《过程控制及仪表》期末复习题(基础题目)
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1过程控制通常是对生产过程中的温度,压力,流量,液位,成分和物性等工艺参数进行控制,使其保持为定值或按一定规律变化。
2工业生产对过程控制的要求归纳起来主要有;安全性,稳定性和经济性。
3在自动化仪表中,仪表的精度通常在规定的使用条件下,由最大引用误差来度量。
4气动执行器分,气开,气关两种形式,他的选择应根据调节器输出信号为零C°或气源中断时,使生产处于安全状态的原则确定。
5在调节器的参数整定方法中,工程整定方法包括临界比例度法,衰减曲线法和反应曲线法。
6前馈控制的特点有前馈控制是一种开环控制,前馈控制比反馈控制及时,前馈补偿器为专用调节器。
7在串级控制系统中,主副调节器放大系数的乘积越大,系统的抗干扰能力就越强。
8变送器的二线制传输方式与四线制传输方式相比具有节省连接电缆,有利于安全防爆和抗干扰等优点。
9齐纳式安全栅存在两点不足,其一为固定的限流电阻其大小难以选择,其二为接地不合理。
10目前常用的调节阀中,有三种代表性的理想流量特性,即直线流量特性,对数流量特性和快开流量特性这三种流量特性完全取决于阀心的形状。
11变送器设计直流-交流-直流电路的目的是????????简答题1简述调节器正反作用方式的选择原则。
首先根据生产工艺要求及安全等原则确定调节阀的气开,气关形式,以确定Kv的正负;然后根据被控过程特性确定其属于正,反哪一种类型,以确定Ko的正负;最后根据系统的开环传递函数中各环节静态增益的乘积必须为正这一原则确定调节器Kc的正负,进而确定调节器的正反作用类型。
2.简述串级控制系统的主要特点①对进入副回路的干扰有很强的抑制能力②能改善控制系统通道的动态特性、提高系统的快速反应能力③对非线性情况下的负荷或操作条件的变化有一定的自适应能力3.简述引入前反馈的原则①当系统中存在变化频率高、幅值大、可测而不可控的干扰、反馈控制又难以克服其影响,工艺要求对被控参数要求又十分严格,为了改善和提高系统的控制品质,可以考虑引入前馈控制。
过程仪表复习题过程仪表复习题过程仪表是工业自动化中不可或缺的一部分,它用于监测和控制工业过程中的各种参数。
在工程师和技术人员的工作中,对过程仪表的理解和掌握至关重要。
下面是一些过程仪表的复习题,帮助大家巩固相关知识。
1. 什么是过程仪表?过程仪表是用于监测和控制工业过程中的各种参数的设备。
它可以测量温度、压力、流量、液位等参数,并将这些参数转换为电信号或数字信号,以便于监测和控制。
2. 过程仪表的分类有哪些?过程仪表可以分为模拟仪表和数字仪表两类。
模拟仪表输出连续变化的电信号,如4-20mA电流信号或0-10V电压信号;数字仪表输出离散的数字信号,如开关量信号或数字通信信号。
3. 温度传感器常用的类型有哪些?常见的温度传感器有热电偶、热电阻和红外线传感器。
热电偶利用两种不同金属的热电势差来测量温度;热电阻则利用电阻与温度之间的关系来测量温度;红外线传感器则通过测量物体发出的红外线辐射来确定温度。
4. 压力传感器的工作原理是什么?压力传感器利用压力对传感器内部的弹性元件(如膜片或弹簧)产生变形,从而改变电阻、电容或电感等参数,进而测量压力大小。
5. 流量计的分类有哪些?流量计可以分为体积流量计和质量流量计两类。
体积流量计通过测量流体通过仪表的体积来确定流量;质量流量计则通过测量流体的质量来确定流量。
6. 液位计的工作原理有哪些?液位计的工作原理有浮子式、差压式和雷达式等。
浮子式液位计通过浮子的浮沉来测量液位;差压式液位计通过测量液体上下两个点的压力差来测量液位;雷达式液位计则利用雷达波测量液体与传感器之间的距离来测量液位。
7. 什么是PID控制器?PID控制器是一种常用的控制器,它通过比较设定值和实际值的差异,计算出一个控制量,用于调节执行机构,使实际值逼近设定值。
PID控制器包括比例环节、积分环节和微分环节,通过调节这三个环节的参数,可以实现稳定的控制。
8. 什么是HMI?HMI(Human Machine Interface)是人机界面的缩写,指的是人与机器之间的交互界面。
过程控制复习题(可编辑修改word版)⼀、填空题1.在⾃动控制系统中,能够测量某物理量的⼤⼩并把它转化为⼀种特定信号的⾃动化装置是。
2.过渡过程终了时,被调参数所达到的新的稳态值与给定值之差叫做。
3.在研究对象的动态特性时,将看作对象的输出量,⽽将⼲扰作⽤和调节作⽤看作对象的输⼊量。
4.液柱式压⼒计是将被测压⼒转换成进⾏测量的。
5.模拟式显⽰仪表是以仪表的指针(或记录笔)的来模拟显⽰被测参数的连续变化。
6.信号传输采⽤电流传送—电流接收串联制⽅式的是型仪表。
7.⽓动执⾏器的辅助装置是利⽤反馈原理来改善执⾏器的性能,使执⾏器能按调节器的控制信号实现准确的定位。
8.简单调节系统也称为,通常是指由⼀个测量元件、变送器,⼀个调节器,⼀个调节阀和⼀个对象所构成的单闭环调节系统。
9.串级调节系统中,主回路是⼀个调节系统。
10.在计算机控制系统中,计算机的输⼊和输出信号都是信号。
1.在调节器参数整定时,若系统不允许产⽣等幅振荡,则法不适⽤,否则容易影响⽣产的正常进⾏或造成事故。
12.在调节系统的品质指标中,被调参数偏离给定值的最⼤数值叫做。
13.在计算机控制系统中,能够将数字信号转换为模拟信号的是。
14.转⼦流量计采⽤的是的流量测量⽅法。
15.节流现象是指流体流经装有节流装置的管道时,流体的产⽣差异的现象。
16.数字显⽰仪表是直接以显⽰被测参数值⼤⼩的仪表。
17.DDZ–Ⅲ型仪表的现场传输信号是。
18.当来⾃调节器或阀门定位器的信号压⼒增⼤时,推杆向下动作的执⾏机构叫做作⽤执⾏机构。
19.串级调节系统中,副回路是⼀个调节系统。
20.在⾃动控制系统中,能够测量某物理量的⼤⼩并把它转化为⼀种特定信号的⾃动化装置是。
21.在⾃动控制系统中,需要控制其⼯艺参数的⽣产设备或机器称为。
22.所谓研究对象的动态特性,就是要找出描述对象动态特性的。
23.仪表的精度等级与仪表的⼤⼩有关。
24.DDZ-Ⅲ型⾓⾏程电动执⾏器输⼊信号为4~20mA 的电流信号,输出轴的有效位移为转⾓。
《过程控制工程》期末复习一、(每空1分)填空题:1、对于一个比例积分微分(PID)控制器来说,积分时间越小则积分作用越强;微分时间越小,则微分作用越弱。
2、三种常用的均匀控制方案包括简单均匀控制,串级均匀控制,双冲量均匀控制3、常规PID控制器中的P指比例作用、I指积分作用、 D指微分作用。
4、用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备,其中输送液体并提高其压头的机械称为泵,而输送气体并提高其压头的机械称为风机和压缩机5、工程上常用的几种整定PID控制器参数的方法是经验法、临界比例度法、衰减曲线法、响应曲线法。
6、请举出我们曾经学过的三种复杂控制系统:(串级)、(前馈)、(比值)。
7、比值系统控制系统从结构上可分为四种,分别是(开环比值控制系统)、(单闭环比值控制系统)、(双闭环比值控制系统)、(变比值控制系统)四种。
8、调节阀的固有流量特性主要有(线性型)、(等百分比(或对数)型)、(抛物线型)、)(快开型)9、比值系统控制系统从结构上可分为四种,分别是(开环比值控制系统)、(单闭环比值控制系统)、(双闭环比值控制系统)、(变比值控制系统)四种。
10、单回路控制系统一般由(控制器)、(控制阀)、(受控对象)、(测量变送器)四个环节组成。
11、常见的传热设备有(换热器)、(加热炉)、(锅炉)等。
12、要消除系统的稳态误差,通常选用(比例积分(PI)控制)控制器。
13、用来评价控制系统性能优劣的阶跃响应曲线性能指标分别是、超调量与最大动态偏差、余差、振荡频率和回复时间等。
14、工程上进行PID控制器参数整定时,随动系统的控制品质要求衰减比为,定值系统中控制品质要求衰减比为 4:1 。
15、常见的传热设备有换热器、加热炉、锅炉、再沸器、冷凝器、加热器中任选三种等。
16、精馏装置一般由(精馏塔塔身)、(冷凝器)、(再沸器)、(回流罐)、等设备组成。
精馏塔产品质量指标选择有直接产品质量指标和间接产品质量指标两类。
过程控制工程》期末考试复习题及参考答案答案:C二、___答题1、什么是过程控制工程?过程控制工程是指对生产过程中的物理量进行测量、控制和调节,以达到生产过程稳定、优化和自动化的技术和方法。
2、什么是反馈控制系统?其优点是什么?反馈控制系统是指通过对被控对象输出值与设定值之间的差异进行测量,并将这个差异信号反馈到控制器中,以调节控制器输出信号的系统。
其优点是能够自动调节系统的输出,使系统稳定在设定值附近,具有良好的鲁棒性和适应性。
3、什么是前馈控制系统?其优点是什么?前馈控制系统是指在控制系统中加入一个预测模型,根据预测模型预测被控对象的输出值,并将预测值作为控制器的输入信号,以提高控制系统的响应速度和控制精度。
其优点是能够减小被控对象输出值与设定值之间的误差,提高控制系统的响应速度和控制精度。
4、什么是控制系统的稳态误差?如何消除?控制系统的稳态误差是指被控对象输出值与设定值之间的差异在长时间运行后趋于稳定的误差。
消除稳态误差的方法包括增加控制器增益、调整控制器的积分时间常数、增加前馈控制等。
5、什么是控制系统的过渡过程?如何评价过渡过程的质量?控制系统的过渡过程是指被控对象输出值从设定值开始到稳定在设定值附近的过程。
过渡过程的质量可以通过评价过渡过程时间、超调量、振荡幅值等指标来进行评价。
过渡过程时间越短、超调量越小、振荡幅值越小,说明过渡过程的质量越好。
34、在单回路控制中,选择合适的控制阀结构形式非常重要。
在分流或合流控制时,应该选择三通控制阀。
35、在单回路控制中,选择合适的控制阀结构形式非常重要。
对于大口径、大流量、低差压,而泄漏量要求不高的情况,应该选择蝶阀。
36、为了确保过程控制系统正常工作,必须满足各个环节的静态放大系数相乘小于1.37、在控制阀的正作用下,如果控制阀是气开式,那么Kv应该大于1.38、在控制阀的负作用下,如果控制阀是气关式,那么Kv应该小于1.39、在控制器正作用时,其放大系数Kc应该大于0.40、在控制器负作用时,其放大系数Kc应该小于0.41、在控制器上对整定参数进行设置的顺序应该是P、I、D。
过程控仪表1、调节机构根据阀芯结构,阀的特性分为()——[单选题]A 气开式和气关式B 快开、直线性、抛物线和对数(等百分比)C 单芯阀、双芯阀D 单芯阀、双芯阀正确答案:B2、积分控制规律的特点是()——[单选题]A 控制及时,能消除余差B 控制超前,能消除余差C 控制滞后,能消除余差D 控制及时,不能消除余差正确答案:C3、微分控制规律是根据()进行控制的。
——[单选题]A 偏差的变化B 偏差大小C 偏差的变化速度D 偏差及存在的时间正确答案:C4、以下信息对中,()常用来表示仪表的测量数值和设定数值。
——[单选题]A PI、SIB IV、ISC PS、LSD PV、SV正确答案:D5、PID控制规律的特点是()——[单选题]A 能消除余差B 动作迅速、及时C 具有超前调节功能D 以上都是正确答案:D6、关于调节系统方块图的说法,正确的是()——[单选题]A 一个方块代表一个设备B 方块间的连线代表的是方块间物料关系C 方块间连线代表方块间能量关系D 方块间连线只代表信号关系正确答案:D7、确定调节系统中调节器正、反作用的依据是()——[单选题]A 实现闭环回路正反馈B 实现闭环回路负反馈C 系统放大系数恰到好处D 生产安全性正确答案:B8、控制系统按基本结构形式分为()——[单选题]A 定值控制系统、程序控制系统B 定值控制系统、随动控制系统C 闭环控制系统、开环控制系统D 连续控制系统、离散控制系统正确答案:C9、工艺参数需要实现控制的设备、机器或生产过程是()——[单选题]A 被控对象B 被控变量C 操纵变量D 干扰正确答案:A10、控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫作()——[单选题]A 负反馈B 正反馈C 前馈D 回馈正确答案:B11、过渡过程品质指标中,余差表示()——[单选题]A 新稳态值与给定值之差B 测量值与给定值之差C 调节参数与被调参数之差D 超调量与给定值之差正确答案:A12、在自动控制系统中,随动系统把()的变化作为系统的输入信号——[单选题]A 测量值B 给定值C 偏差值D 干扰值正确答案:B13、在系统原理方框图中,比较器作为信号的叠加点,其输出量等于输入量的()——[单选题]A 代数和B 积分C 微分D 乘积正确答案:A14、调节对象的容量滞后和纯滞后不大,负荷常有较大波动,工艺又有无差要求时,应采用()——[单选题]A P调节B PD调节C PID调节D PI调节正确答案:D15、在自动调节系统中比例调节的结果常常会产生()——[单选题]A 误差B 偏差C 动差D 静差(余差)正确答案:D16、安全火花型防爆仪表的防爆系统不仅在危险场所使用了(),而且在控制室仪表与危险场所仪表之间设置了安全栅。
过程控制及仪表期末复习题过程控制及仪表期末复习题过程控制及仪表是工程领域中一个重要的学科,它涉及到工业生产过程中的监控、调节和控制。
在工业生产中,过程控制及仪表的应用可以提高生产效率、降低能耗、保证产品质量等。
在期末复习中,我们可以通过一些典型的问题来加深对这一学科的理解和掌握。
1. 什么是过程控制?它的基本原理是什么?过程控制是指对工业生产过程中各种参数进行监测、调节和控制,以实现生产过程的稳定和优化。
它的基本原理是通过传感器采集过程中的各种参数,将这些参数传递给控制器,然后控制器根据预设的目标值和控制算法,调节执行器来实现对过程的控制。
2. 什么是PID控制器?它的工作原理是什么?PID控制器是过程控制中常用的一种控制器,它由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个部分组成。
PID控制器的工作原理是通过比较实际值和目标值的差异,计算出一个控制量,然后通过调节执行器来实现对过程的控制。
其中,比例部分根据差异的大小来产生控制量,积分部分根据差异的累积来产生控制量,微分部分根据差异的变化率来产生控制量。
3. 什么是反馈控制?它与前馈控制有何区别?反馈控制是指根据过程的实际反馈信息来调节控制量,以实现对过程的控制。
它通过比较实际值和目标值的差异来产生控制量,具有较好的稳定性和适应性。
而前馈控制是指根据预测的未来情况来调节控制量,以提前对过程进行调节。
前馈控制可以提高系统的动态响应速度,但对于扰动的抑制能力较弱。
4. 什么是传感器?常见的传感器有哪些?传感器是过程控制中用于采集过程参数的装置,它可以将物理量转换为电信号。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器等。
温度传感器用于测量温度,压力传感器用于测量压力,流量传感器用于测量流体的流量,液位传感器用于测量液体的高度。
5. 什么是仪表?常见的仪表有哪些?仪表是过程控制中用于显示和记录过程参数的装置,它可以直观地反映过程的状态和变化。
一、填空题(每题2分,共20分)(1)控制仪表防爆措施主要有隔爆型和本质安全性。
(2)智能仪表的能源信号是24V ,标准传输信号是4~20mA 。
电Ⅲ仪表的能源信号是24V ,标准传输信号是4~20mA(3)电气转换器是将4~20MA 信号转换为0.02~0.1MP 信号的设备。
(4)在PID控制器中,比例度越大系统越稳定;积分时间越短,积分作用越强;微分时间越长,微分作用越强。
(5)手动操作是由手动操作电路实现的,手动操作电路是在比例积分电路的基础上附加软手动操作电路和硬手动操作电路来实现的。
(6)DDZ-Ⅲ型控制器有自动(A)、软手动(M)、硬手动(H) 三种工作状态。
(7)执行器按所驱动的能源来分,有电动执行器、气动执行器、液动执行器三大类。
(8)常用的安全栅有:齐纳式安全栅和变压器隔离式安全栅。
(9)气动阀门定位器是按力矩平衡原理工作的,具有精确定位的功能的作用。
(10)电气阀门定位器是按力矩平衡原理工作的,即具有电器转换器的作用,又具有精确定位的功能的作用。
二、名词解释(每题4分,共20分)(1)流量系数C流量系数C:流量系数C的定义为:在控制阀全开, 阀两端压差为100kPa, 流体密度为1g/cm3时,流经控制阀的流体流量(以m3/h 表示)。
(2)“虚短”“虚短”;差模输入电压为零,即Ud=0;(3)“虚断”“虚断”;输入端输入电流为零,即ii=0。
(4)控制规律:控制规律,就是指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律(5)反作用执行机构反作用执行机构:当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时,阀杆向下动作的叫正作用执行机构(ZMA 型);当信号压力增大时,阀杆向上动作的叫反作用执行机构(ZMB 型)。
三、简答题(每题8分,共40分)1、试述热电偶温度变送器的工作原理。
热电偶温度变送器与热电偶配合使用,可以把温度信号转换为4~20mA、1~5V的标准信号。
它由量程单元和放大单元两部分组成,如图2.30所示。
一、 填空题二、 自动调节系统方块图中,给定值R ,测量值Z 和偏差e 三者Z 间的关系是e=R-Zo 一、 过渡过程结束时,被控变量所达到的新的稳态值与原稳态值Z 差叫做余差 二、 串级调节系统屮,主回路是一个 定值调节系统。
1. 电子电位差计是根据 电压补偿 原理工作的。
三、 积分时间愈 ____ 长 _____ ,积分作愈弱。
四、 当一个调节器的输出信号同时送给两个调节阀,这两个调节阀工作在不同的信号区间,则构成的控制系 统为—分程_控制系统。
五、 在自动控制系统中,能够测量某物理量的大小并把它转化为一种特定信号的自动化装置是测量变送器 。
1. 过程控制仪表包插控制器、执行器、操作器以及町编程控制器等各种新型控制仪表及装置。
2. 一台仪表性能的优劣通常可以用精确度、变羌、灵敏度来评价。
3. 基木控制规律包括双位控制、比例控制、比例积分控制、枳分控制、微分控制、比例微分控制、以及比例积分微分控制。
4. 二、选择题1. 在自动化仪表屮,显示仪表用于各种检测变量的显示、记录,按显示方式可分为三人类,下面哪项不属于显示方式。
(B )对于始点为0°c 的电子电位差计,当输入端矩路时,仪表指针应指在(C )。
A 模拟式显示仪表B 高端显示仪表C 屏幕显示仪表D 数字式显示仪表2.A.始点B.终点C.室温D.原位置3. 下列(A )不是描述对彖特性的参数。
A •过渡时间 B.时间常数 C.放大系数 D.滞后时间4.下面哪项不属于复杂控制系统。
(A.自动控制系统均编程控制系统B. 比值控制系统均匀控制系统5. 6.C 分程控制系统打选择性控制系统 串级控制系统中,副调节器一般采用(A. PIB.PIDC. PD卜•面哪项不属于过程控制系统的分类。
C串级控制系统剧前馈控制系统 )调节规律D.PA 过程口动检测系统B 过程口动控制系统C 变送器信号传输方式D 变送器的运作悄况9. DDZ - III 型仪表现场传输信号为4〜20mADC,而控制室的联络信号为电压,那么电流与电压之间的转换电阻为( B )010. 卞面哪项不是显示记录仪表的发展趋势? D A 微机化和数字化 B 显示记录仪表的网络化 C 显示记录仪表的多媒体化D 显示记录仪表的人众化三、判断题(每空1分,共10分)8题错的相同的温度下,所有种类的热电偶都产牛相同的热电势。
过程仪表复习题库填空(共20分,每空1分)1.按功能分过程仪表分为:、、、。
2. 把工艺参数转换成标准统一信号的装置叫。
变送单元的品种有:(、、、、)变送器等。
3. 被控对象是指()。
4. 调节器(或称控制器)是将()与给定信号进行比较,按偏差控制执行器的动作,使测量值与给定值()。
5.气动信号的标准是()6.电动信号的标准分别是:(或)7. 电动式仪表中要解决的关键问题是问题。
8. 两线制信号的标准是什么?。
9. 两线制的信号是信号。
10. 过程控制中电压信号的标准是。
11. 采用两线制所具备的条件是(和。
)12. 变送器是一种传感器。
13. 常用防爆安全栅有:(和)14. 安全栅的作用:既又),以确保系统的本安防爆性能。
15. 模拟调节器的优点是:(,,。
)16. 模拟调节器的缺点是:(不能实现纯理想的PID控制规律(控制规律不理想),不能实现复杂的控制规律,调节器自身的参数会受温度影响。
)17. 在PID调节器中,当最终变化量Y(∞)和比例增益KP一定时,积分增益K I 时,余差,控制精度。
18. 比例度是比例增益的倒数。
比例度越小,系统控制能力,但并不是越小越好。
比例度减小将使系统稳定性变差,容易产生。
19. 积分饱和对系统的影响是。
20. 常用防止积分饱和的方法有:1).在控制器输出达到输出范围上限值或下限值时,。
2).在控制器输出达到输出范围上限值或下限值时,使积分作用输出。
21. 执行器是一种将能转换为能的装置。
22. DCS的主要特征是它的和。
23. DCS系统通常由控制站、和三部分组成。
24.DCS系统通常由控制站(下位机)、操作站(上位机)和过程通讯网络三部分组成:控制站完成、的作用;操作站完成生产过程信息的、等作用;过程通讯网络用于实现操作站与控制站的连接,完成、等传输。
25.DCS软件应包括四部分,分别是、、、。
26.二线制传输方式是指同时传输变送器所需的和变送器的;热电阻温变与热电阻的连接用根导线。
试卷一一、填空题(每空1分,共20分)1.所谓自动控制,就是在没有人直接参与的情况下,利用控制装置,对生产过程、工艺参数、目标要求等进行,使之按照预定的方案达到要求的指标。
2.按输入量变化的规律分类,自动控制系统可以分为系统、系统、系统。
3.过程控制系统的要求、、经济性。
4. 在经典控制理论中,主要有,和根轨迹法等几种分析方法。
5. 对数幅频特性L(ω)或它的渐近线大多与lgω成关系。
因此,若以L(ω)为纵轴,lgω为横轴,则其图线将为。
6. 热电阻Cu50中的“Cu”是指,“50”是指。
7. 电容式压力变送器由测量部件、和三部分组成。
8. 执行器按其能源形式分为液动、、三大类。
9. DCS是指。
10.串级控制系统能迅速克服进入回路的扰动,改善控制器的广义对象特性,容许回路内各环节的特性在一定的范围内变动而不影响整个系统的控制品质。
二、选择题(每题2 分,共20分)1、控制系统时域分析中,最常用的典型输入信号是( )。
A. 阶跃函数B. 脉冲函数C. 斜坡函数D. 正弦函数2、与开环控制相比较闭环控制的特征是()A.系统有执行元件B.系统有控制器C.系统有放大元件D.系统有反馈环节3、积分环节的频率特性相位移θ(ω)=( )。
A. 90°B. -90°C. 0°D. -180°4、根据对象特性来选择控制规律时,对于控制通道滞后小,负荷变化不大,工艺参数不允许有余差的系统,应当选用( )控制。
A.比例B.比例积分C.比例微分D.比例积分微分5.如果系统不稳定,则系统( )A.不能工作B.可以工作,但稳定误差很大C.可以工作,但过渡时间很长D.可以正常工作6..电—气阀门定位器将4-20MA的标准信号转换为()的标准气压信号。
A、0.04MA-0.02MA B 0.02MA-0.1MA C、0.01-0.05MA D 0.03-0.15MA7.测4~20mA电流信号时用以下哪些工具:()A.螺丝刀B.万用表C.校验仪(气压)D.试电笔8.液位调节系统的调节规律,通常选用()。
《过程控制与自动化仪表》试卷A适用班级:一、填空题(每空1分,共20分)1.所谓自动控制,就是在没有人直接参与的情况下,利用控制装置,对生产过程、工艺参数、目标要求等进行 ,使之按照预定的方案达到要求的指标。
2.按输入量变化的规律分类,自动控制系统可以分为 系统、 系统、 系统。
3.过程控制系统的要求 、 、经济性。
4. 在经典控制理论中,主要有 , 和根轨迹法等几种分析方法。
5. 对数幅频特性L (ω)或它的渐近线大多与lg ω成 关系。
因此,若以L (ω)为纵轴,lg ω为横轴,则其图线将为 。
6. 热电阻Cu50中的“Cu ”是指 ,“50”是指 。
7. 电容式压力变送器由测量部件、 和 三部分组成。
8. 执行器按其能源形式分为液动、 、 三大类。
9. DCS 是指 。
10.串级控制系统能迅速克服进入 回路的扰动,改善 控制器的广义对象特性,容许 回路内各环节的特性在一定的范围内变动而不影响整个系统的控制品质。
二、选择题(每题2 分,共20分)1、控制系统时域分析中,最常用的典型输入信号是( )。
A. 阶跃函数 B. 脉冲函数 C. 斜坡函数 D. 正弦函数2、与开环控制相比较闭环控制的特征是( ) A.系统有执行元件 B.系统有控制器 C.系统有放大元件 D.系统有反馈环节3、积分环节的频率特性相位移θ(ω)=( )。
A. 90°B. -90°C. 0°D. -180°4、根据对象特性来选择控制规律时,对于控制通道滞后小,负荷变化不大,工艺参数不允许有余差的系统,应当选用( )控制。
A.比例B.比例积分C.比例微分D.比例积分微分 5.如果系统不稳定,则系统( )A.不能工作B.可以工作,但稳定误差很大C.可以工作,但过渡时间很长D.可以正常工作6..电—气阀门定位器将4-20MA 的标准信号转换为( )的标准气压信号。
A 、0.04MA-0.02MA B 0.02MA-0.1MA C 、0.01-0.05MA D 0.03-0.15MA 7.测4~20mA 电流信号时用以下哪些工具:( ) A.螺丝刀 B.万用表 C.校验仪(气压) D.试电笔8.液位调节系统的调节规律,通常选用( )。
第一套1 统计方法测动态特性,对象输入端加入脉冲方波(C)2预测偏差的变化趋势:微分调节(C)3典型最佳调节过程标准:阶跃扰动作用下,保证调节过程波动衰减率Ψ=0.75(B)4DDZ_III型调节器在进行工作方式切换时,需要先平衡才能做到无扰的过程是软手动—硬手动(D)5只能用于测导电液体的流量是电磁流量计(A)6弹性测压元件有弹簧管、波纹管、弹性膜片。
7根据液体对节流元件的推力或在其前后形成的压强差可测定流量大小,8 系统的滞后τ由容量滞后τ0和纯滞后τc组成。
9调节器参数的试验整定方法:临界比例度法、衰减曲线法、反应曲线法。
10执行器由执行机构和调节机构组成11典型最佳调节过程标准:阶跃信号作用下,保证调节过程波动衰减率Ψ=0.7512前馈调节系统调节作用与干扰作用对输出量作用相反13测定动态特性的时域测定法是求取对象的微分方程或传递函数14热电偶的热电动势包括温差电动势和接触电动势。
15判断对象有无自衡特性依据:被调量具有自衡特性;否则,具有非自衡特性。
16安全火花防爆系统:是把仪表的电路在短路、断路、及误操作等各种状态下可能产生的火花限制在爆炸性气体的点火能量之下。
具有本质防爆性能。
必须具有两个条件:一是现场仪表必须设计成安全火花型;二是现场仪表与非危险场所(包括控制室)之间必须经过安全栅(把能量限制在一定范围内),以便对送往现场的电压电流进行严格的限制,从而保证进入现场的电功率在安全范围之内。
17比值控制系统:就是使一种物料随另一种物料按一定比例变化的控制系统。
18电磁流量计:是由直接接触介质的传感器和上端信号转换器两部分构成,是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表。
19调节器:将生产过程参数的测量值与给定值进行比较,得出偏差后根据一定的调节规律产生输出信号推动执行器消除偏差值,使该参数保持在给定值附近或按预定规律变化的控制器。
20过程建模的静态条件(根据动态物料平衡关系):即在单位时间内进入被控过程流入的物料或能量与单位时间内的被控流出的物料或能量之差(的变化率)。
过程控制期末试题及其答案学习资料过程控制期末试题及其答案1.控制系统对检测变送的基本要求是___准确___、__迅速__和可靠2.从理论上讲,干扰通道存在纯滞后不影响系统的控制质量。
3.离心泵的控制方案有直流节流法、改变泵的转速n 改变旁路回流量。
效率最差的是改变旁路回流量。
4.随着控制通道的增益K o的增加,控制作用___增强_______,克服干扰能力___最大______,最大偏差_____减小_____系统的余差减小5.控制器的选择包括结构材质的选择、口径的选择、流量特性的选择和正反作用的选择。
6.防积分饱和的措施有对控制器的输出限幅、限制控制器积分部分的输出和积分切除法。
7.如果对象扰动通道增益K f增加,扰动作用__增强__,系统的余差__增大__,最大偏差_增大___。
8.简单控制系统的组成,各部位的作用是什么?解答:简单控制系统由检测变送装置、控制器、执行器及被控对象组成。
检测变送装置的作用是检测被控变量的数值并将其转换为一种特定输出信号。
控制器的作用是接受检测装置送来的信号,与给定值相比较得出偏差,并按某种运算规律算出结果送往执行器。
执行器能自动地根据控制器送来的控制信号来改变操纵变量的数值,以达到控制被控变量的目的。
被控对象是指需要控制其工艺参数的生产设备或装置9.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。
10.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。
11.被控变量是指工艺要求以一定的精度保持__恒定_或随某一参数的变化而变化的参数。
12.反应对象特性的参数有放大倍数、时间常数、和纯滞后时间。
13.自动调节系统常用参数整定方法有哪些?常用的参数整定方法有!经验法*衰减曲线法*临界比例度法*反应曲线法)动态特性参数法,稳定边界法,衰减曲线法,经验法。
14.检测变送环节对控制系统的影响主要集中在检测元件的滞后和信号传递的滞后问题上。
一、填空题
二、自动调节系统方块图中,给定值R,测量值Z和偏差e三者之间的关系是e=R-Z。
一、过渡过程结束时,被控变量所达到的新的稳态值与原稳态值之差叫做余差
二、串级调节系统中,主回路是一个定值调节系统。
1.电子电位差计是根据电压补偿原理工作的。
三、积分时间愈____长_____,积分作愈弱。
四、当一个调节器的输出信号同时送给两个调节阀,这两个调节阀工作在不同的信号区间,则构成的控制系
统为___分程__控制系统。
五、在自动控制系统中,能够测量某物理量的大小并把它转化为一种特定信号的自动化装置是测量变送
器。
1.过程控制仪表包括控制器、执行器、操作器以及可编程控制器等各种新型控制仪表及装置。
2.一台仪表性能的优劣通常可以用精确度、变差、灵敏度来评价。
3.基本控制规律包括双位控制、比例控制、比例积分控制、积分控制、微分控制、比例微分控制、以及比例积分微分控制。
4.二、选择题
1.在自动化仪表中,显示仪表用于各种检测变量的显示、记录,按显示方式可分为三大类,下面哪项
不属于显示方式。
( B )
A 模拟式显示仪表B高端显示仪表 C 屏幕显示仪表 D 数字式显示仪表
2.对于始点为0℃的电子电位差计,当输入端短路时,仪表指针应指在( C )。
A.始点B.终点C.室温D.原位置
3. 下列( A )不是描述对象特性的参数。
A.过渡时间
B.时间常数
C.放大系数
D.滞后时间
4. 下面哪项不属于复杂控制系统。
( A )
A. 自动控制系统与编程控制系统
B. 比值控制系统均匀控制系统
C 分程控制系统与选择性控制系统
D 串级控制系统与前馈控制系统
5. 串级控制系统中,副调节器一般采用(D )调节规律
A.PI
B.PID
C.PD
D.P
6. 下面哪项不属于过程控制系统的分类。
C
A过程自动检测系统 B 过程自动控制系统
C过程自动显示系统D过程自动报警与联锁保护系统
7. 如图为一个加热器控制系统,通过将进料与
蒸汽进行换热达到对物料进行加热的目的,希望出料温度恒定。
其
中已知进料流量为最主要的干扰,有人据此设计了如图所示的控制
系统。
这是一个
(A )。
A .前馈控制系统
B .反馈控制系统
C 环控制系统
D .单回路控制系统
8. 下面哪项不属于变送器的若干共性问题。
( D )
A 量程调整和零点调整
B 智能式变送器的参数设定和调整
C 变送器信号传输方式
D 变送器的运作情况 9. DDZ –Ⅲ型仪表现场传输信号为4~20mADC ,而控制室的联络信号为电压,那么电流与电压之间的转换电阻为( B )。
A .200Ω
B .250Ω
C .500Ω
D .750Ω
10. 下面哪项不是显示记录仪表的发展趋势?D
A 微机化和数字化
B 显示记录仪表的网络化
C 显示记录仪表的多媒体化
D 显示记录仪表的大众化
三、判断题(每空1分,共10分)8题错的
相同的温度下,所有种类的热电偶都产生相同的热电势。
(X )
1.
均匀控制系统的调节器参数整定可以与定值控制系统的整定要求一样。
( X ) 2.
在调节系统的品质指标中,最大偏差与超调量在任何时候都完全相等。
(X ) 3.
电子电位差计和电子自动平衡电桥的测量桥路都是平衡电桥。
( X ) 4.
由控制系统的方块图可知,调节变量是被控对象的输出。
( X ) 5.
雷达控制系统是定值控制系统的典型应用。
( X ) 6.
放大系数K 是描述过程动态特性的参数。
( X ) 7.
确定调节阀的气开气关作用的依据是生产的稳定性。
( X ) 8.
对理想微分作用而言,假如偏差固定,即使数值很大,微分作用也没有输出。
( √ ) 9. 积分饱和现象是选择性控制系统所特有的。
(√ )
附加:判断题(每空1分,共10分)
10. 相同的温度下,所有种类的热电偶都产生相同的热电势。
(X )
11. 均匀控制系统的调节器参数整定可以与定值控制系统的整定要求一样。
( X )
12.在调节系统的品质指标中,最大偏差与超调量在任何时候都完全相等。
(X )
13.电子电位差计和电子自动平衡电桥的测量桥路都是平衡电桥。
( X )
14.由控制系统的方块图可知,调节变量是被控对象的输入。
(√)
15.雷达控制系统是定值控制系统的典型应用。
(X )
16.放大系数K是描述过程动态特性的参数。
( X)
17.确定调节阀的气开气关作用的依据是生产的安全性(√)。
18.对理想微分作用而言,假如偏差固定,即使数值很大,微分作用也没有输出。
(√)19.分饱和现象并不是选择性控制系统所特有的。
(√)
四、简答题
1.举例说明过程控制系统的组成,画出方框图,简述其工作过程?
答:一般过程控制系统由被控对象、测量变送器、控制器、控制阀四个基本环节组成。
控制器接受测量变送器送来的标准统一信号,与工艺要求保持的标准信号相比较得出偏差,按某种运算规律输出标准统一信号。
控制阀接受控制器的控制信号改变阀门的开度,从而达到对被控变量的控制。
2.试述比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制的特点及使用场合?
答:比例控制是最基本的控制规律,其特点是控制作用简单,调整方便,缺点是会使系统产生余差。
比例控制适用于控制通道滞后及时间常数均较小、干扰幅度较小、负荷变化不大、控制质量要求不高、允许有余差的场合。
比例积分控制是使用最多、应用最广的控制规律,积分作用的引入,使系统具有消除余差的能力。
另外,积分作用的滞后特性还有利于减小高频噪声的影响。
但是加入积分作用后,会使系统稳定性降低,必须减小比例增益以保持系统原有的稳定性。
对于容量滞后较小、负荷变化不太大、工艺参数不允许有余差的场合,PI控制规律可以有效的改善控制品质。
比例微分控制器,由于微分作用的引入,使系统具有超前控制功能,因而控制更加及时,可有效减小动态偏差。
因此对于控制对象容量滞后较大的场合,可采用比例微分控制器。
PID控制规律综合了各种控制规律的优点,所以适当调整K C,Ti,TD三参数,可以使控制系统获得较高的控制质量。
一般说来PID控制器适用于过程容量滞后较大、负荷变化大、控制质量要求较高的场合。
3.怎样选择被控变量,其选择原则是什么?
答:选择被控变量的方法有直接参数法和间接参数法。
选择原则:
1.为某一工艺目的或物料平衡而设置的系统,被控变量可按工艺操作的期望要求直接选定。
2.对于控制产品质量的系统,在可能的情况下,用质量指标参数作为被控变量最直接,也最有效。
3.当不能用工艺过程的质量指标作为被控变量时,应选择与产品质量指标有单值对应关系的间接变量作为被控变量。
当干扰进入系统时,该被控变量必须具有足够的灵敏度和变化数值。
4.被控变量的选择必须考虑到工艺过程的合理性、经济性以及国内仪表生产的现状。
5.前馈控制系统适用于什么场合?
答:1)系统中存在频繁且幅值大的干扰,这种干扰可测但不可控,对被控变量影响比较大,采用反馈控制难以克服,但工艺上对被控变量的要求又比较严格,可以考虑引入前馈回路来改善控制系统的品质。
2)当采用串级控制系统仍不能把主要干扰包含在副回路中时,采用前馈-反馈控制系统,可获得更好的控制效果。
3)当对象的控制通道滞后大,反馈控制不及时,控制质量差,可采用前馈-反馈控制系统,以提高控制质量。
6.什么叫串级控制系统?画出一般串级控制系统的方框图。
串级控制系统有什么特点?
答:两个控制器串联工作,其中一个控制器的输出作为另一个控制器的给定值,而后者的输出去控制控制阀(执行器)以改变操纵变量,这种结构我们称之为串级控制系统。
前馈与反馈的区别有哪些?。