过程控制复习题

过程控制复习题

1，过程控制：是指工业过程中连续的或按一定周期程序运行的生产过程自动化。所谓工程，就是采用化学和物理方法将原材料加工成产品的过程，它涉及过程操作和设备运行放个方面。根据特性可以分为连续，间歇另个方面

2.过程变量可以分为三类：被控量，操作量，干扰量。

3.稳定性，快速性，准确性是一个控制系统性能好坏的集中反映。控制系统性能的首要指标是稳定性。

4.阶跃输入信号作用下，控制系统的输入响应曲线所表示的控制系统性能指标成为时域性能指标，主要包括衰减比，最大动态偏差与超调量，余差，震荡频率和调节时间，偏离度等

5.过程控制系统由检测变送单元，控制器，执行器和被控过程组成。

6.按工程过程控制系统的结构特点分类：反馈控制系统，前馈控制系统，前馈-反馈复合控制系统。

7.按照设定值信号的特点分类：定值控制系统，随动控制系统，顺序控制系统。

8.无自衡非震荡特性过程在节约输入信号作用下，输出响应曲线会没有震荡的从一个稳定一直上升或者下降。

9.阶跃响应动态特性1.自衡的非震荡过程2.无自衡的非震荡过程3.自衡的震荡过程4.具有反向特性的过程

在阶跃输入信号作用下，输入响应曲线呈现衰减震荡特性，最终被控过程趋于新的稳定值。

10.建立被控过程的数学模型的目的在于：设计过程控制系统，整定控制参器参数，指导生产工艺及其设备的设计，被控过程及新型控制策略的仿真分析和研究，工业过程的故障检测与诊断系统设计。数学模型的基本要求是简单，能正确可靠地反应过程输入和输出之间的动态关系

11.建立工程数学模型的基本方法主要有三种：分析法，实验辨识法和混合法。

12.解析法建模的一般步骤：明确过程的输入变量，输出变量和中间变量，根据建模对象和模型使用目的做出合理假设，根据过程的内在机理，建立静态和动态平衡关系方程，消去中间变量，求取过程的数学模型，模型简化。

13.响应曲线法是指通过操作调节阀，使被控过程的控制输入产生一个阶跃变化或方波变化，得到被控量时间变化的阶跃响应曲线或者脉冲响应曲线，根据输入-输出数据来辨识输入-输出之间的数学关系。

第三章

1.过程参数检测仪表通常由敏感元件和变送元件构成。

2.传感器具有以下基本特性；独立及被测物理量不会受到传感器的影响，敏感即被测参数的

3.微小变化就可以引起传感器输入信号的明显变化，稳定即传感器的输出信号与被测信参数之间是稳定的单比值关系

5.DDZ3型电动组合仪表采用的DC4-20mA和DC1-5V标准和标准气动信号（如QDZ型气动组合仪表采用0.02-0.1Mpa标准）。Ddz2是dc-0-10ma dc0-20v

6.量程是指与检测仪表的规定输出范围相对应的被测参数范围，也即是被测参数的上限和下限只差，及BX=Xmax-Xmin.

7.仪表工作特性检测仪表的输入是被测参数，输出是变送器的标准化输出信号。仪表工作特性反映了该输出与输入之间的关系，即x=1/Km(Y-Ymin)+Xmin

9.压力的概念：在工程上，压力是指均匀垂直作用在单位面积上的力。

工程上常将被测压力表示如下：绝对压力，表压，真空度，差压。

10.表压，指高于大气压力的绝对压力与大气压力之差

11.按照测温元件是否与被测介质接触，可以分为接触式测温和非接触式测温两大类。

热电偶基于热电效应，实现温度检测的。

12..流量的概念：在工程上，流量是指在单位时间内流过工艺管道的流体数量。

在生产过程中，常需要对容器中储存的固体，液体的储量进行测量，界位，即液体与液体，液体与固体之间的分界面的高度，还有料位，液位

第四章

1.执行器由执行机构和调节机构两部分组成

2.根据使用能源不同，执行器可以分为气动，电动，液动三类。

3.气动执行机构根据控制器或者阀门定位器的输出气动信号大小，产生相应的输出力和推杆直线位移，推动调节机构的阀芯动作。

4.气动执行机构主要有：薄膜式和活塞式两类。

5.调节机构也称为调节阀，控制阀，是执行器的调节部分。它是一个局部阻力可变的节流元件。在执行机构输出力作用下，阀芯在阀体内移动，改变了阀芯与阀座之间的流通面积，即改变了调节机构的阻力系数，从而使被控介质的流量发生相应的改变。

调节阀的流量特性是指被控介质流

过阀门的相对流量与阀门的相对开

度之间的关系。

6.气动执行器有气开和气关形式

根据阀芯形状的不同主要有：直线，

等百分比，抛物线和快开4种形式。

在过程控制系统中，控制器输出通常

是电动信号，若执行器采用气动执行

器，就必须将控制器输出标准电流信

号转换成为0.02-0.1MPA的标准气压

信号，才能与气动执行器配接。

阀门定位器的作用是准确定位。

第五章

只有当具有潜在爆炸危险的环境中，

同时具备点燃源，爆炸性物质，空气

时，才能产生爆炸。 安全栅安装在安全场所，它是安全场

仪表和危险场所仪表的关联设备，一

方面传输信号；另一方面控制流入危

险场所的能量在爆炸气体或者混合

物的点火能量以下，以确保系统的本

安防爆性能。由于它好像栅栏一样，

将安装场所与危险场所隔离，因此被

形象的称为“安全栅。”

判断一个系统过程控制系统是否属

于安全火花型防爆系统的充要条件

是：危险场所的仪表必须设计成安全

火花型；安全场所的仪表与危险场所

的仪表之间必须有安全栅，从而限制

送往危险场所的电压，电流，保证进

入危险场所的电功率在安全范围内。

电火花和热效应主要燃源

第六章

1.PID控制参数整定就是根据被控过

程特性和系统要求，确定PID控制器

中的比例带，积分时间常数T1和微

分时间常数Td，是系统的过渡过程达

到满意的控制品质。

2.三种控制策略，比例控制，积分控

制，微分控制

3.控制器的参数整定通常以系统瞬态

响应的0.75-0.9（衰减比n=4:1-10:1）

为主要指标，以保证系统具有一丁点

稳定充裕量。

4.控制器参数整定的方法可以分为三

类：理论计算整定法，工程整定法， 自整定法。

PID控制原理必考，详情细见P113.

第七章

主副控制器正反作用方式的确定，详

情细见P151。大题设计题。

串级控制系统的主要特点，1.对于副

回路的二次干扰有很强的抑制能力2.

有效改善控制通道的动态特性提高

系统工作效率3.对于符合或操作条件

变化有一定的自适应能力

串级控制系统参数正定方法，逐步逼

近法，两步整定法，一步整定法

选择器类型，1.选择器位于控制器的

输出端，对控制器输出信号进行选择

系统2.选择器位于输出端之前，对于

变送器输出信号进行选择的系统

第九章

计算机控制过程系统的体系结构发

展经历了三个阶段：集中控制系统，

集散控制系统，现场总线控制系统。

集散控制系统：是一种利用控制技

术，通信技术，计算机技术和CRT技

术对生产过程进行集中监视，操作，

管理和分散控制的过程计算机系统。

它一般由集中操作与管理系统，分散

控制控制单元和通信系统三部分组

成。

集散控制的特点是：分散控制，集中

管理。开放的结构可靠性高

现场总线：是在过程自动化与制造自 动化种，实现智能化现场设备与高层

设备之间互联，全数字，串行，双向

传输，多分枝结构的通信系统，它广

泛用于制造业，流程工业，交通，楼

宇等自动化系统中。

第十章

1.系统要求一般可以归纳为三个方

面：安全性，稳定性，经济性。

2.被控对象选择的一般原则为：尽量

选用对产品的产量和质量，安全稳定

生产，经济运行等具有决定性作用，

并且可以直接检测的工艺参数作为

被控变量。当直接变量难以获得，或

检测滞后较大时，应选取与直接变量

具有单值函数关系的间接变量作为

被控变量。当直接变量不可测量时，

往往可以采用推断控制获得实际取

值。

简答

7.DDZ-III 型变送器是一种将被测的各

种参数变换成4~20mA 统一标准信号的仪

表。

8.正作用执行机构是指当输入气压信号

增加时，阀标向下移动。

反作用执行结构是指当输入气压信号增

加时，阀标向上移动

14.正作用调节器的测量值增加时，调节

器的输出亦增加，其静态放大倍数取负

值。反

作用调节器的测量值增加时，调节器的输 出减小，其静态放大倍数取正值。

15.气开式调节阀，其静态放大倍数取负，

气关式调节阀，其静态放大倍数取正。

16.常见复杂控制系统有串级控制、补偿

控制、比值控制、分程与选择控制和多变

量解

耦控制等。

23．绝对误差是指仪表指示值与被测变

量的真值之差。

31．正迁移是指测量起点由零迁至某一正

值。

24．负迁移是指测量起点由零迁至某一

负值

32．流量是指单位时间内通过管道某一截

面的物料数量，即瞬时流量

56．过程控制系统设计包括系统的方案设

计、工程设计、工程安装和仪表调校和调

25．节器参数整定等四个方面的内容。

6.什么是气开式调节阀？什么是气关式

调节阀？其选择的原则是什么？

答：气开式：执行器输入压力p>0.02mpa

时，阀开始打开，也就是说有信号压力时

阀打开，无信号压力时阀关。气关式则反

之，有信号压力时阀关，无信号压力时阀

开。

原则：主要是考虑在不同工艺条件下安全

生产的需要。a、考虑事故状态时人身、

工艺设备安全。b、考虑事故状态下减少

经济损失，保证产品质量。c、考虑介质

的性质。