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108020232单项选择题1、串级控制系统的主回路是一个（），因此对于设计中的主参数的选择，可以按照单回路控制系统的设计原则进行。
.随动控制系统 . 定值控制系统. 程序控制系统 .以上都不是2、比例调节的缺点是存在静态误差，因此也称为（）。
. 误差调节 . 动态调节. 有差调节.静态调节3、实验法建模时，为了获得被控对象的（），应加入激励信号使被控对象处于被激励的状态。
. 动态特性. 静态特性. 物理属性 .化学特性4、利用阶跃响应曲线法建立被控对象的数学模型，需求取被控对象输入与输出之间的（）。
.大小关系.最大值.最小值.传递函数5、比例积分调节规律中，积分调节可以消除（）。
.振荡.比例系数.调节时间.静态误差6、比例积分微分调节的缩写为（）。
.DCS.PID.PI.PD7、若调节对象的特性是线性的，应选择具有（）流量特性的调节阀。
.双曲线.抛物线.直线.等百分比8、为了减小调节阀（）的影响，一般采用阀门定位器克服阀杆摩擦力。
.流量.重量.间隙特性.尺寸9、弹性式压力表是利用各种弹性元件，在被测介质压力作用下产生弹性变形的原理来测量压力的，服从（）。
.法拉第电磁感应定律.胡克定律.质量守恒定律.惯性定律10、变送器一般由输入转换部分、放大器和（）组成。
.控制器.反馈部分.传感器.执行单元11、关于压力检测仪表的安装，下列叙述错误的是（）。
.压力检测仪表必须经检验合格后才能安装.压力检测仪表应水平安装.取压点应能如实反映被测压力的真实情况.压力检测仪表的连接处，应选择适当的材料作为密封垫圈12、串级控制系统是把两个调节器串接在一起，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的（），共同稳定一个被控变量所组成的闭合回路。
.输入值.给定值.扰动量.以上都不是13、阶跃响应曲线法适用于处于（）的被控对象。
.C. 开环、非稳态.开环、稳态.闭环、稳态.闭环、非稳态14、调节器的调节规律是指调节器输出信号与输入信号之间随（）变化的规律。
作 业第二章：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：211Q Q Q dthd A i ∆-∆-∆=∆ 对应每个阀门，线性水阻：11R h Q ∆=∆；22R h Q ∆=∆ 动态方程：i Q R hR h dt h d A ∆=∆+∆+∆2113) 传递函数：)()()11(211s Q s H R R S A i =++1)11(1)()()(211+=++==Ts KR R S A s Q s H s G i这里：21121212111111R R A T R R R R R R K +=+=+=；2Q112-7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： 3233Q Q dt h d c ∆-∆=∆；22R h Q ∆=∆；33R hQ ∆=∆； 2122Q Q dt h d c ∆-∆=∆；11R hQ ∆=∆ 111Q Q dth d c i ∆-∆=∆ u K Q i ∆=∆ 得多容体动态方程：uKR h dth 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 ∆=∆+∆+++∆+++∆333332211232313132322121333321321)()(传递函数：322133)()()(a s a s a s Ks U s H s G +++==； 这里：32132133213213321321332211232132131313232212111;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 ==++=++=2-8已知题图2-3中气罐的容积为V ，入口处气体压力，P 1和气罐 内气体温度T 均为常数。
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 HQ Q Q Ft-+= 增量关系式为 123d d H Q Q Q F t∆∆-∆-∆= 而22h Q R ∆∆=， 33hQ R ∆∆=， 代入增量关系式，则有23123()d d R R hh F Q t R R +∆∆+=∆ （2）两边拉氏变换有：23123()()()R R FsH s H s Q s R R ++=故传函为：232323123()()()11R R R R H s KG s R R Q s Ts F s R R +===+++ K=2323R R R R +, T=2323R 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。
过程控制管理制度一、总则为加强企业过程控制，规范管理制度，提高生产效率和质量，保障产品质量和工作安全，制定本制度。
二、适用范围本制度适用于公司所有生产流程和制造环节。
三、工艺流程1. 生产工艺流程应严格按照标准流程和作业指导书执行，不得擅自更改。
2. 工艺流程存在问题时，应及时汇报，由相关部门协调解决。
四、设备管理1. 对生产设备进行定期检查和维护，并建立设备档案。
2. 设备维修应由专业人员操作，维修记录需详细完整。
五、质量管理1. 对生产工艺及产品质量进行全面控制，严格按照质量标准进行检查。
2. 发现质量问题要立即停止生产，追溯问题原因，确保问题不再出现。
六、作业人员1. 作业人员需经过专业培训，持证上岗。
2. 对于特殊工种人员，应加强安全防护措施，保障其安全。
七、环境保护1. 严格遵守国家环保法律法规，对生产中产生的固体、液体、气体废物进行合理处置。
2. 对于有毒有害废物，严格按照相关规定进行分类处理和登记。
八、风险评估1. 对于生产过程中可能出现的事故风险，需进行全面评估，并建立相应的应急预案。
2. 定期对风险进行重新评估，及时进行风险管理。
九、责任追究1. 如果因为过程控制不当导致事故或质量问题，相关责任人要进行严肃追究。
2. 对于故意违反过程控制制度者，公司将予以严厉处罚。
十、监督检查1. 设立专门的监督检查部门，对过程控制进行全面监督。
2. 定期开展内部审核和外部评估，及时发现问题并加以解决。
十一、违反处理1. 发现员工违反过程控制制度，将采取相应的纪律处分。
2. 对于严重违规者，将给予开除处分。
十二、附则1. 本制度由公司制定，经董事会审议通过后生效。
2. 对于制度内容的修改和裁撤，需经董事会审议通过后生效。
以上为过程控制管理制度的主要内容，全体员工须严格遵守，如有违反，将受到相应的处罚。
同时，公司将不断对制度进行完善和改进，以适应不断变化的生产环境，保障企业的生产安全和产品质量。
过程控制与自动化仪表课后作业详解第一章 P152-1. （1）简述图1-6所示系统的工作原理，画出控制系统的方框图并写明每一方框图的输入/输出变量名称和所用仪表的名称。
LTLC1Q 2Q A图1-6 控制系统流程图答：1）图为液位控制系统，由储水箱（被控过程）、液位检测器（测量变送器）、液位控制器、调节阀组成的反馈控制系统，为了达到对水箱液位进行控制的目的，对液位进行检测，经过液位控制器来控制调节阀，从而调节Q 1（流量）来实现液位控制的作用。
2）框图如图1-7所示：控控控LC控控控控控控控A控控控控LT_2()Q t ()1Q t ()r t ()e t ()u t h图1-7 控制系统框图3）控制器输入输出分别为：设定值与反馈值之差e (t )、控制量u (t )；执行器输入输出分别为：控制量u (t )、操作变量Q 1 (t ) ；被控对象的输入输出为：操作变量Q 1 (t ) 、扰动量Q 2 (t ) ，被控量h ；所用仪表为：控制器（例如PID 控制器）、调节阀、液位测量变送器。
2-3某化学反应过程规定操作温度为800℃，最大超调量小于或等于5％，要求设计的定值控制系统，在设定值作最大阶跃干扰时的过渡过程曲线如图所示。
要求：1）计算该系统的稳态误差、衰减比、最大超调量和过渡过程时间； 2）说明该系统是否满足工艺要求。
答：1）稳态误差：e(∞)=810-800=10衰减比：n=B 1/B 2=(850-810)/(820-810)=4 最大超调量：σ=(850-810)/810=4.9%假设以系统输出稳定值的2%为标准，则810*2%=16.2，则 过渡过程时间：ts=17min2）由于规定操作温度为800︒C ，而系统稳态值为810︒C 所以不满足工艺要求。
第二章P711-3 某台测温仪表测量的上下限为500℃~1000℃，它的最大绝对误差为±2℃，试确定该仪表的精度等级；答：根据题意可知：最大绝对误差为±2℃则精度等级%4.0%1005002±=⨯±=δ 所以仪表精度等级为0.4级1-4某台测温仪表测量的上下限为100℃~1000℃，工艺要求该仪表指示值的误差不得超过±2℃，应选精度等级为多少的仪表才能满足工艺要求？答：由题可得：%22.0%10010010002±=⨯-±=δ仪表精度等级至少0.2以上。
工程施工过程控制流程一、施工过程控制的意义1.保证工程质量。
通过对施工过程进行有效控制，及时发现和解决施工中的质量问题，确保工程按照设计图纸和技术要求进行，最大程度地保证工程质量。
2.保障工程安全。
施工过程控制可以及时发现和排除施工中存在的安全隐患，提高施工现场管理水平，有效保障施工人员和周围环境的安全。
3.控制工程进度。
通过对施工过程进行有效的控制和监督，及时发现并解决施工延误和工期超期等问题，保证工程项目按计划完成。
4.降低工程成本。
施工过程控制能够有效地提高施工效率和资源利用率，减少不必要的浪费和损失，实现成本的合理控制。
5.提高项目整体效益。
通过有效的施工过程控制，可以提高工程项目的整体效益和竞争力，提高投资回报率和企业形象。
二、施工过程控制流程1.编制施工控制计划。
在施工前阶段，根据工程项目的特点和需求，制定施工控制计划，明确控制目标、控制措施、责任分工和各阶段的监督检查要点等内容。
2.组建施工过程控制团队。
根据施工控制计划的要求，组建专门的施工过程控制团队，包括施工项目经理、质量工程师、安全员、工期计划员等人员，确保各方面的施工过程控制水平。
3.开展施工前准备工作。
在正式开工前，进行施工前准备工作，包括施工现场布置、施工材料和设备准备、施工人员培训等，确保施工开展顺利。
4.开展施工现场管理。
对施工现场进行全面管理，包括人员进出管理、设备运行监督、材料使用控制等，确保施工过程有序进行。
5.进行施工过程监督检查。
对施工现场进行定期的监督检查，检查施工质量、工程安全、工期进度等情况，及时发现和解决问题，保证施工顺利进行。
6.记录施工过程数据。
对施工过程中的重要数据和情况进行记录，包括工作记录、质量检查记录、安全事故记录等，为后续工作分析和总结提供依据。
7.及时处理施工问题。
对施工过程中出现的问题和难点，采取有效措施解决，包括技术改进、资源调配、人员培训等，确保工程质量和安全。
8.施工过程总结评估。
SPC作业流程范文SPC（统计过程控制，Statistical Process Control）是一种在生产过程中使用统计方法来监控质量的方法。
它的目标是通过统计数据收集和分析，实现生产过程的稳定性和可重复性，从而提高产品的质量。
SPC的作业流程主要包括以下几个步骤：1.确定质量特性：首先需要确定要监控和控制的质量特性，例如尺寸、重量、强度等。
这些特性应该与产品的设计规格和客户要求相一致。
2.收集数据：收集特性数据是SPC的关键步骤之一、数据可以通过人工记录、自动传感器或计算机软件等方式收集。
为了保证数据的准确性和可靠性，需要进行适当的数据采样，例如每隔一定时间采集一个样本，并确保样本的大小和选择方式能够代表整个过程的变化。
3.绘制控制图：控制图是SPC的核心工具之一，它用于图形化地展示收集到的数据并进行分析。
常用的控制图包括平均值图、范围图和方差图等。
通过观察控制图中的数据点的分布和趋势，可以判断生产过程是否处于控制状态。
如果数据点超出控制限或出现趋势，即表示过程存在变异，需要进行进一步的分析和调整。
4.分析控制图：分析控制图的目的是识别过程中的特殊原因变异。
特殊原因变异是指不能通过工艺调整或操作要求来解决的异常情况，例如材料质量问题、设备故障等。
常用的分析方法包括趋势分析、异常点检测和特殊原因分析等。
通过分析控制图，可以找出引起质量问题的根本原因，并采取相应的措施进行改进。
5.调整过程：一旦发现过程存在变异，就需要采取相应的措施进行调整。
根据分析结果，可以进行工艺调整、设备维护或人员培训等措施，以确保过程恢复到稳定状态并满足质量要求。
6.持续改进：SPC是一个持续改进的过程。
通过不断收集数据、分析控制图和调整过程，可以逐步提高产品质量，降低生产成本，增强竞争力。
因此，SPC需要被视为一个持续的、系统性的质量控制方法，而不仅仅是一个临时性的解决方案。
总之，SPC的作业流程主要包括确定质量特性、数据收集、绘制控制图、分析控制图、调整过程和持续改进等步骤。
统计过程控制作业指导书一、引言统计过程控制（SPC）是一种利用统计技术对生产过程进行监控和管理的工具，旨在提高产品质量、降低生产成本并减少不良率。
本作业指导书旨在为实施统计过程控制的工作人员提供一套标准化操作流程和实施方法。
二、目的本作业指导书的主要目的是确保统计过程控制在生产过程中的有效实施，提高产品质量和生产效率，同时降低生产成本和不良率。
三、适用范围本作业指导书适用于所有需要进行统计过程控制的行业和公司，包括但不限于制造业、服务业、医疗行业等。
四、职责质量管理部门负责制定和实施本作业指导书，确保所有工作人员了解并遵守本指导书。
所有参与统计过程控制的工作人员应接受相关培训，并能够理解和执行本指导书。
五、操作流程1、确定控制对象：在实施统计过程控制前，需要明确控制对象，包括产品、过程参数等。
2、数据收集：收集与控制对象相关的数据，确保数据准确、完整。
3、数据整理：对收集到的数据进行整理和分析，包括数据清洗、异常值处理等。
4、绘制控制图：根据整理后的数据，绘制控制图，包括均值-极差图、均值图等。
5、过程分析：分析控制图，查找异常原因，采取改进措施。
6、持续监控：对改进后的过程进行持续监控，确保过程稳定。
六、实施方法1、培训：对参与统计过程控制的工作人员进行培训，确保他们了解并掌握相关知识和技能。
2、制定计划：制定详细的实施计划，包括实施时间、人员分工等。
3、实施：按照实施计划进行统计过程控制的实施。
4、检查与调整：在实施过程中，定期检查统计过程控制的效果，根据检查结果进行调整。
5、总结与反馈：完成实施后，对实施效果进行总结，将结果反馈给相关部门和人员。
七、注意事项1、严格遵守本作业指导书的操作流程和实施方法。
2、对所有参与统计过程控制的工作人员进行定期培训和考核。
3、确保数据的准确性和完整性，避免因数据问题导致误判。
4、在实施过程中保持耐心和细心，遵循科学方法和规范操作。
5、对实施效果进行定期评估，及时调整实施方案。
如何设计单回路控制系统？
单回路反馈控制系统是应用最为广泛的一种控制系统，它由四个基本环节组成，即被控对象或被控过程、测量变送装置、控制器和控制阀。
为了使系统达到预期的控制质量指标要求，就需要很好的了解具体的生产工艺机理，掌握生产过程的规律，以便确定合理的控制方案。
为了设计好单回路控制系统，需要对以下几个方面问题进行分析，这包括：
①如何正确选择被控变量和控制变量。
②如何正确选择控制阀的开、闭形式及其流量特性。
③如何正确选择控制器的控制规律及正反作用。
④如何正确选择测量变送装置。
⑤系统关联性分析。
①正确选择被控变量与控制变量。
1.被控变量的选择
被控变量的选择是控制系统设计的核心问题。
它选择得正确与否，将会直接关系到生产的稳定操作、产品产量和质量的提高以及生产安全与劳动条件的改善等。
如果被控变量选择不当，不论采用何种控制仪表，组成什么样的控制系统，都不能达到预期的控制效果，满足不了生产的技术要求。
为此，自控设计人员必须深入生产实际，进行调查研究，只有在熟悉生产工艺的基础上才能正确地选择出被控变
量。
一般的过程都有较明确的要求。
如对温度、压力、流量、液位控制系统，其相应的过程参数就是被控变量。
通过分析，可以总结出如下几条选择被控变量的原则：
(1)质量指标是产品质量的直接反映。
在情况许可时，应选择质量指标参数作为被控变量。
(2)当不能选择质量指标参数作被控变量时，可选择一个与产品质量指标有单值对应关系的间接指标参数作为被控变量。
(3)所选的间接指标参数必须具有足够大的变化灵敏度，以便反映产品质量的变化。
(4)在被控变量选择时还需考虑到工艺的合理性和国内、外仪表生产的现状。
2.控制变量的选择
控制变量也称为操纵变量，是调节阀的输出，同时也是直接影响被控对象的输入信号
通过对干扰通道和控制通道的K、T、τ对控制质量的影响分析，可以总结出以下几个原则作为控制变量选择的依据。
(1)所选的控制变量必须是可控的；
(2)所选的控制变量应是通道放大倍数比较大者，最好大于扰动通道的放大倍数；
(3)所选的控制变量应使扰动通道时间常数愈大愈好，而控制通道时间常数应适当小一些为好，但不易过小；
(4)所选的控制变量其通道纯滞后时间应愈小愈好；
(5)所选的控制变量应尽量使干扰点远离被控变量而靠近控制阀；
(6)在选择控制变量时还需考虑到工艺的合理性。
一般来说，生产负荷直接关系到产品的产量，不宜经常变动，在不是十分必要的情况下，不宜选择生产负荷作为控制变量。
②如何正确选择控制阀的开、闭形式及其流量特性。
控制阀接受的是气压信号，当膜头输入压力增大，控制阀开度也增大时，称之为气开阀。
反之，当膜头输入压力增大时，控制阀开度减小．则称之为气关阀。
对于一个具体的控制系统来说，究竞选气开阀还是选气关阀，要由具体的生产工艺来决定。
一般来说，要根据以下几条原则来进行选择。
1.调节阀气开、气关形式的选择原则：
(1)首先要从生产安全出发。
即当气源供气中断，或调节器出故障而无输出，或调节阀膜片破裂而漏气等而使调节阀无法正常工作，应能确保生产工艺设备的安全，不致发生事故。
(2)从保证产品质量出发。
当发生控制阀处于无能源状态而回复到初始位置时，不应降低产品的质量。
(3)从降低原料、成品、动力损耗来考虑。
如控制精馏塔进料的调节阀就常采用气开式．一旦调节阀失去能源调节阀即处于关闭状态．不再给塔进料，以免造成浪费。
(4)从介质的特点考虑。
精馏塔塔釜加热蒸汽调节阀一般都选气
开式，以保证在调节阀失去能源时能处于全闭状态，避免蒸汽的浪费。
但是如果釜液是易凝、易结晶、易聚合的物料时，调节阀则应选气闭式，以防调节阀失去能源时阀门关闭，停止蒸汽进入而导致釜内液体的结晶和凝聚。
2.调节阀流量特性的选择
调节阀的流量特性选择目前较多采用经验法，一般可从以下几方面考虑：
（1）依据过程特性选择。
选择原则为：KV KO=常数。
KV 为调节阀的放大系数，KO为过程的放大系数。
当过程的特性为线性时，应选择直线特性的调节阀，否则就选择等百分比特性的调节阀。
（2）依据配管情况选择。
由于系统配管情况不同，调节阀的工作特性和理想特性也有差异。
因此，首先根据系统特点来选择工作特性，然后再考虑配管情况来选择相应的理想特性。
（3）依据负荷变化情况选择。
在负荷变化较大的场合，宜选用等百分比调节阀。
因为等百分比调节阀放大系数是随阀芯位移的变化而变化的，其相对流量变化率是不变的，因而能适应负荷的变化情况；
当调节阀经常工作在小开度时，宜选用等百分比调节阀。
因为直线调节阀在小开度时，相对流量变化率很大，不宜进行微调。
③如何正确选择控制器的控制规律及正反作用
工业用控制器常见的有开关控制器、比例控制器、比例-积分控制器、比例-微分控制器、比例-积分-微分控制器，控制器控制规律
的选择根据具体情况而定，但有一些基本原则如下：
对于不太重要的参数可考虑采用比例控制。
对于不太重要的参数，但惯性较大，又不希望动态偏差较大，可采用比例-微分控制器。
对于控制精度要求比较高的参数，可采用比例-积分控制器。
对于比较重要的，控制精度比较高的，动态偏差较小，被控对象的时间滞后较大的参数，应当采用比例-积分-微分控制器。
为保证能构成负反馈，系统开环总放大倍数必须为负值，即构成系统的各个环节符号乘积为负，因此只要知道对象、控制阀和测量变送装置放大倍数的正负，再根据开环总放大倍数必须为负的要求，就可以确定控制器的正、反作用
④如何正确选择测量变送装置。
被控参数的测量和变送必须迅速正确地反映其实际变化情况，为系设计提供准确的控制依据。
测量变送装置要保证其一定的精度和灵敏度，尽量减少其测量变松滞后时间。
⑤系统关联性分析。
所谓系统关联就是系统之间彼此互相有影响。
如果系统间相互关联比较紧密，相互影响比较大而又处理不当，就会使系统无法运行。
这不仅会影响控制质量，甚至会导致发生事故，必须给予足够的重视。
系统间关联的情况与程度不同，解决方法也不一样。
要解决系统间关联问题，首先要深入生产实际，进行认真的分析、研究，然后才能根据具体情况，采取具体的措施。
采用何种消除关联方法为此提供
有力的依据。
（1）如果按照某种变量配对，可采用控制器参数整定的方法将各系统的工作频率拉开，以消弱系统间的关联。
（2）如果各通道相对增益比较接近或离1比较远，表明系统间的关联比较严重，需要采用解耦办法才能消除系统间的关联。
（3）如果按照某种变量配对，结果算出各通道相对增益相差比较大，即有的离1较近有的离1较远。
这时可采用变量重新配对的办法来消弱系统间的关联，即尽量让那些相对增益离1较近的变量配对组成系统。
