tp : 从扰动开始到过渡过程曲线到达第一个峰值所需要的时间，（根据系统要求）围所需要的时间。称为峰值时间tp 。它反映了系统响应的灵敏程度。 静态指标是余差，动态时间为衰减比（衰减率）、最大偏差、过程过渡时间、峰值时间。 第二章 思考题与习题 2－1 如图所示液位过程的输入量为Q1，流出量为Q2，Q3，液位h 为被控参数，C 为容量系数，并设R1、R2、R3均为线性液阻，要求： （1） 列出过程的微分方程组； （2） 求过程的传递函数W 0（S ）＝H （S ）/Q 1（S ）； （3） 画出过程的方框图。 解：（1）根据动态物料平衡关系，流入量＝流出量： B B n ' = B B B '-= ?dt dh )Q Q (Q 321=+-h d ?

化工仪表及自动化实验

化工仪表及自动化实验 化工仪表及自动化实验 主编: 何京敏 中国矿业大学化工学院 过程装备与控制工程实验室 二零一零年十一月

目录 实验一化工仪表认识实验 (3) 实验二DCS认识实验 (5) 实验三、单容水箱液位PID整定实验 (9) 附录：实验二“天塔之光”参考程序 (12)

实验一化工仪表认识实验 实验项目性质：演示性 实验计划学时：2 一、实验原理 化工仪表通称为工业自动化仪表或过程检测控制仪表，用于化工过程控制。是对化工过程工艺参数实现检测和控制的自动化技术工具，能够准确而及时地检测出各种工艺参数的变化，并控制其中的主要参数，保持在给定的数值或规律，从而有效地进行生产操作和实现生产过程自动化。 化工仪表按功能可分为检测仪表、在线分析仪表和控制仪表。①检测仪表，或称化工测量仪表。用以检测、记录和显示化工过程参数的变化，实现对生产过程的监视和向控制系统提供信息。如温度、压力、流量和液位等。②在线分析仪表，主要用以检测、记录和显示化工过程特性参数（如浓度、酸度、密度等）和组分的变化，是监视和控制生产过程的直接信息。③控制仪表（又称控制器或调节仪表），用以按一定精度将化工过程参数保持在规定范围之内，或使参数按一定规律变化，从而实现对生产过程的控制。 化工仪表从过去单参数检测发展到综合控制系统装置，从模拟式仪表发展到数字式、计算机式的智能化仪表。仪表基础元器件正在向高精度、高灵敏度、高稳定性、大功率、低噪音、耐高温、耐腐蚀、长寿命、小型化、微型化方向发展。仪表的结构向模件化、灵巧化等方向发展；正在加强红外、激光、光导纤维、微波、热辐射、晶体超声、振弦、核磁共振、流体动力等多种新技术、新材料和新工艺向检测及传感器领域的渗透。以应用微型计算机技术为核心，以现代控制理论和信息论为指导，与各种新兴技术如半导体、光导纤维、激光、生化、超导及新材料等相结合，将使化工仪表进入多学科发展的新阶段。 一、实验目的 1．初步了解《化工仪表及自动化》课程所研究的各种常用的结构、类型、特点及应用。 2．了解常用传感器的结构特点及应用。 3．了解常用智能仪表的结构特点及应用。 4．了解常用电动调节阀的结构特点及应用。 5．增强对化工仪表的结构及化工过程控制的感性认识。 二、实验设备 AE2000A高级过程控制实验装置、常用传感器及仪表。 三、实验方法 学生们通过对实验指导书的学习及“实验装置”中的各种仪表的展示，实验教学人员的介绍，答疑及同学的观察去认识化工常用仪表的基本结构和原理，使理论与实际对应起来，从而增强同学对化工仪表的感性认识。并通过展示的传感器与变送、控制仪表和和执行机构等，使学生们清楚知道化工过程控制的基本组成要素—化工仪表。

化工仪表自动化试题7

化工自动化仪表作业试题二 601、本质安全型电气设备的防爆性能是采用()措施实现的。正确答案：C A、通风 B、隔爆 C、电路本身 602、差压变送器的主要功能是对被测介质进行()。正确答案：A A、测量转换 B、测量 C、放大 603、对于西门子PLC,诊断缓冲区是一个FIFO(先入先出)缓冲区,存储器复位时就被删除。正确答案：错 604、精度最高的就地温度计为()。B A、压力式温度计 B、玻璃液体温度计 C、双金属温度计 605、灭火方法主要有:冷却法、窒息法、隔离法、抑制法。对 606、如果发现触电者呼吸困难或心跳失常,应立即施行()。B A、静卧观察 B、人工呼吸及胸外挤压 C、立即送医院 607、三相电源中,任意两根相线间的电压为线电压。对 608、使用紧急停车系统,是为了确保装置或独立单元快速停车。错 609、由仪表读得的测量值与被测参数的真实值之间,总是存在一定的偏差,这种偏差就称为()。B A、精度 B、测量误差 C、灵敏度 610、CENTUMCS3000系统中的回路调整画面中,HH是()。正确答案：C A、给定值 B、输出值 C、高高报警设定值 611、DCS中D代表的英文单词是()。B A、 Digital B、 Distributed C、 Diagnose 612、本质安全防爆技术的特点之一可在带电情况下进行维护、标定和更换仪表的部分零件等。正确答案：对 613、串级调节时,应该将主调节器设定为串级。错 614、大气压随着各地区海拔高度的增加而()。C A、成倍增加 B、增加 C、减小 615、电容式物位计由电容物位传感器和检测电容的电路所组成。它适用于各种导电、非导电液体的液位或粉末状料位的测量。正确答案：对 616、集散控制系统中,操作站的主要功能是()。正确答案：C A、控制 B、控制和通讯 C、操作和监视 617、简单控制系统投运时调节阀投运有两种含义,一种是先人工操作旁路阀,然后过渡到调节阀,再手动到自动。另一种是直接操作调节阀的手动-自动。对618、可编程序控制器采用循环扫描工作方式,这种工作方式可以避免继电器接触控制的触点竞争和时序失配问题。正确答案：对 619、离心泵出现气缚现象时,可通过关小出口阀的方式来解决。错 620、联锁保护系统中的故障检测元件必须单独设置,最好是安装在现场的直接检测开关。对 621、密封性能不好的阀门是()。正确答案：C A、直通单座调节阀 B、球阀 C、蝶阀 622、调节阀的理想流量特性取决于阀芯形状、工作流量特性取决于阀芯形状和配管状态。对 623、涡街流量计的测量原理是,在流体流动的方向上放置一个非流线型物体时,在某一雷诺数范围内,当流体流速足够大时,流体因边界层的分离作用,在物体的