9分程控制系统
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西安交通大学17年9月课程考试《化工仪表及自动化》作业考核试题
西安交通大学17年9月课程考试《化工仪表及自动化》作业考核试题一、单选题（共30 道试题，共60 分。
）1. 设置分程控制系统的目的是（）。
A. 改善调节品质、改善调节阀的工作条件B. 满足开、停车时小流量和正常生产时的大流量的要求，使之都能有较好的调节质量C. 满足正常生产和事故状态下的稳定性和安全性D. 以上都是正确答案：2. 可燃气体报警器检测探头的供电电压是（）A. 24VDCB. 12VDCC. 220V ACD. 380V AC正确答案：3. 热电阻定期维护的校准周期为（）个月。
A. 3B. 6C. 9D. 12正确答案：4. 在自动控制系统研究中经常采用（）作为输入信号。
A. 斜坡函数B. 单位脉冲函数C. 抛物线函数D. 阶跃函数正确答案：5. 在逻辑线路中，下面的（）不是其执行的功能之一。
A. 启动B. 检测C. 保持D. 停止正确答案：6. 仪表日常维护大致有以下几项工作内容：①巡回检查②（）③定期排污④保温伴热⑤故障处理A. 定期检修B. 定期润滑C. 定期更换D. 定期吹洗正确答案：7. 对于一阶对象特性，通常可以用（）来表示。
A. 放大倍数K、时间常数TB. 放大倍数K、滞后时间τC. 时间常数T、滞后时间τD. 放大倍数K、时间常数T、滞后时间τ正确答案：8. 过渡滞后是由于物料或能量的传递需要克服一定的阻力而引起的，过渡滞后使输出信号( )。
A. 变化速度不变B. 先慢再快，最后又变慢C. 变化速度不断加快D. 先快再慢，最后又变快正确答案：9. 对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，下列消除余差的方法是（）A. 加入积分作用B. 加入微分作用C. 同时加入微分积分作用D. 以上都不可以正确答案：10. 热电偶的测温原理是基于（）。
A. 热磁效应B. 热阻效应C. 热电效应D. 热压效应正确答案：11. 以下叙述中错误的是（）A. 回差包括滞环和死区，并按输出量程的百分数表示B. 仪表的灵敏度越大，则仪表越灵敏C. 仪表的灵敏限数值越小则仪表越灵敏D. 仪表的重复性误差和再现性误差是同一概念正确答案：12. 双容对象特性与单容对象特性相比增加了（）。
第9章 控制系统的状态空间描述
第9章 控制系统的状态空间描述
2.状态变量 能够完全表征系统运动状态的最小变量组中的每个变量 xi(t)(i=1,2,…,n)称为状态变量。 3.状态向量 系统有n 个状态变量x1(t),…,xn(t),用这n 个状态变量作为 分量所构成的向量(通常以列向量表示)称为系统的状态向 量:x(t)=(x1(t)…xn(t))T。
第9章 控制系统的状态空间描述 和
第9章 控制系统的状态空间描述
将上两式用矩 阵方程的形式表示, 可得出线性时变系 统的状态空间表达 式为
第9章 控制系统的状态空间描述 或者,状态空间表达式也可以表示为
式中,A(t)为n×n 系统矩阵,即
第9章 控制系统的状态空间描述 B(t)为n×r 输入矩阵,即
第9章 控制系统的状态空间描述
图9-3 系统结构图
第9章 控制系统的状态空间描述 (1)输入引起系统内部状态发生变化,其变化方程式称为
状态方程,其一般形式为
(2)系统内部状态及输入变化引起系统输出的变化,其变 化方程式称为输出方程,其一般形式为
第9章 控制系统的状态空间描述
பைடு நூலகம்
第9章 控制系统的状态空间描述
第9章 控制系统的状态空间描述
第9章 控制系统的状态空间描述
9.1 控制系统中状态的基本概念 9.2控制系统的状态空间表达式 9.3根据系统的物理机理建立状态空间表达式 9.4根据系统的微分方程建立状态空间表达式 9.5根据系统的方框图或传递函数建立状态空 间表达式 9.6从状态空间表达式求取传递函数矩阵 9.7系统状态空间表达式的特征标准型
状态方程和输出方程组合起来,构成对系统动态行为的 完整描述,称为系统的状态空间表达式,又称动态方程,其一般 形式为
仪器仪表维修工试题库含答案
仪器仪表维修工试题库含答案一、单选题（共33题，每题1分，共33分）1.Y—100压力表的弹簧管是（）。
A、扁圆形B、圆形C、半圆形D、椭圆形正确答案：A2.导压管应以尽量短的路径敷设，是为了（）。
A、减少震动B、减少热量损失C、增大稳定性D、减少测量时滞正确答案：D3.按国家计量规定，差压式流量计在满量程（）以下一般不宜使用。
A、0.5B、0.2C、0.3D、0.4正确答案：C4.仪表工作接地的原则是（）。
A、没有要求B、单点接地C、双点接地D、多点接地正确答案：B5.变送器的校准至少要选择（）点为标准值进行校准。
A、1个B、7个C、5个D、3个正确答案：C6.超声波流量计安装时，要求流量计前后分别应有（）的直管段。
A、10D5DB、10D10DC、20DlODD、20D5D正确答案：A7.耐震压力表表壳有个橡胶堵死的小孔，使用时（），它的作用（）A、剪开橡胶，装耐压油B、不剪开橡胶，安全泄压孔C、不剪开橡胶，装耐压油D、剪开橡胶，安全泄压孔正确答案：D8.夹套式化学反应器的控制系统一般设置为（）系统A、温度B、液位C、流量D、成分正确答案：A9.下列参数（）不是DCS的可靠性评价指标。
A、MTTRB、MTBFC、容错能力D、扫描周期正确答案：D10.液-液相界面不能选择哪种方法测量（）。
A、差压法D．辐射法B、浮球法C、浮筒法正确答案：B11.在电路中，电流之所以能流动，是由电源两端的电位差造成的，我们把这个电位差叫做（）。
A、电流B、电压C、电容D、电源正确答案：B12.根据日常维护经验，在装置内一般使用铂热电阻和铜热电阻，那么测温较高且精度较高的是以下哪些类型的热电阻( )。
A、Pt100、Cu100B、Pt100、Cu50C、Pt100、Pt10D、Pt10、Cu100正确答案：C13.如把1151变送器的电源极性接反，则仪表（）。
A、烧坏B、输出最大C、没有输出D、输出最小正确答案：C14.（）又称职责意识，是指员工要谨慎认真地做好本职工作。
9.分程控制-过程控制(自动化)解析
T1C
T2C
FC
冷却剂 加热剂 (C)
V1
V2
练习（续）
答：⑴ 是串级分程控制系统。 ⑵ 最主要的被控变量是反应器内温度，最主要的操纵变量是冷剂流量。 ⑶ 图中T1C要整定的最慢，FC最快。 ⑷ 阀门V1是气关，保证反应温度不致过高，从而生成其它产物。阀门 V2是气关。 ⑸ 图中：T1C反作用，T2C正作用，FC正作用。 (6) T1C：PID；T2C：P（PI，I弱）；FC：P。
分程控制应用之一（续）
对于此问题的解决办法：
采用两个控制阀（同为气开或气关），在小流量（低负荷）时用小阀 加酸或碱试剂，在大流量（高负荷）时用小阀不够时再开大阀加酸或碱试 剂。 比如：两阀分别为A和B，QAmax=4， QBmax=100，两阀的可调范围相等，即 RA=RB=30。若B阀的泄漏量为最大流量的0.02% ，即QBS=0.02%QBmax=0.02。 当采用分程控制后，最小流量和最大流量分别为： Qmin=QAmin+QBS=4/30+0.02=0.153；Qmax=QAmax+QBmax=4+100=104 因此此两阀组合在一起的可调范围将扩大到R=104/0.153≈680»30。
分程与阀位控制系统
本讲主要内容
分程控制的特点与适用场合； 分程区间的确定方法； 阀位控制的概念与设计方法。
例1：间歇聚合反应器的控制问题
T
Y
“A” “B”
冷水 蒸汽
控制要求：反应开始前，需要用蒸汽加热以达到反应所需 的温度；当反应开始后，因放出大量反应热，需要用冷水 进行冷却。要求全过程自动控制反应器的温度，怎么实现？
富气 C-201 TIC203
TC
D-201
T2C
FC
冷却剂 加热剂 (C)
V1
V2
练习（续）
答：⑴ 是串级分程控制系统。 ⑵ 最主要的被控变量是反应器内温度，最主要的操纵变量是冷剂流量。 ⑶ 图中T1C要整定的最慢，FC最快。 ⑷ 阀门V1是气关，保证反应温度不致过高，从而生成其它产物。阀门 V2是气关。 ⑸ 图中：T1C反作用，T2C正作用，FC正作用。 (6) T1C：PID；T2C：P（PI，I弱）；FC：P。
分程控制应用之一（续）
对于此问题的解决办法：
采用两个控制阀（同为气开或气关），在小流量（低负荷）时用小阀 加酸或碱试剂，在大流量（高负荷）时用小阀不够时再开大阀加酸或碱试 剂。 比如：两阀分别为A和B，QAmax=4， QBmax=100，两阀的可调范围相等，即 RA=RB=30。若B阀的泄漏量为最大流量的0.02% ，即QBS=0.02%QBmax=0.02。 当采用分程控制后，最小流量和最大流量分别为： Qmin=QAmin+QBS=4/30+0.02=0.153；Qmax=QAmax+QBmax=4+100=104 因此此两阀组合在一起的可调范围将扩大到R=104/0.153≈680»30。
分程与阀位控制系统
本讲主要内容
分程控制的特点与适用场合； 分程区间的确定方法； 阀位控制的概念与设计方法。
例1：间歇聚合反应器的控制问题
T
Y
“A” “B”
冷水 蒸汽
控制要求：反应开始前，需要用蒸汽加热以达到反应所需 的温度；当反应开始后，因放出大量反应热，需要用冷水 进行冷却。要求全过程自动控制反应器的温度，怎么实现？
富气 C-201 TIC203
TC
D-201
过程控制系统试题
过程控制系统试题一一、 选择题（ 10 × 3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、在过程控制系统过渡过程的质量指标中 , ( A ) 反映控制系统稳定程度的指标 A. 超调量 B. 衰减比 C. 最大偏差 D. 振荡周期3、下面对过程的控制质量没有影响的是: ( D ) K A . 控制通道放大倍数 K B. 扰动通道放大倍数O fC. 扰动通道时间常数D. 扰动通道纯滞后时间 4、 在对象特性中，() 是静特性。
A. 放大系数 Κ B. 时间常数 T C. 滞后时间τ D. 传递函数5、 选择调节参数应尽量使调节通道的( ) A. 功率比较大 B. 放大系数适当大C. 时间常数适当小D. 滞后时间尽量小 6、 在简单控制系统中，接受偏差信号的环节是( ) 。
A . 变送器 B. 控制器 , C. 控制阀 D. 被控对象7、 下列说法正确的是 () 。
A. 微分时间越长，微分作用越弱；B. 微分时间越长，微分作用越强；C. 积分时间越长，积分时间越弱； D. 积分时间越长，积分时间越强。
8、调节阀按其使用能源不同可分为( ) 三种。
A ．电动B ．液动C ．气动D ．压动9、打开与控制阀并联的旁路阀，会使可调比 (A) 。
A. 变小B. 变大C. 不变 D. 为零 10、串级控制系统主、副对象的时间常数之比， T01/T 02 ＝ ( ) 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 ～ 10B.2 ～ 8 C. 1 ～ 4 D. 1 ～ 2二、 判断题（ 10 × 2分）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、调节阀的结构形式的选择首先要考虑价格因素。
分程控制系统
阀 门 开 度 ％
A阀
B阀
100 阀压kPa
A阀气关，B阀气开，PC反作用
10Mpa中压蒸汽
控制阀的可调比 R＝Qmax/Qmin 由于口径固定，采用同一个控制阀，能够 控制的最大流量和最小流量不可能相差太 大，满足不了生产上流量大范围变化的要 求，在这种情况下可采用两个控制阀并联 的分程控制方案。
汽 包
给水
4Mpa 中压蒸汽
蒸汽减压系统分程控制系统 A阀
B阀
A阀小口径
B阀大口径
－
对象
控制阀B 测量、变送 分程控制系统方块图
分程控制的种类
阀 门 开 度 ％ 阀 门 开 度 ％
A阀
B阀
A阀
B阀
100
阀 门 开 度 ％
100 阀压kPa
(a)
阀压kPa
两阀同向动作
(b)
A阀
B阀
阀 门 开 度 ％
A阀
B阀
100
100
阀压kPa
(a)
阀压kPa
(b)
两阀异向动作
分程控制应用1：提高控制阀的可调比
反应器分程控制系统
A阀
B阀
A阀气关，B阀气开，TC反作用
分程控制应用3：用作安全生产的保护措施
化工厂的贮油罐需要进行氮封，以使油品与 空气隔绝。
“反 ”
储罐氮封分程控制方案
一个问题就是贮罐中物料量的增减会导致氮 封压力的变化。为了维持罐压平衡，需要在 物料被抽取时加氮补压，而在物料进料时排 气减压。 贮压升高时，测量值将大于给定值，压力控 制器PC的输出将下降，A阀关闭，B阀打开， 排气减压 贮压降低时，测量值小于给定值时，控制器 输出将变大， A阀打开，B阀关闭，补氮增 压。
过程控制复习题（2）
过程控制复习题（2）⼀、填空题：1、简单控制系统由（控制器）、（执⾏机构）、（被控对象）和（检测变送仪表）四个环节组成。
2、对象数学模型是指对象的（输⼊输出）特性，是对象在各输⼊量（控制量和检测变送量）作⽤下，其相应输出量（被控量）变化函数关系的数学表达式。
3、获取对象数学模型的⽅法参⽅法有：（机理法）和（测试法）。
4、⽓动执⾏器由（调节）机构和（执⾏）机构两部分组成，常⽤的辅助装置有（阀门）定位器和⼿轮机构。
5、流通能⼒Ｃ的定义是：调节阀全开，阀前后压差为（0.1Mp），流体重度为（1g/m3），每（⼩时）所通过的流体（系）数。
6、被调介质流过阀门的（相对）流量与阀门（相对）⾏程之间的关系称为调节阀的流量特性；若阀前后压差保持不变时，上述关系称为（理想流量）特性，实际使⽤中，阀门前后的压差总是变化的，此时上述关系为（⼯作流量）特性。
7、动态前馈控制的设计思想是通过选择适当的（前馈）控制器，使⼲扰信号经过（前馈）控制器致被控量通道的动态特性完全复制对象（⼲扰）通道的动态特性，并使它们符号（相反）（正、反），从⽽实现对⼲扰信号进⾏完全补偿的⽬标。
8、⾃动调节系统常⽤参数整定⽅法（动态特性参数法），（稳定边界法），（衰减曲线法），（经验法）。
9、调节系统中调节器正、反作⽤的确定依据是：（保证控制系统成为负反馈）。
4、模糊控制器的设计（不依赖）被控对象的精确数学模型。
⼆、单项选择题：1、调节系统的稳定性是对调节系统最基本的要求，稳定调节过程的衰减率ζ应是（C.0<ζ<1）。
2、线性调节系统的稳定性（稳定或不稳定）取决于（Ｃ．⼲扰作⽤的形式、强弱和系统本⾝的结构、参数。
）3、单纯的前馈调节是⼀种能对（C．⼲扰量的变化）进⾏补偿的调节系统。
4、均匀控制系统的任务是（A．使前后设备在物料供求上相互均匀、协调。
）5、定值调节系统是环调节，前馈系统是环调节。
（B．闭，开）6、在选择性调节系统中防积分饱和⼀般采⽤（B．外反馈法）⽅法。
化工自动化控制仪表证考试题库(含答案)
化工自动化控制仪表证考试题库（含答案）1、【单选题】()故障模式(失效一危险型模式)是指故障并不会立即表现出来,只有在生产装置出现异常,需要停车时,安全仪表系统因隐性故障存在而无法动作,使生产装置和整个工厂陷入危险境地。
（ B ）A、显性故障B、隐性故障C、随机故障2、【单选题】()阀门在开度小时流量相对变化值大,灵敏度高,不易控制,甚至发生振荡,而在大开度时,流量相对变化值小,调节缓慢,不够及时。
（ C ）A、快开特性B、等百分比特性C、线性3、【单选题】1EC61158是()。
（ A ）A、现场总线国际标准B、局域网标准C、广域网标准4、【单选题】3300系列涡流传感器系统借助于探头顶端与被观察的导体表面之间的间隙来测量振动及相对位置,并转换成与之成()信号送至监视器。
（ B ）A、正比例的正电压B、正比例的负电压C、反比例的正电压5、【单选题】CENTUMCS3000R3系统中,一个域是一个逻辑控制网部分。
用户可以用()连接不同域。
（ A ）A、总线转换器BCVB、现场控制站FCSC、通讯网关单元CGW6、【单选题】CENTUMCS3000系统中,()可以将多个CENTUMCS3000系统相联,也可以把以前的CENTUM系统无缝联接到CENTUMCS3000系统上。
（ A ）A、总线转换器BCVB、通讯门路单元ACGC、现场控制站FCS7、【单选题】CENTUMCS3000系统中,在控制分组画面上不可以进行()操作。
（ C ）A、修改控制模式MODEB、修改SP值C、将过程点打校验状态8、【单选题】CENTUMCS3000系统的现场控制单元FCU中,处理器卡执行控制计算并监视CPU及供电单元,其上的状态指示灯COPY在()情况下会亮。
（ C ）A、备用时B、软硬件都正常时C、复制数据时9、【单选题】DDZ-Ⅲ型仪表采用了集成电路和()型防爆结构,提高了防爆等级、稳定性和可靠性。
（ B ）A、隔爆B、安全火花C、增安D、无火花10、【单选题】MYT40型1211灭火器的灭火射程在()m。
过程控制系统试题一.
过程控制系统试题一一、选择题（10×3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、在过程控制系统过渡过程的质量指标中, ( A )反映控制系统稳定程度的指标A.超调量B.衰减比C.最大偏差D.振荡周期3、下面对过程的控制质量没有影响的是: ( D )A .控制通道放大倍数K O B.扰动通道放大倍数K fC.扰动通道时间常数D.扰动通道纯滞后时间4、在对象特性中，( )是静特性。
A. 放大系数ΚB. 时间常数TC.滞后时间τD.传递函数5、选择调节参数应尽量使调节通道的( )A.功率比较大B.放大系数适当大C.时间常数适当小D.滞后时间尽量小6、在简单控制系统中，接受偏差信号的环节是( )。
A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象7、下列说法正确的是( )。
A. 微分时间越长，微分作用越弱；B. 微分时间越长，微分作用越强；C. 积分时间越长，积分时间越弱；D. 积分时间越长，积分时间越强。
8、调节阀按其使用能源不同可分为( )三种。
A．电动B．液动C．气动 D．压动9、打开与控制阀并联的旁路阀，会使可调比(A)。
A.变小B.变大C.不变D. 为零10、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. 3～10B. 2～8C. 1～4D. 1～2二、判断题（10×2分）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、调节阀的结构形式的选择首先要考虑价格因素。
( )3、当生产不允许被调参数波动时，选用衰减振荡形式过渡过程为宜。
( )4、临界比例度法是在纯比例运行下进行的。
通过试验，得到临界比例度δK和临界周期T K，然后根据经验总结出来的关系，求出调节器各参数值。
控制系统仿真课件：控制系统模型及转换
x1 0
x2
0
xn
an
1 0 an1
0 1 an2
0 x1 0
0
x2
0
u
a1
xn
1
x1
y 1
0
0
x2
xn
控制系统模型及转换
0
A
0
an
1 0 an1
0 1 an2
0
0
a1
为状态变量系数矩阵。 为输入变量系数矩阵。
a1
d n1 y dt n 1
an1
dy dt
an
y
u
（3－5）
式中：u为系统的输入量；y为输出量。
控制系统模型及转换
现引入n个状态变量，即x1,x2,…，xn,各个状态变量的一 阶导数与状态变量和式(3－5)原始方程中的各导数项的对应
关系
x1
x
x2
x
n
为系统状态变量矩阵。
控制系统模型及转换
x1
x
x
2
x
n
为状态变量的一阶导数矩阵。
控制系统模型及转换
x1 y
x1
x2
x2
x3
x n 1
xn
dy dt d2y dt 2
d n1 y dt n1
xn
xn1
dny dt n
an y an1
dy dt
an2
d2y dt 2
a1
d n1 y dt n1
u
控制系统模型及转换 将上述n个一阶微分方程组成矩阵形式，可以表示为
控制系统模型及转换
3.1.3 系统的状态空间模型 微分方程和传递函数均是描述系统性能的数学模型，它
9控制系统基础复习
蒸汽 物料
18:28
TC
答案：A
28.当物料为温度过高时易结焦或分解的介质， 调节介质为过热蒸汽时； A.气关调节阀，正作用调节器； B.气开调节阀，反作用调节器； C.气开调节阀，正作用调节器； D.气关调节阀，反作用调节器.
18:28
11 描述对象特性的参数有哪些？其物理意义分别是什么 ？
12 何谓控制通道？何谓干扰通道？它们的特性对控制系统 质量有什么影响 ？
14 为什么称放大倍数 K 为对象的静态特性参数，而时间 常数 T 和滞后时间τ为对象的动态特性参数？ 16 对象的滞后形式有几种？ 各是由什么原因造成 ？
18:28
6 某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中符 号所代表的意义。
18:28
7 什么是控制系统的静态与动态？ 为什么说研究控制 系统的动态比其静态更有意义？ 8 什么是自动控制系统的过渡过程 ？ 在阶跃信号的 作用下 , 控制系统被控变量的过渡过程有哪几种形 式 ？各有什么特点？哪些属于稳定的过渡过程 ？ 哪 些属于不稳定的过渡过程 ？ 9 衰减振荡过程的品质指标有哪些？它们的含义是什 么？ 10 在生产过程中 , 为什么经常要求调节系统具有衰 减振荡形式的过渡过程？
18:28
43 什么是调节器的控制规律 ? 调节器有哪
几种基本控制规律 ? 44 什么是双位控制、比例控制、积分控制、微分控制 ? 它们各有什么特点 ? 45 什么是余差 ? 为什么单纯的比例控制不能消除余差而 积分控制能消除余差 ?
46 为什么积分控制规律一般不单独使用 ?
47 比例、积分、微分控制分别用什么量表示其控制作用 的强弱 ? 并分别说明它们对控制 质量的影响。
3.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 ( );干扰通道容量滞后愈多,则调节质量( ); 干扰通道的纯滞后对调节质量( )。
18:28
TC
答案：A
28.当物料为温度过高时易结焦或分解的介质， 调节介质为过热蒸汽时； A.气关调节阀，正作用调节器； B.气开调节阀，反作用调节器； C.气开调节阀，正作用调节器； D.气关调节阀，反作用调节器.
18:28
11 描述对象特性的参数有哪些？其物理意义分别是什么 ？
12 何谓控制通道？何谓干扰通道？它们的特性对控制系统 质量有什么影响 ？
14 为什么称放大倍数 K 为对象的静态特性参数，而时间 常数 T 和滞后时间τ为对象的动态特性参数？ 16 对象的滞后形式有几种？ 各是由什么原因造成 ？
18:28
6 某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中符 号所代表的意义。
18:28
7 什么是控制系统的静态与动态？ 为什么说研究控制 系统的动态比其静态更有意义？ 8 什么是自动控制系统的过渡过程 ？ 在阶跃信号的 作用下 , 控制系统被控变量的过渡过程有哪几种形 式 ？各有什么特点？哪些属于稳定的过渡过程 ？ 哪 些属于不稳定的过渡过程 ？ 9 衰减振荡过程的品质指标有哪些？它们的含义是什 么？ 10 在生产过程中 , 为什么经常要求调节系统具有衰 减振荡形式的过渡过程？
18:28
43 什么是调节器的控制规律 ? 调节器有哪
几种基本控制规律 ? 44 什么是双位控制、比例控制、积分控制、微分控制 ? 它们各有什么特点 ? 45 什么是余差 ? 为什么单纯的比例控制不能消除余差而 积分控制能消除余差 ?
46 为什么积分控制规律一般不单独使用 ?
47 比例、积分、微分控制分别用什么量表示其控制作用 的强弱 ? 并分别说明它们对控制 质量的影响。
3.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 ( );干扰通道容量滞后愈多,则调节质量( ); 干扰通道的纯滞后对调节质量( )。
化工过程控制(成人自考备考题目含答案2023)
《化工过程控制》课程综合复习资料一、判断题1. 前馈控制系统一般可以单独使用，因为其控制精度高，且不受外界干扰影响。
2. 积分时间表示积分作用的强弱，积分时间越小则作用越强，但同时系统的稳定性变差，积分时间太小还将导致系统不稳定。
3. 对于干扰通道，时间常数越大则越有利于调节。
4. 均匀控制系统的控制器参数整定可以与定制控制系统的整定要求一样。
5. 对于一个控制系统总是可以同时做到余差小，最大偏差小，调节时间短。
6.电动执行结构是由电动机带动减速装置，在电信号的作用下产生直线运动或角度旋转运动。
7. 串级控制系统中主控制器以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。
8.控制阀流量特性的选择是为了补偿被控对象特性的变化。
9. 前馈控制和反馈控制是不能同时存在的。
10. 一般来说，直通单座阀比直通双座阀的泄漏量要少。
11. 检测变送环节的时间常数会随过程运行而发生变化，例如，因保护套管结垢造成时间常数减小。
12. 分程控制系统在用于扩大控制阀的可调范围时，多个控制阀通常采用同向分程结构。
13. 放大系数是反映对象动态特性的参数。
14. 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。
15. 当生产不允许被控参数来回波动时，选用衰减振荡形式过渡过程为宜。
16. 数字控制器可以接收模拟量输入信号。
二、单选题1. 打开与控制阀并联的旁路阀，会使可调比（）。
A．变小B．变大C．不变D．为零2. 过渡过程品质指标中，余差表示（）。
A. 给定值与测量值之差B. 最大峰值与被控变量所达到的新稳态值之差C. 最大峰值与给定值之差D. 给定值与被控变量所达到的新稳态值之差3.（）存在纯滞后，但不会影响系统控制品质。
A. 控制通道B. 测量元件C. 被控对象D. 干扰通道4. 关于对象特性的传递滞后，不正确的是（）。
A. 生产过程中无法彻底消除B. 可以通过改进工艺等方法降低传递滞后C. 只是使得控制作用向后延迟了一段时间，不会影响控制质量D. 一般是由于介质的输送需要一段时间而引起的5.（）的作用是将工业生产过程的参数（流量、压力、温度、物位等）转换为标准信号。
仪器仪表维修工(选择+判断)考试题及参考答案
仪器仪表维修工（选择+判断）考试题及参考答案一、单选题（共30题，每题1分，共30分）1、差压式液位计进行负向迁移后,其量程（）。
A、变小B、变大C、视迁移大小而定D、不变正确答案：D2、热电偶的偶丝越细，则（）oA、反应越快B、灵敏度越高C、越耐用D、灵敏度越低正确答案：A3、下面那项不在安全标志四大类中（）。
A、警告标志B、禁止标志C、指令标志D、防护标志正确答案：D4、EJA变送器外部调零螺钉的调零分辨率可达量程的（）。
A、0.0005B、0.0001C、0.001D、0.0008正确答案：B5、职业道德建设与企业发展的关系是（）oA、可有可无B、至关重要C、没有关系D、作用不大正确答案：B6、比例度越大，对调节过程的影响是（）oA、调节作用越弱，过度曲线变化快，振荡周期长，衰减比大B、调节作用越弱，过度曲线变化缓慢，振荡周期短，衰减比大C、调节作用越弱，过度曲线变化缓慢，振荡周期长，衰减比大D、调节作用越弱，过度曲线变化缓慢，振荡周期长，衰减比小正确答案：C7、3300系列涡流传感器系统包括前置器、（）和延长电缆。
A、探头B、电缆C、信号线D、补偿电缆正确答案：A8、电路一般由（）组成。
A、以上都不对B、电源、负载、开关C、电源、导线、负载D、电源、导线、负载、开关正确答案：D9、压力表在现场的安装需（）。
A、水平B、任意角度C、垂直D、倾斜正确答案：C10、一台电∏【型差压变送器，所供电电压为12VDC,那么它能正常工作吗？（）A、不可以B、视具体情况而定C、可以D、显示不正常正确答案：A11、现场总线的通信技术采用（）方式。
A、双工B、单工C、半双工和双工D、半双工正确答案：D12、测温元件一般应插入管道（）oA、IOOmmD.任意长B、1OmmC、越过管道中心5~10mm正确答案：C13、过度过程品质指标中，余差表示（）。
A、超调量与给定值之差B、新稳定值与给定值之差C、调节参数与被调节参数之差D、测量值与给定值之差正确答案：B14、工业控制中常用P1D调节，这里的的D指的是（）A、积分时间B、积分C、比例系数D、微分正确答案：D15、分程调节系统一般有（）调节阀。
分程控制系统
阀开度
0
50 %
100 %
异向组合：
100 %
阀开度
调节器输出
调节器输出
100 %
0
50 %
100 %
阀开度
0
50 %
100 %
调节器输出
调节器输出
二. 分程控制系统的应用 ⒈ 扩大可调范围。 例如： 两阀的可调范围为： A
RA＝RB 30
TC
蒸汽 热水
TT
热物料
B
冷凝水
最大流通能力为：
CAmax＝4, CBmax 100
零点和放大倍数可调的放大器。
Gm s
4～20 mA
阀开度
阀门定位器2.5 A，B分程及阀位控制系统 分段响应调节器输出信号，将它们转换为调节 ( 十六 ) 阀全程信号。 2.5.1 分程控制系统 TC TT 工作过程：设分段点为 50％。均选气开阀。则 热物料 调节器输出信号在 0 ～ 50％（4 ～ 12mA）时，阀门定位器A将 一 . 概述 4～12mA的信号转换为 0.02 ~ 0.1 MPa蒸汽 ，对应阀A全行程。 B B 全关。 一个调节器的输出分 此时阀门定位器 B 输出 0.02 MPa ，阀 热水 调节器输出信号在 50 ～ 100 ％（ 12 ～ 20mA）时，阀门定位器A 段分别控制两个或两 A 输出 0.1 MPa ，阀A全开。此时阀门定位器 B 将12～ 20mA 冷凝水 的信号转换为 0.02 ~ 0.1 MPa ，对应阀B 全行程。 个以上的调节阀，两 相当于阀门定位器A量程放大一倍。 个调节阀分量程响应调节器的输出信号。 阀门定位器B零点迁移 50%，且量程放大一倍。 冷物料 调节阀A 100 % y x 关键是每个调节阀上都装有阀 GO s 调节器 门定位器，阀门定位器相当于 调节阀B
分程控制在生产过程中的应用浅析
分程控制在生产过程中的应用浅析摘要:在科技力量的推动下,现代工业得到了突飞猛进的发展,生产过程中的特殊工艺不仅形式多样,而且高效实用,与此同时对控制手段的要求也不断提高,而分程控制可以满足特殊的工艺要求,利于最优控制效果的实现,因此在生产过程中合理运用分程控制方式意义重大。
对此,本文对分程控制作了概述,并就其发展和应用进行了探讨。
关键词:分程控制系统控制阀控制器分程控制是当下工业生产过程中较为常见的一种控制模式,其凭借自身丰富且先进的控制功能得以广泛应用,并成为工业生产自动控制的主流,其中在石油化工生产中应用最为广泛,但在具体实践中,其应用还存在些许的局限性,亟待完善,因此必须加大研究和实践力度,使其得到不断的改进和优化,从而更好的服务于工业生产,创造更多的经济效益。
1 分程控制概述早在20世纪70年代,分程控制系统就崭露头角,为工业生产带来了发展机遇和契机,而且随着时代的发展和科技的进步,该系统逐步完善、成熟,无形中改变着传统的控制模式,已在生产过程中得以广泛应用,发挥效用。
在生产过程中,为了满足具有特殊要求的工艺操作,或者进一步扩大控制阀的可调范围,通常会借助分程控制实现上述要求,其工作原理如下:在分程控制系统中,模拟仪表是其重要构成,经由控制器输出的信号会在阀门定位器的作用下以范围段的形式被分解,此时每个范围段的信号都可以控制一个控制阀,如此一来,控制器就可以同时控制两个及其以上的控制阀,大大改善了控制效果。
通常,分程控制系统的实现主要包括硬分程和软分程两种类型。
其中在硬分程控制系统中,阀门定位器的作用是决定性的,即控制器中输出的信号在定位器的作用下实现对控制阀全程动作的调节,但该种模式具有一定的局限性,因2个控制阀处于同一回路中,且是串联状态,一旦其中一个控制阀出现故障,就会影响整个系统控制,而且维修麻烦,人为误操作风险较大;而软分程则不同,其可以利用软件系统很容易的实现控制阀的正反作用,而且应用的是两个回路,对控制阀的操作可以分路进行,彼此之间不会相互影响,只要根据工艺需求或者是控制阀的可调范围设定相应的操作程序即可,因此其分程控制相对便捷、高效,也易于维护。
过程控制系统试题一
过程控制系统试题一一、选择题（10×3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、在过程控制系统过渡过程的质量指标中, ( A )反映控制系统稳定程度的指标A.超调量B.衰减比C.最大偏差D.振荡周期3、下面对过程的控制质量没有影响的是: ( D )A .控制通道放大倍数K O B.扰动通道放大倍数K fC.扰动通道时间常数D.扰动通道纯滞后时间4、在对象特性中，( )是静特性。
A. 放大系数ΚB. 时间常数TC.滞后时间τD.传递函数5、选择调节参数应尽量使调节通道的( )A.功率比较大B.放大系数适当大C.时间常数适当小D.滞后时间尽量小6、在简单控制系统中，接受偏差信号的环节是( )。
A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象7、下列说法正确的是( )。
A. 微分时间越长，微分作用越弱；B. 微分时间越长，微分作用越强；C. 积分时间越长，积分时间越弱；D. 积分时间越长，积分时间越强。
8、调节阀按其使用能源不同可分为( )三种。
A．电动B．液动C．气动 D．压动9、打开与控制阀并联的旁路阀，会使可调比(A)。
A.变小B.变大C.不变D. 为零10、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. 3～10B. 2～8C. 1～4D. 1～2二、判断题（10×2分）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、调节阀的结构形式的选择首先要考虑价格因素。
( )3、当生产不允许被调参数波动时，选用衰减振荡形式过渡过程为宜。
( )4、临界比例度法是在纯比例运行下进行的。
通过试验，得到临界比例度δK和临界周期T K，然后根据经验总结出来的关系，求出调节器各参数值。
分程控制系统
如果在分程控制系统中采用两台分程阀，如图1-1 所示，要求A阀的信号区间为4~12ma，B阀的信号 区间为12~20ma。通过调整两台调节阀上的阀门 定位器，使A阀在4~12ma的输入信号下走完全行 程，使B阀在12~20ma的输入信号下走完全行程。 当控制器输出信号小于12ma时，只有A阀随信号 的变化改变开度，B阀的开度不变；控制器输出信 号超过12ma时，A阀的开度不变，B阀的开度随信 号的变化而变化。
图(b)表示两个调节阀均为气关阀。随着控制器输出 信号为4~12ma范围时，A阀从全开到全关，B阀为 全开；信号为12~20ma时，A阀保持全关，B阀从 全开逐渐打开到全关。
图1-3为异向调节阀的分程动作过程，即随着控制 器输出信号的增大或减小调节阀开大，另一个调节 阀则关小。
分程控制系统的应用 分程控制系统主要有以下几个方面的应用 (1)用于扩大调节阀的可调范围，满足不同负荷下 的控制要求。当生产负荷变化较大时，要求有较大范 围的流量变化，但是调节阀的可调范围是有限制的， 只用一个调节阀满足不了流量大范围变化的要求，这 时可采用两个调节阀并联安装的分程控制方案.
分程控制中的几个问题 (1)分程控制对阀门的泄漏等级要求较高，当分程 控制的目的是为了扩大调节阀的可调范围、提高系 统控制质量时尤为重要。当大小两个阀门并联工作 时，如果大阀的泄漏量较大时，小阀在小开度时将 起不到控制作用。
(2)要正确选择调节阀流量特性。在分程控制系统中， 存在着控制作用从一个调节阀向另一个调节阀的过 渡。如果各阀的流通能力相差较大，那么在分程点 处将出现流量的突变这在大小调节阀并联时尤其突 出。解决的办法是：如果要求分程控制的总体流量 特性为直线，且总的可调范围不太大，可使用两个 流通能力相同的线性阀门；如果要求总的可调范围 较大，则可使用两个等百分比的阀门。
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9.3 分程控制系统的应用
3. 用作生产安全的防护措施
为防止油品氧化,常常在油品储罐液位以上空间充以 为防止油品氧化 常常在油品储罐液位以上空间充以 惰性气体氮,以使油品与空气隔绝。称为氮封。 惰性气体氮 以使油品与空气隔绝。称为氮封。一般要求 以使油品与空气隔绝 氮气压力保持为微正压。 氮气压力保持为微正压。
当采用两只阀组成分程控制时，最大流通能力为： 当采用两只阀组成分程控制时，最大流通能力为：
' Cmax = C A max + CB max = 2Cmax = 200
两阀组合后的可调范围应为： 两阀组合后的可调范围应为：
R' = C
' max
/ Cmin
30 = 200 × = 60 = 2 R 100
(0.02~0.062MPa ) 调节器 (0.058~0.10MPa ) B阀门定位器 阀门定位器 (0.02~0.10MPa ) B阀 (0~100%) 阀 A阀门定位器 阀门定位器 (0.02~0.10MPa ) A阀 (0~100%) 阀
第9章 分程控制系统
9.2 分程控制系统的设计
（3）调节阀的泄漏量 ）
9.3 分程控制系统的应用
2. 用于控制两种不同的介质 以满足工艺生产的要求 用于控制两种不同的介质,以满足工艺生产的要求
当反应物投入设备后
反作用
反应前： 反应前：预热 反应中： 反应中：及时移走反应热
µ ↑→ θ ↓
µ ↑→ θ ↑
间歇式化学反应器分程控制系统
第9章 分程控制系统 反作用 θ
9.3 分程控制系统的应用
内蒙古科技大学信息工程学院测控技术与仪器专业
《过程控制》 过程控制》
Process Control
上篇 过程控制系统 第9章 分程控制系统 章
本章要求
基本要求： 基本要求： 了解分程控制系统的基本概念、基本类型、 了解分程控制系统的基本概念、基本类型、 基本原理、控制方案特点和使用场合。 基本原理、控制方案特点和使用场合。
转折点
第9章 分程控制系统
9.2 分程控制系统的设计
改善流量特性平滑性的方法： 改善流量特性平滑性的方法： 选择流量特性合适的调节阀， ① 选择流量特性合适的调节阀，如选用两个流通 能力相等的线性阀，使两阀的流量特性衔接成直线。 能力相等的线性阀，使两阀的流量特性衔接成直线。 ②使两个阀在分程点附近有一段重叠的调节器输出 信号，这样不等到小阀全开，大阀就已经开始启动， 信号，这样不等到小阀全开，大阀就已经开始启动， 从而使两阀特性衔接平滑。 从而使两阀特性衔接平滑。
第9章 分程控制系统
9.2 分程控制系统的设计
2. 调节阀的选择及注意的问题 （1）调节阀类型的选择 ） 根据工艺要求选择同向工作或异向工作的调节阀。 根据工艺要求选择同向工作或异向工作的调节阀。 （2）调节阀流量特性的选择 ） 在分程控制中， 在分程控制中，若把两个调节阀作为一个调节阀 使用并要求分程点处的流量特性平滑时， 使用并要求分程点处的流量特性平滑时，就需要对调 节阀的流量特性进行仔细的选择， 节阀的流量特性进行仔细的选择，选择不好会影响分 程点处流量特性的平滑性。 程点处流量特性的平滑性。
第9章 分程控制系统 章
9.1 概述 9.2 分程控制系统的设计 9.3 分程控制系统的应用 9.4 分程控制系统的参数整定
第9章 分程控制系统
9.1 概述
9.1 概述
反馈控制系统: 反馈控制系统
调节器
(0.02~0.10MPa )
调节阀
(0~100% )
分程控制系统: 分程控制系统
(0.02~0.06MPa ) 调节器 (0.06~0.10MPa ) B阀门定位器 阀门定位器 (0.02~0.10MPa ) B阀 (0~100%) 阀 A阀门定位器 阀门定位器 (0.02~0.10MPa ) A阀 (0~100%) 阀
第9章 分程控制系统
9.2 分程控制系统的设计
（2）调节阀流量特性的选择 ） 如果用两只流通能力不相同的调节阀组合起来构 成分程控制，从组合后的总流量特性来看， 成分程控制，从组合后的总流量特性来看，两阀分程 信号的交接处流量的变化并不是平滑的。 信号的交接处流量的变化并不是平滑的。
C A max = 4, CB max = 100
在分程控制系统中， 在分程控制系统中，必须保证在调节阀全关时无 泄漏或泄漏量极小。尤其是当大阀全关时的泄漏量接 泄漏或泄漏量极小。 近或大于小阀的正常调节量时， 近或大于小阀的正常调节量时，小阀就不能发挥其应 有的调节作用，甚至不起调节作用。 有的调节作用，甚至不起调节作用。
第9章 分程控制系统
9.3 分程控制系统的应用
本章结束！ 本章结束！
蒸汽减压系统分程控制方案
第9章 分程控制系统
9.3 分程控制系统的应用
蒸汽减压系统分程控制方案 阀的最大流通能力C 均为100，可调范围 为30。 设A、B阀的最大流通能力 max均为 、 阀的最大流通能力 ，可调范围R为 。
Q R = Cmax / Cmin
∴ Cmin = Cmax / R = 100 / 30 = 3.33
在正常情况下,即小负荷 在正常情况下 即小负荷
B A A.O
阀起控制作用,B阀 时,A 阀起控制作用 阀
A.O
关闭;当大负荷时 阀已 关闭 当大负荷时,A阀已 当大负荷时 全开仍满足不了蒸汽量 的需要,这时 阀也开始 的需要 这时B阀也开始 这时 打开,以弥补 阀全开时 打开 以弥补A阀全开时 以弥补 蒸汽供应量的不足。 蒸汽供应量的不足。
当从储罐内抽油时： 当从储罐内抽油时：
p < pr → PC （反作用）输出 ↑→ B阀全关，A阀打开 → 补充氮气 → p ↑
第9章 分程控制系统
9.4 分程控制系统的参数整定
9.4 分程控制系统的参数整定
实例1 实例
第9章 分程控制系统
9.4 分程控制系统的参数整定
9.4 分程控制系统的参数整定
µ ↑→ θ ↓
µ ↑→ θ ↑
反应前升温阶段
冷水µ A ↓→ 完全关闭 θ < θ r → TC （反作用）输出 ↑→ 蒸汽µ B ↑→ θ ↑
反应中及时移走反应热
蒸汽µ B ↓→ 完全关闭 θ > θ r → TC （反作用）输出 ↓→ 冷水µ A ↑→ θ ↓
第9章 分程控制系统
9.3 分程控制系统的应用
1. 扩大调节阀可调范围 改善控制品质 扩大调节阀可调范围,改善控制品质 2. 用于控制两种不同的介质 以满足工艺生产的要求 用于控制两种不同的介质,以满足工艺生产的要求 3. 用作生产安全的防护措施
第9章 分程控制系统
9.3 分程控制系统的应用
1. 扩大调节阀可调范围 改善控制品质 扩大调节阀可调范围,改善控制品质
两个调节阀同向动作 两个调节阀异向动作
气开
气开
气闭
气闭
气开
气闭
气闭
气开
第9章 分程控制系统
9.2 分程控制系统的设计
9.2 分程控制系统的设计
1. 调节器输出信号的分程 2. 调节阀的选择及注意的问题
第9章 分程控制系统
9.2 分程控制系统的设计
1. 调节器输出信号的分程
在分程控制中， 在分程控制中，调节器输出信号究竟需要分成 几个区段、每一区段的信号控制哪一个调节阀、 几个区段、每一区段的信号控制哪一个调节阀、每 个调节阀又选用什么形式？ 个调节阀又选用什么形式？所有这些都取决于工艺 要求。 要求。
由于控制阀可调范围扩大了，可以满足不同生产负荷的要求， 由于控制阀可调范围扩大了，可以满足不同生产负荷的要求， 而且控制的精度也可以获得提高，控制质量得以改善。 而且控制的精度也可以获得提高，控制质量得以改善。同时 生产的稳定性和安全性也可进一步得以提高。 生产的稳定性和安全性也可进一步得以提高。
第9章 分程控制系统
第9章 分程控制系统
9.1 概述
分程控制系统设置的目的: 分程控制系统设置的目的
扩大控制阀的可调范围，以便改善控制系统的 扩大控制阀的可调范围， 品质，使系统更为合理可靠； 品质，使系统更为合理可靠； 满足某些工艺操作的特殊需要。 满足某些工艺操作的特殊需要。
第9章 分程控制系统
9.1 概述
分程控制系统的分类
反作用
气闭
气开
第9章 分程控制系统
9.3 分程控制系统的应用
3. 用作生产安全的防护措 、 阀频繁动作 化时，A、B阀频繁动作 反作用
当向储罐内注油时： 当向储罐内注油时：
p > pr → PC （反作用）输出 ↓→ A阀全关，B阀打开 → 放空氮气 → p ↓
实例2 实例
实例3 实例
第9章 分程控制系统
9.4 分程控制系统的参数整定
9.4 分程控制系统的参数整定
实例1、 结构相同 系统整定时可按同一方法考虑。 结构相同， 实例 、3结构相同，系统整定时可按同一方法考虑。 A、B两只控制阀都控制同一对象，因此两阀的控制 、 两只控制阀都控制同一对象 两只控制阀都控制同一对象， 通道特性是相同的。 通道特性是相同的。如果两只控制阀的动特性和放大 倍数又比较接近， 倍数又比较接近，那么可以按两个通道中的任一通道 （A阀通道或 阀通道）进行控制器参数整定 结果都 阀通道或B阀通道 阀通道或 阀通道）进行控制器参数整定, 能使系统获得比较满意的控制品质。 能使系统获得比较满意的控制品质。 实例2，A、B阀通道特性不同，要寻找出一组控制器 实例 ， 、 阀通道特性不同， 阀通道特性不同 参数， 参数，使得对应于上述两个通道的过渡过程都是最佳 的是不可能的。这时就要采取折衷的办法， 的是不可能的。这时就要采取折衷的办法，选择一组 合适的控制器参数， 合适的控制器参数，使之能兼顾上述两个通道特性的 情况。 情况。