第3章过程参数检测与变送

第三章过程参数检测与变送

?本章提要

1.过程参数检测与变送的基本概念

2.温度检测与变送

3.压力检测与变送

4.流量检测仪表

5.液位检测仪表

6.成分分析仪表

?授课内容

第一节基本概念、概述

1.过程参数检测基本概念

?过程参数检测-----指连续生产过程中的温度、压力、流量、液位和成分等

参数的检测。(P50)

?检测仪表-----将检测元件、变送器及显示装置统称为检测仪表。

?一次仪表-----一般为将被测量转换为便于计量的物理量所使用的仪表，即

为检测元件。

?二次仪表-----将测得的信号变送转换为可计量的标准电气信号并显示的仪

表。即包括变送器和显示装置。

2.测量过程与测量误差

?测量过程-----利用一个已知的单位量(即标准量)与被测的同类量进行比较

的过程。

?测量误差-----在测量过程中测量结果与被测量的真值之间会有一定的差

值。它反映了测量结果的可靠程度。

测量误差的分类：

●绝对误差与相对误差

?绝对误差-----指测量结果与被测量的真值之差。通常把检定中高一等级的

计量标准所测得的量值作为真值(实际值)。

?相对误差-----指绝对误差与真值或测量值之百分比。常见有如下三种表示

方式：

①实际相对误差-----是指绝对误差与被测量的真值(实际值)之百分比。

②标称相对误差-----是指绝对误差与仪表示值之百分比。

②引用相对误差-----是指绝对误差与仪表的量程之百分比。

●系统误差、随机误差和疏忽误差。

?系统误差-----指测量仪表本身或其他原因(如零点没有调整好等)引起的有

规律的误差。

?随机误差-----指在测量中所出现的没有一定规律的误差。

?疏忽误差-----指观察人员误读或不正确使用仪器与测试方案等人为因素所

引起的误差。

●基本误差、附加误差和允许误差

基本误差-----指仪表在规定的正常工作条件下所具有的误差。

附加误差-----指仪表超出规定的正常工作条件时所增加的误差。 允许误差-----指仪表的示值或性能不允许超过某个误差范围。 3. 检测仪表的性能指标 仪表精度(仪表准确度)

仪表精度-----%100)(%100max 0?--?b

a x x ＝仪表量程

绝对误差的最大值仪表精度＝

仪表精度是根据国家规定的允许误差大小分成几个等级的。某一类仪表的允许误差是指在规定的正常情况下允许的百分比误差的最大值。我国过程检测控制仪表的精度等级有0.005、0.02、0.1、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5、4等。一般工业用表为0.5～4级精度。

在选用仪表的精度等级时，应根据实际需要求定，不能只追求高精度等级。 变差

? 变差-----在外界条件不变的情况下，用同一仪表对同一个量进行正、反行

程(即逐渐由小到大或逐渐由大到小)测量时，所得仪表两不值之间的差值。

%100)(max 21?-仪表量程

变差＝x x 其中x 1、x 2为正、反测量的示值

造成交差的原因很多。通常要求：变差<仪表精度等级所允许的误差。 灵敏度与灵敏限

? 灵敏度-----表示测量仪表对被测参数变化的灵敏程度。通常用仪表的输出

变化量，如指针的线位移或角位移与引起此位移的被测参数变化量之比来表示，即 x

??α

灵敏度＝

注意：提高仪表的灵敏度可采用增加放大部分的放大倍数来实现。不过仪表的性能主要取决于仪表的基本误差。

? 灵敏限-----指引起仪表示值发生变化的可测参数的最小变化量。通常其值

应不大于仪表允许误差的一半。

第二节 温度检测与变送

1. 有关温度及温度检测的概述

? 温度------是表示物体冷热程度的物理参数。 测量温度的方法：（从测量体与被测介质接触与否来分）

● 接触式测量（即通过测量体与被测介质的接触来测量物体的温度）； ● 非接触式测量（即通过接收被测物体发出的辐射热来判断温度）。 日前工业上常用温度计及其测温原理、测温范围，使用场合等见下表。 各测量温度方法的特点：

● 接触式测温：简单、可靠、测量精度较高。但由于要达到热平衡，因而产

生了滞后。而且可能与被测介质产生化学反应。不能应用于很高温度的测量。

● 非接触式测温：其测温范围很广，其测温上限原则上不受限制；测温速度

比较快，而且可以对运动体进行测量，但一般测温误差较大。

电的测温仪表精度高，信号又便于传输。因此热电偶和热电阻在工业生产和科学研究领域得到了广泛应用。

2. 热电偶温度计

热电偶温度计测温原理：

热电偶的测温原理：是利用热电偶的热电效应来测量温度的。 ? 热电效应-----将任意两种不同的导体A 、B 组成一个闭合回路(由图3-l 、3-2

所示)，只要其连接点l 、2温度不同，在回路中就产生热电动势的现象。

从物理上看，热电偶回路产生的热电动势主要是由接触电势组成的。当两种不同导体A 、B 接触时，由于导体两边的自由电子密度不同，在交界面上便产生电子的互相扩散。扩散达到平衡时，在A 、B 两个导体间的电位差称为接触电动势，其值决定于两种导体的材料种类和接触点的温度。

回路中的总电势为：)()()(00t e t e t t E AB AB -=，，可见当0t t ≠时，0≠E ，即存在热电动势。且有性质：在热电偶回路中接入第三种导体时，只要接入第三种导体的两个接点温度相等，回路中总电势值不变。热电偶的这种性质在使用上有着重要的意义，它使我们可以方便地在热电偶中接入所需的测量仪表和导线来测量温度。

由热电偶测温原理可知，测温关键要使冷端温度恒定或相等（使用补偿导线给以解决）。

为了消除冷端温度变化（即冷端温度不为0度时，因为仪表的分度表是在冷端温度为0度的条件下得到的）对测量精度的影响，可采用冷端温度补偿。 冷端温度补偿（常用方法）

● 补偿电桥法

电桥在0℃时处于平衡状态。当冷端温度升高时，补偿电阻器cu R 也随着增大，可以使得)(ac x AB AB U E U U +=的大小不随冷端温度而变化。

● 计算校正法（微机测温常用）

利用补偿导线使热电偶冷端延伸到了温度相对恒定的地方，但只要冷端温度不为0度，则必须对指示值进行校正。

)0,(),()0,(0000C t E t t E C t E +=

其中),(0t t E 为所测得的热电势；)0,(00C t E 可在测的0t 后查表得出电势；

)0,(0C t E 为校正后的热电势，经查表可得出实际温度t 。

举例：见书[例3-1]

工业常用热电偶外型结构形式：

● 普通型热电偶，主要由热电极、绝缘管、保护套管、接线盒、接线端子组

成；

● 铠装热电偶； ● 多点式热电偶；

此外，还有隔爆热电偶、表面热电偶、抽气热电偶等，适用于各种特殊场合。 热电偶分类

●标准热电偶：S、B、K三种

●非标准热电偶：

常用热电偶选用

几种工业常用热电偶的测温范围和使用特点列于表3—3中。（注意适用场合和使用温度范围）

3.热电阻温度计

测温原理：是基于金属导体或半导体的电阻会随温度的变化而变化的特性。因此只要测出感温元件热电阻的阻值变化，就可测得被测温度。

结构组成：一般包括电阻体、绝缘子、保护套管和接线盒等部分。

特点：测量精度高，在测量500C0以下温度时，它的输出信号比热电偶大得多，

0范围内测温。另外热电阻温度计的输性能稳定，灵敏度高，可在1K—1000C

出是电信号，便于远传，同时又不需要冷端温度补偿。所以在中低温(—200—

0)测量中得到了广泛的应用。

650C

热电阻分类

●铂电阻：物理、化学性质稳定，测温精度高。

●铜电阻：价格便宜，电阻与温度呈线性关系。在—50～150C0测温范围内

稳定性好，在测量精度要求不很高、温度较低的场合广泛应用。

●半导体热敏电阻：将一些金属氧化物按一定比例混合、压制和烧结而成。

它的体积小，因此热惯性小，适用于快速测温，灵敏度高；但非线性严重，

0）。

互换性差，测温范围较窄（-50～300C

4.温度检测仪表的选用

温度检测仪表的选择原则

●必须满足生产工艺要求。根据测温范围和精度等级确定仪表量程及其精度

等级。

●必须注意仪表的工作环境。

还要注意仪表的安装与正确使用。

5.DDZ-Ⅲ型温度变送器

?变送器-----一种将被测的过程参数(如温度、压力等)变换成标准统一信

号的仪表。

DDZ仪表(电动单元组合仪表：DDZ仪表有两大系列，即DDZ-Ⅱ型（以晶体管分立元件为基础采用0～10mADC标准统一信号）和DDZ-Ⅲ型（以集成电路为基础采用4～20mADC或l～5VDC标准统一信号）。

温度变送器作用：将温度或mVDC信号变换成标准统一信号，其输出给显示仪表或调节器实现对温度的显示或自动控制。

变送器的量程调整、零点调整和零点迁移的概念

y(Ⅲ

?量程调整（满度调整）-----目的是使变送器的输出信号的上限值

max

型变送器为20mADC)与测量范围的上限值max x 相对应，即提高测量精度。量程调整相当于改变变送器的输入输出特性的斜率，如图3—5所示。

? 零点调整和零点迁移-----其目的都是使变送器输出信号的下限值min y 。

(即标准统一信号下限值)与测量范围的下限值min x 相对应。在min x ＝0时为零点调整；在0min x 时为零点迁移。正迁移、负迁移。

意义：工程应用中变送器进行零点迁移与量程调整可以提高其灵敏度。（举例） DDZ —Ⅲ型温度变送器主要特点、优点：

● 采用了线性集成电路，提高了仪表的可靠性，稳定性及各项技术性能。 ● 采用了线性化电路，使变送器的输出信号和被测温度呈线性关系。 ● 采取了安全火花防爆措施，可用于危险场所中的温度或直流毫伏测量。 Ⅲ型温度变送器的种类：

● 热电偶温度变送器：输入热电势毫伏信号

● 热电阻温度变送器：输入热电阻信号给输入回路 ● 直流毫伏温度变送器：输入直流毫伏信号

这三种温度变送器在线路结构上都由放大单元和量程单元组成。 DDZ —Ⅲ型温度变送器结构（见下图）

量程单元：作用是实现热电偶冷端温度补偿、整机调零和调量程。 放大和输出单元：作用是将量程单元输出的直流毫伏信号进行电压及功率放大，然后整流输出电流、电压信号（4～20mADC 或l ～5VDC 标准统一信号）。

DDZ —Ⅲ型温度变送器工作原理

热电偶的热电势i V 与调零调量程回路的信号z V 和非线性反馈回路的信号f V 进行综合后，输入放大单元进行处理，变送器输出为4～20mADC 或l ～5VDC 标准统一信号。

Ⅲ型温度变送器的输出电流或电压信号与被测温度是成线性关系的，即热电势

i V 与)(o o V I 或成线性关系。

DDZ —Ⅲ型温度变送器的各部分结构及功能：（略）

第三节 压力检测与变送

1. 有关压力的概述

在生产过程中，经常会遇到压力和真空度的检测问题。例：一些化学反应过程、涉及生产安全的锅炉压力等。 压力定义及压力单位

? 压力-----为垂直均匀地作用于单位面积上的力。 压力单位：

● 国际单位制（SI ）---帕（P a ）， ● 工程大气压---at ● 标准大气压---atm ● 毫米汞柱---mmHg ● 毫米水柱---mmH 2O 压力的表示方法

压力有三种表示方法：绝对压力、表压、负压或真空度。 绝对压力-----指介质所受的实际压力。

表压-----指高于大气压的绝对压力与大气压力之差，即大绝表－＝P P P 。 负压或真空度-----指大气压与低于大气压的绝对压力之差，即绝大真－＝P P P

2. 压力的检测方法

● 弹性力平衡方法：基于弹性元件的弹性变形特性进行测量。压力计有：弹

簧管压力计、波纹管压力计、膜式压力计等。

● 重力平衡方法：基于流体静力学理论，有活塞式和液柱式

● 物性测量方法：基于在压力作用下测压元件的某些物理特征发生变化的原

理，有电压式压力计、振频式压力计等。 3. 常用压力计 弹性式压力计

● 测压原理：

各种弹性元件在被测介质压力作用下会产生弹性变形。 ● 特点及适用场合：

结构简单，价格便宜、测压范围宽，测量精度也比较高，在生产过程中获得了最广泛的应用。 电气式压力计

● 测压原理：

把压力转换为电阻、电容、电感或电势等电量，从而实现压力的间接测量。 ● 特点及适用场合：

反应较快，测量范围较广、精度可达0.2％，便于远距离传送。所以在生产过程中可以实现压力自动检测、自动控制和报警，适用于测量压力变化快、脉动压力、高真空和超高压的场合。

● 应变片式压力计

原理：利用电阻应变片将被测压力转换为电阻值的变化：再通过桥式电路获得mV 级的电量输出，然后由二次仪表显示或记录。

ε

ρ

ρμεd R dR

K ++==)21( K---应变系数或灵敏度系数，它表示金属丝导体

产生应变时的电阻相对变化量。 测量电桥

● 霍尔片式压力计

原理：运用霍尔元件的霍尔效应，把被测压力作用下所产生的弹性元件位移转换为电势输出。

霍尔效应-----半导体单晶片沿z轴方向被置于恒定磁场中。如果在它的y轴方向接入直流稳压电源，并有恒定电流沿y轴方向流过，则在晶体的x轴方向出现电势。这种现象称为霍尔效应。所产此的电势称为霍尔电势；单晶片称为霍尔元件或霍尔片。

4.压力检测仪表的选择

压力检测仪表的选择主要包括仪表的型式、量程范围、精度与灵敏度、外形尺寸以及是否需要远传和其他功能，如指示、记录、报警控制等。

选用的主要依据：

●必须满足工艺生产过程的要求，包括量程与精度。

●必须考虑被测介质的性质，如温度高低、工作压力大小、粘度、易燃易爆

程度等。

●必须注意仪表安装使用的现场环境条化，如环境温度、电磁场、振动等。 选择的主要方面：

●仪表量程的选择：测量稳定压力（4/3被测压力最大值）; 测量波动较大的

压力（3/2被测压力最大值）；保证精度（被测压力最小值不低于量程的1/3）

●仪表精度等级的选择：应根据生产工艺对压力测量所允许的最大误差来决

定。工业用（选1.5级或2.5级），实验室或校验用（选0.4级及0.25级以

上）。

5.DDZ-Ⅲ型差压（压力）变送器

作用：将被测压力、流量等过程参数变换成4—20mADC输出信号，以便实现集中检测或自动控制。

结构：由测量和转换两部分组成。（结构示意见书P74）

工作原理：

杠杆系统受力分析：（见书P76）

可见：

●变送器的输出电流I0与其输入差压△P i成比例。

●变送器的量程调整可以通过改变矢量机构的矢量角θ和电磁结构常数K f

来实现。（式第一项）

●调节调零弹簧的作用力F0即可改变变送器的零点。

第四节流量检测仪表

1.有关流量的概述

?流量-----指单位时间内流过管道某一截面的流体的体积，即瞬时流量。

流量的三种表示方法：

●体积流量Q---单位时间内通过管道某一截面的物料体积（m3/h）

●重量流量G---单位的间内通过管道某一截面物料的重量（kgf/h）

●质量流量M---单位时间内通过管道某一截面物料的质量（kg/h）

三者关系：G=γQ=ρgQ=gM

2.各种主要类型流量计的性能比较与选用

第五节液位检测仪表

1.有关液位检测的概述

?液位-----指密封容器成开口容器中液面的高低。

2.常用液位检测仪表

浮力式液位计

原理：根据阿基米德原理工作，即液体对一个物体浮力的大小等于物体所排开液体的重量。

原理图：

类型：

●恒浮力式液位计（在整个测量过程中其浮力维持不变，在工作时浮标随液

位面低而变化，如浮标式、浮球式等液位计)；

●变浮力式液位计(它根据浮筒在液体内浸没的深度不同而所受浮力不同来

测量液位，如沉筒式液位计)。

静压式液位计

原理：对于不可压缩的液体，液位高度与液体的静压力成正比，所以，测出液体的静压力，即可知道液位高度。

原理图：

电容式液位计

原理：在平行板电容器之间充以不同介质时，其电容量的大小是不同的。可以用测量电容量的变化来检测液位或两种不同介质的液位分界面。

原理图：

激光式液位计

原理：利用液位对光波的遮断和放射原理工作。

优点：激光光能集中，强度高，而且不易受外来光线干扰，甚至在15000C左右的高温下也能正常工作。另外，激光光束扩散很小，在定点控制液位时，具有较高的精度。

原理图：

3.液位检测仪表的选用

主要考虑以下几个方面：

●检测精度

●工作条件

●测量范围

●刻度选择

在选择刻度时，最高液位或上限报警点为最大刻度的90％；正常液位为最大刻度的50％；最低液位或下限报警点为最大刻度的10％。

●其他：容器条件、测量介质的状态、安装条件、安全性、信号输出方式等第六节成分分析仪表

1.有关成分分析的概述

?分析仪表-----用来测量化学性质、化学成分、粘度、浓度、密度、重度、

比重等这些参数的仪表。

?流程分析仪表-----能够自动监视与测量工业生产过程中物料成分或性质的

分析仪表。

2.常用成分分析仪表

红外线气体分析仪表（略）

气相色谱分析仪表（略）

热磁式氧气分析仪表（略）

氧化锆氧量分析仪表（略）

北京科技大学参数检测及仪表试题和标准答案-B

B卷 北京科技大学2012—2013学年度第1学期 参数检测及仪表试题答案及评分标准 一、填空题（20分） 1，温标是温度的标尺，常用温标包括：经验温标、热力学温标和_国际实用温标_。2，流量测量仪表中，速度式流量计很多，例如电磁流量计、_涡轮流量计_、涡阶流量计、超声波流量计等。 3，物位是指物料相对于某一基准位置的距离，是液位、料位和_相界面_的总称。 4，同型号热电偶异名极串联在一起，总的热电势为各热电偶热电势之和，这种接法称为__热电堆__。 5，弹性膜片分为平膜片和_波纹膜片_，将两膜片焊接在一起内有硬座及填充液，还可构成__膜盒___。 6，金属热电阻温度计的测量电路采用三线制的目的是在将热电阻的变化变成电压信号输出的同时，消除_引线电阻的影响__。 7，在工程上压力的表示主要有三种：绝对压力、表压和_真空度____。 8，节流式差压流量计的取压方式包括：_角接取压_、法兰取压、D/D/2取压、理论取压和损失取压等。 9，热电偶冷端温度处理方法主要有冰点槽法、恒温冰箱法和_补偿电桥法__等。 二，判断对错 1，电容式液位计容易受到虚假液位的影响。（ⅴ） 2，辐射测温仪表只能测量物体的表观温度，无法测量物体的真实温度。（ⅴ） 3，玻璃液体温度计无法在太空中使用。（×） 4，偏心孔板作为非标准节流装置主要是针对低雷诺数流体的流量测量。（×） 5，弹簧管压力计中的弹簧管是圆形的空心金属管子。（×）

三、问答题（40分） 1，什么是热电偶的补偿导线？为什么要使用补偿导线(10) （1）答案 热电偶补偿导线： 在一定温度范围内，与热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的廉价金属导线称为补偿导线。 使用补偿导线的意义： A，为了使热电势和被测温度对应，热电偶的冷端必须恒定。实际应用中热电偶的长度一般为几十厘米至一、两米。冷端离被测对象很近，易受热源影响，难以恒定。 B，通常热电偶信号要传至数十米的控制室二次仪表处。 上述原因都需要将热电偶延长，但是： A，工业上的热电偶结构都比较固定，不允许随便拉长电极。 B，尤其对于贵金属热电偶，电极比较昂贵，不宜拉长。 C，既使是廉价金属热电偶，电极比较粗，也不宜拉长。 因此要采用补偿导线将电极延长，这样： 可以： A，将热电偶冷端延伸至远离热源或环境温度比较恒定的地方，减小测量误差。 B，降低成本。 C，提高线路的柔性，便于安装。 （2）评分标准 补偿导线定义（3），补偿导线使用的意义（7）。 2，回答全辐射温度计中补偿光阑的作用是什么？ （1）答案 全辐射温度计中感受全波段辐射出度的探测器为热电堆，热电堆式热电偶异名端串连形成的感温器件，其准确性依赖于热电偶冷端温度的恒定，当全辐射温度计所处的环境温度变化时，热电堆冷端温度变化，即环境温度升高时，冷端温度升高，热电堆热电势减小，反之热电势增加，使热电势与热电堆接受的辐射能不相对应。 解决的办法是采用补偿光阑，补偿光阑由双金属感温元件构成，当环境温度升高时，双金属感温元件向外弯曲，光阑的通光孔径变大，有更多的辐射能量进入全辐射温度计，

最新过程控制系统考试试题汇总

精品文档过程控制系统考试试题汇总(预测) 编辑：郭长龙河南工业大学 一：填空题28分 1?过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程、测量变送等环节组成。 2.过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3?过程控制仪表的测量变送环节由传感器和变送器两部分组成。 4.过程检测仪表的接线方式有两种：电流二线制四线制、电阻三线制 5?工程中，常用引用误差作为判断进度等级的尺度。 6?压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测 7?调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀&电动执行机构本质上是一个位置伺服系统。 9 ?气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 10. 理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。 11. 过程数学模型的求取方法有三种，分别是机理建模、试验建模、混合建模。 12?PID调节器分为模拟式和数字式两种。 13?造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长期存在偏差。 14?自动控制系统稳定运行的必要条件是：闭环回路形成负反馈。 15?DCS的基本组成结构形式是三点一线”。 二：名词解释20分 1?过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。 2?积分饱和：在积分控制范围内，积分控制输出与偏差的时间积分成正比，当控制输出达到一定限制后就不在继续上升或下降，这就是积分饱和现象。 3?串级控制系统：值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。 4?比例控制系统：凡是两个或多个参数自动维持一定比例关系的过程控制系统，称为比例控制系统。5均匀控制系统：控制量和被控量在一定范围内都缓慢而均匀的变化的系统，称为均匀控制系统。6?超驰控制系统：指在一个控制系统中，设有两个控制器，通过高低值选择器选出能适应安全生产状态的控制信号，实现对生产过程的自动化控制。 7?分程控制系统：一个控制器的输出信号分段分别去控制两个或两个以上调节阀动作的系统称为分程控制系统。 8?阀位控制系统：是综合考虑快速性、有效性、经济性和合理性的一种控制系统。 9?集散控制系统：是把控制技术、计算机技术、图像显示技术及通信技术结合起来，实现对生产过程的监视控制和管理的系统。 10?现场总线：是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。 三：简答题32分 1?什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用？怎样控制？ 答：PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为： (1 )比例参数KC,作用是加快调节，减小稳态误差。 (2)积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度 精品文档

生化过程的检测与控制(西农)

因为上传问题，特别添加了三个无关的图片，不然没法让其他人阅读 自己下完后删除即可 多打些无感的字，减小与另一个的相似率 一、绪论 1、基本概念 生化过程：即(发酵过程)，利用微生物细胞或酶转化基本原料合成目的产物的过程。 状态变量：可显示过程状态及其特征的参数，一般指反应生物浓度、生物活性及反应速率的参数。 测量变量：指那些可以测量的状态变量。 操作变量：所谓的环境因子或操作条件，而改变这些环境因子和操作条件，可以造成生化过程状态变量的改变。 构造模型：包含胞内代谢网络在内，细致到考虑细胞内构成成分变化的数学模型。非构造模型：介于构造模型和状态模型之间,把生物过程的理论定理与经验公式结合起来，生化过程控制和优化中使用最广泛的模型。 状态模型：完全基于生物过程状态变量和操作变量时间序列数据的模型。 2、简答题 1、简述生化过程的控制特点。 答：(1)不需太高的控制精度，除温度、pH感受强的菌株发酵过程外，控制指标

不需精确也不可能100%地控制在某一水平； (2)生物过程的各状态变量之间存在一定的连带关系，难以检测的生物量在一定程度上可通过易检测的物理化学量间接检测，因此相当部分的生化过程控制是一种间接的优化和控制； (3)相当数量的工业规模或实验室规模的生物过程，没有合适的定量数学模型可循，控制和优化操作必须依靠操作人员的经验和知识。 2、实现发酵过程的优化与控制，必须解决的5个问题 答：(1)系统动力学； (2)生物模型； (3)传感器技术； (4)适用于生物过程的最优化技术； (5)计算机─检测系统─发酵罐之间的接口技术(如神经网络、专家系统) 3、生化过程控制理论存在的难点。 答：(1)无论是前馈还是反馈控制，都必须建立在在线监测的各种参数上，但适用于生化反应过程的传感器的研究大大落后于生物工业的发展。 (2)各种微生物具有独特的生理特性、生产各种代谢产物又有各自的代谢途径，应用于生化反应过程的控制理论不具有普适性。 (3)控制理论自身的局限，至今不能模拟生化反应过程的高度非线性的多容量特性。 (4)在具体的控制模型构建时，缺乏以细胞代谢流为核心的过程分析，采用以动力学为基础的最佳工艺控制点为依据的静态操作方法实质上是化学工程动力学概念在发酵工程上的延伸。 (5)目前发酵动力学模型主要通过经验法、半经验法或简化法得到，一般为非结构动力学模型，如Monod、Moser、Tessier、Contois等模型方程。 二、生化过程参数中物理参数检测技术

过程参数检测技术实验报告

过程参数检测技术实验报告 班级： 学号： 姓名：

实验一压力表和压力变送器的校验、使用及特性分析 1实验目的 1.1了解压力表和霍尔式压力变送器的测量原理及使用方法。 1.2掌握用活塞式压力计校验测压仪表的方法。 1.3通过对压力表和压力变送器的校验进一步了解仪表变差、绝对误差、相对误 差及精度等基本概念。 2实验内容 2.1学习活塞式压力计的操作方法。 2.2对弹簧管压力表进行精度校验。 2.3对霍尔式压力变送器进行精度校验和量程调整。 3实验所用仪器设备 ?活塞式压力计1台 ?标准压力表1块 ?弹簧管压力表1块 ? HYD-2型霍尔式压力变送器1块 ?数字万用表1台 4校验步骤和方法 校验仪器连接图如图 用活塞式压力计作为压力表的压力输入源，关闭活塞式压力计上的切断阀a、b、c、d。将标准压力表、被校压力表或压力变送器分别安装在相应的压力输出端口。 4.1弹簧管压力表的校验

4.1.1检查活塞式压力计是否正常 ?打开进油阀，转动手轮将螺旋杆旋出再旋进往复几次，将管内的空气挤出（在顺时针转动手轮将螺旋杆旋进时，观察油罐内没有气泡出现为止）。 ?逆时针转动手轮，将油罐中的油抽到发生器中来（螺旋杆旋出10cm左右即可）。然后关闭进油阀d，打开切断阀b、c。 ?顺时针转动手轮产生压力，观察标准表指针上升到被校表最大压力时，停止加压，保持五分钟，检查发生器是否有泄漏。若标准表指针保持不动，说明没有泄露。若标准表指针下移，说明有泄漏，查处漏处，减压后进行处理。 然后再重新检查指导不泄漏为止。然后逆时针旋转手轮是标准表指针指零。 4.1.2精度校验 在被校表量程范围内均匀取5点，填入表“被校表示值”一栏。 分别进行正行程校验和反行程校验 4.1.3将校验数据列表，计算仪器的绝对误差、变差及精度。

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；

过程检测与控制仪表培训课件

过程检测与控制仪表知识 员工培训教材 马仁

过程控制与检测仪表课件 一、过程控制仪表： 1）是实现工业生产过程自动化的重要工具。控制检测仪表可分为八大单元：变动单元、调节单元、计算单元、显示单元、转换单元、给定单元、执行单元和辅助单元。（理论以“够用为度”，实践以“实用为主”） LT 控制系统方框图 说明：图中控制对象代表生产过程中的某个环节，控制对象输出的是被控变量（如压力、流量、温度、液位等温度变量）。这些工艺变量经变动单元转换成相应的电信号或气压信号后，一方面送显示单元供指示和记录，同时又送到调节单元中与给定单元送来的给定值进行比较，调节单元将比较后的偏差值进行一定的运算后，发出控制信号，控制执行单元的动作，将阀门开大或关小。改变控制量（如燃料油、蒸汽等介质流量的多少）直至被控变量与给定值相等为止，此时阀门会

平衡在某一位置，使工艺介质达到工艺要求。 ①LT—检测锅炉汽包水位的变化并将汽包水位高低这一物理量转换成仪表间的标准统一信号。 ②LC—接受液位测量变送器的输出标准信号，与工艺控制调节（控制器）器要求的水位信号相比较得出偏差信号的大小和方向，并按一定的规律运算后输送一个对应的标准统一信号。 ③LV—接受控制器的输出信号后，根据信号的大小和方向控制阀门的开度，从而改变给水量，经过反复测量和控制使锅炉汽包水位达到工艺要求。 一个控制系统基本由给定单元、控制对象、变送单元、调节（控制）单元、执行单元组成。 锅炉汽包水位控制系统原理图 二、检测与过程控制仪表（通常称自动化仪表）分类方法很多，根据不同原则可以进行相应的分类，如： 按照能源（所使用的）：气动仪表、电动仪表、液动仪表。 根据是否引入微处理机可分为：智能仪表和非智能仪表。 根据信号形式可分为：模拟仪表和数字仪表。 检测与过程控制仪表最通用的分类是按照仪表在测量与控制系统中的作用划分的：

过程控制系统

《控制系统》课程设计课题：加热炉温度控制系统 系别：电气与电子工程系 专业：自动化 姓名： 学号：1214061（44、32、11） 指导教师 河南城建学院 2010年12月29日

成绩评定· 一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。 二、评分（按下表要求评定） 评分项目 设计报告评分答辩评分平时表现评分 合计 （100分）任务完成 情况 （20分） 课程设计 报告质量 （40分） 表达情况 （10分） 回答问题 情况 （10分） 工作态度与 纪律 （10分） 独立工作 能力 （10分） 得分 课程设计成绩评定 班级姓名学号 成绩：分（折合等级） 指导教师签字年月日

一、设计目的： 通过对一个使用控制系统的设计，综合运用科学理论知识，提高工程意识和实践技能，使学生获得控制技术工程的基本训练，培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。 二、设计要求： 设计一个加热炉温度控制系统，确定系统设计方案，画出系统框图，完成元器件的选择和调节器参数整定。 三、总体设计： 1．控制系统的设计思想 串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。 2 .加热炉控制系统原理 加热炉控制系统以炉内温度为主被控对象，燃料油流量为副被控对象的串级控制系统。该控制系统的副回路由燃料油流量控制回路组成，因此，当扰动来自燃料油上游侧的压力波动时，因扰动进入副回路，所以，能迅速克服该扰动的影响。 由于炉内温度的控制不是单一因素所能实现的，所以，还要对空气的流量进行控制。空气的控制直接影响炉内燃烧的状况，不仅影响炉温，还直接影响了能源的利用率和环境的污染。所以，对空气的控制很有必要，其原理和燃料控制相同。

建筑检测常用参数仪器(doc35页).doc

序号 检测类别 项目名称 检测参数名称 需要主要检测设备见证取样项目 1 水泥物理力学性能 水泥 强度 凝结时间 安定性 胶砂流动度 标准稠度用水量 细度（比表面积）△ 行星式胶砂搅拌机 试模 振实台 抗折强度试验机 抗压强度试验机 抗压夹具 天平 水泥成型、剖型室恒温恒湿机 水泥养护恒温水槽 水泥养护柜 水泥净浆搅拌机 维卡仪 雷氏夹 沸煮箱 雷氏膨胀值测定仪 量水器 胶砂流动度测定仪 比表面积仪△ 负压筛析仪△ 2 钢筋混凝土用钢材 钢筋原材料 钢筋焊接 钢筋机械连接 钢筋网片 屈服强度 抗拉强度 断后伸长率 最大力下总伸长率

钢筋网片抗剪强度 万能试验机 游标卡尺 弯曲机 引伸计 3 砂、石常规 砂 石 筛分析 含泥量 泥块含量 针片状颗粒含量(石) 密度 含水率 压碎指标值 岩石抗压强度△ 试验套筛 摇筛机 天平、案秤 烘箱 针、片状规准仪 压力机 压碎挃标测定仪 4 混凝土、砂浆性能 混凝土 混凝土抗压强度（试块） 混凝土配合比 抗渗 混凝土抗折强度（试块） 混凝土搅拌机(也可人工搅拌) 坍落度筒 容量筒 天平 混凝土抗渗仪 压力机 振动台 试模 砂浆搅拌机 砂浆分层度仪 砂浆稠度仪 混凝土、砂浆标准养护恒温恒湿机

砂浆试块抗压强度 砂浆配合比 5 简易土工 简易土工 含水量 密度 击实试验 压实系数（度） 烘箱 天平 环刀 击实仪 6 混凝土掺加剂 混凝土外加剂 减水率 泌水率（比） 含气量 凝结时间差 抗压强度比 坍落度增加值 坍落度保留值 收缩率（比）△ 钢筋锈蚀△ 混凝土搅拌机（可人工搅拌）混凝土含气量测定仪 混凝土贯入阻力仪 压力试验机 电热鼓风干燥箱 收缩徐变试验恒温恒湿机 收缩仪测定仪△ 混凝土钢筋锈蚀仪△ 粉煤灰 细度 烧失量 含水量△ 活性指数△ 需水量比△ 三氧化硫△ 负压筛析机 天平 马弗炉

过程参数检测仪表总结

过程参数检测及仪表 小馒头总结 一、绪论 测量过程有三要素：一是测量单位；二是测量方法；三是测量工具。 测量的定义：测量是利用某种工具并以实验或计算的方法获取被测参数数值的过程。绝对误差：仪表的测量值和真实值之间的代数差。 相对误差：测量值的绝对误差与其真实值的比值的百分数 引用误差：测量值的绝对误差与测量仪表的量程之比的百分数 示值误差：示值误差是指仪表的某一个测量值（示值）的误差，它反映在该点仪表示值的准确性。 基本误差：在规定的正常工作条件下，仪表整个量程范围内各点示值误差中绝对值最大的误差称为仪表的基本误差。 允许误差：按国家计量部门的规定，仪表厂家保证某一类仪表的基本误差不超过某个规定的数值，此数值就被称为仪表的允许误差（容许误差）[允许误差去掉百分数为精度等级] 注意: 允许误差是一种极限误差，在仪表刻度范围内各点的示值误差均应保证小于至多等于允许误差值。 真值：被测参数的真实数值。一般无法准确已知。 约定真值：一般将某一物理量的理论值、定义值作为真值使用，称为约定真值，用

表示。 粗大误差：明显歪曲结果，由粗心大意造成，使测量值无效的误差 原因：测量者主观过失，操作错误，测量系统突发故障 处理方法：剔除坏值 随机误差：在相同条件下对同一被测量进行多次重复测量，误差的大小和符号的变化没有一定规律、且不可预知。 特点：单次测量值误差的大小和正负不确定；但对一系列重复测量，误差的分布有规律：服从统计规律。 随机误差与系统误差之间即有区别又有联系；二者无绝对界限，一定条件可相互转化。 系统误差：同一被测量多次测量，误差的绝对值和符号保持不变，或按某种确定规律变化。 特点: 增加测量次数不能减小该误差 原因：仪表本身原因，使用不当，测量环境发生大的改变 处理方法：校正——求得与误差数值相等、符号相反的校正值，加上测量值随机误差 测量误差的来源有三个方面：测量仪器的精度，观测者技术水平，外界条件的影响。该三个方面条件相同的观测称为等精度测量。 精确度等级:以引用误差（γa）的形式表示的允许误差去掉百分号剩下的数值就称为仪表的精确度等级（或准确度等级），俗称精度级。 误差的合成：一个测量系统由m个彼此独立的环节构成，各环节的精度等级分别为 , ，…， 则该系统的精度等级

过程检测技术及仪表习题

绪言 练习与思考 1．简述过程检测技术发展的起源？ 2．过程检测技术当前的主流技术和主要应用场合？ 3．请谈谈过程检测技术的发展方向是什么？ 4．谈谈你所知道的检测仪表？ 5．你认为过程检测技术及仪表与传感技术的关系是怎么样的？ 第一章 练习与思考 1．什么叫过程检测，它的主要内容有哪些？ 2．检测仪表的技术指标有哪些？如何确定检测仪表的基本技术指标？ 3．过程检测系统和过程控制系统的区别何在？它们之间相互关系如何？ 4．开环结构仪表和闭环结构仪表各有什么优缺点？为什么？ 5．开环结构设表的灵敏度1 n i i S S ==∏，相对误差1 n i i δ δ==∑。请考虑图1—4所示闭环 结构仪表的灵敏度1 f S S （f S 为反馈通道的灵敏度），而相对误差f δδ- （f δ为反馈通道的相对误差），对吗？请证明之。 提示：闭环结构仪表的灵敏度S y x =；闭环结构仪表的相对误差dS S δ=。 6．由孔板节流件、差压变送器、开方器和显示仪表组成的流量检测系统，可能会出现下列情况： （1）各环节精度相差不多； （2）其中某一环节精度较低，而其他环节精度都较高。 问该检测系统总误差如何计算？ 7．理论上如何确定仪表精度等级？但是实际应用中如何检验仪表精度等级？ 8．用300kPa 标准压力表来校验200kPa 1.5级压力表，问标准压力表应选何级精度？ 9．对某参数进行了精度测量，其数据列表如下：

试求检测过程中可能出现的最大误差？ 10．求用下列手动平衡电桥测量热电阻x R 的绝对误差和相对误差。设电源E 和检流计D 引起的误差可忽略不计。已知：10x R =Ω，2100R =Ω，100N R =Ω， 31000R =Ω，各桥臂电阻可能误差为20.1R ?=Ω，0.01N R ?=Ω，31R ?=Ω（如图 1— 23所示）。 11．某测量仪表中的分压器有五挡。总电阻R 要求能精确地保持11111Ω，且其相对误差小于0.01％，问各电阻的误差如何分配？图中各电阻值如下： 110000R =Ω，21000R =Ω，3100R =Ω，410R =Ω，51R =Ω（如图 1—24所示）。 12．贮罐内液体质量的检测，常采用测量贮罐内液面高度h ，然后乘以贮罐截面积A ，再乘以液体密度ρ，就可求得贮罐内液体质量储量，即M hA ρ=。但采用该法测量M 时，随着环境温度的变化，液体密度ρ也将随着变化，这就需要不断校正，否则将产生系统误差。试设计一种检测方法，可自动消除（补偿）该系统误差。

过程控制系统试题10套

过程控制系统试题10套 过程控制系统试题一 一、选择题,10×3分, 1、过程控制系统由几大部分组成,它们是,( ) A.传感器、变送器、执行器 B.控制器、检测装置、执行机构、调节阀门 C. 控制器、检测装置、执行器、被控对象 D. 控制器、检测装置、执行器 2、在过程控制系统过渡过程的质量指标中, ( )反映控制系统稳定程度的指标 A.超调量 B.衰减比 C.最大偏差 D.振荡周期 3、下面对过程的控制质量没有影响的是: ( ) A .控制通道放大倍数K B.扰动通道放大倍数K Of C.扰动通道时间常数 D.扰动通道纯滞后时间 4、在对象特性中,( )是静特性。 A. 放大系数Κ B. 时间常数T C.滞后时间τ D.传递函数 5、选择调节参数应尽量使调节通道的( ) A.功率比较大 B.放大系数适当大 C.时间常数适当小 D.滞后时间尽量小 6、在简单控制系统中,接受偏差信号的环节是( )。 A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象 7、下列说法正确的是( )。 A. 微分时间越长,微分作用越弱, B. 微分时间越长,微分作用越强, C. 积分时间越长,积分时间越弱, D. 积分时间越长,积分时间越强。 8、调节阀按其使用能源不同可分为( )三种。 A,电动 B,液动 C,气动 D,压动 9、打开与控制阀并联的旁路阀,会使可调比(A)。

A.变小 B.变大 C.不变 D. 为零 10、串级控制系统主、副对象的时间常数之比,T/T,( )为好,主、副0102 回路恰能发挥其优越性,确保系统高质量的运行。 A. 3,10 B. 2,8 C. 1,4 D. 1,2 二、判断题,10×2分, 1、过程控制系统中,需要控制的工艺设备(塔、容器、贮糟等)、机器称为被控对象。( ) 2、调节阀的结构形式的选择首先要考虑价格因素。( ) 3、当生产不允许被调参数波动时,选用衰减振荡形式过渡过程为宜。( ) 4、临界比例度法是在纯比例运行下进行的。通过试验,得到临界比例度δ和临K界周期T,然后根据经验总结出来的关系,求出调节器各参数值。( ) K 5、一般来说,测量变送环节的作用方向总是正的。( ) 6、均匀控制系统单从结构上看与简单控制是不同的。( ) 7、采取分程控制通常可以提高控制阀的可调比。( ) 8、积分饱和通常不影响控制系统品质。( ) 9、干扰进入调节系统的位置离调节阀越近,离测量元件越远,调节质量越好。( ) 10、串级调节系统要求对主参数和副参数均应保证实现无差控制。( ) 三、简答题,4×5分, 1、按照设定值的不同形式, 过程控制系统可分为哪几类, 2、何为控制阀的理想流量特性和工作流量特性,常用的调节阀理想流量特性有 哪些, 3、前馈控制与反馈控制的区别有哪些,

过程参数检测及仪表

《过程参数检测及仪表》课程设计 任务书 目的与要求 本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践 环节。通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解, 掌握仪表的基本设计方 法和设计步骤。 主要内容 通过本门课程设计，使学生了解流量测量的基本原理，流量仪表的基本结构，掌握节流 式流量计的设计方法和一般设计步骤。 四、设计（实验）成果要求 提交设计图纸及设计说明书 五、考核方式 答辩 学生姓名：蔡攀指导教师：田沛 2015 年6月19日

、课程设计目的与要求 本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践 环节。通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解，掌握仪表的基本设计方法和设计步骤。 二、课程设计正文 1.第一类命题 （第一题）已知条件：流体为水，工作压力P = 0.58MPa，工作温度t =30 C；管道 D2O =100mm，材料为20号钢旧无缝钢管；节流件为角接取压标准孔板，材料为 1Cr18Ni9Ti ；d?。=50.38mm ；差压i p =5"04Pa，求给定差压值下的水流量q m ? 解: 1.1设计任务书 序号项目符号单位数值 被测介质名称水1 2 流量状态参数：工作压力P MPa 0.58（绝对压力） 3 工作温度t C 30 4 管道直径（20 C下实测值）D20 mm 100 5 管道材料20号钢旧无缝钢管 6 节流件的形式角接取压标准孔板 7 节流件的材料1Cr18Ni9Ti mm 50.38 8 节流件孔径（20 C下实测值）d 20 9 差压值3Pa 50000 1.2辅助计算 （1）查表可得水的密度耳=995.511kg/m3，水的动力粘度=828.005咒10-6Pa-s , 管道线膨胀系数兀=11.16咒10°/C，节流件线膨胀系数S =16.60咒10°化。 由已知的管道直径D20和节流件开孔直径d20计算工作状态下的管道内径D t及节流件开孔 直径d t，即: D t=D20[1 +k D(t -20)] =1OO[1+11.16咒10"x10]=100.01116mm ) d t=d20[1r d(t - 20)] =50.38[1+16.60X10" "0]= 50.38836 mm ) (2)计算直径比 竺鰹6 =0.50383 D t100.01116

过程控制系统

过程控制系统 第一题 问：选择性控制有哪些类型？各有什么特点？简述几种主要的抗积分饱和的措施。 答：选择性控制系统主要有被控变量的选择性控制系统和被控变量测量值的选择性控制系统两种类型。 被控变量的选择新控制系统，当生产处于正常情况时，选择其选择正常控制器的输出信号送给执行器，实现对生产过程的自动控制，此时取代控制器处于开路状态。当生产过程处于非正常情况时，选择其选择取代控制器的输出信号送给执行器，取代控制器代替正常控制器对生产过程进行控制，此时正常控制器出去开路状态。当生产过程恢复正常时，通过选择器的自动切换，仍由原来的正常控制起来控制生产过程的进行。被控变量测量值得选择新控制系统，多个变送器共用一个控制器，选择器对变送器的输出信号进行选择。其主要用途有两个：一是选出几个测量变送信号的最高或最低信号用于控制；二是为了防止仪表故障造成事故，对同一检测点采用多个仪表测量，选出可靠的测量值。 抗积分饱和的措施主要有：限幅法、外反馈法和积分切除法。

● 限幅法:用高低值限幅器，使控制器的输出信号被限制工 作区间内，但这样有可能在正常操作中不能消除系统的 余差。 ● 外反馈法：采用外部信号作为控制器的积分反馈信号， 如此，当控制器处于开环状态时，由于积分反馈信号不 是输出信号本身，就不会形成对偏差的积分作用，从而 可以防止积分饱和现象的出现。 ● 积分切除法：当控制器被选中处于闭环状态时，具有比 例积分作用；若控制器未被选中处于开环状态时，将积 分作用自动切除，使之只有比例作用。这样既不会积分 饱和又能在小偏差时利用积分作用消除偏差。 第二题 问：分程控制系统可以应用于那些场合？请分别举例说明其控制过程，如何整定参数和投运？ 答：分程控制系统可以应用于以下几种场合： 1. 用于扩大控制发的可调范围，以改善控制品质。 通常国产控制阀的可调比R 为30，在绝大部分场合下能满足生产要求。但有些场合要求可调范围很宽，此时一个控制法无法满足生产要求。这种情况下，可将两个口径不同的控制阀当做一个控制法使用，从而扩大可调范围。 如图，若m ax A C =4，100max B C ,且两阀的可调比相等，R=30，忽略大阀的泄漏量，当采用分程控制后，其最小流量为

公路工程试验检测项目参数检验频率一览表

说明 1.本附录“工程类别”主要分为路基工程、桥梁工程、隧道工程、路面工程（底基层、基层、沥青面层、水泥混凝土面层）、交通安全设施5类。工地试验室可根据《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)（第一册土建工程）工程类别划分对应参照执行。 2.“试验检测项目/参数”列为公路工程工地试验室主要检验或外委的原材料、过程质量控制（不包括已完工程实体质量检验）的常用试验检测参数。 3.“施工检验频率”列主要依据产品质量标准、工程施工技术规范等编写，但部分试验检测参数的施工检验频率无明确规定，本附录将此类参数对应的信息栏用斜体或“/”标注（用斜体字标注的，为检验频率参考值；用“/”标注的，满足项目具体规定即可）；监理抽检频率依据《公路工程施工监理规范》（JTG G10-2006）开展。 4.“依据标准”列由于表格容量限制，只列出了标准（规范）代号，完整的标准（规范）代号、名称详见附录5（《标准（规范、规程）引用一览表》）。 5.本附录可作为工地试验室开展试验检测工作时的技术参考，工地试验室在确定具体检验频率时，还应满足项目招标等合同组成文件有关规定。 6.工地试验室在应用本附录过程中，若有关参数的施工检验频率已有明确规定，应予以执行；当标准规范发生更新时，其相应内容应按最新版本予以调整；当本附录内容与标准（规范）要求有出入时，应以标准（规范）规定为准。

试验检测项目/参数检验频率一览表 工程类别：路基工程（一）第1页，共1页

试验检测项目/参数检验频率一览表

工程类别：桥梁工程（二）第1页，共2页

试验检测项目/参数检验频率一览表

过程控制系统知识点

1. 过程控制系统分类： 按结构特点 反馈控制系统：根据系统被控量的偏差进行工作的，偏差值是控制的依据； 前馈控制系统：根据扰动量的大小进行工作，扰动时控制的依据； 前馈——反馈控制系统：开环前馈能针对主要扰动及时迅速的克服其对被控参数的影响；其余次要扰动，则利用反馈控制予以克服； 按信号给定值分类 定制控制系统：系统被控量的给定值保持在规定值不变，或小范围附近不变； 程序控制系统：被控量的给定值按预定的时间程序变化工作； 随动控制系统：被控量的给定值随时间任意变化的控制系统； 2. 建模方法：机理分析法和试验法 4. 执行器（调节阀）由执行机构和调节机构两部分构成。执行器可分为气动执行器、电动执行器、液动执行器三类；气动执行器输入信号为0.02—0.1MPa；电动执行器输入信号为DC 4~20mA； 5. 什么叫气开式调节阀，什么叫气关式调节阀？怎样利用执行机构和调节机构来组成气开、气关式调节阀？ 执行器有气开、气关两种型式。所谓气开式，即当气动执行器输入压力p》0.02MPa时，阀门开始打开，也就是说有信号压力时阀开，无信号压力时阀关。对于气关式则反之，既有信号压力时阀关，无信号压力时阀开。 正作用执行机构与正装调节机构组成气关式调节阀；正作用执行机构与反装调节机构组成气开式调节阀；反作用执行机构与正装调节机构组成气开式调节阀；反作用执行机构与反装调节机构组成气关式调节阀； 6. 何为调节阀的流量特性？何为理想流量特性和工作流量特性？在工程上是怎样来选择调节阀流量特性的？ 执行器的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的关系，即 q/qmax=f(l/L)；q/qmax--相对流量，即执行器某一开度流量与全流量之比；l/L--相对开度，即执行器某一开度行程与全开行程之比；流过执行器的流量不仅与阀的开度有关，同时还与阀前后的压差大小有关。 理想流量特性就是在阀前后压差为一定的情况下得到的流量特性； 工作流量特性即在实际工程使用中，调节阀两端的压力差不为常数时，调节阀的相对开度和相对流量的关系； 流量特性的选择原则：一个过程控制系统，在负荷变动情况下，为了使系统能保持预定的品质指标，则要求系统总放大系数在整个操作范围内保持不变，可以通过适当选择调节阀的特性来补偿被控过程的非线性，从而使系统总的放大系数保持不变。所以当过程特性为非线性时，应选用对数流量特性调节阀，否则就使用直线特性的调节阀。 7. 系统阶跃响应性能指标： 余差C：系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳态值之差。 衰减率：衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。（φ=(B1-B2)/B1）（B1为超调量，B2为到第二个峰值时的超调量）； 最大偏差A：被控参数第一个波的峰值与给定值的差；σ= (y(tp)-y(∞))/ y(∞)*100%； 过渡过程时间ts：系统从受扰动作用时起，到被控参数进入新的稳定值5%的范围内所经历的时间，是衡量控制快速性的指标。

过程控制系统复习总结

过程控制系统知识点总结 ） 一、概论 1、过程控制概念：五大参数。 过程控制的定义：工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。 2、简单控制系统框图。 控制仪表的定义：接收检测仪表的测量信号，控制生产过程正常进行的仪表。主要包括：控制器、变送器、运算器、执行器等，以及新型控制仪表及装置。 控制仪表的作用：对检测仪表的信号进行运算、处理，发出控制信号，对生产过程进行控制。 3、能将控制流程图（工程图、工程设计图册）转化成控制系统框图。 4、DDZ-Ⅲ型仪表的电压信号制，电流信号制。QDZ-Ⅲ型仪表的信号制。它们之间联用要采用电气转换器。 5、电信号的传输方式，各自特点。 电压传输特点： 1). 某台仪表故障时基本不影响其它仪表； 2). 有公共接地点； 3). 传输过程有电压损耗，故电压信号不适宜远传。 第一个字母：参数类型 T ——温度（Temperature ） P ——压力（Pressure ） L ——物位（Level ） F ——流量（Flow ） W ——重量（Weight ） 第二个字母：功能符号 T ——变送器（transmitter ） C ——控制器（Controller ） I ——指示器（Indicator ） R ——记录仪（Recorder ） A ——报警器（Alarm ） 加热炉

电流信号的特点： 1).某台仪表出故障时，影响其他仪表； 2).无公共地点。若要实现仪表各自的接地点,则应在仪表输入、输出端采取直流隔离措施。 6、变送器有四线制和二线制之分。区别。 1、四线制：电源与信号分别传送，对电流信号的零点及元件的功耗无严格要求。 2、两线制：节省电缆及安装费用，有利于防爆。活零点，两条线既是信号线又是电源线。 7、本安防爆系统的2个条件。 1、在危险场所使用本质安全型防爆仪表。 2、在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅，以限制流入危险场所的能量。 8、安全栅的作用、种类。 安全栅的作用： 1、安全栅作为本安仪表的关联设备，可用于传输信号。 2、控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或混合物的点火能量以下， 以确保系统的本安防爆性能。 安全栅的种类：齐纳式安全栅、隔离式安全栅 二、基型调节器 1、基型调节器组成：控制单元和指示单元。基型调节器控制单元构成。 基型控制器又称基型调节器，对来自变送器的1-5V直流电压信号与给定值相比较所产生的偏差进行PID运算，输出4-20mA（DC）直流控制信号。 控制单元：输入电路(偏差差动和电平移动电路)、PID运算电路(由PD与PI运算电路串联)、输出电路(电压、电流转换电路)以及硬、软手操电路； 指示单元：测量信号指示电路、设定信号指示电路。 2、测量信号、给定信号围；外给定信号围。 测量和给定信号：1~5V(DC)； 外给定信号：4～20mA直流电流。（它经过250Ω精密电阻转换成1～5V直流电压） 3、输入电路、输出电路的作用。 输入电路作用： 1). 信号综合。将（U i-U s）后放大两倍反相以U o1输出，即U o1= -2(U i-U s)。 2). 电平转换。将以0V为基准的输入信号转换为以U B（10V）为基准的输出信号U o1。 电平转换的目的：使运算放大器工作在允许的共模输入电压围。 输出电路作用：把PID输出ΔU o3（以UB为基准）转换成4-20mA.DC输出。实现电压—电流转换。 4、放大系数和比例度。

2017年3月补充最新公路工程试验检测项目参数检验频率一览表

附录3 试验检测项目/参数检验频率一览表 说明 1.本附录“工程类别”主要分为路基工程、桥梁工程、隧道工程、路面工程（底基层、基层、沥青面层、水泥混凝土面层）、交通安全设施5类。工地试验室可根据《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)（第一册土建工程）工程类别划分对应参照执行。 2.“试验检测项目/参数”列为公路工程工地试验室主要检验或外委的原材料、过程质量控制（不包括已完工程实体质量检验）的常用试验检测参数。 3.“施工检验频率”列主要依据产品质量标准、工程施工技术规范等编写，但部分试验检测参数的施工检验频率无明确规定，本附录将此类参数对应的信息栏用斜体或“/”标注（用斜体字标注的，为检验频率参考值；用“/”标注的，满足项目具体规定即可）；监理抽检频率依据《公路工程施工监理规范》（JTG G10-2006）开展。 4.“依据标准”列由于表格容量限制，只列出了标准（规范）代号，完整的标准（规范）代号、名称详见附录5（《标准（规范、规程）引用一览表》）。 5.本附录可作为工地试验室开展试验检测工作时的技术参考，工地试验室在确定具体检验频率时，还应满足项目招标等合同组成文件有关规定。 6.工地试验室在应用本附录过程中，若有关参数的施工检验频率已有明确规定，应予以执行；当标准规范发生更新时，其相应内容应按最新版本予以调整；当本附录内容与标准（规范）要求有出入时，应以标准（规范）规定为准。

工程类别：路基工程（一）第1页，共1页类别试验检测项目/参数施工检验频率依据标准检验程序备注 原材料检验 土 1.颗粒分析； 2.界限含水率； 3. 最大干密度；4.最佳含水率； 5.CBR 1次/料场/部位（按照路床、 路堤区分） JTG F10-2006 施工单位按规定 频率自检，监理 单位按规定频率 抽检 / 岩石 1.单轴抗压强度1次/料场，有怀疑时随时检测 原地 面土 1.颗粒分析； 2.界限含水率； 3. 最大干密度；4.最佳含水率；5. 天然含水率 至少2处/km，土质变化时， 视具体情况增加 土工 合成 材料 1.抗压强度； 2.延伸率；3梯形 撕裂强度；4.顶破强度；5.厚度； 6.单位面积质量； 7.垂直渗透系 数；8.土工格栅土工网网孔尺寸 1次/批，每10000m2为1批JTG/T D32-2012 施工、监理单位 分别取样并外委 / 过程质量控制 地基承载力必要时JTG D63-2007 施工、监理单位 可共同检验 / 填土天然含水率每天使用前 JTG F10-2006 施工单位按规定 频率自检，监理 单位按规定频率 抽检 / 土方路基压实度 施工过程中每一压实层每 1000m2至少检验2点，不足 1000m2时检验2点必要时根据 需要增加检验点数 结构物台背填土压实度每压实层每50m2不少于1点JTG/T F50-2011 平整度每200m测2处×10尺 JTG F10-2006 土方路基弯沉 每一双车道评定路段（不超过 1km）测定80～100个点 施工、监理单位 可共同检验 / 料源确定1.在选取土场时，应在上述试验检测参数的基础上增加天然稠度、有机质含量及烧失量的检验； 2.每个土场所有试验检测参数检验1次，同时注意膨胀土、失陷性黄土等特殊土的判别和使用； 3.施工单位通过试验选定土场/石场后，监理单位进行验证试验，并根据试验结果确定土场/石场