吉林大学远程教育学院2013年过程控制与自动化仪表练习题B

过程控制与自动化仪表练习题C一、简答1、给出过程内在机理建模所依据的静态物料（能量）平衡关系和动态物料（能量）平衡关系这两种关系的定义。

2、述什么是有自平衡能力过程，什么是无自平衡能力过程？给出过程容量系数C的定义。

3、分别确定下图四种执行器的气关、气开形式；请分别确定蒸汽加热器调节阀和锅炉进水调节阀这两种调节阀的气开气关特性，并分别说出原因。

4、在工程使用中，单座阀一般用于小口径的场合，双座阀一般用于大口径的场合，试分析其原因。

在选择调节阀公称直径时，一般要求调节阀开度处于15％-85％之间试给出原因。

5、简要说明差压流量计工作原理。

6、依据阀芯的性状的不同，调节阀的流量特性有四种类型，给出直线阀在小开度和大开度时控制特点？。

与其它设备串联的调节阀，若其系统总压不变，随着调节阀开度的增大，设备上压降如何变化，流量大时阀门控制迟钝，使分析原因。

7、对于串级控制系统，有主副两个控制回路，那个回路时间常数应小些（2分），主副调节器分别应采用何种调节规律的调节器（即何种pid控制规律）？那个调节器实现定值控制？二、计算1、一台仪表的测温范围为0—1000℃，绝对误差的最大值为4℃，计算该台仪表的相对误差（引用误差），并给出该仪表的精度等级。

（我国仪表精度等级有0.005， 0.02， 0.1 ，0.35 ，0.5）2、利用镍洛镍硅热电偶测温，工作时冷端温度to=30℃,测得的热电势E(t,to)=22.5mv ，求被测介质的实际温度。

（已知E(30,0)=1.203mv，E(560,0)=23.198mv，E(570,0)=23.64mv ，E(500,0)=20.64mv，）3、计算下列电路的输入输出关系,即V0/(V S-V I)。

三、论述题1、调节阀的结构一般由哪两部分组成？简述一下调节阀的工作原理。

采用热电偶测量温度时，为什么要进行冷端温度补偿(3分）？一般有哪些冷端温度校正方法？2、下图所示，q i 为流入量， q o 为流出量，液位高度 h 的变化反映q i 和 q o 不等而引起的储放水变化，R 为阀门2的液阻，试求出h 与q i 的数学表达式（5分）。

自动化仪表与过程控制试题（含答案）自动化仪表与过程控制试题题号一二三四五总分得分得分评卷人一、填空题(每空1分，共20分)1、测量温度的方法虽然很多，但从感受温度的途径来分，可以分为两大类:一类是( )的，即通过测温元件与被测物体的接触而感知物体的温度;另一类是( )的，即通过接收被测物体发出的辐射热来判断温度。

2、电动温度变送器，核心都是一个直流低电平电压—电流变换器，大体上都可分为( )、( )及( )三部分。

3、调节器的输出电路是一个电压—电流转换器，还承担( )的任务。

4、在数字控制系统中，当需要限制输出量的变化速率，以及需要实现自动/手动无扰切换等场合，使用增量算式有许多便利之处，所以有些控制系统中不直接计算y，而先算出( )。

n5、SLPC单回路控制器是按( )或( )的定周期节拍工作的。

6、DCS系统常采用多主站的令牌传送方式，在系统内，各( )和( )的地位都是相同的，没有固定的主站与从站划分。

7、集散控制系统的操作站主要有三大功能，即以系统生成、维护为主的( )功能，以监视、运行、记录为主的( )功能，以及与现场控制站和上位计算机交换信息的( )功能。

8、从结构来说，执行器一般由( )和( )两部分组成。

9、目前，用来测定对象动态特性的实验方法主要有( )、( )和( )三种。

10、为了克服用白色噪声作为输入，估算脉冲响应函数需要较长时间，可以采用( )信号作为输入探测信号。

得分评卷人二、判断题(每题1分，共10分)1、比例度P是一个无因次量，它表示在只有比例作用的情况下，能使输出量作满量程变化的输入量相对变化的百分数。

( )2、DDZ-?型调节器的运算电路是PD与PID两个运算电路串联组成的。

( )3、在混合过程PID算法的混合过程中要求的是瞬时流量的正负偏差积分为零( ) 4、SLPC型单回路控制器的指令共有46种。

( ) 5、一个功能块参数可分为三类:输入参数，输出参数及外含参数。

吉大《过程控制与自动化仪表》（五）第五章简单控制系统调节器调节规律的选择目前，工业上常用的主要有P、I、D三种调节规律组合而成。

调节器的选型应根据调节系统的特性和工艺要求。

比例调节器的特点是：调节器的输出与偏差成比例，阀门位置与偏差之间有对应关系。

当负荷变化时，克服干扰能力强，过渡过程时间短，过程终了存在余差。

负荷变化愈大，余差愈大。

它适用于调节通道滞后较小，负荷变化不大，工艺参数只要求在一个范围内变化的系统。

如中间贮罐的液位、精馏塔塔釜液位，以及不太重要的蒸汽压力等。

比例积分调节器的特点是：积分作用使调节器的输出与偏差的积分成比例。

积分作用使过渡过程结束时无余差，但稳定性降低。

虽然加大比例度可以提高稳定性，但超调量和振荡周期都增大，回复时间也加长。

比例积分调节器适用于调通道滞后较小，负荷变化不大，工艺参数不允许有余差的系统。

例如流量、压力和要求严格的液位调节系统，都采用比例积分调节器。

这是使用最多，应用最广的调节器。

比例积分微分调节器的特点是：微分作用使调节器的输出与偏差变化速度成比例。

它对克服容量滞后有显著效果。

在比例的基础上加入微分作用则增加稳定性。

再加上积分作用可以消除余差。

对于滞后很小的对象，应避免引入微分作用，否则会导致系统的不稳定。

PID三作用调节器用于容量滞后较大的对象（如温度对象），负荷变化大的系统可获得满意的调节质量。

调节参数的工程整定调节系统的过渡过程，与调节对象的特性、干扰形式和大小、调节方案的确定以及调节参数的整定有着密切的关系。

对象特性和干扰情况是受工艺操作和设备特性限制的。

在确定调节方案时，只能尽量设计合理，并不能任意改变它。

一旦方案确定之后，对象各通道的特性就已成定居。

这时调节系统的调节质量只取决于调节器参数的整定了。

所谓调节器参数的整定，就是求取最好的过渡过程中调节器的比例度δ、积分时间T1、微分时间TD具体数值的工作。

整定调节器参数的方法，至今已有几十种，可分两大类。

《⾃动化仪表与过程控制》练习题及参考答案1、过程控制系统⼀般由控制器、执⾏器、被控过程和测量变送等环节组成。

2、仪表的精度等级⼜称准确度级，通常⽤引⽤误差作为判断仪表精度等级的尺度。

3、过程控制系统动态质量指标主要有衰减⽐n 、超调量σ和过渡过程时间t s ；静态质量指标有稳态误差 e ss 。

4、真值是指被测变量本⾝所具有的真实值，在计算误差时，⼀般⽤约定真值或相对真值来代替。

5、根据使⽤的能源不同，调节阀可分为⽓动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三⼤类。

6、过程数学模型的求取⽅法⼀般有机理建模、试验建模和混合建模。

7、积分作⽤的优点是可消除稳态误差( 余差)，但引⼊积分作⽤会使系统稳定性下降。

单闭环⽐值控制、双闭环⽐值控制和8、在⼯业⽣产中常见的⽐值控制系统可分为变⽐值控制三种。

9、Smith 预估补偿原理是预先估计出被控过程的数学模型，然后将预估器并联在被控过程上，使其对过程中的纯滞后进⾏补偿。

10、随着控制通道的增益K0 的增加，控制作⽤增强，克服⼲扰的能⼒最⼤，系统的余差减⼩，最⼤偏差减⼩。

11、从理论上讲，⼲扰通道存在纯滞后，不影响系统的控制质量。

12、建⽴过程对象模型的⽅法有机理建模和系统辨识与参数估计。

13、控制系统对检测变送环节的基本要求是准确、迅速和可靠。

14、控制阀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。

15、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。

16、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。

17、在离⼼泵的控制⽅案中，机械效率最差的是通过旁路控制。

⼆、名词解释题答：衰减⽐n定义为：n B1 B2衰减⽐是衡量系统过渡过程稳定性的⼀个动态指标。

为保证系统⾜够的稳定程度，⼀般取衰减⽐为4:1～10:1。

2、⾃衡过程答：当扰动发⽣后，⽆须外加任何控制作⽤，过程能够⾃发地趋于新的平衡状态的性质称为⾃衡性。

吉大《过程控制与自动化仪表》在线作业二-0003
试卷总分:100 得分:100
一、单选题 (共 5 道试题,共 20 分)
1.子流量计的流体流动方向为（）。

A.自上而下
B.自下而上
C.循环流动
D.单相流动
答案:B
2.超驰控制是为了实现（）而设计的控制系统，属于极限控制的一种。

A.软保护
B.分程控制
C.硬保护
D.阶段控制
答案:A
3.电动仪表的供电方式有（）和直流供电方式。

A.间接供电方式
B.直接供电方式
C.动态供电方式
D.交流供电方式
答案:D
4.从整理结构上看，智能温度变送器由（）部分组成。

A.2
B.3
C.4
D.5
答案:A
5.在过程控制中，使用最多的是（）。

A.电动执行器
B.热动执行器
C.气动执行器
D.手动执行器
答案:C
二、多选题 (共 5 道试题,共 20 分)
6.检测误差按检测数据中误差呈现的规律性可分为（）。

A.检测误差
B.系统误差
C.随机误差
D.粗大误差
答案:BCD
7.自动化仪表按能源形式的不同可分为（）。

过程控制与动化仪表练习题A答案1、 4：1；402 燃料；原料油温度3 副；副；pi或pid；p；主；副4 0.4﹪；1；0.55 变比值；双闭环二、简答1静态平衡关系：单位时间内进入被控过程的物料（能量）等于单位时间内从被控过程流出的物料（能量）。

动态平衡关系：单位时间内进入被控过程的物料（能量）减去单位时间内从被控过程流出的物料（能量）等于被控过程的物料（能量）贮存量的变化率。

（2分）自衡：指过程在扰动作用下，其平衡状态被破坏后，不需操作人员或仪表等干扰，依靠其自身重新恢复平衡的过程。

（2分）无自衡：过程在扰动作用下，其平衡状态被破坏后，不需操作人员或仪表干扰无法恢复平衡的过程。

（2分）容量系数：被控过程贮存物料或能量的能力，也指引起单位被控量变化时被控过程贮存量变化的大小。

（2分）2．答:前馈控制的特点是:根据干扰工作;及时;精度不高,实施困难;只对某个干扰有克服作用.（3分）反馈的特点作用依据是偏差;不及时:精度高,实施方便,对所有干扰都有克服作用（3分）.由于两种控制方式优缺点互补, 所以前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质.（2分）3 直线阀（0.5），等百分比（对数阀）（0.5），快开（0.5），抛物线（0.5）；直线阀（1分）（2）设备压降指数上升。

（1分）（3）流量大时，调节阀压降变小，相同开度下控制迟钝。

（2分）4、答：节流式流量计的工作原理是在管道内装入节流件，流件流过节流件时流束被收缩，于是在节流件前后产生差压。

对于一定型式和尺度的节流件，一定的取压位置和前后直管段情况以及流体参数条件下，节流件前后产生的差压（△P=P+—P-）随被测流量qm变化而变化，两者之间具有确定的关系。

因此，可通过测量节流后的差压来推知流量。

（5分）5.答：安全栅是构成安全火花防爆系统的关键仪表，其作用是：一方面保证信号的正常传输；（3分）另一方面控制流入危险场的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以下，以确保系统的安全火花性能。

(单选题)1: 超驰控制是为了实现（）而设计的控制系统，属于极限控制的一种。

A: 软保护
B: 分程控制
C: 硬保护
D: 阶段控制
正确答案: A
(单选题)2: 对于（）摄氏度以上的高温，已不能用热电阻进行测量，大多采用热电偶进行测量。

A: 100
B: 200
C: 300
D: 500
正确答案: D
(单选题)3: 子流量计的流体流动方向为（）。

A: 自上而下
B: 自下而上
C: 循环流动
D: 单相流动
正确答案: B
(单选题)4: 从整理结构上看，智能温度变送器由（）部分组成。

A: 2
B: 3
C: 4
D: 5
正确答案: A
(单选题)5: 过程控制系统中的执行器有（）种形式。

A: 2
B: 3
C: 4
D: 5
正确答案: A
(多选题)6: 检测误差按检测数据中误差呈现的规律性可分为（）。

A: 检测误差
B: 系统误差
C: 随机误差
D: 粗大误差
正确答案: B,C,D
(多选题)7: 常用热电偶可分为（）。

(单选题)1: 自动选择性控制系统按选择器所选信号的不同大致分为（）类。

A: 1
B: 2
C: 3
D: 4
正确答案: B
(单选题)2: 电动仪表的供电方式有（）和直流供电方式。

A: 交流供电方式
B: 动态供电方式
C: 间接供电方式
D: 直接供电方式
正确答案: A
(单选题)3: 随动控制系统的给定值（）。

A: 随机变化
B: 给定不变
C: 根据情况变化
D: 始终是1
正确答案: A
(单选题)4: 从整理结构上看，智能温度变送器由（）部分组成。

A: 2
B: 3
C: 4
D: 5
正确答案: A
(单选题)5: 子流量计的流体流动方向为（）。

A: 自上而下
B: 自下而上
C: 循环流动
D: 单相流动
正确答案: B
(多选题)6: 工业上常用的非接触式测温元件有（）。

A: 高温辐射温度计
B: 低温辐射温度计
C: 光电温度计
D: 力温度计
正确答案: A,B,C,D
(多选题)7: 自动化仪表按安装场地不同，可分为（）。

A: 现场类。

模拟试卷一一.填空题(每小题 1 分,共 10 分)1.自动调节系统方块图中，给定值、测量值M和偏差e三者之间的关系是。

2.可用一阶微分方程式描绘其动态特性的对象称为。

3.弹性式压力计是根据弹性元件的和所受压力成比例的原理工作的。

4.DDZ-Ⅱ调节仪表表现传输信号为0--10mA DC，DDZ--Ⅲ型调节仪表现场传输信号为。

5.调节阀所能控制的的比值称为调节阀的可调比。

6.电动执行器有行程(DJK型)和直行程两钟。

7.比例积分调节规律的显著特点是结束时无余差。

8.应用最为广泛的调节规律是 , 它适用于调节通道滞后较小、负荷变化不大、工艺参数不允许有余差的系统。

9.一种前馈作用能够克服种干扰。

10. 最广泛的应用是在开关逻辑运算和顺序控制领域。

二.单项选择题(每小题1分，共15分)1.控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫做( )A.负反馈B.正反馈C.前馈D.回馈2.过度过程品质指标中，余差C表示( )。

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3.一般认为，经过( )的时间，动态过程就基本结束了。

A.3TB.TC.5TD.10T4.某测温仪表范围为200--1000℃，根据工艺要求，温度指示值不允许超过± 6℃，则应选仪表的精度等级为( )。

A.0.5级B.1.0级C.1.5级D.2.5级5.工业过程中可实现压力自动控制和报警, 并可与工业控制机联用的压力计是( )压力计。

A.液柱式B.弹性式C.电气式D.活塞式6.一台测温仪表,其测温范围为600--1100 ℃,已知其最大绝对误差± 6 ℃,则其精确等级为( )A.1.0级B.1.5级C.1.2级D.2.5级7.某显示仪表不带冷端温度补偿器, 用来配热点偶测温, 若热电偶热端温度升高2℃,室温(冷端温度)下降2℃,则仪表指示约( )。

A.升高2℃B.下降2℃C.不变D.升高4℃8.下列表达式中，( )表示比例积分调节规律。