过程控制系统

一、判断( 每题参考分值2.5分)1、控制系统中，引起被控变量偏离设定值的主要原因是设定值的变化。

( )A. 正确错误:【B】2、调节通道存在纯滞后，通常不影响控制质量。

( )A. 正确错误:【B】3、当调节过程不稳定时，可以减小积分时间或减小比例度，使其稳定。

( )A. 正确错误:【B】4、若扰动通道时间常数变大，则会使该过程更难控制。

( )A. 正确错误:【B】5、被控参数为温度的对象，时间常数和滞后时间都较小。

( )A. 正确错误:【B】6、调节阀所能控制的最小流量Qmin等于该阀的泄露量。

( )A. 正确错误:【B】7、在生产商不允许被调参数有波动的情况下，可采用非周期衰减形式的过渡形式的过渡过程。

( )A. 正确错误:【A】8、时间常数越小，表示对象受到干扰作用后，到达新稳态值所需的时间越长。

( )A. 正确错误:【B】9、串连管路中，随S值下降，等百分比特性畸变，趋近于直线特性。

( )A. 正确错误:【A】10、控制系统中，引起被控变量偏离设定值的主要原因是设定值的变化。

( )A. 正确错误:【B】11、采用阀门定位器可以改善阀门的工作特性，( )A. 正确错误:【A】12、控制阀气开、气关特性的选择主要是要使得闭环控制系统是负反馈。

( )A. 正确错误:【B】13、分程控制中，阀A和阀B的控制信号范围分段由控制器来完成。

( )A. 正确错误:【B】14、当调节过程不稳定时，可以增大积分时间或加大比例度，使其稳定。

( )A. 正确错误:【A】15、石油化工行业广泛使用电动执行机构。

( )A. 正确错误:【B】16、石油化工行业广泛使用电动执行机构。

( )A. 正确错误:【B】17、在过程控制系统中，控制系统大部分是随动控制系统。

( )A. 正确错误:【B】18、差压式液位计进行液位检测时不受介质密度的影响。

( )A. 正确错误:【B】19、选择串级控制系统主控制器的作用方向时要考虑执行器的作用方向。

( )A. 正确错误:【B】20、调节阀的输出信号Q总是指向调节对象( )A. 正确错误:【A】21、选择串级控制系统主控制器的作用方向时要考虑执行器的作用方向。

( )A. 正确错误:【B】22、串联管路中，随S值下降，等百分比特性畸变趋近于直线特性。

( )A. 正确错误:【A】23、控制阀气开、气关特性的选择主要从系统安全角度出发。

( )A. 正确错误:【A】24、自动调节器系统中，滞后的存在总是不利于调节的。

( )A. 正确错误:【B】25、串级控制系统中副对象的时间常数通常大于主对象( )A. 正确错误:【B】二、多选( 每题参考分值2.5分,每题答案完全一样得满分,少选、多选、错选均不得分。

)26、选择过程控制系统的控制参数应尽可能地使控制通道（）。

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E.偏差信号尽量小错误:【B;C;D】27、（）存在纯滞后，通常不影响控制质量。

调节通道B.测量元件C.变送器D.干扰通道错误:【D】28、通常，串级调速系统中主调节器正反作用的选择取决于（）。

调节阀B.副调节器C.副对象D.主对象错误:【D】29、选择串级控制系统的（）应使主要干扰包括在副环。

主被控变量B.副被控变量C.控制变量错误:【B】30、通以往的计算机控制系统相比，（）实现了“开放性，全分散、全数字化通信”。

总线模版式工控机构成的控制系统B.现场总线控制系统C.采用可编程序控制器的控制系统D.集散控制系统错误:【B】31、现成总线控制系统将功能彻底下放到现场，依靠现场智能设备本身实现基本的控制功能，具有（）等特点开放性B.全分散C.全数字通信D.集中控制E.专用性强错误:【A;B;C】32、选择性调节系统抗积分饱和措施是（）限幅法B.PI-P法C.积分切除法D.PI D法错误:【A;B;C】33、分程调节的应用场合包括（）扩大调节阀的调节范围B.为满足工艺要求C.用于放大倍数变化较大的对象D.用于大滞后对象E.用作安全生产的防护措施错误:【A;B;E】34、调节阀的理想流量特性（）S型B.直线型C.等百分比型D.x型E.快开型错误:【B;C;E】35、串级控制系统中，主控制器正反作用的选择通常与（）有关主对象B.副对象C.控制阀D.副控制器错误:【A】36、DDZ-Ⅲ调节器的调节规律是（）。

比例积分微分调节B.分程调节C.串级调节D.双位调节错误:【A】37、过渡过程衰减比是指（）。

最大超调量与最大偏差之比B.最大偏差与余差之比C.前后相邻的两个峰值之比D.超调量 B与超调量 B’之比错误:【C】38、过渡过程品质指标中，余差C表示（）。

新稳态值与给定值之差B.测量值与给定值之差C.调节参数与被调节参数之差D.超调量与给定值之差错误:【A】39、串级调节系统中的副回路相当于一个（）。

定值调节系统B.随动调节系统C.程序控制系统D.比值调节系统错误:【B】40、自动控制系统常用的参数整定方法有（）。

衰减曲线法B.临界比例度法C.经验试凑法D.频率特性法E.根轨迹法错误:【A;B;C】三、问答( 每题参考分值5分)41、对轧钢加热炉燃烧温度串级控制系统，如何设计一个过程控制系统保持加热炉温度控制的稳定。

要求1）画出该串级控制系统的方框图和实施方案示意图2）说明主变量、副变量是什么。

3）确定主副控制器的作用。

4）确定控制阀的气开、气关型式。

5）说明燃料油压力突然下降时，该控制系统如何调节。

串级控制系统的方框图如图实施方案示意图略被控变量：加热炉温度控制变量：（阀门开度）主控制器的作用方式：反作用方式副控制器：反作用方式控制阀为气开型式控制过程：燃料压力增加，煤气流量上升，副变送器输出增加，加热炉温度上升，副控制器输出减小，控制阀开度减小，则燃燃料油流量减小，加热炉温度下降42、某温度控制系统，采用4：1衰减曲线法整定控制器参数，得S=20%，TS=10分，当控制器分别为比例作用、比例积分作用、比例积分微分作用时，试求其整定参数值。

(1)、比例控制器=S=20%(2)、比例积分控制器=1.2 S =1.220%=24%TI=0.5TS=0.510=5min(3)、比例积分微分控制器=0.8S=0.820%=16%TI=0.3TS=0.310=3minTD=0.1TS=0.110=1min43、P、PI、PD和PID控制规律具有哪些优缺点？在哪些场合下使用？P：调节及时，有差调节；PI：调节较及时，能够消除静差；PD：调节快速，不能消除静差；PID：PID调节器集比例、积分和微分的优点于一身，既能快速进行调节，又能消除残差，具有较好的性能。

广义对象控制通道时间常数较大和容积迟延较大时，应引入微分动作，如工艺允许有残差，可选用比例微分，如工艺要求无残差，选PID，如温度、成分、PH值等。

广义对象控制通道时间常数较小，负荷变化也不大，而工艺要求无残差，选PI，如管道压力和流量控制。

广义对象控制通道时间常数较小，负荷变化也不大，而工艺要求不高，选P，如储罐压力和液位控制44、被控对象，执行器以及调节器的正反作用是如何规定的？1）被控对象的正反作用是这样规定的：当调节变量增加时，被控变量也增加的对象为“正作用”；反之，当调节变量增加时被控变量反而下降的对象为“反作用”。

2）执行器的正反作用是由执行器本身的气开，气关形式决定的，气开阀为“正作用”，气关阀为“反作用”。

3）调节器的正反作用是这样的：当被调参数（即变送器送来的信号）增加时，调节器的输出也增加，则称为“正作用”；如果调节器的输出随着被调参数的增加而减小，则称为“反作用”。

45、某温度控制系统的给定值为300°C，在单位阶跃干扰下的过渡过程曲线如下图所示，试分别求出该过程的各项性能指标。

最大偏差=330-300=30°C余差C＝302－300＝2°C衰减比过渡时间振荡周期T=13-5=8min46、如图所示为釜式反应器，釜内温度通过改变冷却剂流量的方式来控制。

1）指出构成控制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么？2）如果冷却剂压力为主要干扰，选择控制方案，在下图中画出控制流程图；3）选择执行器的气开、气关类型；4）画出控制系统的方框图；5）简单说明该系统克服干扰的过程（可设温度t升高，分析调节动作过程）。

1）构成控制系统时的被控变量是釜内温度。

操纵变量是冷却剂流量，干扰量是：冷却剂压力和温度、搅拌速度以及环境温度。

2）控制流程图见下图1。

3）执行器应选择气关类型。

4）控制系统方框图见下图2。

5）该系统克服干扰的过程：当干扰作用使温度t升高，测量大于给定，控制器输入偏差增大，其输出控制信号减少，气关阀开大，冷却剂流量增加，釜内温度下降，维持给定。