1/8 DIN图形显示面板仪表和数据记录器，适用于温度和过程测量
?UL 和cUL 认证
?配备高分辨率黑白图形显示屏
?通用输入接口接受热电偶、RTD和过程输入（电压和电流）
?使用水平条形图、线形图或标准数字格式显示过程输入
?记录85,000个数据点及时间戳
?带备用电池的实时时钟，保证了时间标记的可靠性
?基于时间和日期、报警1或2或按键的数据记录
?监测和显示最小和最大过程值
?90～240 Vac范围内的通用电源输入
?隔离的24 Vdc激励为外部变送器供电
OMEGA的全新1/8 DIN DPi1701系列图形显示面板仪表和数据记录器提供无与伦比的显示功能和性能。带背光的高亮图形显示屏（240 x 64 像素点）拥有强大的显示功能，可显示水平条形图、线形图并且进行实时数据记录。这种装置可配置为接受热电偶（J、K、T、E、R 和S型）、RTD（2线或3线）、电压(0～10 Vdc)或电流(0～20 mA)。可选功能包括两个C型继电器、隔离的USB或RS232 PC接口、隔离模拟输出、隔离24 Vdc激励和无线接收器。
图形显示为设置选项配备了全词菜单，相比典型的4位缩写字母面板仪表，编程方法更简单。这种灵活的仪表适用于各类实验室、工厂和过程监测的应用场合，而且带有时间标记的数据日志记录功能在检修和开发方面也非常有用。
规格:
显示屏：黑白带背光，
240 x 64像素点
显示屏背光：高亮黄色
显示格式：标准数字、大数字、水平条形图和线形图
采样率：每秒4个样本
输入
热电偶精度：0.5°C (0.9°F)、R和S型：2.5°C（4.5°F）或者为满量程的0.5%
热电偶量程：
J型：-100～760°C (-148～1400°F)
K型：-100～1260°C (-148～2300°F)
E型：-200～849°C (-328～1560°F)
T型：-200～400°C (-328～752°F)
R和S型：100～1760°C (212～3200°F)
热电偶开路检测：量程向上
热电偶导线电阻：最大100 ?
RTD：100 ?铂丝，2线或3线制，0.00385曲线
RTD精度：0.5°C (0.9°F)
RTD范围：-200～850°C (-328～1562°F)
RTD开路检测：量程向上
过程（电压或电流）
精度：读数的0.1%
电压输入范围：0～10 Vdc
电流输入范围：0～20 mA/4～20 mA
键盘：4个触觉反馈铵键
数据记录
记录的数据：多达85,000个数据点及时间戳
记录模式："满后停止"或"循环缓冲器"
记录开始/停止：按键、报警1或2触发、报警1或2关闭、时间和日期
输出：0 to 5 Vdc, 0 to 10 Vdc or 4 to 20 mA隔离模拟电压/电流
报警
继电器：SPDT，250 Vac或30 Vdc @ 3A
报警：启用/禁用、高/低、锁定/解锁
死区：通过配置菜单设置
激励
电压激励：隔离24 Vdc @ 25 mA
PC接口：隔离USB或RS232（9600波特率、8位数据、无奇偶校验、1个停止位）无线
射频发射器载波：ISM 2.4 GHz，直接序列扩频，全世界免授权
射频数据包标准：IEEE 802.15.4开放式通讯架构
射频范围：
室内／市区：最远40 m (130')
室外／视线内：最远120 m (400')
射频功率输出：10 dBm (10 mW)
电气隔离
电源与输入／输出：3000 Vac条件下达1分钟
电源与继电器：2300 Vac条件下达1分钟
常规
电源：90～240 Vac ±10%，50～400 Hz
工作条件：0～50°C (32～122°F)，90%相对湿度，无冷凝
防护等级：NEMA-1/Type 1 等级前盖
外形尺寸：48（高）x 96（宽）x 118 mm（厚）(1.89 x 3.78 x 4.65")
面板开孔：45（高）x 92 mm（宽）(1.772 x 3.622")
重量：295 g (0.65 lb)
仪表安装常用图形符号和文字代号
仪表安装术语 1、一次点指检测系统或调节系统中，直接与工艺介质接触的点。如压力测量系统中的取 压点，温度检修系统中的热点偶（电阻体）安装点等等。一次点可以在工艺管道上，也可以在工艺设备上。 2、一次部件又称取源部件。通常指安装在一次点的仪表加工件。如压力检测系统中的取 压短节，测温系统中的温度计接头（又称凸台）。一次部件可能是仪表元件，如流量检测系统中节流元件，也可能是仪表本身，如容积式流量计、转子流量计等，更多的可能是仪表加工件。 3、一次阀门又称根部阀、取压阀。指直接安装在一次部件上的阀门。如与取压短节相连 的压力测量系统的阀门，与孔板正、负压室引出管相连的阀门等。 4、一次仪表现场仪表的一种。是指安装在现场且直接与工艺介质相连触的仪表。如弹簧 管压力表、双金属温度计、双波纹管差计。热电偶与热电阻不称作仪表，而作为感温元件，所以又称作一次元件。 5、一次调校通称单体调校，指仪表安装前的校验。按《工业自动化仪表工程施工及验收 规范》GBJ93-86的要求，原则上每台仪表都要经过一次调校。调校的重点是检测仪表的示值误差、变差，调节仪表的比例度、积分时间、微分时间的误差，控制点偏差，平衡度等。只有一次调校符合设计或产品说明书要求的仪表，才能安装，以保证二次调校的质量。 6、二次仪表是仪表示值信号不直接来自工艺介质的各类仪表的总称。二次仪表的仪表示 值信号通常由变送器变换成标准信号。二次表接受的信号一般有三种：○1、气动信号， 0.02~0.10MPa;○2、Ⅱ型电动机单元仪表信号，0~10mA DC；○3、Ⅲ型电动机单元仪表 信号，4~20mA DC。也有个别的不用标准信号，一次仪表发出电信号，二次仪表直接指示，如远传压力表等。二次仪表通常安装在仪表盘上。按安装位置又可以分为盘装仪表和架装仪表。 7、现场仪表是安装在现场仪表的总称，是相对于控制室而言的。可以认为除安装在控制 室的仪表外，其他仪表都是现场仪表。它包括所有一次仪表，也包括安装在现场的二次仪表。 8、二次调校又称二次联校、系统调校，指仪表现场安装结束，控制室配管配线完成且 校验通过后，对整个检测回路或自动调节系统的检测，也是仪表交付正式使用前的一次全面校验。其校验方法通常是在测量环节上加一干扰信号，然后仔细观察组成系统的每台仪表是否工作在误差允许范围内。如果超出允许范围，又找不出准确原因，要对组成系统的全部仪表重新调试。 二次调试通常是一个回路一个回路的进行，包括对信号报警系统和联锁系统的试验。 9、仪表加工件是指全部用于仪表安装的金属、塑料机械加工件的总称。也就是仪表之 间，仪表与工艺设备、工艺管道之间，仪表与仪表管道之间，仪表与仪表阀门之间的配管、配线，及其附加装置之间金属的或塑料是机械加工件的总称，仪表加工件在仪表安装中占有特殊地位。 10、带控制点流程图管道专业的图名是管道仪表图，它详细地标出仪表的安装位置， 是确定一次点的重要图纸。
化工仪表及自动化第五 版复习超详细精编 W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
化工仪表及自动化习题（2014）（含答案）此版为终极版，严格按照《化工仪表及自动化习题（2014）》题序给出答案，包括计算题！画图题！此答案和在3份答案（网传电子版答案+复印手写版答案+王建奇整理版本答案）+课本+百度下进行了校对，精简了部分答案繁琐无用的答题点，精益求精，只方便同学们更好的理解记忆。时间匆忙，整理难免有疏漏，如有疏漏，不服SOLO。 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。
4 仪表图形符号 4.1 监控仪表的图形符号 4.1.1 基本图形符号 1 常规仪表图形为细实线圆圈，图例如下： 2 DCS 图形由细实线正方形与内切圆组成，图例如下： 3 控制计算机图形为细实线正六边形，图例如下： 4 可编程序逻辑控制器图形由细实线正方形与内接四边形组成，图例如下： 5 联锁系统图形为细实线菱形，菱形中标注“I ”(Interlock 缩写)，在局部联锁系统较多时 ，应将联锁系统编号， 图例如下： 6 处理两个或多个变量，或处理一个变量但有多个功能的复式仪表(同一壳体仪表)时，可用相切的仪表圆圈表示，图例如下： 7 当两个测量点引到一台复式仪表上，而两个测量点在图纸上距离较远或不在同一张图纸上时，则分别用两个相切的实线圆圈和虚线圆圈表式，图例如下：
测量点a 测量点b 上列各图例的图形尺寸，可根据图纸类型及图幅大小需要确定 。 13 4.1.2 表示仪表安装位置的图形符号见表4.1.2。 注： 正常情况下操作员不监视，或盘后安装的仪表设备或功能，仪表图型符号可表示为： (1) 盘后安装的仪表
(2) 不与DCS进行通讯联接的PLC (3) 不与DCS进行通讯联接的计算机功能组件 4.1.3 表示执行联锁功能的图形符号如下: 1 继电器执行联锁的图形符号 或: 14 2 PLC执行联锁的图形符号 或: 3 DCS执行联锁的图形符号 或: 4.2 测量点与连接线的图形符号 4.2.1 测量点(包括检出元件)是由过程设备或管道引至检测元件或就地仪表的起点，一般不单独表 PP、LP、AP 4.2.1-1。 测量点
1、方框图四要素：控制器、执行器、检测变送器、被控对象。 2、自动控制系统分为三类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。 3、控制系统的五个品质指标：最大偏差或超调量、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或频率。 4、建立对象的数学模型的两类方法：机理建模、实验建模。 5、操纵变量：具体实现控制作用的变量。 6、给定值：工艺上希望保持的被控变量的数值。 7、被控变量：在生产过程中所要保持恒定的变量。 8、被控对象：承载被控变量的物理对象。 9、比例度：是指控制器输入的变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数，即100%/min max min max ?--=）（p p p x x e δ。 10、精确度（精度）：数值上等于允许相对百分误差去掉“±”号及“%”号。 允许相对误差100%-?±=测量范围下限值 测量范围上限值差值仪表允许的最大绝对误允δ 11、变差：是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程测量时，被测量值正行和反行得到的两条特性曲线之间的最大偏值。 12、灵敏度：在数值上等于单位被测参数变化量所引起的仪表指针移动的距离。 13、灵敏限：是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。 14、表压＝绝对压力－大气压力； 真空度＝大气压力－绝对压力。 15、压力计的选用及安装： （1）压力计的选用：①仪表类型的选用：仪表类型的选用必须要满足工艺生产的要求；②仪表测量范围的确定：仪表的测量范围是根据操作中需要测量的参数的大小来确定的。③仪表精度级的选取：仪表精度是根据工艺生产上所允许的最大测量误差来确定的。 （2）压力计的安装：①测压点的选择；②导压管的铺设；③压力计的安装。 16、差压式流量计和转子流量计的区别：差压式流量计是在节流面积不变的条件下，以差压变化来反映流量的大小（恒节流面积，变压降）；而转子式流量计却是以压降不变，利用节流面积的变化来测量流量的大小（恒压降，变节流面积）。
1. 化工仪表按功能不同，检测仪表（包括各种参数的测量和变送）；显示仪表（包括模拟量显示和数字量显示）；控制仪表（包括气动、电动控制仪表及数字式控制器）；执行器（包括气动、电动、液动等执行器） 2. 自动化系统。自动检测系统；自动信号和联锁保护系统； 自动操纵及自动开停车系统；自动控制系统 3?传感器：对被测变量作出响应，把它转换成可用输出信号 变送器传感器配以适当的信号调理电路把检测到的信号进一步转换成统一标准的电或气信号的装置 4. 自动控制系统的组成：测量变送仪表、控制器、执行机构、被控对象 5. 自动控制系统的方块图： 6. 自动控制系统过渡过程的品质指标 （1）最大偏差A:第一个波峰值（2）超调量B:第一个峰值A与新稳定值C之差，即B=A-C （3）衰减比：前后两个峰值的比（4）过渡时间：从干扰作用发生的时刻起，直到系统重新建立新的平衡时止，过渡过程所建立的时间（5）振荡周期：过渡过程同向两波峰（或波谷） 之间的间隔时间叫振荡周期 7. 自动控制系统的反馈原理（1）反馈：把系统的输出信号直接或经过一些环节重新返回 到输入端的做法叫反馈（2 ）负反馈：反馈信号使原来的信号减弱 为了使被控变量下降回到给定值，这样就达到了控制的目的，所以要采用负反馈 8. 自动控制系统的分类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统第二章过程特性及其数学模型 1控制通道：控制作用至被控变量的信号联系。干扰通道：干扰作用至被控变量的信号联系 2. 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，如物料平衡方程、能量平衡方程、动量平衡方程、相平衡方程以及某些物性方程、设备的特性方程、化学 反应定律、电路基本定律等，从而获取对象（或过程）的数学模型。 3. 实验建模系统辨识：应用对象的输入输出的实测数据来决定其模型的结构和参数 方法：（1）阶跃反应曲线法（2）矩形脉冲法 第三章检测仪表与传感器 1. 绝对误差？：指仪表指示值X i和被测变量的真值x t之间的差值，一般都指绝对误差中的最大彳直？max 仪表允许的最大绝对误差值 标尺上限值标尺下限值 4. 弹性式压力计中的弹性元件 （1）弹簧管式弹性元件（2）薄膜式弹性元件（3）波纹管式弹性元件 弹性式压力计量程及准确度等级的选取与计算，应遵守相关规定以保证弹性式 2.相对百分误差 m ax 标尺上限值标尺下限值 100 % 允 3.允许误差 100 %
化工仪表及自动化
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 1、自动化装置的三个部分：测量元件与变送器、自动控制器、执行器 2、自动控制系统的表示形式（方框图） 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 字母 第一位字母 后继字母 被测变量 修饰词 功能 A 分析 报警 F 流量 比（分数） ~~~~~~~~~ L 物位 ~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~ P 压力 ~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~ T 温度 ~~~~~~~~~ 传送 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 e 测 一 Z y 被控x p q 操纵 控制 偏 给 控 控对 测量 就地安装仪集中仪表盘就地仪表盘 图中的实线改为虚线就是分别的盘后安装仪表 干扰作用f
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 .………………………………… C A B B /
常用仪表、控制图形符号 根据国家行业标准HG20505-92《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》，参照GB2625-81国家标准、化工自控常用图形及文字代号如下。 一、图形符号 1、测量点 测量点（包括检出元件）是由过程设备或管道符号引到仪表圆圈的连接引线的起点，一般无特定的图形符号，如图1-2-1(a)所示。 测量点 测量点 (a) (b) 图1-2-1 测量点 若测量点位于设备中，当有必要标出测量点在过程设备中的位置时，可在 引线的起点加一个直径为 2 mm的小圆符号或加虚线，如图1-2-1（b）所示。必要时，检出元件或检出仪表可以用表1-2-2所列的图形符号表示。 2、连接线图形符号 仪表圆圈与过程测量点的连接引线，通用的仪表信号线和能源线的符号是细
实线。当有必要标注能源类别时，可采用相应的缩写标注在能源线符号之上。例 如AS-014为0.14MPA的空气源，ES-24DC为24B的直流电源。 当通用的仪表信号线为细实线可能造成混淆时，通用信号线符号可在细实线 上加斜短划线（斜短划线与细实线成45度角）。 仪表连接图形符号见表1-2-1。 表1-2-1 仪表连线符号表 序号类别图形符号备注 1 仪表与工艺设备、管道上测量点 的连接线或机械连动线通用的仪表信号线（细实线：下同） 2 3 4 连接线交叉连接线相接 5 6 表示信号的方向 气压信号线断划线与 细实线成 45度角， 下同 7 电信号线 或 8 9 导压毛细管液压信号线
10 电磁、辐射、热、光、声波等信 号线（有导向） 11 12 13 电磁、辐射、热、光、声波等信 号线（无导向） 内部系统链（软件或数据链） 机械链 14 15 二进制电信号 二进制气信号 或 3、仪表图形符号 仪表图形符号是直径为 12mm （或 10mm ）的细实线圆圈。仪表位号的字母或 阿拉伯数字较多，圆圈内不能容纳时，可以断开。如图1-2-2（a ）。处理两个或 多个变量，或处理一个变量但有多个功能的复式仪表，可用相切的仪表圆圈表示， 如图 1-2-2（b ）所示。当两个测量点引到一台复式仪表上而两个测量点在图纸 上距离较远或不在同一图纸上，则分别用两个相切的实线圆圈和虚线圆圈表示， 见图1-2-2（c ）所示。 测量点 A 测量点 B （a ） (b) (c) 图1-2-2 仪表图形符号 分散控制系统（双称集散控制系统）仪表图形符号是直径为12mm （或10mm ） 的细实线圆圈，外加与圆圈相切细实线方框，如图 1-2-3（a ）所示。作为分散 控制系统的计算机功能图形符号，是对角线长为 12mm （或 10mm ）的细实线六边
常用仪表图标、符号
第二章常用图例符号 第一节常用仪表、控制图形符号 根据国家行业标准HG20505-92《过程检测和控制系统用文字代号和图形符 号》，参照GB-2625-81国家标准，化工自 控常用图形文字代号如下。 一、图形符号 1．测量点 测量点（包括检出元件）是由过程设备或管道符号 引到仪表圆圈的连接引线的起点，一般无特定的图形符] 号，如图1-2-1（a）所示。 若测量点位于设备中，当有必要标出测量点在过程 设备中的位置时，可在引线的起点加一个直径为2mm的 小圆符号或加虚线，如图1-2-1（b）所示。 必要时， 检出元件或检出仪表可以用用1-2-2所列的图形符号 表示。
2．连接线图形符号 仪表圆圈与过程测量点的连接引线，通用的仪表 信号线和能源线的符号是细实线。当有必要标注能源 类别时，可采用相应的缩写标注在能源线符号之上。例如AS-0.14为0.14MPa的空气 源,ES-24DC为24V的直流电源。 当通用的仪表信号线为细实线可能造成混淆时，通用信号线符号可在细实线上 加斜短划线（斜短划线与细实线成45o 角） 仪表连接线图形符号见表1-2-1。
3．仪表图形符号 仪表图形符号地直径为12mm（或10mm）的细实线圆圈。仪表位号的字母或阿拉伯 数字较多，圆圈不能容纳时，可以断开。 如图1-2-2(a)所示。处理两个或多个变 量，或处理一个变量但有多个功能的复式 仪表，可用相切的仪表圆圈表示，如图
1-2-2（b ）所示。当两个测量点引到一台复式仪表上，而两个测量点在图纸上距离较远或不在同一张图纸上，则分别用两个相切的实线圆圈和虚线圆圈表示，见图1-2-2（c ）所示。 图1-2-2仪表 图形符号 分散控 制系统(又称集散控制系统)仪表图形符号是直 径为12mm(或10mm)的 细实线圆圈,外加与圆圈相切的细实 线方框,如图1-2-3(a) 所示。作为分散控制系统一个部件 的计算机可编程序逻辑 控制器功能图形符号如图1-2-3（c ） 所示，外四方形边长为 12mm （或10mm ）。 （b ） （a ） 测量点A 测量点B （c ） (a (b (c 图1-2-3分散控制系统仪表图形符号
控 制 阀 在 水 处 理 中 的 发 展 方 向 系别、班级：盐湖系 班级：化学工程与工艺（3）班 指导老师： 姓名：马晓红（0922305026） 日期：2011年10月12日
控制阀在水处理中的发展方向 （青海大学化工学院盐湖系 09化工（3）班马晓红邮编810016） 摘要：控制阀又称调节阀，是工业过程控制中的主要执行单元仪表，通过接受调节控制单元阀是自控系统中的执行器，它的应用质量直接反应在系统的调节品质上。作为过程控制中的终端元件，人们对它的重要性较过去有了更新的认识。调节阀应用的好坏，除产品自身质量、用户是否正确安装、使用、维护外，正确地计算、选型十分重要。 关键字：控制阀，水处理，流量，发展。 1、控制阀在水处理中的发展方向的目的和意义 控制阀广泛应用于制造业领域，实现优化生产和降低成本的目的。长远来看，控制阀市场会保持适度的增长。水处理中一般采用流量控制阀，流量控制阀是一种采用高精度先导方式控制流量的多功能阀门。适用于配水管需控制流量和压力的管路中，保持预定流量不变，将过大流量限制在一个预定值，并将上游高压适当减低，即使主阀上游的压力发生变化，也不会影响主阀下游的流量。在现代化工厂的自动控制中，控制阀起着十分重要的作用，这些工厂的生产取决于流动着的液体和气体的正确分配和控制。这些控制无论是能量的交换、压力的降低或者是简单的容器加料，都需要某些最终控制元件去完成。最终控制元件可以认为是自动控制的“体力”。在调节器的低能量级和执行流动流体控制所需的高能级功能之间，最终控制元件完成了必要的功率放大作用，控制阀是最终控制元件的最广泛使用的型式。 2、控制阀在水处理中的发展方向在国内外的现状 从控制阀应用看，发展方向如下： （1）小型执行机构：可降低成本，提高流通能力． （2）套筒导向：采用套筒导向，有利于对中，有利于降低摩擦，有利于降噪，有利于流量特性的互换 （3）平衡式阀芯：为降低执行机构推力或推力矩，采用平衡式阀芯是重要的，它对系统的动态性能也有改善 （4）一体化阀芯和阀座：为克服双座阀密封性差的缺点，采用相同材质的一体化阀芯和阀座组成阀内件，将泄漏量和不平衡力同时减到最小． （5）简单流路：流路简单，流阻减小，不仅可使阀两端压损下降，而且可降低成本。 （6）密封和摩擦：密封性能和摩擦性能是矛盾的两方面，控制阀设计中不仅要解决密封问题，对摩擦和寿命等性能指标也必须重视因此，近年来，填料函和填料结构的研究得到重视，旋转型控制阀得到较广泛应用 （7）降低噪声：采用多种方式降低控制阀噪声，例如，采用降噪套筒和阀芯，采用多级阀芯，采用降噪限流板，采用扩展器等 （8）采用与管道同直径的控制阀和限制流通能力的阀内件:利于降低阀入口压力和出口流体流速，不需安装异径管等附加管件，有利于降低成本，通过更换流通能力大的阀内件，可扩展流通能力，通过选用限制流通能力阀内件可纠正计算口径过大的
控制课 绪论 生物工程自动化：在生物工程设备上，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生物工程生产过程的办法，称为生物工程自动化。 第一章自动控制系统基本概念（P3-18） 1.自动控制系统的基本组成：被控对象，自动化装置（测量元件与变送器， 自动控制器，执行器） 2.自动控制系统的表达形式：P5 3.控制系统的品质指标：多数情况下，希望得到衰减振荡过程，在此取这种 过程形式讨论控制系统的品质指标。最大偏差或超调量，衰减比，余差，过渡时间，振荡周期或频率。 4.控制系统的分析：课后习题 第二章过程特性及其数学模型（P18-34） 1.所谓研究对象的特性，就是用数学的方法来描述出对象输出量和输入量之间的关系。这种对象特性的数学描述就称为对象的数学模型。 2.非参量模型：当数学模型是采用曲线或数据表格等来表示时，称为非参量模型。 参量模型：当数学模型是采用数学方程式来描述时，称为参量模型。 3.三种建模方式及概念： 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，如物料平衡方程、能量平衡方程、动量平衡方程、相平衡方程以及某些物性方程、设备的特性方程、化学反应定律、电路基本定律等，从而获取对象（或过程）的数学模型，这类模型通常称为机理模型。 实验建模：通过这种应用对象的输入输出的实测数据来决定其模型的结构和参数。 对象特性的实验测取法，就是在所要研究的对象上，加上一个人为的输入作用（输入量），然后，用仪表测取并记录表征对象特性的物理量（输出量）随时间变化的规律，得到一系列实验数据（或曲线）。这些数据或曲线就可以用来表示对象的特性。 混合建模：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。 5.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。 时间常数T：时间常数T就是用来表征被控过程动态特性的参数。T表示对象受扰动作用后，被控变量变化达到新稳定值的速度的快慢。
化工仪表及自动化 试卷分值分布： 一、单选题（2分10=20分）二、填空题（2分×5 =10分）三、简答题（5分5=25分）四、计算题（10分3=30分）五、综合分析题（15分×1=15分） CH1 1.自动控制系统的主要组成环节各组成环节的作用 控制系统的4个基本环节：被控对象、检测仪表(测量变送环节)、控制器、执行器 被控对象：需要实现控制的设备、机械或生产过程称为被控对象，简称对象（ 检测仪表(测量变送环节)：感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的、统一的输出信号(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相比较得出偏差，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，将运算结果用特定信号(气压或电流信号)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注入(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。 2. 3.~ 4.自动控制系统的分类 (1)按被调参数分类：流量调节、温度调节、压力调节、物位调节等； (2)按调节规律分类：比例调节、比例微分调节、比例积分调节、比例微分积分调节； (3)按被调参数的变化规律分类：定值调节系统(给定值为常数)、随动调节系统(给定值为变数， 要求跟随变化)和程序控制调节系统(按预定时间顺序控制参数) (4)按信号种类分类：气动调节系统，电动调节系统 5.自动控制系统的过渡过程形式 过渡过程：受到干扰作用后系统失稳，在控制系统的作用下，被控变量回复到新的平衡状态 的过程。 ' 阶跃干扰作用下几种典型的过渡过程： 非周期(振荡)衰减过程(允许) 衰减振荡过程(允许) 单调发散(非振荡)过程(不允许) 被控对象 测量变送装置 － z ; 给定值 x 偏差 e 控制器输出 p ： 操纵变量 p 被控变量 y f 干扰作用 测量值
常用仪表、控制图形符号 一、 图形符号 1、 测量点 测量点（包括检出元件）是由过程设备或管道符号引到仪表圆圈的连接引线的起点，一般无特定的图形符号，如图1-2-1(a)所示。 (a) (b) 图1-2-1 测量点 若测量点位于设备中，当有必要标出测量点在过程设备中的位置时，可在引线的起点加一个直径为2 mm 的小圆符号或加虚线，如图1-2-1（b ）所示。必要时，检出元件或检出仪表可以用表1-2-2所列的图形符号表示。 2、 连接线图形符号 仪表圆圈与过程测量点的连接引线。通用的仪表信号线和能源线的符号是细实线。当有必要标注能源类别时，可采用相应的缩写标注在能源线符号之上。例如AS-014为0.14MPa 的空气源，ES-24DC 为24V 的直流电源。
当通用的仪表信号线为细实线可能造成混淆时，通用信号线符号可在细实线上加斜短划线（斜短划线与细实线成45度角）。 仪表连接图形符号见表1-2-1。 表1-2-1 仪表连线符号表
3、 仪表图形符号 仪表图形符号是直径为12mm （或10mm ）的细实线圆圈。仪表位号用字母或阿拉伯数字较多，圆圈内不能容纳时，可以断开。如图1-2-2（a ）。处理两个或多个变量，或处理一个变量但有多个功能的复式仪表，可用相切的仪表圆圈表示，如图1-2-2（b ）所示。当两个测量点引到一台复式仪表上而两个测量点在图纸上距离较远或不在同一图纸上，则分别用两个相切的实线圆圈和虚线圆圈表示，见图1-2-2（c ）所示。 （a ） (b) (c) 图1-2-2 仪表图形符号 分散控制系统（又称集散控制系统）仪表图形符号是直径为12mm （或10mm ）的细实线圆圈，外加与圆圈相切细实线方框，如图1-2-3（a ）所示。作为分散控制系统的计算机功能图形符号，是对角线长为12mm （或10mm ）的细实线六边形，如图1-2-3（b ）所示。分散控制系统内部连接的可编程逻辑控制器功能图形符号如图1-2-3（c ）所示，外四边形 边长为12mm （或10mm ）。其他仪表或功能图形符号见表1-2-2。 图1-2-3 分散控制系统仪表图形符号 B
常用仪表、控制图形符号 根据国家行业标准 HG20505-92《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》，参照 GB2625-81国家标准、化工自控常用图形及文字代号如下。 一、图形符号 1、测量点 测量点（包括检出元件）是由过程设备或管道符号引到仪表圆圈的连接引线的起点，一般无特定的图形符号，如图 1-2-1(a)所示。 测量点 测量点 (a) (b) 图 1-2-1 测量点 若测量点位于设备中，当有必要标出测量点在过程设备中的位置时，可在 引线的起点加一个直径为 2 mm的小圆符号或加虚线，如图 1-2-1（b）所示。必要时，检出元件或检出仪表可以用表 1-2-2所列的图形符号表示。 2、连接线图形符号 仪表圆圈与过程测量点的连接引线，通用的仪表信号线和能源线的符号是细
实线。当有必要标注能源类别时，可采用相应的缩写标注在能源线符号之上。例 如 AS-014为 0.14MPA的空气源，ES-24DC为 24B的直流电源。 当通用的仪表信号线为细实线可能造成混淆时，通用信号线符号可在细实线 上加斜短划线（斜短划线与细实线成 45度角）。 仪表连接图形符号见表 1-2-1。 表 1-2-1 仪表连线符号表 序号类别图形符号备注 1 仪表与工艺设备、管道上测量点 的连接线或机械连动线通用的仪表信号线（细实线：下同） 2 3 4 连接线交叉连接线相接 5 6 表示信号的方向 气压信号线断划线与 细实线成 45度角， 下同 7 电信号线 或 8 9 导压毛细管液压信号线
10 电磁、辐射、热、光、声波等信 号线（有导向） 11 12 13 电磁、辐射、热、光、声波等信 号线（无导向） 内部系统链（软件或数据链） 机械链 14 15 二进制电信号 二进制气信号 或 3、仪表图形符号 仪表图形符号是直径为 12mm（或 10mm）的细实线圆圈。仪表位号的字母或 阿拉伯数字较多，圆圈内不能容纳时，可以断开。如图1-2-2（a）。处理两个或 多个变量，或处理一个变量但有多个功能的复式仪表，可用相切的仪表圆圈表示， 如图 1-2-2（b）所示。当两个测量点引到一台复式仪表上而两个测量点在图纸 上距离较远或不在同一图纸上，则分别用两个相切的实线圆圈和虚线圆圈表示， 见图1-2-2（c）所示。 测量点 A 测量点 B （a）(b) (c) 图1-2-2 仪表图形符号 分散控制系统（双称集散控制系统）仪表图形符号是直径为12mm（或10mm） 的细实线圆圈，外加与圆圈相切细实线方框，如图 1-2-3（a）所示。作为分散 控制系统的计算机功能图形符号，是对角线长为 12mm（或 10mm）的细实线六边
化工仪表及自动化习题（2014）（含答案）此版为终极版，严格按照《化工仪表及自动化习题（2014）》题序给出答案，包括计算题！画图题！此答案和在3份答案（网传电子版答案+复印手写版答案+王建奇整理版本答案）+课本+百度下进行了校对，精简了部分答案繁琐无用的答题点，精益求精，只方便同学们更好的理解记忆。时间匆忙，整理难免有疏漏，如有疏漏，不服SOLO。 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。
1.化工仪表按功能不同，检测仪表 (包括各种参数的测量和变送)；显示仪表 (包括模拟量显示和数字量显示)；控制仪表 (包括气动、电动控制仪表及数字式控制器)；执行器(包括气动、电动、液动等执行器) 2.自动化系统。自动检测系统；自动信号和联锁保护系统； 自动操纵及自动开停车系统；自动控制系统 3.传感器：对被测变量作出响应,把它转换成可用输出信号 变送器传感器配以适当的信号调理电路把检测到的信号进一步转换成统一标准的电或气信号的装置 4.自动控制系统的组成：测量变送仪表、控制器、执行机构、被控对象 5. 自动控制系统的方块图： 6.自动控制系统过渡过程的品质指标 （1）最大偏差A：第一个波峰值（2）超调量B：第一个峰值A与新稳定值C之差，即B=A-C （3）衰减比：前后两个峰值的比（4）过渡时间：从干扰作用发生的时刻起，直到系统重新建立新的平衡时止，过渡过程所建立的时间（5）振荡周期：过渡过程同向两波峰(或波谷)之间的间隔时间叫振荡周期 7.自动控制系统的反馈原理（1）反馈：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反馈（2）负反馈：反馈信号使原来的信号减弱 为了使被控变量下降回到给定值，这样就达到了控制的目的，所以要采用负反馈 8.自动控制系统的分类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统 第二章过程特性及其数学模型 1控制通道：控制作用至被控变量的信号联系。干扰通道：干扰作用至被控变量的信号联系2.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，如物料平衡方程、能量平衡方程、动量平衡方程、相平衡方程以及某些物性方程、设备的特性方程、化学反应定律、电路基本定律等，从而获取对象（或过程）的数学模型。 3.实验建模系统辨识：应用对象的输入输出的实测数据来决定其模型的结构和参数 方法：（1）阶跃反应曲线法（2）矩形脉冲法 第三章检测仪表与传感器 1.绝对误差?：指仪表指示值x i 和被测变量的真值x t 之间的差值，一般都指绝对误差中的最 大值? max 2.相对百分误差 % 100 m ax? - ? = 标尺下限值 标尺上限值 δ 3.允许误差 % 100 ? - ± = 标尺下限值 标尺上限值 差值 仪表允许的最大绝对误 允 δ 4.弹性式压力计中的弹性元件 （1）弹簧管式弹性元件（2）薄膜式弹性元件（3）波纹管式弹性元件弹性式压力计量程及准确度等级的选取与计算，应遵守相关规定以保证弹性式
化工常用仪表、控制图形符号 根据国家行业标准HG20505-92《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》，参照GB2625-81国家标准、化工自控常用图形及文字代号如下。 一、图形符号 1、测量点 测量点（包括检出元件）是由过程设备或管道符号引到仪表圆圈的连接引线的起点，一般无特定的图形符号，如图1-2-1(a)所示。 (a) (b) 图1-2-1 测量点 若测量点位于设备中，当有必要标出测量点在过程设备中的位置时，可在引线的起点加一个直径为2 mm的小圆符号或加虚线，如图1-2-1（b）所示。必要时，检出元件或检出仪表可以用表1-2-2所列的图形符号表示。 2、连接线图形符号 仪表圆圈与过程测量点的连接引线，通用的仪表信号线和能源线的符号是细实线。当有必要标注能源类别时，可采用相应的缩写标注在能源线符号之上。例如AS-014为0.14MPA的空
气源，ES-24DC为24B的直流电源。 当通用的仪表信号线为细实线可能造成混淆时，通用信号线符号可在细实线上加斜短划线（斜短划线与细实线成45度角）。 仪表连接图形符号见表1-2-1。 表1-2-1 仪表连线符号表
3、 仪表图形符号 仪表图形符号是直径为12mm （或10mm ）的细实线圆圈。仪表位号的字母或阿拉伯数字较多，圆圈内不能容纳时，可以断开。如图1-2-2（a ）。处理两个或多个变量，或处理一个变量但有多个功能的复式仪表，可用相切的仪表圆圈表示，如图1-2-2（b ）所示。当两个测量点引到一台复式仪表上而两个测量点在图纸上距离较远或不在同一图纸上，则分别用两个相切的实线圆圈和虚线圆圈表示，见图1-2-2（c ）所示。 （a ） (b) (c) 图1-2-2 仪表图形符号 分散控制系统（双称集散控制系统）仪表图形符号是直径为12mm （或10mm ）的细实线圆圈，外加与圆圈相切细实线方框，如图1-2-3（a ）所示。作为分散控制系统的计算机功能图形符号，是对角线长为12mm （或10mm ）的细实线六边形，如图1-2-3（b ）所示。分散控制系统内部连接的可编程逻辑控制器功能图形符号如图1-2-3（c ）所示，外四边形边长为12mm （或10mm ）。其他仪表或功能图形符号见表1-2-2。 B
常用图例符号 第一节 常用仪表、控制图形符号 根据国家标准HG 20505－92《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》，参照GB2625－81国家标准，化工自控常用图形及文字代号如下。 一、图形符号 1．测量点 测量点（包括检出元件）是由过程设备或管道符号引到仪表圆圈的连接引线的起点，一般无特定的图形符号，如图1（a ）所示。 图1测量点 图(a) 图(b) 测量点 测量点 若测量点位于设备中，当有必要标出测量点在过程设备中的位置时，可在引线地起点加一个直径为2mm 的小圆或加虚线，如图1（b ）所示。必要时，检出元件或检出仪表可以用表2所列的图形符号表示。 2．连接线图形符号 仪表圆圈与过程测量点的连接引线，通用的仪表信号线和能源线的符号是细实线。汉有必要标注能源类别时，可采用相应的缩写标注在能源线符号之上。例如AS-0.14为0.14MPa 的空气源，ES-24DC 为24V 的直流电源。 当通用的仪表信号线为细实线可能造成混淆时，通用信号线符号可在细实线上加斜短划线（斜短划线与细实线成45°角）。 仪表连接线图形符号见表1。
表1 仪表连线符号表 气压信号线6 电信号线或 短划线与细实线成45°角，下同 导压毛细管8液压信号线 9电磁、辐射、热、光、声波等信号线（有导向）10电磁、辐射、热、光、声波等信号线（无导向）11内部系统链（软件或数据链）1机械链 13二进制电信号 14二进制气信号 15 当有必要区分信号线的类型时 3．仪表图形符号 仪表图形符号是直径为12mm （或10mm ）的细实线圆圈。仪表位号的字母或阿拉伯数字较多，圆圈内不能容纳时，可以断开，如下图2（a ）所示。处理两个或多个变量，或处理一个变量但有多个功能的复式仪表，可用相切的仪表圆圈表示，如图2（b ）所示。当两个测量点引到一台复式仪表上，而两个测量点在图纸上距离较远或不在同一图纸上，则分别用两个相切的实线圆圈和虚线圆圈表示，见图2（c ）所示。 其他仪表或功能图形符号见表2 4．表示仪表安装位置图形符号 表示仪表安装位置的图形符号见表3
化工仪表及自动化习题（2014）（含答案） 此版为终极版，严格按照《化工仪表及自动化习题（2014）》题序给出答案，包括计算题！画图题！此答案和在3份答案（网传电子版答案+复印手写版答案+王建奇整理版本答案）+课本+百度下进行了校对，精简了部分答案繁琐无用的答题点，精益求精，只方便同学们更好的理解记忆。时间匆忙，整理难免有疏漏，如有疏漏，不服SOLO。 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