2013 过程装备控制技术及应用考试重点
1、过程装备的三项基本要求过程装备的三项基本要求：安全性、经济性和稳定性。
A、安全性：指整个生产过程中确保人身和设备的安全。
B、经济性：指在生产同样质量和数量产品所消耗的能量和原材料最少，也就是要求生产成
本低而效率高。
C、稳定性：指系统应具有抵抗外部干扰，保持生产过程长期稳定运行的能力。
2、过程装备控制的主要参数：温度、压力、流量、液位（或物位）、成分和物性等。
3、流程工业四大参数：温度、压力、流量、液位（或物位）。
4、控制系统的组成：（1）被控对象（2）测量元件和变送器（3）调节器（4）执行器
5、控制系统各参量及其作用：
1、被控变量y 指需要控制的工艺参数，它是被控对象的输出信号。
2、给定值（或设定值）y对应于生产过程中被控变量的期望值。
3、测量值y m 由检测元件得到的被控变量的实际值。
4、操纵变量（或控制变量）m 受控于调节阀，用以克服干扰影响，具体实现控制作用的变量称为操纵变量，它是调节阀的输出信号。
5、干扰（或外界扰动）f 引起被控变量偏离给定值的，除操纵变量以外的各种因素
6、偏差信号e 在理论上应该是被控变量的实际值与给定值之差
7、控制信号u 控制器将偏差按一定规律计算得到的量。
6、控制系统的分类：（1）、控制系统的分类：按给定值 a 定值控制系统；随动控制系统；程序：控制系统（2）、按输出信号的影响：a闭环控制；b开环控制（3）、按系统克服干扰的方式a 反馈控制系统；b 前馈控制系统；c 前馈-反馈控制系统。
7、控制系统过度过程定义：从被控对象受到干扰作用使被控变量偏离给定值时起，调节器开始发挥作用，
使被控变量回复到给定值附近范围内，然而这一回复并不是瞬间完成的，而是要经历一个过程，这个过程就是控制系统的过渡过程。
8、阶跃干扰下过渡过程的基本形式及其使用特点：（1）发散振荡过程：这是一种不稳定的阶
跃干扰下过渡过程的基本形式及其使用特点：过渡过程，因此要尽量避免（2）等幅振荡过
程：被控变量在某稳定值附近振荡，而振荡幅度恒定不变，这意味着系统在受到阶跃干扰作用后，就不能再稳定下来，一般不采用（3）衰减振荡过程：被控变量在稳定值附近上下波
动，经过两三个周期就稳定下来，这是一种稳定的过渡过程（4）非振荡的过渡过程：是一个稳定的过渡过程，但与衰减振荡相比，其回复到平衡状态的速度慢，时间长，一般不采用。
9、评价控制系统的性能指标：（1）以阶跃响应曲线形式表示的质量指标：A、最大偏差A （或评价控制系统的性能指标：超调量d）B、衰减比n C、过渡时间t s D、余差e E、振荡周期T （2）偏差积分性能指标：A、平方误差积分指标（ISE B时间乘平方误差积
分指标（ITSE C、绝对误差积分指标（IAE）D、时间乘绝对误差积分指标（ITAE。
10、被控对象特性的定义：就是当被控对象的输入变量发生变化时，其输出变量随时间的变化规律（包括变化的大小，速度等）。
11、连续生产过程所遵守的两个最基本的关系：物料平衡和能量平衡。即静态条件下，单位时间流入对象的物料（或能量）等于从系统中流出的物料（或能量）；动态条件下，单位时间流入对象的物料（或能量）与从系统中流出的物料（或能量）之差等于系统内物料（或能量）存储量的变化率。
12、有自衡作用和无自衡作用的单容液位对象的区别：A、自衡特性有利于控制，在某些情况下，使用简单的控制系统就能得到良好的控制质量，甚至有时可以不用设置控制系统。
B、无自衡特性被控对象在受到扰动作用后不能重新恢复平衡，因此控制要求较高。对这类
被控对象除必须施加控制外，还常常设有自动报警系统。
13、一阶被控对象： 它是一个一阶常系数微分方程， 具有该特性的被控对象叫一阶被控对象。
14、描述被控对象特性的参数及其对对象控制质量的影响： （1）放大系数 K 对控制通道， K
值大，控制灵敏，但被控变量不易控制，系统不稳定；对干扰通道， K 值越小，相同干扰产 生的作用越小， 利于控制。（ 2）时间常数 T 不同通道 ,时间常数对系统的影响： 对控制通道， 若时间常数 T 大，则被控变量的变化比较缓和， 一般来讲， 这种对象比较稳定，容易控制， 但缺点是控制过于缓慢；若时间常数 T 小，则被控变量的速度变化快，不易控制。因此， 时间常数太大或太小，对过程控制都不利；对干扰通道， 时间常数大有明显的好处，使干扰 对系统的影响变得比较缓和， 被控变量的变化平稳，对象容易控制。 （ 3）滞后时间不同通 道、不同滞后对控制性能的影响：对控制通道，滞后的存在不利于控制；对于干扰通道，作 用不一，纯滞后是只是推迟了干扰作用的时间，因此对控制质量 没有影响；容量滞后则可 以缓和干扰对被控对象的影响，因而对控制系统是有利的。
15、单回路控制系统参数选择的原则： （ 1）被控变量的选择基本原则；被控变量信号最好是 单回路控制系统参数选择的原则： 能够直接测量获得， 并且测量和变送环节的滞后也要比较 小。若被控变量信号无法直接获取，可选择与之有单值函数关系的间接参数作为被控变量。 被控变量必须是独立变量。 变量的数目一般可以用物理化学中的相律关系来确定。 被控变量 必须考虑工艺合理性，以及目前仪表的现状能否满足要求。
（ 2）操纵变量的选择； 使被控对象控制通道的放大 系数较大， 时间常数较小，纯滞后 时间越小越好；使被控对象干扰通道的放大系数尽可 能小，时间常数越大越好。
（3）检测变送环节：检测变送环节在控制系统中起着获取信息和传送信息的作用。①
对测量元件时间常数进行限定。尽量选用快速测量元件， 象的
时间常数的十分之一以下为宜；二是在测量元件后
调节器中加入微分控制作用，使调节器在偏差产生的 的控制信
号③减小信号传递滞后的方法， 尽量缩 短气压信号管线长
度， 一般不超过 300m ； 较长距离的传输尽量转换成电信号；在气压管 线上加气动继电器，以增大输出功率；按实 际情况尽量采用基地式仪表等。
16、 基本调节规律：A 、断续调节：位式；B 、连续调节：比例、积分、微分。
17、 PID 调节器的参数整定：1、整定内容：调节器的比例度S ,积分时间T i 和微分时间T D 。
2、整定方法； ①经验试凑法 ②临界比例度法 ③衰减曲线法。
18、 复杂控制系统的分类： ①为提高响应曲线的性能指标而开发的控制系统；
②为某些特殊 目的
而开发的控制系统。 19、 串级控制系统的工作原理：串级控制系统由两套检测变送器，两个调节器，
两个被控对 象和一个调节阀组成， 其中两个调节器串联起来工作， 前一个调节器的输出作为后一个调节 器的给定值， 后一个调节器的输出才送往调节阀。 串级控制系统与简单控制系统有一个显著 的区别，它在结构上形成了两个闭环，一个闭环在里面， 成为副环或副回路，在控制过程中
起着“初调”的作用，一个闭环在外面，称为主环或主回路，用来完成“细调”任务，以保 证被控变量满足工艺要求。
20、 串级控制系统的工作特点 串级控制系统的工作特点 控制系统的工作特点： ①能迅速克 服进入副回路的干扰 ②能改善被控变量的特性， 提高系统克服干扰的能力 ③主回路对副对 象具有“鲁棒性” ，提高了系统的控制精度。
21、 串级控制系统的适用对象串级控制系统的适用对象： 凡是可以利用上述特点之一来提高 系统的控制品质的场合， 都可以采用串级控制系统， 特别是在被控对象的容量滞后大， 干扰 强，要求高的场合，采用串级控制可以获得明显的效果。
减小纯滞后的方法，正确选择安装检测点位置，使检测元件不 地
方。 当纯滞后时间太大时，就必须考虑使用复杂控制方案。
要安装在死角或容易结焦的 ②克服测量滞后的方法， _.曰
一是 以测量元件的时间常数为被控对 引入微分环节，达到超前补偿。在 初期，根据偏差的变化趋势发出相应
