化工儀表及自動化知識點[驕陽教育]

1、1、方框圖四要素：控制器、執(zhí)行器、檢測變送器、被控對象。2、自動控制系統(tǒng)分為三類：定值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)。3、控制系統(tǒng)的五個品質(zhì)指標：最大偏差或超調(diào)量、衰減比、余差、過渡時間、振蕩周期或頻率。4、建立對象的數(shù)學模型的兩類方法：機理建模、實驗建模。5、操縱變量：具體實現(xiàn)控制作用的變量。6、給定值：工藝上希望保持的被控變量的數(shù)值。7、被控變量：在生產(chǎn)過程中所要保持恒定的變量。8、被控對象：承載被控變量的物理對象。9、比例度：是指控制器輸入的變化相對值與相應(yīng)的輸出變化相對值之比的百分數(shù)，即。10、精確度（精度）：數(shù)值上等于允許相對百分誤差去掉“”號及“%”號。允許相對誤差11、變差

2、：是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對被測量在儀表全部測量范圍內(nèi)進行正反行程測量時，被測量值正行和反行得到的兩條特性曲線之間的最大偏值。12、靈敏度：在數(shù)值上等于單位被測參數(shù)變化量所引起的儀表指針移動的距離。13、靈敏限：是指能引起儀表指針發(fā)生動作的被測參數(shù)的最小變化量。14、表壓絕對壓力大氣壓力；真空度大氣壓力絕對壓力。15、壓力計的選用及安裝：（1）壓力計的選用：儀表類型的選用：儀表類型的選用必須要滿足工藝生產(chǎn)的要求；儀表測量范圍的確定：儀表的測量范圍是根據(jù)操作中需要測量的參數(shù)的大小來確定的。儀表精度級的選?。簝x表精度是根據(jù)工藝生產(chǎn)上所允許的最大測量誤差來確定的。（2）壓力計的安裝：測

3、壓點的選擇；導壓管的鋪設(shè)；壓力計的安裝。16、差壓式流量計和轉(zhuǎn)子流量計的區(qū)別：差壓式流量計是在節(jié)流面積不變的條件下，以差壓變化來反映流量的大?。ê愎?jié)流面積，變壓降）；而轉(zhuǎn)子式流量計卻是以壓降不變，利用節(jié)流面積的變化來測量流量的大?。ê銐航?，變節(jié)流面積）。 17、熱電偶溫度計是由三部分組成的：熱電偶（感溫元件）、測量儀表（毫伏計或電位差計）、連接熱電偶和測量儀表的導線（補償導線及銅導線）。18、冷端溫度的補償：冷端溫度保持為0的方法、冷端溫度修正方法、矯正儀表零點法、補償電橋法、補償熱電偶法。19、控制器的基本控制規(guī)律有位式控制（雙位控制）、比例控制（P）、積分控制（I）、微分控制（D）及它們的

4、組合形式。21、各控制器的控制規(guī)律：（1）雙位控制的特點：控制器只有兩個輸出值；（2）比例控制的特點：有差控制；控制及時，效果明顯；（3）積分控制的特點：能消除余差；（4）微分控制的特點：具有超前控制功能。22、描述對象特性的參數(shù)：放大系數(shù)K、時間常數(shù)T、滯后時間。23、控制閥的理想流量特性：直線、等百分比、拋物線及快開。24、氣動執(zhí)行器有氣開式和氣關(guān)式兩種形式。有壓力信號時閥關(guān)、無壓力信號時閥開的為氣關(guān)式。反之為氣開式。氣開、氣關(guān)的選擇主要從工藝生產(chǎn)上安全的要求出發(fā)?？紤]原則是：信號壓力中斷時，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的安全。如果閥處于打開位置時危害性小，則應(yīng)選擇氣關(guān)式，以使氣源系統(tǒng)發(fā)生故障，氣

5、源中斷時，閥門能自動打開，保證安全。反之，閥處于關(guān)閉時危害性小，則應(yīng)選擇氣開式。25、幾種常用的工程整定法：臨界比例度法、衰減曲線法、經(jīng)驗湊試法。26、某換熱器的溫度控制系統(tǒng)在單位階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖1-16所示。試分別求出最大偏差、余差、衰減比、振蕩周期和過渡時間（給定值為200）。解：最大偏差 A=230-200=30 余差 C=205-200=5由右圖可以看出，第一個波峰值B=230-205=25，第二個波峰值=210-205=5故衰減比應(yīng)為B/=25/5=5/1。振蕩周期為同向兩波峰之間的時間間隔，故周期T=20-5=15（min）。從圖中可以看出，在22min時，新的穩(wěn)態(tài)

6、值穩(wěn)定在陰影線的區(qū)域內(nèi)，因此，過渡時間為22min。27、某化學反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為（90010）?？紤]安全因素，控制過程中溫度偏離給定值最大不得超過80?，F(xiàn)設(shè)計的溫度定值控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過渡時間曲線如圖1-19所示。試求該系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)指標：最大偏差、超調(diào)量、衰減比和振蕩周期，并回答該控制系統(tǒng)能否滿足題中所給的工藝要求？解：最大偏差：950-900=50超調(diào)量： 950-908=42衰減比： B/=42/10=4.2/1振蕩周期：45-9=36min28、圖1-20（a）是蒸汽加熱器的溫度控制原理圖。試畫出該系統(tǒng)的方框圖，并指出被控對象、被控變量、操縱變量和可能存在的干

7、擾素什么？現(xiàn)因生產(chǎn)需要，要求出口物料溫度從80提高到81，當儀表給定值階躍變化后，被控變量的變化曲線如圖1-20（b）所示。試求該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標：最大偏差、衰減比和余差（提示：該系統(tǒng)為隨動控制系統(tǒng)，新的給定值為81）。圖1-20 蒸汽加熱器溫度控制解：最大偏差：A=81.5-81=0.5 衰減比 ：B/=0.8/0.2=4/1 余差 ：80.7-81=-0.329、某臺測溫儀表的測溫范圍為200700，校驗該表時得到的最大絕對誤差為+4，試確定該儀表的精度等級。解：該儀表的相對百分誤差為如果將該儀表的去掉“+”號與“%”號，其數(shù)值為0.8。由于國家規(guī)定的精度等級只有0.005，0.02

8、，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等，沒有0.8級儀表，同時，該儀表的誤差超過了0.5級儀表所允許的最大誤差，所以，這臺測溫儀表的精度等級為1.0級。30、（必考）某臺測溫儀表的測溫范圍為01000。根據(jù)工藝要求，溫度指示值的誤差不允許超過7，試問應(yīng)如何選擇儀表的精度等級才能滿足以上要求？解：根據(jù)工藝上的要求，儀表的允許誤差為如果將儀表的允許誤差去掉“”號與“%”號，其數(shù)值介于0.51.0之間，如果選擇精度等級為1.0級的儀表，其允許的誤差為1.0%，超過了工藝上允許的數(shù)值，故應(yīng)該選擇0.5級儀表才能滿足工藝要求。31、（必考）某臺往復式壓縮機的出口壓力

9、范圍為2528MPa，測量誤差不得大于1MPa。工藝上要求就地觀察，并能高低限報警，試正確選用一臺壓力表，指出型號、精度與測量范圍。解：由于往復式壓縮機的出口壓力脈動較大，所以選擇儀表的上限值為P1=Pmax2=282=56 MPa根據(jù)就地觀察及能進行高低限報警的要求，查表得選用YX-150型電接點壓力表，測量范圍為060MPa。由于，故被測壓力的最小值不低于滿量程的1/3，這是允許的。所以，精度等級為1.5級的儀表完全可以滿足誤差要求。至此，可以確定，選擇的壓力表為YX-150型電接點壓力表，測量范圍為060MPa，精度等級為1.5級。32、某壓力表的測量范圍為01MPa，精度等級為1級，試

10、問此壓力表允許的最大絕對誤差是多少？若用標準壓力計來校驗該壓力表，在校驗點為0.5MPa時，標準壓力計上讀數(shù)為0.508MPa，試問被校壓力表在這一點是否符合1級精度等級，為什么？解：（1） （2） 去掉“-”號與“%”，其數(shù)值為0.8，儀表誤差超過了0.5級儀表所允許的最大誤差，所以被校壓力表在這一點符合1級精度。33、如果某反應(yīng)器最大壓力為0.8MPa，允許最大絕對誤差為0.01MPa。現(xiàn)用一臺測量范圍為01.6MPa，精度為1級的壓力表進行測量，問能否符合工藝上的誤差要求？若采用一臺測量范圍為01.0MPa，精度為1級的壓力表，問能符合誤差要求嗎？試說明其理由。解：（1）測量范圍為01.

11、6MPa，精度為1級的壓力表不符合工藝上的誤差要求。（2）測量范圍為01.0MPa，精度為1級的壓力表符合要求。34、某臺空壓機的緩沖器，其工作壓力范圍為1.11.6MPa，工藝要求就地觀察罐內(nèi)壓力，并要求測量結(jié)果的誤差不得大于罐內(nèi)壓力的5%，試選擇一臺合適的壓力計（類型、測量范圍、精度等級），并說明其理由。解：假設(shè)緩沖器內(nèi)的壓力是穩(wěn)定壓力，則規(guī)定的最大工作壓力不得超過測量上限值的2/3。查教材附錄一得，選用YX-150型電接點壓力表，量程為02.5MPa，由于，故被測壓力的最小值不低于滿量程的1/3，這是允許的。根據(jù)測量誤差的要求，可得允許誤差為：精度為1.5級的儀表完全可以滿足誤差要求，所

12、以選用的壓力表為YX-150型電接點壓力表，測量范圍為02.5MPa，精度等級1.5級。35、某合成氨廠合成塔壓力控制指標為14MPa，要求誤差不超過0.4MPa，試選用一臺就地指示的壓力表（給出型號、測量范圍、精度級）。解：假設(shè)合成塔壓力為高壓壓力，則規(guī)定的最大工作壓力不應(yīng)超過測量上限值的3/5，所以選擇壓力表的上限值為查教材第一章附錄一得，可選用YX-150型電接點壓力表，測量范圍為025MPa，由于；故精度等級為1.5級的儀表完全可以滿足誤差要求，因此選用的壓力表為YX-150型電接點壓力表，測量范圍為025MPa，精度等級為1.5級。36、（必考）用K熱電偶測某設(shè)備的溫度，測得的熱電勢

13、為20mV，冷端（室溫）為25，求設(shè)備的溫度？如果改用E熱電偶來測溫，在相同的條件下，E熱電偶測得的熱電勢為多少？解：已知Ek(t,25)=20mV，查表可得Ek(25,0)=1mV，故Ek(t,0)= Ek(t,25)+ Ek(25,0)=20+1=21mV，再查表得t=509（讀表中21024值對應(yīng)的溫度，取近似值），改用E熱電偶后，查表得設(shè)備溫度為509，查表得考試時，只要求得出熱電勢即可，不需要得出溫度。37、現(xiàn)用一支鎳鉻-銅鎳熱電偶測得某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為30，顯示儀表的機械零位在0時，這時指示值為400，則認為換熱器內(nèi)的溫度為430對不對？為什么？正確值為多少度？38、（必考）假定在圖6-24所示的反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)中，反應(yīng)器內(nèi)需維持一定的溫度，以利反應(yīng)進行，但溫度不允許過高，否則有爆炸危險。試確定執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)形式和控制器的正、反作用。答：從安全角度