第一章自动控制系统基本概念 1?什么是化工自动化？它有什么重要意义？ 答:在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动 地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。 实现化工自动化，能加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量、减轻劳动强度、保证生产安全，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。 2. 化工自动化主要包括哪些内容？ 答:化工生产过程自动化，一般包括自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等方面的内容。 3. 自动控制系统怎样构成？各组成环节起什么作用？ 答:自动控制系统主要由两大部分组成。一部分是起控制作用的全套自动化装置，对于常规仪表来说，它包括检测元件及变送器、控制器、执行器等；另一部分是受自动化装置控制的被控对象。 在自动控制系统中，检测元件及变送器用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号(如气压信号或电压、电流信号等)。控制器将检测元件及变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号(如气压信号或电流信号)发送给执行器，执行器能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流人(或流出)被控变量的物料量或能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求。 什么叫操纵变量？ 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。(或：具体实现控制作用的变量叫做操纵变量) 4. 闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？ 答自动控制系统按其基本结构形式可分为闭环自动控制系统和开环自动控制系统。 闭环自动控制是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。如图1-1 ( a)即是一 个闭环自动控制。图中控制器接受检测元件及变送器送来的测量信号，并与设定值相比较得到偏差信号，再根据偏差的大小和方向，调整蒸汽阀门的开度，改变蒸汽流量，使热物料出口温度回到设定值上。从图1-1, (b)所示的控制系统方块图可以清楚看出，操纵变量(蒸汽流量)通过被控对象去影响被控变量，而被控 变量又通过自动控制装置去影响操纵变量。从信号传递关系上看，构成了一个闭合回路。 葵汽 (a) (b) 图1-1闭环自动控制基本结构 开环控制系统是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系统。即操纵变量通过被控对象去影响被控变量，但被控变量并不通过自动控制装置去影响操纵变量。从信号传递关系上看， 未构成闭合回路。 开环控制系统分为两种，一种按设定值进行控制，如图1-2 (a)所示。这种控制方式的操纵变量(蒸汽流 量)与设定值保持一定的函数关系，当设定值变化时，操纵变量随其变化进而改变被控变量。另一种是按扰 动进行控制，即所谓前馈控制系统，如图1-2 (b)所示。这种控制方式是通过对扰动信号的测量，根据其变 化情况产生相应控制作用，进而改变被控变量。
第一章，自动控制系统 1、化工自动化主要包括哪些内容。自动检测，自动保护，自动操纵和自动控制等。 2、闭环控制系统与开环控制系统的区别。闭环控制系统有负反馈，开环系统中被控变量是不反馈到输入端的。 3、自动控制系统主要有哪些环节组成。 自动化装置及被控对象。 4、什么是负反馈，负反馈在自动控制系统中的意义。这种把系统的输出信号直接或经过一些环节重新返回到输入端的做法叫做反馈，当反馈信号取负值时叫负反馈。 5、自动控制系统分类。定值控制系统，随动控制系统，程序控制系统 6、自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有及影响因素。最大偏差，衰减比，余差，过渡时间，振荡周期对象的性质，主要包括换热器的负荷大小，换热器的结构、尺寸、材质等，换热器内的换热情况、散热情况及结垢程度等。 7、什么是静态和动态。当进入被控对象的量和流出对象的量相等时处于静态。从干扰发生开始，经过控制，直到系统重新建立平衡，在这一段时间中，整个系统的各个环节和信号都处于变动状态之中，所以这种状态叫做动态。 第二章，过程特性及其数学模型 1、什么是对象特征，为什么要研究它。对象输入量与输出量之间的关系系统的控制质量与组成系统的每一个环节的特性都有密切的关系。特别是被控对象的特性对控制质量的影响很大。 2、建立对象的数学模型有哪两类 机理建模：根据对象或生产过程的内部机理，列写出各种有关的平衡方程，从而获取对象的数学模型。 实验建模：用实验的方法来研究对象的特性，对实验得到的数据或曲线再加以必要的数据处理，使之转化为描述对象特性的数学模型。 混合建模：将机理建模和实验建模结合起来的，先由机理分析的方法提供数学模型的结构形式，然后对其中某些未知的或不确定的参数利用实测的方法给予确定。 3、反映对象特性的参数有哪些。各有什么物理意义。它们对自动控制系统有什么影响。 放大系数K:对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比。对象的放大系数K越大，就表示对象的输入量有一定变化时对输出量的影响越大。 时间常数T:对象受到干扰作用后，被控变量到达新的稳定值所需的时间。时间常数越大，表示对象受到干扰作用后，被控变量变化的越慢，到达新的稳定值所需的时间越长。滞后时间: 在受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速地变化，这样造成了滞后所需的时间。滞后的存在不利于控制，系统受到干扰作用后，由于存在滞后，被控变量不能立即反映出来，于是就不能及时产生控制作用，整个系统的控制质量就会受到严重的影响，所以应当尽量把滞后时间减到最小。 4、对象的纯滞后和容量滞后各是什么原因造成的对控制过程有什么影响。传递滞后一般由于介质的输送需要一段时间而引起的，或是测量点选择不当，测量元件安装不合适造成的。容量滞后由于物料或能量的传递需要通过一定阻力而引起的。滞后的存在不利于控制，系统受到干扰作用后，由于存在滞后，被控变量不能立即反映出来，于是就不能及时产生控制作用，整个系统的控制质量就会受到严重的影响。 第三章，检测仪表 1、测量过程将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程。 2、何谓测量误差，测量误差的表示方法主要有哪两种，各是什么意义。由仪表读得的被测值与被测真值之间总是存在一定的差距，这一差距就是测量误差。绝对误差：仪表指示值和被测量读得真值之间的差值。 相对误差：某一点的绝对误差与标准表在这一点的指示值之比。
化工仪表设计规范 发布时间：11-05-31 来源：点击量：15720 字段选择：大中小 第一章仪表位号 1.1仪表位号组成 由仪表功能标志和仪表回路编号组成 PIC-110 仪表位号 PIC仪表功能标志 110仪表回路编号 1.2仪表功能标志 仪表功能标志应该符合《HG-T 20505-2000过程测量和控制仪表的功能标志及图形 符号》3.1.1规定，主要内容如下： 仪表功能标志的常用组合字母见《HG-T 20505-2000过程测量和控制仪表的功能标 志及图形符号》表3.1.2 功能标志的首位字母选择应与被测变量或引发变量相应，可以不与被处理的变量相 符。如为调节流量的调节阀，用在液位系统中的功能标志是LV，而不是FV。 仪表功能标志的首位字母后面可以附加一个修饰字母，这时原来的被测变量就变成一 个新变量。如在首位字母P、T后面加D，变成PD、TD，原来的压力、温度就变成压差、温差。 仪表功能标志的后继字母后面也可附加一个或两个修饰字母，以对读出功能进行修 饰。如功能标志PAH中，后继字母A后面加H，它限制读出功能A的报警为高报警。 功能标志的字母编组的字母数，一般不超过4个。为了减少字母编组的字母数，对于 一台仪表同时用于指示和记录同一被测变量时，可以省略1（指示）。 仪表功能标志的所有字母均应大写。 1.3仪表回路编号
回路编号可以用工序加仪表顺序号组成，也可以用其他规定的方法进行编号。 FIC-116 1 —工序号，16 —顺序号 也可无工序号，如FSHL-2 仪表位号按不同的被测变量分类，同一装置（或工序）同类被测变量的仪表位号中的顺序号应是连续的，顺序号中间可以空号；不同被测变量的仪表位号不能连续编号。 如果同一仪表回路中有两个以上功能相同的仪表，可以用仪表位号附加尾缀字母（尾缀字母应大写）的方法以示区别。女口TV-110A和TV-110B表示同一回路中有两台控制阀。 当不同工序的多个检测元件共用一台显示仪表时，显示仪表的位号不表示工序号，只 编顺序号;检测元件的位号是在共用显示仪表后面加后缀。如多点温度指示仪的位号为 TI-1，其检测元件的位号为TI-1-1、TI-1-2 oooooo等。 当一台仪表由两个或多个回路共用时，各回路的仪表位号都应标注。如一台双笔记录仪要记录流量FR-121和压力PR-131时，仪表位号为FR-121/ PR-131 。 l在自控专业表格类的设计文件中，编写仪表位号的要求是，一般情况下功能标志后继字母不再附加修饰字母，如带上、下限报警（联锁）的指示、控制系统的位号，只编写PIA-110、TIS-111，不需将报警联锁的修饰字母H、L编写出来。 1.4仪表的图形符号 单台常规仪表： DCS系统： PLC系统： 1.5PID图中仪表的各种连线规定 细实线作为仪表连线的场合： 1）工艺参数测量点与检测装置或仪表的连接线
化工仪表及自动化——简答题详解 第一章 3.闭环控制系统和开环控制系统有什么不同？ 答：闭环控制系统是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。从信号传递关系上看，构成了一个闭合回路。开环控制系统是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。从信号传递关系上看，未构成闭合回路。 4.自动控制系统主要有哪些环节组成？ 答：自动控制系统主要有三个环节组成：检测、运算、执行 10.什么是干扰作用？什么是控制作用？是说明两者关系。 答：干扰作用是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；控制作用是通过对被控变量的测量得到测量值，使其与给定值比较，得出偏差信号。两者关系是控制作用的一部分职能就是减小或消除干扰对被控变量的影响。 12.什么是负反馈？负反馈在自动控制系统中的重要意义？ 答：系统的输出变量是被控变量，但是它经过测量元件和变送器后，又返回到系统的输入端，能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。负反馈在自动控制系统中的重要意义是当被控变量，y受到干扰的影响而升高时，只有负反馈才能使反馈信号升高，经过比较到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降回到给定值，这样就达到了控制的目的。
第二章 2.何谓对象的数学建模？静态数学模型与动态数学模型有什么区别？ 答：对象的数学模型指对象特性的数学描述。 静态数学模型：描述的是对象在静态时的输入量与输出量之间的关系； 动态数学模型：描述的是对象在输入量改变以后输出量的变化情况。 4.建立对象的数学模型有哪两类主要方法？ 答：机理建模、实验建模。 9.为什么说放大系数K是对象的静态特性？而时间常数T和滞后时间τ是对象的动态特性？ 答:放大系数K反映的是：对象处于稳定状态下的输出和输人之间的关系。 时间常数T 是指：当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态值所需的时间 滞后时间τ是指：对象在受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速地变化这种现象的参数。 11.已知一个对象特性具有纯滞后的一阶特性，其时间常数为5，放
第二章 1．什么是被控对象特性?什么是被控对象的数学模型?研究被控对象特性有什么重要意义? 答：被控对象特性是指被控对象输入与输出之间的关系。即当被控对象的输入量发生变化时，对象的输出量是如何变化、变化的快慢程度以及最终变化的数值等。对象的输入量有控制作用和扰动作用，输出量是被控变量。因此，讨论对象特性就要分别讨论控制作用通过控制通道对被控变量的影响，和扰动作用通过扰动通道对被控变量的影响。 定量地表达对象输入输出关系的数学表达式，称为该对象的数学模型。 在生产过程中，存在着各种各样的被控对象。这些对象的特性各不相同。有的较易操作，工艺变量能够控制得比较平稳；有的却很难操作，工艺变量容易产生大幅度波动，只要稍不谨慎就会越出工艺允许的范围，轻则影响生产，重则造成事故。只有充分了解和熟悉对象特性，才能使工艺生产在最佳状态下运行。因此，在控制系统设计时，首先必须充分了解被控对象的特性，掌握它们的内在规律，才能选择合适的被控变量、操纵变量，合适的测量元件和控制器，选择合理的控制器参数，设计合乎工艺要求的控制系统。特别在设计新型的控制系统时，例如前馈控制、解耦控制、自适应控制、计算机最优控制等，更需要考虑被控对象特性。 2．简述建立对象的数学模型两种主要方法。 答：一是机理分析法。机理分析法是通过对对象内部运动机理的分析，根据对象中物理或化学变化的规律(比如三大守恒定律等)，在忽略一些次要因素或做出一些近似处理后推导出的对象特性方程。通过这种方法得到的数学模型称之为机理模型，它们的表现形式往往是微分方程或代数方程。 二是实验测取法。实验测取法是在所要研究的对象上，人为施加一定的输入作用，然后，用仪器测取并记录表征对象特性的物理量随时间变化的规律，即得到一系列实验数据或实验曲线。然后对这些数据或曲线进行必要的数据处理，求取对象的特性参数，进而得到对象的数学模型。 3．描述简单对象特性的参数有哪些?各有何物理意义? 答：描述对象特性的参数分别是放大系数K、时间常数T、滞后时间 。 放大系数K放大系数K在数值上等于对象处于稳定状态时输出的变化量与输入的变 化量之比，即
工仪表及自动化（自制课后答案终极版） 第一章自动控制系统基本概念 1.什么是化工仪表与自动化？它有什么重要意义？ 答：化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的方法，称为化工自动化。 它的重要意义如下 加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量。 减轻劳动强度、改善劳动条件。 能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用率、保障人身安全的目的。 生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平，以适应当代信息技术革命和信息产业革命的需要。 2.化工自动化主要包括哪些内容？ 答：①自动检测系统，利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、指示或记录的部分②自动信号和联锁保护系统，对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置，是生产过程中的一种安全装置 ③自动操纵及自动开停车系统自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤,将生产过程自动地投入运行或自动停车。 ④自动控制系统对生产中某些关键性参数进行自动控制,使它们在受到外界干扰的影响而偏离正常状态时,能自动地调回到规定的数值范围内。 3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？ 答；开环控制系统不能自动地觉察被控变量的变化情况，也不能判断操纵变量的校正作用是否适合实际需要。也就是最本质的区别是闭环控制系统有负反馈。开环系统中，被控变量是不反馈到输入端的。闭环控制系统可以及时了解被控对象的情况，有针对性的根据被控变量的变化情况而改变控制作用的大小和方向，从而使系统的工作状态始终等于或接近与所希望的状态。 4.自动控制系统主要由哪些环节组成？ 答：主要由测量与变送器、自动控制器、执行器、被控对象组成。 9.试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量？ 答：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被控对象。 生产过程中所要保持恒定的变量，在自动控制系统中称为被控变量。 工艺上希望保持的被控变量即给定值。 具体实现控制作用的变量叫做操纵变量。 12.什么是负反馈？负反馈在自动控制系统中有什么重要意义？ 答：系统的输出变量是被控变量，但是它经过测量元件和变送器后，又返回到系统的输入端，能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。 负反馈在自动控制系统中的重要意义是当被控变量，y受到干扰的影响而升高时，只有负反馈才能使反馈信号升高，经过比较到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降回到给定值，这样就达到了控制的目的。
第一章自动控制系统基本概念 4.自动控制系统主要由哪些环节组成？ 答：主要由测量与变送器、自动控制器、执行器、被控对象组成。 9.试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量？ 答：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被控对象。 生产过程中所要保持恒定的变量，在自动控制系统中称为被控变量。 工艺上希望保持的被控变量即给定值。 具体实现控制作用的变量叫做操纵变量。 12.什么是负反馈？负反馈在自动控制系统中有什么重要意义？ 答：系统的输出变量是被控变量，但是它经过测量元件和变送器后，又返回到系统的输入端，能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。 负反馈在自动控制系统中的重要意义是当被控变量，y受到干扰的影响而升高时，只有负反馈才能使反馈信号升高，经过比较到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降回到给定值，这样就达到了控制的目的。 11.图1-18 所示试画方框图，并指出该系统的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被 被控对象：反应器被控变量：反应温度操纵变量：冷却水流量：干扰变量A、B的流量、温度。 13.结合11题，说明该温度控制系统是一个具有负反馈的闭环系统。 当被控变量反应温度上升后，反馈信号升高，经过比较使控制器的偏差信号e降低。此时，控制器将发出信号而使控制阀的开度变大，加大冷却水流量，从而使被控变量下降到S.P。所以该温度控制系统是一个具有反馈的闭环系统。 14.图1-18所示的温度控制系统中，如果由于进料温度升高使反应器内的温度超过给定值，试说明此时该控制系统的工作情况，此时系统是如何通过控制作用来克服干扰作用对被控制变量影响的？ 当反应器的温度超过给定值时，温度控制器将比较的偏差经过控制运算后，输出控制信号使冷却水阀门开度增大，从而增大冷却水流量，使反应器内的温度降下来。这样便可以通过控制作用克服干扰作用对被控变量的影响。 15.按给定值形式不同，自动控制系统可分为定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。 18.什么是自动控制系统的过渡过程？它有哪几种基本形式？ 系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程，称为系统的过渡过程。 非周期衰减过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程。 20.自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有哪些？影响这「些品质指标的因素是什么？ 答：自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有最大偏差、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或频率。 影响因素有被控对象的额性质，自动化装置的选择和调整。
第三章 1．什么是真值？什么是约定真值？相对真值？ 答：真值是一个变量本身所具有的真实值，它是一个理想的概念，一般是无法得到的。所以在计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。 约定真值是一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。实际测量中以在没有系统误差的情况下，足够多次的测量值之平均值作为约定真值。 相对真值是指当高一级标准器的误差仅为低一级的1/3~1/20时，可认为高一级的标准器或仪表示值为低一级的相对真值。 2．什么叫仪表的基本误差、测量误差和附加误差?有何区别? 答：仪表的基本误差是指在规定条件下仪表的误差。仪表在制造厂出厂前，都要在规定的条件下进行校验。规定条件一般包括环境温度、相对湿度、大气压力、电源电压、电源频率、安装方式等。仪表的基本误差是仪表本身所固有的，它与仪表的结构原理，元器件质量和装配工艺等因素有关，基本误差的大小常用仪表的精度等级来表示。 使用仪表测量参数时，测量的结果不可能绝对准确。这不仅因为仪表本身有基本误差，而且还因为从开始测量到最后读数，要经过一系列的转换和传递过程，其中受到使用条件、安装条件、周围环境等一系列因素影响，也要产生一定的误差。所以在很多情况下，仪表的显示数值与标准值(真实值)之间存在着一个差值，这个差值称为测量误差。通常情况下，仪表的测量误差大于基本误差，因为测量过程还产生-二些附加误差。 附加误差是仪表在非规定的参比工作条件下使用时另外产生的误差。如电源波动附加误差，温度附加误差等。 3．什么是仪表的反应时间?用什么方法表示? 答：当用仪表对被测量进行测量时，被测量突然变化以后，仪表指示值总要经过一段时间后才能准确地显示出来。反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快地反应出参数变化的品质指标。反应时间的长短，实际上反映了仪表动态特性的好坏。 反应时间的表示方法有两种。 (1)当输入信号突然变化一个数值后，输出信号将由原始值逐渐变化到新稳态值。仪表的输出信号(即指示值)由开始变化到新稳态值的63．2％所用的时间，即为反应时间。 (2)用变化到新稳态值的95％所用的时间来表示反应时间。 4．什么是压力?它的法定计量单位是什么?
化工仪表设计规 发布时间：11-05-31 来源：点击量：15720 字段选择：大中小 第一章仪表位号 1.1 仪表位号组成 由仪表功能标志和仪表回路编号组成 PIC-110 仪表位号 PIC 仪表功能标志 110 仪表回路编号 1.2 仪表功能标志 仪表功能标志应该符合《HG-T 20505-2000 过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号》3.1.1规定，主要容如下： 仪表功能标志的常用组合字母见《HG-T 20505-2000 过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号》表 3.1.2 功能标志的首位字母选择应与被测变量或引发变量相应，可以不与被处理的变量相符。如为调节流量的调节阀，用在液位系统中的功能标志是LV，而不是FV。 仪表功能标志的首位字母后面可以附加一个修饰字母，这时原来的被测变量就变成一个新变量。如在首位字母P、T后面加D，变成PD、TD，原来的压力、温度就变成压差、温差。 仪表功能标志的后继字母后面也可附加一个或两个修饰字母，以对读出功能进行修饰。如功能标志PAH中，后继字母A后面加H，它限制读出功能A的报警为高报警。 功能标志的字母编组的字母数，一般不超过4个。为了减少字母编组的字母数，对于一台仪表同时用于指示和记录同一被测变量时，可以省略I(指示)。 仪表功能标志的所有字母均应大写。
1.3仪表回路编号 回路编号可以用工序加仪表顺序号组成，也可以用其他规定的方法进行编 号。 FIC-116 1—工序号，16—顺序号 也可无工序号，如FSHL-2 仪表位号按不同的被测变量分类，同一装置(或工序)同类被测变量的仪表位号中的顺序号应是连续的，顺序号中间可以空号;不同被测变量的仪表位号不能 连续编号。 如果同一仪表回路中有两个以上功能相同的仪表，可以用仪表位号附加尾缀字母(尾缀字母应大写)的方法以示区别。如TV-110A和TV-110B表示同一回路中有两台控制阀。 当不同工序的多个检测元件共用一台显示仪表时，显示仪表的位号不表示工序号，只编顺序号;检测元件的位号是在共用显示仪表后面加后缀。如多点温度 指示仪的位号为TI-1，其检测元件的位号为TI-1-1、TI-1-2。。。。。。等。 当一台仪表由两个或多个回路共用时，各回路的仪表位号都应标注。如一台双笔记录仪要记录流量FR-121和压力PR-131时，仪表位号为FR-121/ PR-131。 l在自控专业表格类的设计文件中，编写仪表位号的要，一般情况下功能标 志后继字母不再附加修饰字母，如带上、下限报警(联锁)的指示、控制系统的位号，只编写PIA-110、TIS-111，不需将报警联锁的修饰字母H、L编写出来。 1.4仪表的图形符号 单台常规仪表： DCS系统： PLC系统： 1.5PID图中仪表的各种连线规定
- - - 第一章自动控制系统基本概念 2.化工自动化主要包括哪些内容？ 答:化工生产过程自动化，一般包括自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等方面的内容 3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？ 答.闭环控制系统具有负反馈到输入端的能力，它可以随时了解被控对象的情况，有针对地根据被控变量的变化情况而改变控制作用的大小和方向，从而使系统的工作状态始终等于或接近于所希望的状态。而开环控制系统，被控变量的情况是不反馈到输入端的。 4.自动控制系统主要由哪些环节组成？ 答:主要环节有，被控变量，测量元件和变送器，控制器，控制阀（执行器）。 12.什么是负反馈？负反馈在自定控制系统中有什么重要意义？ 答: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，并能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。 自动控制系统由于具备负反馈作用，可以随时了解被控对象的情况，有针对地根据被控变量的变化情况使反馈信号升高，经过比较，到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降到给定值，这样就达到了控制的目的。 15.按给定值的不同，自动控制系统可分为哪几类？ 答：定值控制系统，随动控制系统（自动跟踪系统），程序控制系统（顺序控制系统）。20.自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有哪些？影响这些品质指标的因素是什么？答:衰减振荡过程的品质指标主要有：最大偏差、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期(或频率)等。 影响因素:很大程度上决定于对象的性质，例如温控系统中，属于对象性质的主要素有，换热器的负荷大小，换热器的结构，尺寸，材质，换热器内的换热情况，散热情况及结垢程度等。自动化装置的选择和调整不当，也会直接影响控制质量。
第一章自动控制系统基本概念 2.化工自动化主要包括哪些内容 答:化工生产过程自动化，一般包括自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等方面的内容 3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同 答.闭环控制系统具有负反馈到输入端的能力，它可以随时了解被控对象的情况，有针对地根据被控变量的变化情况而改变控制作用的大小和方向，从而使系统的工作状态始终等于或接近于所希望的状态。而开环控制系统，被控变量的情况是不反馈到输入端的。 4.自动控制系统主要由哪些环节组成 答:主要环节有，被控变量，测量元件和变送器，控制器，控制阀（执行器）。 12.什么是负反馈负反馈在自定控制系统中有什么重要意义 答: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，并能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。 自动控制系统由于具备负反馈作用，可以随时了解被控对象的情况，有针对地根据被控变量的变化情况使反馈信号升高，经过比较，到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降到给定值，这样就达到了控制的目的。 15.按给定值的不同，自动控制系统可分为哪几类 答：定值控制系统，随动控制系统（自动跟踪系统），程序控制系统（顺序控制系统）。20.自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有哪些影响这些品质指标的因素是什么 答:衰减振荡过程的品质指标主要有：最大偏差、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期(或频率)等。 影响因素:很大程度上决定于对象的性质，例如温控系统中，属于对象性质的主要素有，换热器的负荷大小，换热器的结构，尺寸，材质，换热器内的换热情况，散热情况及结垢程度等。自动化装置的选择和调整不当，也会直接影响控制质量。 22.略，各自下去弄懂。
化工仪表及自动化习题（2014）（含答案） 一、填空题 1.自动控制系统是由被控对象、测量变送装置、控制器和执行器组成。 2.自动控制在阶越干扰作用下的过渡过程有：非周期衰减过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程几种基本形式。 3.描述对象特性的参数有：放大系数K、时间常数T、滞后时间τ。 4.自动控制系统与自动检测、自动操纵等系统相比较最本质的区别为自动控制系统有负反馈。 5.控制阀的理想流量特性主要有直线流量特性、等百分比流量特性、抛物线流量特性、快开特性等几种。 6.研究对象的特性就是用数学的方法来描述出对象输入量与输出量之间的关系，这种对象特性的数学模型主要有静态数学模型和动态数学模型两大类。 7.标准信号是指物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号。例如，直流电流4~20mA空气压力0.02~0.1MPa 都是当前通用的标准信号。 8.弹性式压力计是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。例如弹簧管压力计、波纹管压力计和膜式压力计。 9.热电阻温度计主要是测量500℃以下的中、低温，目前应用最广泛的热电阻是铂电阻和铜电阻。 10.节流件应用最广泛的是孔板，其次是喷嘴、文丘里管。 11.化工自动化是一门综合性的技术学科，它应用自动控制学科、仪器仪表学科及计算机学科的理论和技术服务于化学工程学科。 12.了实现化工生产过程自动化，一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。 13.差压式流量计是基于流体流动的节流原理，采用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的，差压式流量计也称为节流式流量计。 14.气动差压变送器中，当液位高度H为0时，变送器输出信号为0.02MPa的气压信号，当液位高度H为最高时，变送器输出信号为0.1MPa。 15.电气式压力计的种类有霍尔片式压力传感器、应变式压力传感器、压阻式压力传感器、电容式压力变送器，霍尔片式弹簧管压力表的核心是：霍尔元件，它是利用霍尔元件将由压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势，从而实现压力的间接测量。其实质是将压力转换成电信号进行传输及显示的仪表。 16.转子流量计是以压降不变，利用节流面积的变化来反映流量大小，从而实现流量测量的仪表。它又称恒压式流量计、变面积式流量计，适用于测量管径50mm以下管道的测量。据指示形式与传送信号不同分指示式、电远传式、气远传式转子流量计三种。通过转子流量计介质的流量与转子在锥形管中平衡时的高度成正比。转子流量计的标定：在工业基准状态（20℃，0.10133MPa）下用水或空气标定。 二、名词解释 1.霍尔效应：电子在霍尔片中运动（电子逆Y轴方向运动）时，由于受电磁力的作用，而使电子的运动轨道发生偏移，造成霍尔片的一个端面上有电子积累，另一个端面上正电荷过剩，于是在霍尔片的X轴方向上出现电位差，这一点位差称为霍尔电势，这一种物理现象就称为“霍尔效应”。 2.显示仪表：在生产过程中对各种参数进行指示、记录或累积的仪表。 3.卡曼涡街：把一个漩涡发生体（非流线型对称物体）垂直插在管道中，当流体绕过漩涡发生体时会在其左右两侧后方交替产生旋转方向相反的漩涡，称为卡曼涡街。 4.工艺管道及控制流程图：在控制方案确定后，根据工艺设计给出的流程图，按其流程顺序标注出相应的测量点、控制点、控制系统及自动信号与联锁保护系统等，便成了工艺管道及控制流程图（PID图）。 5.过渡过程：系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。 6.节流效应：流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象。 7.测量过程：将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程。一般利用专门的技术工具（即测量仪表），将被测参数经过一次或多次的信号能量形式的转换，最后获得一种便于测量的信号能量形式，并由指针位移或数字形式显示出来。 8.热电势：热电偶是由两种不同材料的导体A 和B 焊接而成，当组合成闭合回路，若导体A和B的连接处温度不同，则在此闭合回路中就有电流产生，也就是说回路中有电动势存在，这个电动势叫热电势。 9.控制对象：自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。
绪论 一、填空题 1．工业自动化根据生产过程的特点分为三种类型：（）、（）、（）。 2．仪表按其功能可分为四种：（）、（）、（）、（）。 3．自动化系统包括四个系统（）、（）、（）、（）。 第一章化工测量仪表 一、填空题 1．化工生产过程中的工艺变量包括四个热工量，即（）、（）、（）、（）。 2．精度数值（），精度越高。 3．当被测压力高于大气压时，用（）表示，当被测压力低于大气压力时，用（）表示。 4．垂直作用在单位面积上的力叫做压力，也称（）。 5．测量流体流量的仪表叫（），测量总量的仪表叫（）。6．椭圆齿轮流量计属于（）测量方法。 7．转子流量计是（）仪表。 8．工业上常用的热电阻有（）和（）两种。 9．按照规定型号配用热电偶的（），注意（）不能接错。
10．单位时间内流体流过某一截面的数量称为（）。 11．流量的表示方法有（）和（）两种。12．这种把系统的输出信号返回到输入端的作法叫（）。13．如果返回的信号对原输入信号有增强的作用叫（）。14．如果返回的信号对原输入信号有削弱的作用叫（）。15．开口容器或密闭容器中两相介质的分界面高低叫做（）。16．通常把气相与液相之间的分界面叫做（）。 17．把气相与固相之间的分界面叫做（）。 18．表征物体冷热程度的物理量叫（）。 19．我们用热电特性同热电偶热电极相接近的材料来取代热电极，将热电偶的冷端延伸到远离热点，温度稳定的地方，这种材料的导线叫（） 20．设法使冷端保持在0℃或进行一定的修正的方法称为（）二、单项选择题 1．测量原理属于差压式流量计的是（） A．转子流量计B．椭圆齿轮流量计 C．涡轮流量计D．电磁流量计 2．压力温度计运用于测量（）的温度。 A．0~300 ℃B．高于500℃ C．低于500℃D．0~400℃ 3．自由端温度补偿解决了（）的问题。 A．自由端温度为0 B．自由端温度不为0
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和联系； 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和静态特性的意义； 5. 掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下，过渡过程的形式和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、自动保护和自动控制等方面的内容。 2. 自动控制系统的基本组成: 被控对象和自动化装置（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。 定值控制系统：给定值为常数； 随动控制系统：给定值为变数，要求跟随变化； 程序控制调节系统：按预定时间顺序控制参数。 2. 在阶跃扰动作用下，控制系统的过渡过程有哪几种形式？其中哪些形式能基本满足控制要求？
第一章,自动控制系统 1、化工自动化主要包括哪些内容。 自动检测,自动保护,自动操纵与自动控制等。 2、闭环控制系统与开环控制系统的区别。 闭环控制系统有负反馈,开环系统中被控变量就是不反馈到输入端的。 3、自动控制系统主要有哪些环节组成。 自动化装置及被控对象。 4、什么就是负反馈,负反馈在自动控制系统中的意义。 这种把系统的输出信号直接或经过一些环节重新返回到输入端的做法叫做反馈,当反馈信号取负值时叫负反馈。 5、自动控制系统分类。 定值控制系统,随动控制系统,程序控制系统 6、自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有及影响因素。 最大偏差,衰减比,余差,过渡时间,振荡周期 对象的性质,主要包括换热器的负荷大小,换热器的结构、尺寸、材质等,换热器内的换热情况、散热情况及结垢程度等。 7、什么就是静态与动态。 当进入被控对象的量与流出对象的量相等时处于静态。 从干扰发生开始,经过控制,直到系统重新建立平衡,在这一段时间中,整个系统的各个环节与信号都处于变动状态之中,所以这种状态叫做动态。 第二章,过程特性及其数学模型 1、什么就是对象特征,为什么要研究它。 对象输入量与输出量之间的关系 系统的控制质量与组成系统的每一个环节的特性都有密切的关系。特别就是被控对象的特性对控制质量的影响很大。 2、建立对象的数学模型有哪两类 机理建模:根据对象或生产过程的内部机理,列写出各种有关的平衡方程,从而获取对象的数学模型。 实验建模:用实验的方法来研究对象的特性,对实验得到的数据或曲线再加以必要的数据处理,使之转化为描述对象特性的数学模型。 混合建模:将机理建模与实验建模结合起来的,先由机理分析的方法提供数学模型的结构形式,然后对其中某些未知的或不确定的参数利用实测的方法给予确定。 3、反映对象特性的参数有哪些。各有什么物理意义。它们对自动控制系统有什么影响。 放大系数K:对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比。对象的放大系数K越大,就表示对象的输入量有一定变化时对输出量的影响越大。 时间常数T:对象受到干扰作用后,被控变量到达新的稳定值所需的时间。时间常数越大,表示对象受到干扰作用后,被控变量变化的越慢,到达新的稳定值所需的时间越长。 滞后时间:在受到输入作用后,被控变量不能立即而迅速地变化,这样造成了滞后所需的时间。滞后的存在不利于控制,系统受到干扰作用后,由于存在滞后,被控变量不能立即反映出来,于就是就不能及时产生控制作用,整个系统的控制质量就会受到严重的影响,所以应当尽量把滞后时间减到最小。 4、对象的纯滞后与容量滞后各就是什么原因造成的？对控制过程有什么影响。 传递滞后一般由于介质的输送需要一段时间而引起的,或就是测量点选择不当,测量元件安装
1、现场巡检必须配备三合一报警器及其他劳动防护用品； 2、所有巡检检查过的仪表设备应有清晰、明显、正确的位号标识； 3、气动调节阀气源有无漏风情况，仪表外观检查零部件是否齐全、有无损坏，阀调节行程是否正常、有无杂音； 4、温度变送器表盖、接线盒的密封件是否老化，检测元件有无对地现象、螺栓是否齐全牢固，一次连接有无泄漏； 5、压力变送器压力变送器及导压管密封是否良好、无泄漏，保温伴热是否正常； 6、气动切断阀开、关及阀位指示是否正常，气源有无漏风情况，有无杂音； 7、流量计显示是否正常，保温、伴热情况是否良好（冬季）无泄漏； 8、分析仪外观零部件是否齐全、有无损坏：接线端子压紧、运行是否良好、无报警发生； 9、液位变送器法兰连接处密封良好无泄漏；显示正常、保温、伴热情况是否良好（冬季），无泄漏； 10、可燃气体报警器外观检查零部件是否齐全损坏，外观要清洁，有无失电、显示有无异常； 11、各大机组轴系仪表连接及接线是否牢靠，有无报警，趋势波动是否正常； 12、现场各类仪表显示准确、仪表设备卫生干净，无跑、冒、滴、漏； 1、要按照巡检计划，按时、按地点（部位）认真完成仪表巡检工作； 2、所有巡检检查过的仪表设备应有清晰、明显、正确的位号标识，甚至包括必要的位号描述。 3、按照巡检记录表内容以及本《检查细则》的要求认真填写巡检记录。 4、所有巡检检查过的仪表设备卫生应整洁 5、巡检检查仪表设备，特别是调节阀、仪表测量引线、管线上直接安装的仪表是否存在振动等危害的威胁。 6、对备用设备的巡检要每天做（如催化装置的备用主风机、常减压/制氢/连续重整/柴油加氢/加氢处理装置的备用往复机，硫磺回收装置的备用风机，常减压/气柜的备用螺杆压缩机等）。 7、巡检的内容要严格执行《检查细则》的要求，但不限于《检查细则》的范围，各维保单位可根据仪表设备运行具体情况，增加巡检、检查的内容和次数，对重点部位与频发故障的仪表更要加强巡检和检查，确保各仪表正常投用和装置的安全生产。 针对具体的仪表、控制系统的巡检检查要求： 一、压力、差压变送器 1、检查压力、差压变送器是否完好 2、检查仪表测量引线上、、静密封点处是否有泄漏点 3、检查仪表测量引线、冲洗液/隔离液线的隔离/放空/排污的阀门开关状态是否正确，放空管帽/丝堵是否已拧紧 4、检查仪表测量引线的保温、拌热情况（如果有） 5、检查压力、差压变送器防水情况 6、检查压力、差压变送器是否存在振动等危害威胁 7、检查变送器测量示值是否与就地（近）测量表（如压力表、差压表等）相一致 二、压力/ 差压开关 1、检查压力/差压开关是否完好 2、检查仪表测量引线上、静密封点处是否有泄漏点 3、检查压力/差压开关防水情况 4、检查压力、差压开关是否存在振动等危害威胁 5、检查仪表测量引线、冲洗液/隔离液线的隔离/放空/排污的阀门开关状态是否正确，放
化工仪表及自动化 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
化工仪表及自动化 第一章自动控制系统基本概念 第一节化工自动化的主要内容 包括自动检测、自动保护、自动操纵、自动控制 第二节自动控制系统的基本组成及表示形式 3、自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统，这是与自动检测、自动操纵等开环系统比较最本质的区别 4、仪表的图形符号 图中的实线改为虚线就是分别的盘后安装仪表 5、字母代号
例如：PIC 是一台具有指示功能的液位控制器；TRC 是一台同时具有指示、记录功能的温度控制器；LICA是一台具有指示、报警功能的液位控制器 第三节自动控制系统的分类 定值控制系统、随动控制系统（自动跟踪系统）、程序控制系统（顺序控制系统） 第四节自动控制系统的过渡过程和品质指标 一、控制系统的静态与动态 被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态，随时间变化的不平衡状态称为系统的动态 二、控制系统的过渡过程 1、稳定过程（非周期衰减过程、衰减振荡过程） 2、不稳定过程（等幅振荡过程、发散振荡过程） 三、控制系统的品质指标 1、最大偏差为A；超调量为B 2、衰减比为B: B/ ； 3、余差为C 4、过渡时间 5、振荡周期 第二章过程特性及其数学模型 第一节化工过程的特点及其描述方法
1、研究对象的特性就是用数学的方法来描述出对象输入量与输出量之间的关系，这种数学描述称为对象的数学建模，一般将被控变量看作对象的输出量，而干扰作用和控制作用看作对象的输入量 2、对象的数学模型可分为静态和动态数学模型 3、数学模型的表达式：1）非参量模型即是采用曲线或者数据表格等来表示；2）参量模型即是采用数学方程式来描述 第二节 对象数学模型的建立 机理建模和实验建模 第三节描述对象特性的参数 一、 放大系数K K 在数值上等于对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比，越 大，表示对输出量的影响越大。 二、时间常数T 时间常数越大，被控变量的变化也越慢，达到新的稳定值所需时间也越大 三、滞后时间 1、传递滞后一般用τ0 表示；2、容量滞后 用τh 表示 第三章 检测仪表与传感器 第一节概述 一、 程与测量误差 绝对误差 相对误差 三、仪表的性能指标 1、 精确度 相对百分误差为%100max ??= 量程 δ