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WK-009测试作业过程控制系统要求

WK-009测试作业过程控制系统要求
WK-009测试作业过程控制系统要求

1 目的和围

为了防止在测试过程中健康安全与环境事故的发生,制定本规定。

本规定适用于分公司和为分公司提供测试服务的承包商对测试过程的HSE管理。

2 职责

2.1 测试总监负责对承包商测试设备设施的确认。

2.2测试总监负责测试作业过程的HSE管理。

2.3测试总监负责测试过程的生产组织与协调。

2.4承包商负责测试设备设施的检查、安装与调试。

2.5 承包商负责按设计和风险控制要施作业。

2.6 承包商负责对平台的固有设备进行有效性检查。

3 工作容

3.1 生产准备

3.1.1 设备运输和吊装

3.1.1.1在运输设备、设施、物资时,应设置相应的标识。

3.1.1.2承包商负责提供合格的系物、被系物和系物器件。所提供的系物、被系物和系物器件需要检验的,应经过检验确认合格。

3.1.1.3在油气生产平台进行的测试作业,设备吊装执行HSE/WA-027《吊车和其它起重设备的使用、检查与保养》的规定。

3.1.1.4在钻井平台进行的测试作业,设备吊装执行钻井平台的吊装管理规定。3.1.1.5 在进行危险品吊装前,测试承包商应将危险品吊装过程的注意事项向钻井平台或油气生产平台相关人员予以说明。

3.1.2对钻井平台相关设备的检查或验证

3.1.2.1 测试作业前,测试总监组织对井控设备和承压设备进行试压。

3.1.2.2对井控设备和承压设备的试压,由钻井承包商试压人员填写“井控设备和承压设备试压记录”,钻井承包商负责人和测试总监对试压结果进行确认。

3.1.2.3试压前,承包商应对危险区域进行隔离标识,严禁无关人员进入试压区域。

3.1.2.4井口装置试压工作应由作业负责人员申请办理作业许可证。办理规定:

a)在钻井平台进行的试压作业,执行承包商的工作许可规定;

b)在油气生产平台进行的试压作业,执行分公司HSE/WA-013 《工作许可》的规定。

3.1.2.5测试总监组织检查确认钻台指重表、泵压表、扭矩表,泵冲计数器,阻流管汇、压力表等处于有效状态;压缩空气、蒸汽、水电线路畅通,处于备用状态。泥浆脱气器,泥浆池体积传感器等相关设备能够工作正常;各种监测装置应处于完好有效状态,并填写“钻井设备设施检查确认记录”。

3.1.2.6 测试总监组织备用不低于1.5倍井筒量(或根据作业者要求)的压井材料。

3.1.3作业前设备设施的检查

3.1.3.1作业前,测试总监组织对承包商的下列设备设施进行检查、确认,并填写“测试设备设施验证记录”:

1)测试设备设施的有效的证书、证件;

2)承压设备设施的试验(压)报告;

3)防爆设备设施的防爆证书。

3.1.3.2由测试总监按分公司的管理规定和承包商的技术规组织对地面测试设备进行试运转或检查,并填写“地面测试设备试运转或检查记录”,需要试运转或检查的设备有:

1)油嘴管汇及流程管线;

2)换热器;

3)分离器;

4)计量罐;

5)输送泵;

6)储油罐;

7)值班房操作间;

8)压风机;

9)燃烧器。

3.1.3.3 测试总监按分公司的管理规定和承包商的技术规组织对试井设备进行检查,并填写“试井设备检查记录”:

1)井口防喷管系统;

2)试井仪器间;

3)柴油机防火防爆情况;

4)取转样系统。

3.1.4有毒有害及可燃气体监测系统

3.1.

4.1 由承包商组织对有毒有害监测装置、可燃气体监测装置进行检验(校验),测试总监对检验(校验)情况进行检查确认,并填写“有毒有害监测装置、可燃气体监测装置验证记录”。

3.1.

4.2承包商组织对有毒有害监测装置、可燃气体监测装置的安装。

3.1.

4.3测试总监对有毒有害监测装置、可燃气体监测装置安装情况进行监督检查确认。

3.1.5作业前的其他安全检查

3.1.5.1由测试总监组织对现场的消防设备、设施,救生设备配置情况进行检查确认,并填写“HSE检查记录表”。

3.1.5.2 由测试总监组织对现场的防火防爆情况进行检查,防火防爆检查的容包括:设备的防爆证书、作业人员防静电服装的配置和穿戴情况、防静电接地情况、防爆工具使用情况、防爆电器的使用情况、现场可能出现的热工作业及明火、防撞击产生火花情况、火工器材分布等。

3.1.5.3 由测试总监负责组织对放射源管理情况进行监督检查。

3.1.5.4测试总监组织对现场的通讯装置进行检查,确保所有通讯装置的完好性和有效性。

3.1.5.5对检查发现的问题,由测试总监组织进行整改。

3.1.6 HSE会议

测试期间,由测试总监每周组织召开一次HSE会议,提出近期工作的重点和风险,并提出相应的控制措施。在特殊作业前还应召开专门会议,明确工作的风险、控制措施、岗位职责。会后应形成会议记录。

3.2 联合演习

3.2.1作业前,由测试总监组织进行联合演习,并填写HSE/WA-006R02 “安全演习总结表”和HSE/WA-006R03 “溢油演习总结表”。

3.2.2 对演习过程中发现的问题,由测试总监组织整改。

3.3测试作业期间安全管理

3.3.1通用要求

3.3.1.1测试作业中,各岗位人员应严格按测试设计、相关规定进行作业,并熟悉本岗位的风险及相应的控制措施。

3.3.1.2 测试作业人员应掌握并遵守所在平台的HSE管理规定及要求。

3.3.1.3 测试总监组织相关岗位人员对设备设施摆放情况、生产准备、阀门状态进行检查确认。

3.3.1.4进行高处(舷外)作业的人员,应执行所在平台的作业许可、高处(舷外)作业的安全规定。

3.3.1.5 在进行电气作业、冷热工作业、进入限制空间等时,应执行所在平台的相关规定。

3.3.1.6测试总监对承包商人员执行设计情况进行监督检查。

3.3.2射孔作业

3.3.2.1火工品的运输、接收和保存执行HSE/WB-005《危险品安全管理规定》。

3.3.2.2射孔枪安装前,由测试总监组织召开专题安全会议,明确岗位职责,由射孔专业负责人对安全作业提出要求。

3.3.2.3射孔枪的组装、TCP射孔、电缆射孔、哑炮的处理具体执行HSE/WB-018《射孔作业》的相关规定。

3.3.3 起下测试管柱

3.3.3.1 测试总监根据安全措施对作业单位进行交底。

3.3.3.2承包商组织对人员、设备、作业工具等进行作业前的全面检查,并将检查结果向测试总监汇报。

3.3.3.3井下工具需要进行试压,由试压人员填写“井下工具试压表”,并将试压结果交测试总监。已在陆地试压的,应提供陆地的试压报告。

3.3.3.4 测试承包商人员应按规定起下测试管柱。

3.3.3.5在进行压井、起下管柱作业时,应按规定作业,防止井喷的发生。

3.3.3.6当发生井涌、井喷时,执行《海洋钻井手册》第八章第二节第六小节的规定和分公司《应急计划》中的井喷应急处理方案。

3.3.4酸化、防砂、压裂作业

3.3.

4.1 在酸化、防砂、压裂过程中,执行分公司钻完井分册中HSE/WB-020《酸化、

防砂、压裂作业》的规定,在作业中,测试总监履行《酸化、防砂、压裂作业》规

定中钻完井作业者代表的职责。

3.3.

4.2测试液氮作业的人员应经过相关技术培训和其MSDS 的培训后方可进行作

业。

3.3.

4.3 测试总监组织对承包商所使用的注氮设备设施进行检查,确保注氮设备设

施符合液氮的安全要求。

3.3.

4.4在使用液氮中,注意好防洒落措施,并做好铺垫,防止将液氮洒落在甲板、

设备及人员身上。如发生液氮的洒落,应及时用水冲洗。

3.3.

4.5 在液氮使用中,执行承包商液氮操作的安全管理规定。

3.3.5防火防爆安全管理

3.3.5.1在工作区域严禁明火及一切可能产生火花的行为。

3.3.5.2平台要按消防和救生安全规定配备消防器材和救生设备,并使其处于良好

的工作状态。

3.3.5.3井液若导入密闭罐进行重力分离时,分离出的天燃气经软管导入安全区域

排放。

3.3.5.4密闭罐应安装火焰抑制器。

3.3.5.5输油软管线应固定,井液回收罐应有防静电接地装置,以避免静电产生火

花引起火灾。

3.3.5.6在机舱通风口、分离器、密闭罐等处要安装可燃气体监测探头。

3.3.5.7井液回收罐区域、流程区域应按照防爆要求进行安全监督和管理,配备2

台以上便携式可燃气体监测仪器,在开井作业期间由测试总监组织对可燃气体浓度

进行监测。监测人员发现可燃气体的泄漏应立即采取必要的控制泄漏的措施,同时

向测试总监报告。

3.3.5.8测试期间,所使用的电器、电源插座、照明灯具、测试设备或工具应具备

防爆功能。

3.3.5.9测试期间拖轮应在上风方向值班待命,随时听从测试总监的指挥和调动。

3.3.5.10在油气生产平台进行测试作业期间如需动火作业,执行HSE/WA-013 《工作许可》的规定。如在钻井平台,执行钻井平台的工作许可规定。

3.3.6直升机管理

3.3.6.1 测试期间,直升机飞抵平台前应关闭井口暂停放喷燃烧,直到直升机飞离平台。

3.3.6.2开井燃烧期间,严禁直升机在平台起降。

3.3.6.3 在应急情况下,由测试总监采取必要的措施后方可允许直升机在平台起降。

3.3.7放喷燃烧

3.3.7.1放喷燃烧尽可能安排在白天进行。

3.3.7.2现场作业人员应穿戴好劳动防护用品,作业人员在遇到有毒有害气体或其它缺氧环境下工作应穿戴好相应的劳动防护用品。

3.3.7.3燃烧点火时应使用电打火装置。

3.3.7.4燃烧时平台的消防、喷淋设备处于完好状态。

3.3.7.5保持顺风向燃烧,风向转变时应及时转换燃烧器。

3.3.8 开井流动作业安全检查

3.3.8.1开井流动作业前,由测试总监提出检查要求并安排人员进行检查。

3.3.8.2开井流动初期,检查人员应按要求监测井流体是否含有有毒有害气体,如监测发现流体含有有毒有害气体,应及时采取措施并向测试总监报告,并执行HSE/WK-010《含有有毒有害气体井测试作业安全管理规定》。

3.3.8.3按要求检查测试流程管线,用可燃气体报警器监测流程管线有无天然气泄漏,并测定井口、加热炉、分离器等工作场所可燃气体浓度。

3.3.8.4按要求对流程进行巡回检查。

3.3.8.5按要求监测、记录环空压力。

3.3.8.6按要求对分离器压力及液位进行检查,发现溢出或压力升高应立即采取措施并报告测试总监。

3.3.8.7测试总监应安排专人对海面进行观察,若发现原油落海,应组织回收或按规定用消油剂进行处理。

3.3.8.8如检查中发现问题,应及时处理并向测试总监报告。

3.3.9关井

3.3.9.1在关井期间,应观察环空压力。

3.3.9.2在关井期间,应对地面流程进行扫线,地面流程节流闸、阀应处于关闭状态。

3.3.10机采

3.3.10.1在下泵时,应按承包商的技术规执行。

3.3.10.2在下电缆时,应对电缆采取保护措施,并严格应按承包商的技术规执行。

3.3.10.3检查入井电缆的绝缘性及入井处的保护情况,检查电泵的过载保护和漏电保护装置。

3.3.10.4承包商所提供的动力设备应符合平台的动力配置要求。

3.3.10.5 承包商在进行机采设备电器连接时,应执行作业现场电器设备的安全管理规定和隔离锁定管理规定。

3.3.10.6 井口装置裸露旋转的动力部位应设置相应的防护装置。

3.3.10.7 安装完成后应检查井口装置不能有油气的泄漏。

3.3.10.8 在运转过程中,应及时对动力装置的技术参数进行监控,对设备设施进行检查,发现问题及时采取措施处理并报告测试总监。

3.3.11紧急情况的处理

3.3.11.1在测试作业中发生紧急情况时,应按分公司的应急预案进行处理。

3.3.11.2当发生井涌、井喷事故时,由测试总监组织钻井承包商按分公司应急预案和分公司HSE/WB-013《井控管理》的规定进行处理。

3.3.11.3当发生原油污染海洋事故,需要对落海原油用消油剂进行处理时,对消油剂的使用执行分公司HSE/WA-055《消油剂使用管理规定》。

3.3.11.4如需要撤离平台,在撤离前应由测试总监组织对现场进行如下处理:

1)如地层已射开,未下测试管串,则关封井器。

2)如在起下管柱期间,就近坐封同时关闭封井器。

3)如已下完测试管串并坐封末诱流或正在测试中,均实行井下、地面关井,并关封井器。

4)如已测试完毕,管串已起出,如时间允许的情况下下桥塞封井,否则关封井器。

5)对钻台上的钻具及油管,若来得及下井时应下入井中。来不及下井时应实行加固措施;对其它地面试油设备也应实行加固措施。

3.4井液回收

3.4.1对接收井液的罐,必须经过在陆地检查确认后方能投入使用。

3.4.2井液回收罐的进口部分应具有密封盖,出口闸阀部分应装有防碰装置。

3.4.3井液回收罐要有液体导入管,以减少静电的产生。

3.4.4井液回收罐要有接地防静电功能。

3.4.5井液回收过程中的防火防爆管理执行本规定3.3.5的规定。

3.4.6井液回收罐在接收井液时,应由测试总监指定人员对其液位进行监视和测量,防止冒罐。

3.4.7井液回收罐放置,由测试总监和油气生产平台(钻井平台)负责人进行沟通协调,确定井液回收罐的存放位置,存放位置应满足防火防爆、防撞击的要求。3.4.8井液回收罐吊装过程要做好防碰撞和倾翻措施,在吊装前,应对系物及系物器件进行检查。

3.4.9在油气生产平台进行的测试作业,井液回收罐吊装执行HSE/WA-027《吊车和其它起重设备的使用、检查与保养》的规定。

3.4.10在钻井平台进行的测试作业,井液回收罐吊装执行钻井平台的吊装管理规定。

4 相关文件

4.1 HSE/WA-013 工作许可

4.2 HSE/WA-027 吊车和其它起重设备的使用、检查与保养

4.3 HSE/WA-055消油剂使用管理规定

4.4 HSE/WB-005 危险品安全管理规定

4.5 HSE/WB-013 井控管理

4.6 HSE/WB-018 射孔作业

4.7 HSE/WB-020 酸化、防砂、压裂作业

4.8 HSE/WK-010 含有有毒有害气体井测试作业安全管理规定

4.9 海洋钻井手册

4.10 应急计划分公司

4.11 测试井液回收作业规定分公司

5 记录

5.1 HSE/WK-009R01 井控设备和承压设备试压记录

5.2 HSE/WK-009R02 钻井设备设施检查确认记录

5.3 HSE/WK-009R03 测试设备设施验证记录

5.4 HSE/WK-009R04 地面测试设备试运转或检查记录

5.5 HSE/WK-009R05 试井设备检查记录

5.6 HSE/WK-009R06 有毒有害监测装置、可燃气体监测装置验证记录5.7 HSE/WK-009R07 井下工具试压表

5.8 HSE/WA-003R01 HSE检查记录表

5.9 HSE/WA-006R02 安全演习总结表

5.10 HSE/WA-006R03 溢油演习总结表

过程控制系统作业题

过程控制系统作业题 一、填空: 1、建立过程数学模型有和两种基本方法。 2、根据在输入作用下,能否依靠过程自身能力恢复平衡,过程又可分为过程和过程。 3、过程控制系统一般由()、()两部分组成。 4、过程控制一般指控制。 5、对于控制系统的工程设计来说,控制方案的设计是核心。主要包括的内容有, ,,。 6、工业生产对过程控制的要求是多方面的,最终可归纳为三个方面,即,,。 7、PID参数在工程上,常采用的方法有,,,。 8、串级调节主要是改善系统的特性,其主回路是调节,付回路是系统,付回路调节器的给 定值是。在投运时应先投回路,后投回路。 9、调节器正反作用选择原则是()。 10、被控参数的选择有()、()两种选择方法。 11、控制参数选择原则是()、()、()。 12、某比值控制系统要求主动量与从动量的比值为1:2,主动量仪表量程为0-3600T/h,从动量仪表量程为 0-2400T/h。则比值系数为()。 13、某人在整定PID参数时,将比例度设置为25%,调节系统刚好临界振荡,且振荡周期为5分钟,若采用 PI调节,则比例度应选(),积分时间常数应选()。 14、分程调节是指一个调节器的输出,控制两个或多个(),为了实现分程调节,一般需要引入()。 15、分程调节是指一个调节器的输出,控制两个或多个()。 二、选择题: 1、某奶粉生产过程中干燥工艺如下,已知,乳液节流易结块,奶粉的质量取决于其含水量的大小,而含水量与 干燥温度有单值对应关系。因此被控参数可选(),控制参数可选() A:干燥器温度 B:奶粉含水量 C:乳液流量 D:空气旁通量 E:加热蒸汽量

2、在选择调节阀流量特性是,一般线性过程选(),而非线性过程选() A:快开特性。 B:直线特性。 C:等百特性。 D:抛物线特性。 3、在选择调节阀口径时是根据() A:介质流量。 B:流通能力。 C:扰动的大小。 D:被控参数的要求 4、一个热交换器如图所示,用蒸汽将进入其中的冷水加热至一定温度,生产要求热水温度要保持定值(t+1℃)。 因此被控参数可选(),控制参数可选()。 A:热水温度 B:冷水温度 C:蒸汽流量 D:蒸汽温度 5、某压力变送器的量程是0-1MPa,其输出信号的范围是4-20mA,当其输出16 mA时,则压力测量值是() A:0.85 MPa。 B:0.8 MPa。 C:0.75 MPa。 D:0.7 MPa。 6、在用凑试法,整定PID参数时,正确的方法是() ①、先使调节器T I=∞、T D=0,调比例度,使系统的过度过程达到满意效果。(一般为4∶1衰减震荡) ②、将比例度放大1.2倍,T D=0,T I由大到小凑试,直至达到满意效果。 ③、将比例度放大1.2倍,T D=0,T I由小到大凑试,直至达到满意效果。 ④、将T D置于0.25T I,增大比例度,直至达到满意效果。 ⑤、将T D置于0.25T I,减小比例度,直至达到满意效果。 A ①、②、④ B ①、②、⑤ C ①、③、④ D ①、③、⑤ 三、简答: 1、试用矩型脉冲响应曲线法求加热炉的数学模型。当脉冲t=2分,幅植为2T/h时,其实验数据如下; 试由矩型脉冲响应曲线转换成阶跃响应曲线 2、某生产过程,其控制流程如下;试确定调节阀是气开,还是气关?调节器是正作用,还是反作用?

过程控制系统习题解答

《过程控制系统》习题解答 1-1 试简述过程控制的发展概况及各个阶段的主要特点。 答:第一个阶段50年代前后:实现了仪表化和局部自动化,其特点: 1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表 2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统 3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数 4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定,消除或减少主要扰动对生产过程的影响 5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论,主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题 第二个阶段60年代来:大量采用气动和电动单元组合仪表,其特点: 1、过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能,适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统 2、计算机系统开始运用于过程控制 3、过程控制系统方面为了特殊的工艺要求,相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统(串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、选择性控制) 4、在过程控制理论方面,现代控制理论的得到了应用 第三个阶段70年代以来:现代过程控制的新阶段——计算机时代,其特点: 1、对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算系统进行多参数综合控制 2、自动化技术工具方面有了新发展,以微处理器为核心的智能单元组合仪表和开发和广泛应用 3、在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用 4、集散控制系统的广泛应用 第四个阶段80年代以后:飞跃的发展,其特点: 1、现代控制理论的应用大大促进了过程控制的发展 2、过程控制的结构已称为具有高度自动化的集中、远动控制中心 3、过程控制的概念更大的发展,包括先进的管理系统、调度和优化等。 1-2 与其它自动控制相比,过程控制有哪些优点?为什么说过程控制的控制过程多属慢过程? 过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。 一、连续生产过程的自动控制 连续控制指连续生产过程的自动控制,其被控量需定量控制,而且应是连续可调的。若控制动作在时间上是离散的(如采用控制系统等),但是其被控量需定量控制,也归入过程控制。 二、过程控制系统由过程检测、控制仪表组成 过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具,对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。 三、被控过程是多种多样的、非电量的 现代工业生产过程中,工业过程日趋复杂,工艺要求各异,产品多种多样;动态特性具有大惯性、大滞后、非线性特性。有些过程的机理(如发酵等)复杂,很难用目前过程辨识方法建立过程的精确数学模型,因此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。 四、过程控制的控制过程多属慢过程,而且多半为参量控制 因为大惯性、大滞后等特性,决定了过程控制的控制过程多属慢过程;在一些特殊工业生产过程中,采用一些物理量和化学量来表征其生产过程状况,故需要对过程参数进行自动检测和自动控制,所以过程控制多半为参量控制。

过程控制系统复习题

过程控制系统复习题 一.选择题(每题2分,共10题,共20分) 1.过程控制系统由几大部分组成,它们是:( C ) 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. 在简单控制系统中,接受偏差信号的环节是( B )。 A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象 3. 串级控制系统主、副对象的时间常数之比,T01/T02=( )为好,主、副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 4. 过渡过程品质指标中,余差表示( )。 A.新稳态值与给定值之差 B.测量值与给定值之差 C.调节参数与被调参数之差 D.超调量与给定值之差 5.PID调节器变为纯比例作用,则( )。 A. 积分时间置∞、微分时间置∞ B. 积分时间置0、微分时间置∞ C. 积分时间置∞,微分时间置0 D. 积分时间置0,微分时间置0 6.( )在阀芯行程比较小时,流量就比较大,随着行程的增加,流量很快地达到最大。 A. 快开流量特性 B. 线性流量特性 C. 抛物线流量特性 D. 等百分比流量特性 7.闭环控制系统是根据( )信号进行控制的。 A.被控量 B.偏差 C.扰动 D.给定值 8.衡量控制准确性的质量指标是( )。 A.衰减比 B.过渡过程时间 C.最大偏差 D.余差 9.对象特性的实验测取常用的方法是( )。

A.阶跃响应曲线法 B.频率特性法 C.比例积分法D.最小二乘法 10.用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( )的调节阀。 A.快开特性B.等百分比特性C.线性 D.抛物线特性 11.调节具有腐蚀性流体,可选用( )阀。 A.单座阀 B.双座阀 C.蝶阀D.隔膜阀 12.调节阀接受调节器发出的控制信号,把( )控制在所要求的围,从而达到生产过程的自动控制。 A. 操纵变量 B.被控变量 C. 扰动量 D. 偏差 13.串级调节系统主调节输出信号送给( )。 A.调节阀B.副调节器 C. 变送器 D. 主对象 14.在阶跃扰动作用下,过程控制系统的过渡过程出现的形式如下,( )是一种稳定控制系统 A.发散振荡过程 B.等幅振荡过程 C.衰减振荡过程 D.非振荡发散过程 15. 串级控制系统参数整定步骤应为( )。 A. 先主环,后副环 B.先副环后主环 C.只整定副环 D.没有先后顺序 16. 引起被调参数偏离给定值的各种因素称( )。 A.调节 B.扰动 C.反馈 D.给定 17.依据所测物理量的不同, 控制系统可分为( )。 A.压力控制系统、物位控制系统、流量控制系统、温度控制系统等 B.指示型、记录型、讯号型、远传指示型、累积型等 C.离散型和连续型 D.以上都不对 18.在简单的控制系统中,扰动主要针对( )环节。 A.测量变送 B.控制器 C.控制阀 D.被控对象 19.经验凑试法的关键是“看曲线,调参数”。在整定中,观察到曲线最大偏差大且趋于非周

《过程控制系统》复习题

《过程控制系统》复习题 一、填空题 1.随着控制通道的增益K 0的增加,控制作用 ,克服干扰的能力 , 系统的余差 ,最大偏差 。 2.从理论上讲,干扰通道存在纯滞后, 系统的控制质量。 3.建立过程对象模型的方法有 和 。 4.控制系统对检测变送环节的基本要求是 、 和 。 5. 控制阀的选择包括 、 、 和 。 6.防积分饱和的措施有 、 和 。 7.如果对象扰动通道增益f K 增加,扰动作用 ,系统的余差 , 最大偏差 。 8.在离心泵的控制方案中,机械效率最差的是 。 9.DDZ-Ⅱ型仪表由220V 交流电压单独供电,DDZ-Ⅲ型仪表由 统一供电。 10.对PID 调节器而言,当积分时间I T →∞,微分时间0D T =时,调节器呈 调节特 性。 11.在相同的条件下,用同一仪表对某一工艺参数进行正反行程的测量,相同的被测量值得 到的正反行程测量值的最大差值称为 。 12.由于系统中物料或者能量的传递需要克服一定的阻力而产生的滞后被称为___________。 13.在被控对象的输入中,_______________应该比干扰变量对被控变量的影响更大。 14.按照给定值对控制系统进行分类,如果给定值按事先设定好的程序变化,则控制系统为_______________。 15.当系统的最大超调量与最大偏差相等时,系统的余差值等于___________。 16.确定调节阀气开气关型式主要应考虑________________。 17.常用的抗积分饱和措施有限幅法和____________。 18与反馈控制能够克服所有干扰不同,前馈控制能够克服_________种干扰。 二、 单选题 1. 下列( )不是测量仪表的技术性能指标。

过程控制作业题标准答案

《过程控制系统》思考题 一. 1.什么叫串级控制系统?绘制其结构方框图。 串级控制系统是由两个控制器的串接组成,一个控制器的输出做为另一个控制器的设定值,两个控制器有各自独立的测量输入,有一个控制器的给定由外部设定。 2.与单回路控制系统相比,串级控制系统有哪些主要特点? 多了一个副回路,形成双闭环。特点:主控制器输出改变副控制器的设定值,故副回路构成的是随动系统,设定值是变化的。在串级控制系统中,由于引入了一个副回路,不仅能及早克服进入副回路的扰动,而且又能改善过程特性。副调节器具有“粗调”的作用,主调节器具有“细调”的作用,从而使其控制品质得到进一步提高。 3.为什么说串级控制系统由于存在一个副回路而具有较强的抑制扰动的能力?

①副回路的快速作用,对于进入副回路的干扰快速地克服,减小了干扰对主变量的影响; ②引入副回路,改善了副对象的特性(减小副对象的相位滞后),提高了主回路的响应速度,提高了干扰的抑制能力; ③副回路可以按照主回路的要求对副变量进行精确控制; ④串级系统提高了控制系统的鲁棒性。 4.串级控制系统在副参数的选择和副回路的设计中应遵循哪些主要原则? ①将主要干扰包括在副回路; ②副回路尽量包含多的干扰; ③为保证副回路的快速响应,副对象的滞后不能太长; ④为提高系统的鲁棒性,将具有非线性时变部分包含于副对象中; ⑤需要对流量实现精确的跟踪时,将流量选为副对象。 5.串级控制系统通常可用在哪些场合? * 应用于容量滞后较大的过程 * 应用于纯时延较大的过程 * 应用于扰动变化激烈而且幅度大的过程 * 应用于参数互相关联的过程 *应用于非线性过程 6.前馈控制与反馈控制各有什么特点?绘制前馈控制系统结构方框图。

期末考试过程控制判断题

判断题 1.在控制系统中,被控变量是被控制的物理装置或物理过程。(Y ) 2.设计串级控制系统时应该把所有干扰包括在副环中。(N ) 3. 开环控制是一种没有反馈的简单控制。( Y ) 4. 等幅振荡是过渡过程基本形式之一,如果系统出现等幅振荡,则该系统是稳定的。( N ) 5. 对于干扰通道,时间常数越大则越有利于调节。( Y ) 6. 串级控制系统的整定都是先整定主环再整定副环(N )。 7. 前馈控制是一种开环控制系统(Y )。 8. 机理分析法是被控对象建模的唯一方法(N )。 9. 测温仪表测量温度时,可以与被测介质成顺流安装(N )。 10.热电偶温度计必须作冷端温度补偿(Y )。 11.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。(Y ) 12. 由调节器输出至被调参数间的所有环节称为干扰通道。(N) 13. 过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。(Y ) 14. 按控制系统的输出信号是否反馈到系统的输入端可分为开环系统和闭环系统。(Y) 15. 在一个定值控制系统中,被控变量不随时间变化的平衡状态,也即被控变量变化率等于零的状态,称为系统的动态。(N) 16. 临界比例度法是在纯比例运行下通过试验,得到临界比例度δK 和临界周期TK,然 后根据经验总结出来的关系,求出调节器各参数值。(Y) 17. 对干扰通道时间常数越小越好,这样干扰的影响和缓,控制就容易。(N ) 18. 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。(N) 19. 前馈控制是按照干扰作用的大小进行控制的,如控制作用恰到好处,一般比反馈控制要及时。( Y) 20. 串级控制系统对进入主回路的扰动具有较强的克服能力。(N)

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

过程控制作业答案2014

第一章 概述 1.1 过程控制系统由哪些基本单元构成?画出其基本框图。 控制器、执行机构、被控过程、检测与传动装置、报警,保护,连锁等部件 1.2 按设定值的不同情况,自动控制系统有哪三类? 定值控制系统、随机控制系统、程序控制系统 1.3 简述控制系统的过渡过程单项品质指标,它们分别表征过程控制系统的什么性能? a.衰减比和衰减率:稳定性指标; b.最大动态偏差和超调量:动态准确性指标; c.余差:稳态准确性指标; d.调节时间和振荡频率:反应控制快速性指标。 第二章 过程控制系统建模方法 习题2.10 某水槽如图所示。其中F 为槽的截面积,R1,R2和R3均为线性水阻,Q1为流入量,Q2和Q3为流出量。要求: (1) 写出以水位H 为输出量,Q1为输入量的对象动态方程; (2) 写出对象的传递函数G(s),并指出其增益K 和时间常数T 的数值。 (1)物料平衡方程为123d ()d H Q Q Q F t -+= 增量关系式为 123d d H Q Q Q F t ??-?-?= 而22h Q R ??= , 33 h Q R ??=, 代入增量关系式,则有23123 ()d d R R h h F Q t R R +??+=? (2)两边拉氏变换有: 23 123 ()()()R R FsH s H s Q s R R ++ =

故传函为: 23232 3123 ()()()11R R R R H s K G s R R Q s Ts F s R R +=== +++ K=2323 R R R R +, T=23 23R R F R R + 第三章 过程控制系统设计 1. 有一蒸汽加热设备利用蒸汽将物料加热,并用搅拌器不停地搅拌物料,到物料达到所需温度后排出。试问: (1) 影响物料出口温度的主要因素有哪些? (2) 如果要设计一温度控制系统,你认为被控变量与操纵变量应选谁?为什么? (3) 如果物料在温度过低时会凝结,据此情况应如何选择控制阀的开、闭形式及控制器 的正反作用? 解:(1)物料进料量,搅拌器的搅拌速度,蒸汽流量 (2)被控变量:物料出口温度。因为其直观易控制,是加热系统的控制目标。 操作变量:蒸汽流量。因为其容易通过控制阀开闭进行调整,变化范围较大且对被 控变量有主要影响。 (3)由于温度低物料凝结所以要保持控制阀的常开状态,所以控制阀选择气关式。控制 器选择正作用。 2. 如下图所示为一锅炉锅筒液位控制系统,要求锅炉不能烧干。试画出该系统的框图,判断控制阀的气开、气关型式,确定控制器的正、反作用,并简述当加热室温度升高导致蒸汽蒸发量增加时,该控制系统是如何克服干扰的? 解:系统框图如下:

过程控制系统选择题

选择题 1. 工业控制中常用PID 控制,这里的P 指(A)。 A 比例 B 比例度 C 积分时间 D 微分时间 2. 工业控制中常用PID控制,这里的I 指(B)。 A 比例系数 B 积分 C 微分 D 积分时间 3. 工业控制中常用PID 控制,这里的D 指(C)。 A 比例系数 B 积分 C 微分 D 积分时间 4. 在计算机控制系统里,通常当采样周期T 增大时,系统的稳定性将(B)。 A 变好 B 变坏 C 不受影响 D 不确定 5、控制阀的流量随着开度的增大迅速上升,很快地接近最大值的是(C)。 A、直线流量特性 B、等百分比流量特性 C、快开流量特性 D、抛物线流量特性 6、控制器的反作用是指(D)。 A.测量值大于给定值时,输出增大 B.给定值增大,输出减小 C.测量值增大,输出增大 D. 测量值增大,输出减小 7、在自控系统中,确定控制器、控制阀、被控对象的正、反作用方向必须按步骤进行,其先后排列次序为(D)。 A、控制器、控制阀、被控对象 B、控制阀、被控对象、控制器 C、被控对象、控制器、控制阀 D、被控对象、控制阀、控制器 8、控制系统中控制器正.反的确定依据是(B) A、实现闭环回路的正反馈 B、实现闭环回路的负反馈 C、系统放大系数恰到好处 D、生产的安全性 9、DDZ-Ⅲ控制器(C)的切换为有扰动的切换。 A、从"硬手动"向"软手动"; B、从"硬手动"向"自动"; C、从"自动"向"硬手动"; D、从"自动''向"软手动"。 10、下列不正确的说法是(D)。 A、控制器是控制系统的核心部件; B、控制器是根据设定值和测量值的偏差进行PID、运算的; C、控制器设有自动和手动控制功能; D、数字控制器可以接收4~20mA、电流输入信号。 11、控制器的比例度和积分时间正确说法是(B)。 A、比例度越大,比例作用越强; B、积分时间越小,积分作用越强; C、比例度越大,比例作用越弱,积分时间越大,积分作用越强; D、比例度越小,比例作用越弱,积分时间越小,积分作用越弱。 12、选择操纵变量应尽量使控制通道的(B )。 A、功率比较大; B、放大系数适当大; C、时间常数适当大; D、偏差信号尽量大。 13、选择被控变量应尽量使干扰通道(B)。 A、放大系数适当大、时间常数适当小、功率比较大 B、放大系数小、时间常数大 C、时间常数适当小、滞后时间尽量小、偏差信号尽量小 D、滞后时间尽量小、偏差信号尽量小、功率比较大 14、PID 控制器变为纯比例作用,则(C)。 A、积分时间置∞、微分时间置∞ B、积分时间置0、微分时间置∞

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;

过程控制系统复习题

过程控制系统复习题 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

过程控制系统复习题 一.选择题(每题2分,共10题,共20分) 1.过程控制系统由几大部分组成,它们是:( C ) 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. 在简单控制系统中,接受偏差信号的环节是( B )。 A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象 3. 串级控制系统主、副对象的时间常数之比,T01/T02=( )为好,主、副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 4. 过渡过程品质指标中,余差表示( )。 A.新稳态值与给定值之差 B.测量值与给定值之差 C.调节参数与被调参数之差 D.超调量与给定值之差 调节器变为纯比例作用,则( )。 A. 积分时间置∞、微分时间置∞ B. 积分时间置0、微分时间置∞ C. 积分时间置∞,微分时间置0 D. 积分时间置0,微分时间置0 6.( )在阀芯行程比较小时,流量就比较大,随着行程的增加,流量很快地达到最大。 A. 快开流量特性 B. 线性流量特性 C. 抛物线流量特性 D. 等百分比流量特性 7.闭环控制系统是根据( )信号进行控制的。 A.被控量 B.偏差 C.扰动 D.给定值 8.衡量控制准确性的质量指标是( )。 A.衰减比 B.过渡过程时间 C.最大偏差 D.余差

9.对象特性的实验测取常用的方法是( )。 A.阶跃响应曲线法 B.频率特性法 C.比例积分法 D.最小二乘法 10.用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( )的调节阀。 A.快开特性 B.等百分比特性 C.线性 D.抛物线特性 11.调节具有腐蚀性流体,可选用( )阀。 A.单座阀 B.双座阀 C.蝶阀 D.隔膜阀 12.调节阀接受调节器发出的控制信号,把( )控制在所要求的范围内,从而达到生产过程的自动控制。 A. 操纵变量 B.被控变量 C. 扰动量 D. 偏差 13.串级调节系统主调节输出信号送给( )。 A.调节阀 B.副调节器 C. 变送器 D. 主对象 14.在阶跃扰动作用下,过程控制系统的过渡过程出现的形式如下,( )是一种稳定控制系统 A.发散振荡过程 B.等幅振荡过程 C.衰减振荡过程 D.非振荡发散过程 15. 串级控制系统参数整定步骤应为( )。 A. 先主环,后副环 B.先副环后主环 C.只整定副环 D.没有先后顺序 16. 引起被调参数偏离给定值的各种因素称( )。 A.调节 B.扰动 C.反馈 D.给定 17.依据所测物理量的不同, 控制系统可分为( )。 A.压力控制系统、物位控制系统、流量控制系统、温度控制系统等 B.指示型、记录型、讯号型、远传指示型、累积型等 C.离散型和连续型

过程控制系统与仪表复习题

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××=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××(-)=-37240 Pa 所以,差压变送器需要进行负迁移,负迁移量为 迁移后该差变的测量范围为-~ 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×/=3.4m,即实际可测液位范围为 0~3.4m。 如果要求H=3.0m时差变输出满刻度(20mA), 则可在负迁移后再进行量程调整, 使得当Δp=-+=-时,差变的输出达到20mA。 三、有一台电动差压变送器,表量程为25000Pa,对应的最大流量为50t/h,工艺要求40t/h时报警。问:①不带开方器时,报警值设定在多少?②带开方器时,报警信号设定在多少? 参考答案: ①不带开方器时对应40t/h流量的差压 ΔP1= 25000(40/50)2=16000Pa 对应40t/h流量的输出 I出1=(16000/25000)16+4= ∴报警值S= ②带开方器时, ∵ΔQ=KΔP 对应40t/h流量的差压 ΔP2= 25000(40/50)=20000Pa 对应40t/h流量的输出 I出2=(20000/25000)16+4= ∴报警值S=

过程控制作业答案

第一章概述 1.1 过程控制系统由哪些基本单元构成?画出其基本框图。 控制器、执行机构、被控过程、检测与传动装置、报警,保护,连锁等部件 1.2 按设定值的不同情况,自动控制系统有哪三类? 定值控制系统、随机控制系统、程序控制系统 1.3 简述控制系统的过渡过程单项品质指标,它们分别表征过程控制系统的什么性能? a.衰减比和衰减率:稳定性指标; b.最大动态偏差和超调量:动态准确性指标; c.余差:稳态准确性指标; d.调节时间和振荡频率:反应控制快速性指标。 第二章过程控制系统建模方法 习题2.10 某水槽如图所示。其中F为槽的截面积,R1,R2和R3均为线性水阻,Q1为流入量,Q2和Q3为流出量。要求: (1)写出以水位H为输出量,Q1为输入量的对象动态方程; (2)写出对象的传递函数G(s),并指出其增益K和时间常数T的数值。

(1)物料平衡方程为123d ()d H Q Q Q F t -+= 增量关系式为 123d d H Q Q Q F t ??-?-?= 而22h Q R ??= , 33 h Q R ??=, 代入增量关系式,则有23123 ()d d R R h h F Q t R R +??+=? (2)两边拉氏变换有: 23 123 ()()()R R FsH s H s Q s R R ++ = 故传函为: 232323123 ()()()1 1R R R R H s K G s R R Q s Ts F s R R +=== +++ K=2323 R R R R +, T=23 23R R F R R + 第三章 过程控制系统设计 1. 有一蒸汽加热设备利用蒸汽将物料加热,并用搅拌器不停地搅拌物料,到物料达到所需温度后排出。试问: (1) 影响物料出口温度的主要因素有哪些? (2) 如果要设计一温度控制系统,你认为被控变量与操纵变量应选谁?为什么? (3) 如果物料在温度过低时会凝结,据此情况应如何选择控制阀的开、闭形式及控制器 的正反作用? 解:(1)物料进料量,搅拌器的搅拌速度,蒸汽流量 (2)被控变量:物料出口温度。因为其直观易控制,是加热系统的控制目标。 操作变量:蒸汽流量。因为其容易通过控制阀开闭进行调整,变化范围较大且对被

过程控制系统复习题

《过程控制系统》复习题 一、图1为一蒸汽加热设备,利用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。试问: ①影响物料出口温度的主要因素有哪些? 若选择蒸汽流量为操纵变量,设计一温度控制系统,画出控制原理框图。 ②设被控对象传递函数为s e s s G 5.00123 )(-+= ,调节阀为2)(=s G v ,检测变送单元为1)(=s G m ,当要求出口温度准确控制时,选用何种控制规律?为什么? ③上述单回路控制系统中,当控制器的积分时间常数增大时,对系统的性能指标稳定性、控制精度及调节速度各有什么影响?并解释原理。 ④上述控制系统用PI 控制规律,按4:1衰减曲线整定参数后,改用PID 控制规律,仍然保持整定在4:1衰减曲线上,这时比例增益和积分时间常数如何调整?为什么? 二、 如图2所示的系统,要求原油出口温度精确控制在设定值上,要求: ①当燃料气压力波动为主要干扰时,应怎样组成串级?将控制方案画在工艺流程图上。 ②确定控制方案后,系统的主要干扰量是哪些?分析副回路能克服的干扰量。 ③选控制阀采用气开阀,确定主副控制器的正反作用。 ④在系统稳定的情况下,如果燃料气压力突然升高,结合控制阀开闭形式及控制器的正反作用,分析该串级控制系统的工作过程。 搅拌器 物料入口 蒸汽 冷凝水 出口 图1

图2 三、图2所示的系统,要求原油出口温度精确控制在设定值上,要求: ①当原油流量是主要干扰量,设计前馈反馈控制系统,将控制方案画在工艺流程图上。 ②设被控对象传递函数为123 )(0+=s s G ,控制阀为2)(=s G v ,温度检测变送单 元2)(=s G m ,干扰通道为1 25 .0)(+=S S G PD ,设控制器为9)(=s G c ,计算前馈控制 器的数学模型。 ③分析串级控制系统和前馈反馈控制系统克服干扰方式的优缺点。 图2 燃烧气 出口温度 炉膛温度 原油 燃烧气 出口温度 炉膛温度 原油

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。

过程控制系统模拟试题

过程控制系统试题 一、填空题(20') 1、典型的过程控制系统由控制器、执行机构、被控对象和测量变送装置等环节构成。 2、对过程控制系统的基本性能要求有三点,分别为稳定性、快速性、和准确性。 3、根据使用的能源不同,调节阀可分为气动调节阀、液动调节阀和电动调节阀三大类。 4、扰动通道静态放大系数越大,则系统的稳态误差越大。控制通道的静态放大系数越大,表示控制作用越灵敏,克服扰动能力越强。 5、串级控制系统主回路一般是一个定值控制系统,副回路一般是一个随动控制系统。 6、常用的解耦控制设计方法有前馈补偿解耦、反馈解耦法、对角解耦法、单位阵解耦法。 二、单项选择题(10') 1、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,( C )是衡量系统快速性的质量指标。 A)最大偏差B)衰减比C)振荡周期D)余差 2、下列叙述中不是串级控制系统的特点的是( C ) A.结构上由两个闭环组成B.对二次扰动有很明显的克服作用C.系统中有两个调节阀D.提高了整个系统的响应速度 3、串级控制系统系统中存在的二次扰动来源于它的(B)

A)主回路B)副回路C)主副回路都有D)不能确定 4、下面前馈控制系统中对过程的控制质量没有影响的是(D) A)控制通道放大倍数Ko B)扰动通道放大倍数Kf C)扰动通道时间常数D)扰动通道纯滞后时间 5、用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( A )特性的调节阀。 A、快开特性 B、等百分比特性 C、线性 D、抛物线特性 三、判断题(10') 1、串级控制系统中应使主要和更多的干扰落入副回路。(√) 2、过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。(√) 3、扰动量是作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素(×)答案:扰动量是除操纵变量外作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。 4、对干扰通道时间常数越小越好,这样干扰的影响和缓,控制就容易。(×) 答案:时间常数越大越好,这样干扰的影响和缓,控制就容易 5、串级控制系统中主调节器以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。(×)答案:串级控制系统中主调节器以“慢调”、“细调”作用,使主参数稳定在设定值上,副调节器则以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。 6、测量滞后一般由测量元件特性引起,克服测量滞后的办法是在调节规律中增加积分环节。(×) 答案:微分作用能起到超前调节的作用,因此能克服纯滞后;积分作用能克服余差。

计算机过程控制作业答案

2-6某水槽如题图2-1所示。其中A 1为槽的截面积,R 1、R 2均为线性水阻,Q i 为流入量,Q 1和Q 2为流出量要求: (1)写出以水位h 1为输出量,Q i 为输入量的对象动态方程; (2)写出对象的传递函数G(s)并指出其增益K 和时间常数T 的数值。 图2-1 解:1)平衡状态: 02010Q Q Q i += 2)当非平衡时: i i i Q Q Q ?+=0;1011Q Q Q ?+=;2022Q Q Q ?+= 质量守恒:211 Q Q Q dt h d A i ?-?-?=? 对应每个阀门,线性水阻:11R h Q ?= ?;2 2R h Q ?=? 动态方程:i Q R h R h dt h d A ?=?+?+?2 11 3) 传递函数:)()()1 1(2 11s Q s H R R S A i =++ 1)11(1)()()(211 +=++== Ts K R R S A s Q s H s G i 这里:2 112 1212 111111R R A T R R R R R R K += +=+= ; 2 Q 1 1

2-7建立三容体系统h 3与控制量u 之间的动态方程和传递数,见题图2-2。 解:如图为三个单链单容对像模型。被控参考△h 3的动态方程: 3233 Q Q dt h d c ?-?=?;22R h Q ?=?;33R h Q ?=?; 212 2Q Q dt h d c ?-?=?;11R h Q ?=? 11 1 Q Q dt h d c i ?-?=? u K Q i ?=? 得多容体动态方程: u KR h dt h d c R c R c R dt h d c c R R c c R R c c R R dt h d c c c R R R ?=?+?+++?+++?333 3322112 3 2313132322121333321321)()( 传递函数:3 22133)()()(a s a s a s K s U s H s G +++== ; 这里: 3 213213 32132133213213 3221123213213 1313232212111 ; c c c R R R kR K c c c R R R a c c c R R R c R c R c R a c c c R R R c c R R c c R R c c R R a = =++=++=

过程控制系统与仪表复习题

过程控制系统与仪表复习题 一、判断题: 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. 扰动量是作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。(×) 答案:扰动量是除操纵变量外作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。 3. 由调节器输出至被调参数间的所有环节称为干扰通道。(×) 答案:由调节器输出至被调参数间的所有环节称为调节通道。 4. 过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。(√) 5. 由控制阀操纵,能使被控变量恢复到设定值的物料量或能量即为操纵变量。(√) 6. 按控制系统的输出信号是否反馈到系统的输入端可分为开环系统和闭环系统。(√) 7. 在闭环控制系统中,按照设定值的情况不同,可分为定值控制系统、前馈控制系统、程序控制系统。(×) 答案:在闭环控制系统中,按照设定值的情况不同,可分为定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。 8. 在一个定值控制系统中,被控变量不随时间变化的平衡状态,也即被控变量变化率等于零的状态,称为系统的动态。(×) 答案:在一个定值控制系统中,被控变量不随时间变化的平衡状态,也即被控变量变化率等于零的状态,称为系统的静态,静态是一种相对静止状态。 9. 对一个系统总是希望能够做到余差小,最大偏差小,调节时间短,回复快。(√) 10. 时间常数越小,被控变量的变化越慢,达到新的稳态值所需的时间也越长。(×) 答案:时间常数越大,被控变量的变化越慢,达到新的稳态值所需的时间也越长。 11. 时间常数指当对象受到阶跃输入作用后,被控变量达到新稳态值的63.2 %所需要的时间。(√) 12. 对干扰通道时间常数越小越好,这样干扰的影响和缓,控制就容易。(×) 答案:时间常数越大越好,这样干扰的影响和缓,控制就容易。 13. 放大倍数K 取决于稳态下的数值,是反映静态特性的参数。(√) 14. 对于控制通道来说希望τ越大越好,而对扰动通道来说希望τ适度小点好。(×) 答案:控制通道τ越小越好,而对扰动通道来说希望τ适度大点好 15. 对象特性放大系数Κm是动特性,时间常数Tm和滞后时间τm是测量元件和变送器的静态特性。(×) 答案:对象特性放大系数Κm是静特性,时间常数Tm和滞后时间τm是测量元件和变送器的动特性。 16. 对纯滞后大的调节对象,为克服其影响,可引入微分调节作用来克服。(×) 答案:微分作用能起到超前调节的作用,但不能克服纯滞后。 17. 当调节过程不稳定时,可增大积分时间或加大比例度,使其稳定。(√) 18. 比例调节过程的余差与调节器的比例度成正比,比例度越大则余差越大。(√)

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