1、過程裝備控制技術復習(fx)大綱1.工業生產對過程(guchng)裝備控制的基本要求；過程裝備控制的主要參數；流程工業的四大參量2.控制系統的組成，簡單(jindn)控制系統方框圖、各組成環節及其輸入、輸出、系統各參量的作用。（方框圖中具體實現控制作用的變量）3.控制系統的分類：按給定值、按輸出信號的影響、按系統克服干擾的方式。4.控制系統過渡過程的定義；階躍干擾下過渡過程的基本形式及其使用特點；評價控制系統的性能指標。5.被控對象特性的定義；連續生產過程所遵循的兩個最基本的關系；單容液位對象的自衡特性；有自衡和無自衡作用單容液位對象的區別；被控對象特性的描述形式；一階被控對象；描述被控對象特

2、性的參數及其對對象控制質量的影響（區分控制通道和干擾通道）6.單回路控制系統參數選擇的原則（被控變量、操縱變量、檢測變送環節）；基本的調節規律；位式、比例、積分、微分調節規律的調節原理（數學表達式）及其調節特點（簡單水槽液位控制系統）；PID調節器的參數整定：整定內容、整定方法（臨界比例度法）。7.復雜控制系統的分類；串級控制系統的工作原理、結構組成（主環、副環、粗調、細、調）、工作特點、適用對象（串級控制系統的應用示例）；主、副回路的選擇依據（讓主要干擾位于副回路）；8.前饋控制的控制原理（方框圖）；一種前饋作用只能克服一種干擾；前饋控制相較于反饋控制的特點；前饋-反饋控制系統9.系統誤差、

3、隨機誤差和粗大誤差的含義及減小誤差的方法；儀表的絕對誤差、相對誤差與引用誤差；儀表的精度等級。（習題3-6）10.流量的概念；流量計的分類和基本工作原理；壓差式流量計的工作原理；結構上的核心部件；常見的節流裝置分類。液位的概念；液位計的分類；靜壓式和電容式液位計的工作原理11.變送器的作用、分類；氣動變送器和電動變送器的區別；常用的標準信號（電壓、電流和氣壓信號）；常見的氣動元件和組件。12.安全火花的定義；自動化儀表的防爆結構類型及各自特點；本質安全防爆系統的構成及工作原理。13.執行器按工作能源的分類；電動執行機構按照輸入位移不同可分為角行程和直行程兩種；調節閥的理想流量特性和工作流量特性

4、；常見的流量特性分類及其使用特點；管道串聯時調節閥的工作特性；調節閥的選型內容；調節閥的可調比。14.為什么經常會出現電-氣和氣-電轉換現象；常用的電-氣轉換部件；電氣轉換器及電氣閥門定位器的區別、作用及工作原理。15.計算機控制系統的基本組成；計算機控制系統與常規模擬控制系統的異同點；計算機在過程控制中的應用分類。16.DDC是最基本的計算機控制系統；計算機控制系統PID算法與模擬PID算法實現的區別；DDC的理想(lxing)PID算法(sun f)的三種表達式；DDC系統(xtng)的概念及其主要特點。17.可編程控制器的特點、基本工作原理、編程表達方式。18.單回路控制系統應用：側重于

5、操縱變量的選擇。總體思路：注重概念，注重定性分析，實驗內容題型：填空題（25x1）判斷改錯題（5x2）簡答題（5x4）綜合分析計算題（4題,45分）TIP:樣題第四大題3小題(牛奶干燥)及課本習題1.6(換熱器出口溫度控制系統)必考2005-2006過程裝備控制技術試卷一、填空題（25分）1、工業生產對過程裝備的基本要求是（ ）、（ ）和（ ）等。2、壓差式流量計的核心部件是（ ）常見的節流裝置有（ ）、（ ）、（ ）等。3、液位是指（ ），常用的液位計有（ ）、（ ）、（ ）等。4、在PID調節器中，需要整定的參數為（ ）、（ ）和（ ）。5、調節閥的選型主要包括（ ）、（ ）、（ ）和（

6、）等內容。6、計算機在過程控制中的應用類型一般可分為（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等幾種類型。7、PLC的程序表達方式常采用（ ）、（ ）和（ ）等方法。二、判斷改正題（10分）1、一單純比例控制的液位對象，只要比例度選擇的合適，系統就能跟蹤并最終穩定到設定值。()2、自動調節系統中，滯后的存在總不利于調節的。（）3、時間常數越大，表示對象受干擾作用后，到達新穩態值所需的時間越短。（）4、控制系統中直接產生控制作用的是控制信號。（）5、串聯管路中，隨S值下降，調節閥的等百分比流量特性畸變趨近于直線特性。三、簡答題（20分）1、何為調節器參數的工程整定法，并簡述臨界比例度法進行參數整定的過程。2

7、、試簡要分析計算機控制系統與常規模擬控制系統的異同點。3、試簡要分析本質安全防爆系統的防爆原理。4、何為單容液位對象的自衡作用，并簡要分析產生自衡作用的原因。四、分析計算題（45分）1、如圖為一簡單水槽液位控制系統，要求：（10分）（1）畫出本控制系統方框圖。（2）系統被控變量、控制變量和檢測變送環節各是什么？（3）系統調節機構的輸入、輸出量各是什么，屬哪種調節規律，并推導出節規律的數學表達式。2、聚合(jh)釜溫度(wnd)與流量的串級控制系統，如圖所示，(10分)（1）畫出控制系統(kn zh x tn)方框圖。（2）說明該系統的主、副對象，主、副變量，主、副調節器各是什么？（3）分析系統

8、不采用簡單溫度控制而采用串級溫度、流量控制的原因。*3、如圖為一牛奶干燥過程流程圖，要保證產品質量，需嚴格控制干燥器的溫度，試分析：（15分）（1）影響干燥器溫度的因素有哪些？（2）合理選擇系統控制變量，并說明原因。（3）畫出控制系統方框圖。4、檢定一只量程為5A的電流表，結果如下：（10分）輸入量/A12345示值/A1.101.983.104.085.02試求儀表各示值的絕對誤差、實際相對誤差、示值相對誤差和引用誤差。確定儀表的精度等級過程裝備控制技術試卷標準答案一、填空題（251）1、安全性；經濟性；穩定性2、節流裝置；孔板；噴嘴；文都利管3、容器內液體(yt)介質液面的高低；浮力式；靜

9、壓式；電容式；光纖式；4、比例度；積分(jfn)時間；微分時間5、閥的口徑選擇；型式(xn sh)選擇；固有流量特性選擇；材質選擇6、直接數字控制系統；監督控制系統；分級控制系統；集散控制系統7、梯形圖；語句表；邏輯功能圖二、判斷改正題（52）判斷1分，改正1分1、錯誤。單純的比例控制不可能消除余差。2、錯誤。控制通道的滯后總是不利的，但干擾通道中的容量滯后可以緩和干擾的影響，對控制系統有利。3、錯誤。時間常數越大，表示對象受干擾作用后，到達新穩態值所需的時間越長。4、錯誤。控制系統中直接產生控制作用的是操縱變量。5、正確。三、簡答題（45）1、所謂的工程整定法，就是避開被控對象的特性和數學描

10、述，在被控對象運行時，直接在控制系統中，通過改變調節器參數，觀察被控變量的過渡過程，來獲取調節器參數的最佳數值。臨界比例度法整定參數的步驟是：首先將調節器的積分、微分作用全部去除，在純比例作用調節比例度，直至得到等幅振蕩的階躍干擾過渡過程，此時的比例度和振蕩周期稱為臨界比例度和臨界周期，最后按照相應的經驗公式計算出調節器各參數的整定數值。臨界比例度法參數整定是以閉環系統得到4:1衰減比，且有合適的超調量為目標的。2、計算機直接控制系統與常規模擬控制系統的基本結構相同，有關調節原理和調節過程也相同，都是基于“檢測偏差、糾正偏差”的控制原理。不同之處在于計算機控制系統中，控制器對控制對象的參數、狀

11、態信息的檢測和控制結果的輸出在時間上是斷續的，對檢測信號的分析計算是數字化的，而在模擬控制系統中則是連續的。3、本質安全防爆型是指在正常和故障狀態下，電路及設備產生的火花能量都不足于引起爆炸的防爆類型。它由兩種場所、兩種電路組成，即安裝在危險場所的本質安全電路及安裝在非危險場所的非本質安全電路，兩者間采用防爆安全柵隔離。儀表的防爆性能是靠電路設計來實現和保證：采用低的工作電壓和小的工作電流；用防爆安全柵將危險與非危險場所電路隔開；現場和控制室之間儀表的連接導線不得形成過大的分布電感和電容。4、單容液位對象的自衡作用是指當輸入變量發生變化破壞了被控對象的平衡而引起輸出變量變化時，在沒有人為干預的

12、情況下，被控對象的自身能重新恢復平衡的特性。產生的原因主要是出口閥的流量特性，即在流出變化量很小的情況下，流出量與液位成正比關系，即：qv2=HRs四、計算題1、（1）（3分）（2）系統被控變量是水槽液位，控制變量是杠桿的位置移動(ydng)，檢測變送環節是浮球裝置。（3分）（3）系統(xtng)調節機構的輸入是液位偏差e，輸出量是閥門(f mn)開度的變化，屬于典型的比例調節器，調節規律的數學表達式為：（4分）ut=bae(t)2、（1）串級控制系統方框圖為：（4分）（2）系統的主對象是釜體對象，副對象是冷卻水流量對象；主變量是釜內溫度，副變量是冷卻水流量；主控制器是溫度控制器，副控制器是流

13、量控制器。（3分）（3）因系統控制的溫度對象滯后較大，尤其是帶有夾套傳熱，簡單的單回路溫度控制系統難以達到控制要求。而采用串級控制，將主要干擾集中與副回路，可有效的克服干擾作用，提高控制質量。（3分）3、（1）影響干燥器溫度的主要因素有乳液流量、旁路空氣流量、加熱蒸汽量等。（5分）（2）綜合考慮通道的特性和工藝的可調整性，選擇旁路空氣流量為被控變量最為合適，其調節通道的滯后較小，調節的工藝性也最好。（5分）（3）控制框圖略（5分）4、(1)測量的絕對誤差為：X=X-A0，得到各示值的絕對誤差為：（2分）X1=0.1；X2=-0.02；X3=0.01；X4=0.08；X5=0.02；測量的相對誤

14、差為：=X/X*100%，其中X為約定真值，若用輸入量代替，則為實際相對誤差；若用示值代替，則為示值相對誤差。據此可得到各示值的實際相對誤差為：（2分）1=10%、2=-1%、3=0.33%、4=2%、5=0.4%示值相對誤差分別為：1=9.1%、2=-1.01%、3=0.2%、4=1.96%、5=0.398%儀表的引用誤差為：q=X/S*100%，其中S為儀表量程，5A。據此可得到各示值的引用誤差為：（2分）q1=2%、q2=-0.4%、q3=2%、q4=1.6%、q5=0.4%(2)（4分）儀表的精度等級通常根據(gnj)引用誤差(wch)限來評定。以上計算得到的各示值的引用誤差，不應超出其精度(jn d)等級所確定的引用誤差限。