化工仪表及自动化

1《化工仪表与自动化》课程复习资料

课程测试试题一

一、 填空题（36分）

1、过程控制系统是由_控制器__、_执行器__、__测量变送__和_被控对象_等环节组成。

2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有__压力__、_流量___、_温度__、_液位_等控制系统。

3、目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是根据过程的内在机理，通过__物料_和_能量_物料

平衡关系，用__机理建模__的方法求取过程的数学模型。

4、控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响___

越小____;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量__越差____;干扰通道的纯滞后对调节质量_有影响，纯滞后

越大，质量越差__。

5、 选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）大于__干扰通道的放大倍数（增益）。

6．某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，再加入积分作用的后，应_

减小调节器的放大倍数_,才能使稳定性不变。

7．描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。

8．串级调节系统,一般情况下主回路选择___PID______或__PI__调节规律调节器,副回路选用__P_调

节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应采用什么装置_开放器___补偿。

9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是0.02~0.1MPa；电Ⅱ型标准信号范围是4~20mA

；电Ⅲ型标准信号范围是0~10mA。

二、综合题（54分）

1、（10分）画出气关式类型执行器的两种简单结构示意简图；在控制系统中如何选择执行器类型？

举例说明。

答：

在控制系统中，执行器是按安全原则选择类型的，也就是当控制信号中断时，要保证设备和操作人员

的安全。如：加热炉温度控制，当燃料量为操纵变量时，其执行器应选择气开类型，当信号中断时，

切断燃料，保证安全。

 2、（14

分）热电偶为什么要进行冷端温度补偿？有哪些冷端温度补偿方法？原理是什么？

序号

题干答案

1“三相四线”制供电方式是指“三根相线、一根中线”。

√

2DCS是一种控制功能和负荷分散，操作、显示和信息管理集中，采用分级分层结

构的计算机综合控制系统。√

3DDZ-Ⅱ型电动控制器采用220V交流电压作为供电电源，导线采用三线制。×

4TRC-121表示的意义为工段号为l，序号为21的温度记录控制仪表。

√

5变压器比异步电动机效率高的原因是由于它的损耗只有磁滞损耗和涡流损耗。×

6

变压器不仅有变压、变流的作用，而且还有变阻抗的作用。√

7采用接触器自锁的控制线路，自动具有欠压保护作用。√

8

测量氨气压力时，可以用普通的工业用压力表。×

9

测量氢气压力时必须使用合金钢弹簧管。×

10测量液体压力时，压力表取压点应在管道下部，测量气体压力时，取压点应在

管道上部。

√

11测量蒸汽压力时，应加装凝液管和隔离罐。×

12测温仪表补偿导线连接可以任意接。×

13

差压变送器只能用于流量检测系统。×

14

弹簧管压力表只能就地指示压力，不能远距离传送压力信号。√

15电磁流量计不能测量气体介质的流量。√

16

电路分为开路、通路和断路三种工作状态。×

17电气设备的保护接零和保护接地是防止触电的有效措施。√

18电器设备通常都要接地，接地就是将机壳接到零线上。×

19

调节阀的最小可控流量与其泄漏量不是一回事。√

20调节阀气开、气关作用形式选择原则是一旦信号中断，调节阀的状态能保证人

员和设备的安全。√

21

对纯滞后大的被控对象，可引入微分控制作用来提高控制质量。×

22对自动控制系统的基本要求是稳定、准确、快速，三者同等重要。×

23

工作接地是电气设备的金属外壳与接地装置之间的可靠连接。×

24管式加热炉中的燃料调节阀应选用气关阀。×

25化工自动化仪表按其功能不同，可分为四个大类，即异地仪表、显示仪表、调

节仪表和执行器。×

26简单化工自动控制系统的组成包括被控对象、测量元件及变送器、控制器、执

行器等。

√

27

简单控制系统包括串级、均匀、前馈、选择性系统等类型。×

[0001-06012201-ded93267][单项选择题][中][仪表知识][A] 1.在蒸汽流量阶跃增大扰动下，汽包水位（ ）。 A.出现“虚假水位” B.立即上升 C.立即下降 D.不变 [0002-06012301-feb849b9][单项选择题][难][仪表知识][D] 2.液一液相界面不能选择下列哪种方法测量（ ）。 A.浮球法 B.浮筒法 C.差压法 D.辐射法 [0003-06012101-2b0736ef][单项选择题][易][仪表知识][B] 3.用压力法测量开口容器液位时，液位的高低取决于（ ）。 A.取压点位置和容器横截面 B.取压点位置和介质密度 C.介质密度和容器横截面 D.取压点位置 [0004-06012201-673616f0][单项选择题][中][仪表知识][C] 4.用差压法测量容器波位时，液位的高低取决于( )。 A.容器上、下两点的压力差和容器截面 B.压力差、容器截面和介质密度 C.压力差、介质密度和取压点位置 D.容器截面和介质密度 [0005-06012201-bd94242f][单项选择题][中][仪表知识][C] 5.浮子钢带液位计出现液位变化，指针不动故障，下面的原因错误的是（ ）。 A.链轮与显示部分轴松动 B.显示部分齿轮磨损 C.导向钢丝与浮子有摩擦 D.活动部分校冻住 [0006-06012101-96727e93][单项选择题][易][仪表知识][C] 6.粉末状固体颗粒的液位测量不可以用（ ）测量。 A.电容式料位计 B.超声波料位汁 C.投入式液位计 D.阻旋式料位汁 [0007-06012101-9d3d7ab8][单项选择题][易][仪表知识][A] 7.一台安装在设备内最低液位下方的压力式液位变送器，为了测量准确，压力变送器必须采用（ ）。 A.正迁移 B.负迁移 C.无迁移 D.不确定

[0008-06012201-d82d7d61][单项选择题][中][仪表知识][B] 8.扭力管式浮筒液位计测量液位时，液位越高，则扭力管产生的扭角（ ）。 A.越大 B.越小 C.不变 D.说不清 [0009-06012201-761f7b90][单项选择题][中][仪表知识][B] 9.用一浮筒液位计测量密度比水轻的介质液位，用水校法校验该浮筒液位计的量程点时，充水高度比浮筒长度（ ）。 A.高 B.低 C.相等 D.说不清 [0010-06012301-e388a96b][单项选择题][难][仪表知识][C] 10.测量一敞口容器的液位，最好不要选用下列哪种液位计？（ ） A.压力式液位计 B.吹气式液位计 C.放射性液位计 D.浮子式液位计 [0011-06012301-700c1d94][单项选择题][难][仪表知识][B] 11.在实际生产中，当差变的安装位置高于容器内最高液位时，则隔离液的密度(ρ2) 与介质密度（ρ1）的关系是（ ）。 A.ρ2＞ρ1 B.ρ2＜ρ1 C.ρ2=ρ1 D.ρ2≥ρ1 [0012-06012201-9d74c1e1][单项选择题][中][仪表知识][C] 12.差压式液位计进行负向迁移后,其量程（ ）。 A.变大 B.变小 C.不变 D.视迁移大小而定 [0013-06012201-8eab07a7][单项选择题][中][仪表知识][A] 13.扭力管液面计的浮筒脱落,则仪表指示（ ）。 A.最大 B.最小 C.不变 D.不一定 [0014-06012301-d6888e3b][单项选择题][难][仪表知识][A] 14.雷达液位计的微波发射频率一般为（ ）。 A.1～5GHz B.5～10GHz

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。