過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用習(xí)題ppt課件

1、賀鴻賀鴻1過程配備控制技術(shù)及運(yùn)用n控制系統(tǒng)根本概念控制系統(tǒng)根本概念nP11-12 思索題與習(xí)題思索題與習(xí)題2賀鴻賀鴻1什么叫消費(fèi)過程自動(dòng)化?消費(fèi)過程自動(dòng)化主要包括了哪必內(nèi)容? 答：消費(fèi)過程自動(dòng)化系統(tǒng)是利用自動(dòng)化安裝來管理消費(fèi)過程的方法。消費(fèi)過程自動(dòng)化包括以下四部分：自動(dòng)檢測系統(tǒng)、信號(hào)連鎖系統(tǒng)、自動(dòng)操作系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)2.自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是由哪幾個(gè)環(huán)節(jié)組成的?自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的術(shù)語是哪些?答： 自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由被控對(duì)象、丈量元件和變送器、調(diào)理器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)組成。自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的術(shù)語包括：被控變量、給定值、丈量值、支配變量、干擾、偏向信號(hào)、控制信號(hào)。3賀鴻賀鴻 3什么是自動(dòng)控制系統(tǒng)的方

2、框圖?它與工藝流程圖有什么不同?n答：自動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖是系統(tǒng)中每個(gè)元件的功能和信號(hào)流向的圖解表示，它用來表示控制系統(tǒng)的組成和作用，夠清楚地表示出控制系統(tǒng)中各個(gè)部分之間的相互影響和信息聯(lián)絡(luò)。它的特點(diǎn)：n每一個(gè)組成部分稱為“環(huán)節(jié)；n信號(hào)流向單向性；n具有一個(gè)加法器。n它與工藝流程的區(qū)別在于工藝流程圖表示系統(tǒng)物料流向的構(gòu)成方式。4賀鴻賀鴻4在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，什么是?什么是控制造用?兩者有什么關(guān)系？n答：干擾作用是指除支配變量以外的各種要素引起被控變量偏離給定值的作用；n控制造用是經(jīng)過對(duì)被控變量的丈量得到丈量值，使其與給定值比較，得出偏向信號(hào)。這個(gè)信號(hào)按一定規(guī)律計(jì)算出控制信號(hào)來改動(dòng)支配變量，抑制干

3、擾作用。n兩者關(guān)系是控制造用的一部分職能就是減小或消除干擾對(duì)被控變量的影響5賀鴻賀鴻5什么是閉環(huán)控制？ 什么是開環(huán)控制？ 定值控制系統(tǒng)為什么必需是一個(gè)閉環(huán)負(fù)反響系統(tǒng)？n答：閉環(huán)控制是將控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)前往到輸入端，讓其影響支配變量，從而影響輸出信號(hào)的控制方式。n開環(huán)控制是 控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)不會(huì)影響支配變量的控制方去；n定值控制系統(tǒng)是指設(shè)定值恒定不變的控制系統(tǒng)。定值控制系統(tǒng)的作用是抑制擾動(dòng)對(duì)被控變量的影響，當(dāng)輸出信號(hào)變大時(shí)，反響影響支配變量使輸出信號(hào)減小，反之那么影響支配變量使輸出信號(hào)增大?？梢?，定值控制系統(tǒng)滿足閉環(huán)負(fù)反響系統(tǒng)的要求。6賀鴻賀鴻6 圖1-13的換熱器出口溫度控制系統(tǒng)中，n工藝

4、要求熱物料出口溫度堅(jiān)持為某一設(shè)定值。n 試畫出該控制系統(tǒng)的方框圖；n 方框圖中各環(huán)節(jié)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)是什么?整個(gè)系統(tǒng)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)又是什么?n系統(tǒng)在遇到干擾作用(例如冷物料流量忽然增大)時(shí)，該系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的?7賀鴻賀鴻6 解n由各個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的方框圖如附圖所示。n整個(gè)系統(tǒng)的輸入信號(hào)是熱物料設(shè)定溫度，輸出信號(hào)是熱物料實(shí)踐溫度。n系統(tǒng)遇到干擾作用后，被控變量熱物料溫度發(fā)生變化，溫度丈量變送器TT測得信號(hào)與設(shè)定信號(hào)比較后得到偏向信號(hào)，送入溫度調(diào)理器Tc得到控制信號(hào)，控制閥門開度，調(diào)理蒸汽用量，作用于被控過程，調(diào)理熱物料的溫度，使其堅(jiān)持在給定位附近。8賀鴻賀鴻7圖1-14為儲(chǔ)槽液位控

5、制系統(tǒng)，工藝要求液位堅(jiān)持為某一數(shù)值試畫出系統(tǒng)的方框圖；指出該系統(tǒng)中被控對(duì)象、被控變量、支配變量、干擾作用各是什么？解 方框圖如圖；該液位控制系統(tǒng)中，被控對(duì)象 儲(chǔ)液槽；被控變量 液位址支配變量 調(diào)理閥控制的液體流量干擾作用 qv1的變化。9賀鴻賀鴻8什么是自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程，在階躍干擾的作用下有哪兒種根本方式?其中些能滿足自動(dòng)控制的要求，哪些不能?為什么?n答 對(duì)于任何一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，從被控對(duì)象遭到干擾作用使被控變量偏離結(jié)定值時(shí)起，調(diào)理器開場發(fā)揚(yáng)作用，使被控變量回復(fù)到給定值附近范圍內(nèi)的過程叫系統(tǒng)的過渡過程。n 過渡過程中被控變量的變化情況與干擾的方式有關(guān)。在階躍擾動(dòng)作用下，其過渡過程曲線有

6、以下幾種方式。n發(fā)散扼蕩過程；非振蕩發(fā)散過程；等幅振蕩過程；n衰減振蕩過程；非振蕩衰減過程n其中，非振蕩衰減過程和衰減振蕩過程是穩(wěn)定過程，能根本滿足控制要求。但由于衰減過程中被控變量到達(dá)新的穩(wěn)態(tài)值的進(jìn)程過于緩慢，致使被控變量長時(shí)間偏離給定位，所以普通不采用。只需當(dāng)消費(fèi)工藝不允許被控變量振蕩時(shí)才思索采用這種方式的過渡過程。n等幅振蕩過程在控制質(zhì)量要求不高的雙位控制中可以采用、n非振蕩發(fā)散過程和發(fā)散振蕩過程遭到階躍于擾后不能穩(wěn)定下來，不符合自動(dòng)控制的要求。10賀鴻賀鴻 9試回出衰減比分別為n1、n1、n1、n時(shí)的過渡過程曲線。11賀鴻賀鴻10表示衰減振蕩過程的控制目的有哪些?n答 衰減振蕩過程的控

7、制目的主要有：最大偏向A、衰減比n、回復(fù)時(shí)間c5、余差、振蕩周期T。含義如下。n最大偏向：是指過渡過程中被控變量偏離沒定值的最大數(shù)值。最大偏向描畫了被控變量偏離設(shè)定值的程度，最大偏向愈大被控變量偏離設(shè)定值就越遠(yuǎn)，這對(duì)工藝條件要求較高的消費(fèi)過程是非常不利的。n衰減比n：是指過渡過程曲線上同方向的相鄰兩個(gè)波峰之比。對(duì)于衰減振蕩而言，n總是大于1的。假設(shè)n接近1控制系統(tǒng)的過渡過程曲線接近于等幅振蕩過程；假設(shè)n小于1，那么為發(fā)散振蕩過程；n越大，系統(tǒng)越穩(wěn)定，當(dāng)n趨于無窮大時(shí)，系統(tǒng)接近非振蕩衰減過程。根據(jù)實(shí)踐操作閱歷，通常取n4-10為宣。12賀鴻賀鴻10n回復(fù)時(shí)間：是指被控變量從過渡形狀回復(fù)到新的平衡

8、形狀的時(shí)間間隔即整個(gè)過渡過程所閱歷的時(shí)間。在實(shí)踐運(yùn)用中，規(guī)定為只需被控變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的土5(或土2)的范圍內(nèi)且不再超出時(shí)為止所閱歷的時(shí)間。回復(fù)時(shí)間短，闡明系統(tǒng)回復(fù)穩(wěn)定快，即使干擾頻繁出現(xiàn)，系統(tǒng)也能順應(yīng)。普通希望回復(fù)時(shí)間越短越好。n振蕩周期：過渡過程的第一個(gè)波峰與相鄰的第二個(gè)同向波峰之間的時(shí)間間隔稱為振蕩周期，取倒數(shù)稱為振蕩頻率。在一樣的衰減比條件下，振蕩周期與回復(fù)時(shí)間成正比。普通希望振蕩周期短些好。賀鴻賀鴻13過程配備控制技術(shù)及運(yùn)用習(xí)題2 過程配備控制根底過程配備控制根底P57 思索題與習(xí)題思索題與習(xí)題14賀鴻賀鴻1 什么是被控對(duì)象的特性?表征被控對(duì)象特征的參數(shù)有哪些?它們的物理意義是什么?

9、n答 被控對(duì)象的特性是指被控對(duì)象的輸出變量隨輸入變量變化的規(guī)律。n當(dāng)輸入變量階躍變化時(shí)，被控對(duì)象的特性可用輸出變量隨時(shí)間的變化規(guī)律來表示。表征被控對(duì)象特征的參數(shù)有放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T、滯后時(shí)間。其中：n放大系數(shù)K是指被控對(duì)象重新到達(dá)平衡形狀時(shí)的輸出變化量與輸入變化量之比；n時(shí)間常數(shù)T反映被控對(duì)象遭到輸入作用后，輸出變量到達(dá)新穩(wěn)態(tài)但的快慢，它決議整個(gè)動(dòng)態(tài)過程的長短；n滯后時(shí)間描畫對(duì)象滯后景象n放大系數(shù)K是靜態(tài)參數(shù)，時(shí)間常數(shù)T、滯后時(shí)間為動(dòng)態(tài)參數(shù)。15賀鴻賀鴻 2為什么說放大系數(shù)是對(duì)象的靜態(tài)特性，而時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間是動(dòng)態(tài)特性?n答 由于放大系數(shù)表達(dá)的是被控對(duì)象在干擾作用下重新到達(dá)平衡形狀的性能

10、，而時(shí)間常數(shù)與滯后時(shí)間分別反映的是整個(gè)動(dòng)態(tài)過程的長短和被控變量的滯后時(shí)間，均與時(shí)間變化有關(guān)，故而說放大系數(shù)是對(duì)象的靜態(tài)特性，而時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間是動(dòng)態(tài)特性。n 3 什么是被控對(duì)象的控制通道?什么是干擾通道，n 答 被控對(duì)象的控制通道是指支配變量與被控變量之間的聯(lián)絡(luò)，干擾通道指的是干擾作用與被控變量之間的聯(lián)絡(luò)。16賀鴻賀鴻 4在控制系統(tǒng)中，對(duì)象的放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)、滯后時(shí)間對(duì)控制有什么影響?n答 放大系數(shù)K ：n控制通道，假設(shè)放大系數(shù)大，那么調(diào)理器的輸出變化不大，對(duì)被控對(duì)象的影響也會(huì)很大，控制很靈敏；反之，K小會(huì)使被控變量變化緩慢。n干擾通道，K較小，即使干擾幅度很大，也不會(huì)對(duì)被控變量產(chǎn)生很大的

11、影響；假設(shè)K很大，那么當(dāng)干擾幅度較大而又頻繁出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)就很難穩(wěn)定。n時(shí)間常數(shù)T：n控制通道，假設(shè)時(shí)間常數(shù)T大，那么被控變量的變化比較緩和，普通來講，這種對(duì)象比較穩(wěn)定、容易控制，缺陷是控制過于緩慢；假設(shè)時(shí)間常數(shù)T小，那么被控變量的變化速度快，不易控制。n對(duì)于干擾通道，時(shí)間常數(shù)大那么有明顯的益處，此時(shí)階躍干擾系統(tǒng)的影響會(huì)變得比較緩和，被控變量的變化平穩(wěn)，對(duì)象容易控制。n滯后時(shí)間對(duì)控制的影響 n控制通道，滯后的存在不利于控制，會(huì)使控制不夠及時(shí)，在干擾出現(xiàn)后不能迅速調(diào)理，嚴(yán)重影響控制質(zhì)量；n干擾通道，純滯后只是推遲了干擾作用的時(shí)間，因此對(duì)控制質(zhì)量沒有影響，而容量滯后那么可以緩和干擾對(duì)被控變量的影響，

12、因此對(duì)控制系統(tǒng)是有利的。17賀鴻賀鴻5試從圖2-67某對(duì)象的反響曲線中，表示出該對(duì)象的放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間?n解：n放大系數(shù) KH qv1；n時(shí)間常數(shù) 在反響曲線上找到輸出量變化至終值63.2時(shí)的坐標(biāo)點(diǎn)，它所對(duì)應(yīng)的時(shí)辰與輸出量開場變化時(shí)的時(shí)辰t0之差就是時(shí)間常數(shù)；n滯后時(shí)間0。18賀鴻賀鴻6什么是調(diào)理器的控制規(guī)律?調(diào)理器有哪幾種根本控制規(guī)律?n 答 調(diào)理器的調(diào)理規(guī)律是指調(diào)理器的輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化的規(guī)律。調(diào)理器的根本控制規(guī)律有；位式調(diào)理規(guī)律、比例調(diào)理規(guī)律、積分調(diào)理規(guī)律、微分調(diào)理規(guī)律。n 7什么是雙位控制、比例控制、積分控制、微分控制?它們各有什么特點(diǎn)?n 答：雙位控制：是指調(diào)理器的輸

13、出僅有最大和最小兩個(gè)極限位置。雙位控制構(gòu)造簡單、本錢較低、運(yùn)用方便，對(duì)配用的調(diào)理閥無任何特殊要求，普通帶有上下限發(fā)信安裝的檢測儀表；缺陷是被控變量總在動(dòng)搖，控制質(zhì)量不高，且當(dāng)被控對(duì)象純滯后較大時(shí)，被控變量被動(dòng)幅度較大，不宜用在控制要求較高的場所。n比例控制是指調(diào)理器輸出變化量與輸入變化量成比例關(guān)系，比例控制系統(tǒng)能較為迅速地抑制干擾的影響，使系統(tǒng)很快地穩(wěn)定下來。比例控制的優(yōu)點(diǎn)是反響快，控制及時(shí)；其缺陷是當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)荷改動(dòng)時(shí)，控制結(jié)果有余差存在，n積分控制是指調(diào)理器輸出信號(hào)的變化量與輸入偏向的積分成正比。積分控制可以消除余差，但純積分控制的輸出變化總要滯后于偏向的變化，不能及時(shí)有效地抑制擾動(dòng)的影響，

14、結(jié)果使被控變量的動(dòng)搖加劇，使系統(tǒng)難以穩(wěn)定下來n微分控制是指調(diào)理器輸出信號(hào)的變化量與輸入偏向的變化速度成正比。微分控制的特點(diǎn)是有一定的超前控制造用，能抑制系統(tǒng)振蕩，加強(qiáng)穩(wěn)定性(但微分作用不宜過強(qiáng))。19賀鴻賀鴻8什么是余差?為什么單純的比例控制不能消除余差而積分控制能消除余差?n答 ：余差是指過渡過程終了時(shí)，被控變量新的穩(wěn)態(tài)值與設(shè)定值之差，即(。)y(。)一yj。對(duì)于單純的比例控制A“()xPf(f)，那么要使調(diào)理器有輸出，就必需求有余差存在即f(f)廣o，放單純的比例控制必然有余差存在。而積分調(diào)理器A M(2)KJc(2)d2，只需在余差等于零的情況下即(f)o時(shí)，積分調(diào)理器的輸出信號(hào)才干 J

15、 D為零，因此積分控制能消除余差。n 9為什么積分控制規(guī)律普通不單獨(dú)運(yùn)用?n答： 純積分控制規(guī)律的輸出變化總要滯后于偏向的變化，不能有效及時(shí)地抑制擾動(dòng)的影響，其結(jié)果是加劇了被控變量的動(dòng)搖，使系統(tǒng)難以穩(wěn)定下來。因此在工業(yè)過程控制中，通常不單獨(dú)運(yùn)用積分控制規(guī)律，而是將它與比例控制組合成比例積分控制來運(yùn)用。20賀鴻賀鴻 10比例、積分、微分控制分別用什么量表示其控制造用的強(qiáng)弱?并分別闡明它們對(duì)控制質(zhì)量的影響。n答：比例、積分、微分控制分別用比例度、積分時(shí)間TI、微分時(shí)間TD來表示其對(duì)控制質(zhì)量的影響。n比例度 對(duì)控制質(zhì)量的影響： 越大，比例控制造用越弱；減小比例度使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能變差，但可相應(yīng)

16、地減少余差，使系統(tǒng)的靜態(tài)準(zhǔn)確度提高。n積分時(shí)間TI對(duì)控制質(zhì)量的影響 TI減小，會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)性能變差，但能加快消除余差的速度，提高系統(tǒng)的靜態(tài)準(zhǔn)確度。n微分時(shí)間TD對(duì)控制質(zhì)量的影響 添加微分時(shí)間TD，能抑制對(duì)象的滯后，改善系統(tǒng)的控制質(zhì)量，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但微分時(shí)間不能過大，否那么有能夠引起系統(tǒng)的高頻振蕩。21賀鴻賀鴻11試畫出在階躍輸入作用下，比例、比例積分、比例積分微分調(diào)理器的輸出特性曲線。22賀鴻賀鴻 12比例積分微分調(diào)理器有什么特點(diǎn)?n答 比例控制反響快，控制及時(shí)，但有余差存在；積分控制造用緩慢，但能消除余差；微分控制具有一定的超前控制造用，能抑制系統(tǒng)振蕩，加強(qiáng)穩(wěn)定性(但微分

17、作用不宜過強(qiáng))。假設(shè)將三者結(jié)合起來，并選擇適宜的比例度、積分時(shí)問、微分時(shí)間，將比例、積分和微分作用結(jié)合起來，就可以得到無余差、控制及時(shí)又穩(wěn)定的高質(zhì)量控制。23賀鴻賀鴻13在比例積分微分調(diào)理器巾可以調(diào)整的參數(shù)有哪幾個(gè)?試闡明調(diào)整其中一個(gè)參數(shù)時(shí)，對(duì)調(diào)理器的控制造用有什么影響?n答 在比例積分微分調(diào)理器中可以調(diào)整的參數(shù)有3個(gè)：比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間。其中n調(diào)整比例度時(shí)對(duì)控創(chuàng)作用的影響如下：n 比例度對(duì)余差的影響 比例度越大，放大倍數(shù)越小，由于AcxP*(f)，要獲得同樣大小的Ac變化量所需的偏向就越大，因此在一樣的干擾作用下，系統(tǒng)再次平衡時(shí)的余差就越大。反之，比例度減小，系統(tǒng)的余差也隨之減小。n

18、 比例度對(duì)最大偏向、振蕩周期的影響 在一樣大小的干擾下，調(diào)理器的比例度越小，那么比例作用越強(qiáng)，調(diào)理器的輸出越大，佼被控變量偏離給定值越小，被控變量被拉回到給定值所帶的時(shí)間越短。所以，比例度越小，最大偏向越小，振蕩周期也越短，任務(wù)頻率提高。n 比例度對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定度的影響 比例度越大，那么調(diào)理器的輸出變化越小，被控變量變化越緩慢，過渡過程越平穩(wěn)。隨著比例度的減小系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，其過渡過程逐漸從衰減振蕩走向臨界振蕩直至發(fā)散振蕩。n 調(diào)整積分時(shí)間對(duì)控制造用的影響為：隨著積分時(shí)間的減小，積分作用不斷加強(qiáng)，在一樣的干擾作用下，調(diào)理器的輸出增大，最大偏向減小，余差消除很快，但同時(shí)系統(tǒng)的振蕩加劇。積分時(shí)間過小

19、時(shí)，還能夠?qū)е孪到y(tǒng)的不穩(wěn)定。n 調(diào)整微分時(shí)間對(duì)控制造用的影響為：當(dāng)微分時(shí)間太小時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的質(zhì)量目的影響甚微，隨著微分時(shí)間的添加，微分作用加強(qiáng)；當(dāng)微分時(shí)間適當(dāng)時(shí)，控制系統(tǒng)的質(zhì)量目的將得到全面的改善；但假設(shè)微分作用太強(qiáng)，反而會(huì)引起系統(tǒng)振蕩。24賀鴻賀鴻 14調(diào)理器參數(shù)整定的目的是什么?工程上常用的整定方法有哪些?n答： 調(diào)理器參數(shù)整定的目的就是按照給定的控制系統(tǒng)，求取控制系統(tǒng)質(zhì)量最好的調(diào)理器參數(shù)。工程上常用的整定方法有閱歷試湊法、臨界比例度法、衰減曲線法。n15，調(diào)理器控制規(guī)律選擇的根據(jù)是什么?n 答 i簡單控制系統(tǒng)適用于控制負(fù)荷變化較小的被控對(duì)象，假設(shè)負(fù)荷變化較大，無論選擇哪種調(diào)理規(guī)律，簡單控制

20、系統(tǒng)都很難得到稱心的控制質(zhì)量，此時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)選用復(fù)雜控制系統(tǒng)。n在普通的控制系統(tǒng)中，比例控制是必不可少的。當(dāng)廣義對(duì)象控制通道時(shí)間常數(shù)較小、負(fù)荷變化較小，而工藝要求不高時(shí)，可選擇單純的比例調(diào)理規(guī)律。n 爪當(dāng)廣義對(duì)象控制通道時(shí)間常數(shù)較小，負(fù)荷變化較小，而工藝要求無余差時(shí)，可選用比例積分調(diào)理規(guī)律。n當(dāng)廣義對(duì)象控制通道時(shí)間常數(shù)較大或容量滯后較大時(shí)，應(yīng)引入微分作用。加工藝允許有余差，可選用比例微分調(diào)理規(guī)律如工藝要求無余差時(shí)，那么選用比例積分微分調(diào)理規(guī)律。25賀鴻賀鴻16設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，必需確定和思索哪些方面的問題?n 答 設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)，首先應(yīng)對(duì)被控對(duì)象做全面的了解。除被控對(duì)象的動(dòng)靜態(tài)特性外，對(duì)于工藝過程

21、、設(shè)備等也需求比較深化的了解；在此根底上，確定正確的控制方案，包括合理地選擇被控變量與支配變量，選擇適宜的檢測變送元件及檢測位置，選用適當(dāng)?shù)膱?zhí)行器、調(diào)理器及其控制規(guī)律等；最后將調(diào)理器的參數(shù)整定到最正確值。26賀鴻賀鴻17什么是串級(jí)控制系統(tǒng)?它有什么特點(diǎn)?什么情況下采用串級(jí)控制? 答 串級(jí)控制系統(tǒng)是由其構(gòu)造上的特征而得名的。它是由主、副兩個(gè)調(diào)理器串接任務(wù)的。主調(diào)理器的輸出作為副調(diào)理器的結(jié)定值，副調(diào)理器的輸出去支配調(diào)理閥，以實(shí)現(xiàn)對(duì)主變量的定值控制。串級(jí)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)為：構(gòu)造上，由兩個(gè)串接任務(wù)的調(diào)理器構(gòu)成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)目的：經(jīng)過設(shè)置副變量來提高主變量的控制質(zhì)量；由于副回路的存在，對(duì)進(jìn)入副回路的

22、干擾有超前控制的作用，因此減主變量的影響；系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷改動(dòng)時(shí)有一定的自順應(yīng)才干。 串級(jí)控制系統(tǒng)主要運(yùn)用于：對(duì)象的滯后和時(shí)間常數(shù)很大、干擾作用強(qiáng)而頻繁、負(fù)荷變化大、對(duì)控制質(zhì)量要求較高的場所。 27賀鴻賀鴻18 串級(jí)控制系統(tǒng)中的副回路和主回路各起什么作用?為什么?n答 串級(jí)控制系統(tǒng)中的主回路在控制過程中起著“細(xì)調(diào)的作用，是一個(gè)定恒控制系統(tǒng)；副回路在控制過程中起著“粗調(diào)的作用，是一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng)。這是由于串級(jí)控制系統(tǒng)的目的是更好地穩(wěn)定主變量，使之等于結(jié)定值，而主變量就是主回路的輸出，所以說主回路是定值控制系統(tǒng)；副回路的輸出是副變量，副回路的給定位是主調(diào)理器的輸出，所以在串級(jí)控制系統(tǒng)中，副變量不是要求不

23、變的，而是要求隨主調(diào)理器的輸出變化而變化，因此是一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng)。28賀鴻賀鴻19附圖210是聚合釜溫度和流量的串級(jí)控制系統(tǒng)：闡明該系統(tǒng)的主、副對(duì)象，主、副變量，主、副調(diào)理器各是什么?試述該系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)其控制造用的。答 主對(duì)象是聚合釜；副對(duì)象是冷卻水；主變量是聚合釜內(nèi)溫度；副變量是冷卻水流量；主調(diào)理器是溫度調(diào)理器T乙副調(diào)理器是流量調(diào)理器Fco 假設(shè)主要干擾是冷卻水流量，整個(gè)串級(jí)控制系統(tǒng)的任務(wù)過程是這樣的：設(shè)冷卻水流量添加，那么使Fc的輸出添加，調(diào)理閥減小使冷卻水流量減小，因此減少以致消除冷卻水流量動(dòng)搖對(duì)聚合釜內(nèi)溫度的影響，提高了控制質(zhì)量。29賀鴻賀鴻n 如此時(shí)聚合釜內(nèi)溫度由于某些次要干擾(例

24、如進(jìn)料流量、溫度的動(dòng)搖)的影響而動(dòng)搖，該系統(tǒng)也能加以抑制。設(shè)釜內(nèi)溫度升簡偏離設(shè)定位，那么溫度調(diào)理器Tc輸出增大，因此使流量調(diào)理器Fc的給定位增大，其輸出也增大，也使調(diào)理閥開大，冷卻水流量添加以使釜內(nèi)溫度降低，起到負(fù)反響的作用。30賀鴻賀鴻20什么是前饋控制系統(tǒng)?運(yùn)用在什么場所?按擾動(dòng)變化大小進(jìn)展控制的系統(tǒng)稱為前饋控制系統(tǒng)。主要運(yùn)用在以下場所：干擾幅值大而頻繁，對(duì)被控變量影響猛烈，單純反響控制達(dá)不到要求時(shí)；主要干擾是可測不可控的變量；對(duì)象的控制通道滯后大、反響控制不及時(shí)、控制質(zhì)量差時(shí)，可采用前饋-反響控制系統(tǒng)，以提高控制質(zhì)量。31賀鴻賀鴻 21什么是比值控制系統(tǒng)它有哪幾種類型?n實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以

25、上的參數(shù)符合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。通常為流量比值控制系統(tǒng)，用來堅(jiān)持兩種物料的流量堅(jiān)持一定的比值關(guān)系。它有兩種類型：定比值控制系統(tǒng)和變比值控制系統(tǒng)。其中定比值控制系統(tǒng)有三類：開環(huán)比值控制系統(tǒng)、單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。32賀鴻賀鴻22選擇性控制系統(tǒng)曲待點(diǎn)是什么，運(yùn)用在什么場所?n 答 普通地說，凡是在控制系統(tǒng)回路中引入選擇器的系統(tǒng)都稱為選擇性控制系統(tǒng)。主要運(yùn)用在非正常消費(fèi)過程的維護(hù)性措施中。n 23均勻控制系統(tǒng)的目的和特點(diǎn)是什么?n 答 均勻控制的目的是處理前后工序的供求矛盾，使兩個(gè)變量之間可以相互照顧和協(xié)調(diào)操作。均勻控制系統(tǒng)的特點(diǎn)使其控制結(jié)果不橡其他控制系統(tǒng)那

26、樣，不是為了使被控變量堅(jiān)持不變，而是使兩個(gè)相互聯(lián)絡(luò)的變量都在允許的范圍內(nèi)緩慢地變化。賀鴻賀鴻33過程配備控制技術(shù)及運(yùn)用習(xí)題3 過程檢測技術(shù)過程檢測技術(shù)P124 思索題與習(xí)題思索題與習(xí)題34賀鴻賀鴻1。簡述直接丈量法與間接測旦法的定義，指出它們的異同及其運(yùn)用場所。答：直接丈量法：將被丈量與單位直接比較，能立刻得到比值，或者儀表能直接顯示出被測參數(shù)數(shù)值的丈量方法稱為宜接丈量法。間接丈量法：需求先測出一個(gè)或幾個(gè)與被丈量有一定函數(shù)關(guān)系的其他量，然后根據(jù)此函數(shù)關(guān)系計(jì)算出被丈量數(shù)值的方法。 異同 被丈量能否被丈量儀器或儀表直接得出。直接丈量法可直接得出，間接測旦法需丈量假設(shè)干量，由函數(shù)關(guān)系得出被丈量。直接

27、丈量法運(yùn)用在丈量的對(duì)象就是被丈量本身的情況，間接丈量法用在不能直接丈量被丈量本身的情況或運(yùn)用間接丈量法能對(duì)誤差進(jìn)展分析井選擇和確定詳細(xì)的優(yōu)化丈量方法的時(shí)候。35賀鴻賀鴻2. 丈量儀表的主要性能目的有哪些?傳感器的主要特性有哪些?答 丈量儀表主要性能目的如下：量程：儀表在保證規(guī)定準(zhǔn)確度的前提下所能丈量的被丈量的最大區(qū)域稱為儀表的量程。精度等級(jí)：可以用儀表的最大援用誤差描畫儀表的丈量精度。靈敏度：指儀表或安裝在到達(dá)穩(wěn)態(tài)后，輸入量變化引起的輸出量變化的比值線性度：用實(shí)踐標(biāo)定曲線與擬合直線之間的最大偏向與滿量程之比的百分?jǐn)?shù)來表征遲滯誤差：在輸入量添加和減少的過程中，對(duì)于同一輸入量會(huì)得出大小不同的輸出量

28、，在全部丈量范圍內(nèi)，這個(gè)差別的最大值與儀表的滿量程之比值稱為遲滯誤差。漂移：指輸入量不變時(shí)，經(jīng)過一定時(shí)間后輸出量產(chǎn)生的變化，有溫漂和零漂之分。漂移是衡量儀表穩(wěn)定性的重要目的。反復(fù)性：儀表的反復(fù)性是指在同一任務(wù)條件下，對(duì)同一輸入值按同一方向延續(xù)多次丈量時(shí)，所得輸出值之間的相互一致程度。傳感器的主要特性有準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、靈敏性、經(jīng)濟(jì)性、耐腐蝕和低能耗等36賀鴻賀鴻3舉例闡明系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差的含義及減小誤差的方法答 系統(tǒng)誤差指在一樣條件下，多次丈量同一檢丈量值的過程中出現(xiàn)的誤差，它的絕對(duì)值和符號(hào)或者堅(jiān)持不變，或在條件變化時(shí)按照一定規(guī)律變化的誤差。例如，儀表零位末調(diào)整好引起的恒定值系統(tǒng)誤差

29、。 減小系統(tǒng)誤差的方法：校準(zhǔn)法。先將儀器儀表的系統(tǒng)誤差檢定出來，制出誤差表格或曲線，取誤差的相反數(shù)作為修正值。零示法。如電位差計(jì)。替代法。交換法。如用等臂天平稱量物體時(shí)，被稱物與砝碼相互交換，稱量兩次且取平均值，可消除由于兩臂不等引起的固定的系統(tǒng)誤差。37賀鴻賀鴻n隨機(jī)誤差：指在一樣條件下多次丈量同一被丈量值的過程中所出現(xiàn)的絕對(duì)值和符號(hào)以不可估計(jì)的方式變化的誤差。隨機(jī)誤差無法修正。n粗大誤差：指明顯的歪曲丈量結(jié)果的誤差n由于丈量人員在測試過程中能夠發(fā)生讀錯(cuò)、記錯(cuò)等過失呵斥粗大誤差，或因測試條件發(fā)生忽然的較大變卦等偶爾緣由會(huì)出現(xiàn)粗大誤差。n剔除粗大誤差的方法有拉依達(dá)推那么、肖維納準(zhǔn)那么、格拉布斯

30、準(zhǔn)那么。38賀鴻賀鴻4試述絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差與援用誤差的定義，舉例闡明各自的用途。n絕對(duì)誤差X：指儀表指示值X與被測變量的真值A(chǔ)0之間的代數(shù)差。即： X=X- A0n在工程上，常用更高一級(jí)規(guī)范儀器的丈量值x。來替代真值A(chǔ)0，稱之為商定真值。n計(jì)算絕對(duì)誤差可以確定正常任務(wù)情況下儀表偏離商定真值的程度。n相對(duì)誤差：丈量的絕對(duì)誤差與被測變量的商定真值之比，通常用百分?jǐn)?shù)表示。與絕對(duì)誤差相比較，相對(duì)誤差更能闡明丈量結(jié)果的準(zhǔn)確程度。n援用誤差：絕對(duì)誤差與儀表的量程之比，用百分?jǐn)?shù)表示。援用誤差是一種簡化、適用的相對(duì)誤差。運(yùn)用最大援用誤差可以確定儀表的精度等級(jí)。39賀鴻賀鴻5 檢定一只量程為5A的電流表，結(jié)果

31、如下：(1)試求儀表各示值的絕對(duì)誤差、實(shí)踐相對(duì)誤差、示值相對(duì)誤差和援用誤差。(2)確定儀表的精度等級(jí) (精度等級(jí)為2)40賀鴻賀鴻8 現(xiàn)有精度等級(jí)為1.5級(jí)、2.0級(jí)和2.5級(jí)的三塊儀表，丈量范圍分別為0-100、-50-550和-100-500?，F(xiàn)需丈量500左右的溫度，要求丈量的相對(duì)誤差不超越2.8，選用哪塊儀表比較適宜? n解 丈量所允許的最大誤差為 故只需2.0級(jí)滿足 的情況。因丈量500左有的溫度，應(yīng)選2.0級(jí)量程是-50-550的儀表。41賀鴻賀鴻9 檢定一臺(tái)丈量范圍為0-6mm的位移丈量儀表，結(jié)果如下。(1)試畫出上下行程的輸入輸出特性曲線；(2)求該儀表的線性度(以上行曲線為例

32、)(3)確定該儀表的回差。42賀鴻賀鴻9n用最小二乘法擬合n于是擬合曲線為y0.733xn上行程示值與擬合曲線比較結(jié)果列表如43賀鴻賀鴻13 知被測壓力在范圍0.7-1MPa內(nèi)動(dòng)搖，要求丈量的絕對(duì)誤差不得超越0.02MPa，試選定彈簧管壓力計(jì)的量程和精度等級(jí)。可供選用的壓力計(jì)量程系列為：0-0.6MPa ;0-1MPa；0-1.6MP和0-2.5MPa。44賀鴻賀鴻45賀鴻賀鴻16、17 熱電偶有哪些特點(diǎn)?用普通導(dǎo)線和補(bǔ)償導(dǎo)線作熱電偶得延伸線，效果有何不同? 試證明補(bǔ)償導(dǎo)線的補(bǔ)償作用。熱電偶具有以下特點(diǎn)：測溫精度較高、性能穩(wěn)定；構(gòu)造簡單、易于制造、產(chǎn)品互換性好；輸出電信號(hào)，便于遠(yuǎn)傳和實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)切

33、換丈量測溫范圍廣，可達(dá)-200-2000；方式多樣，適用于各種測溫條件。 補(bǔ)償導(dǎo)線是在一定溫度范圍內(nèi)與所接的熱電偶熱電性能一樣的廉價(jià)金屬絲。采用補(bǔ)償導(dǎo)線只是改動(dòng)了冷端的位置，不會(huì)影響熱電偶的正常任務(wù)。而采用普通導(dǎo)線作延伸線，假設(shè)普通導(dǎo)線的兩端溫度不同，那么會(huì)改動(dòng)整個(gè)丈量回路的總電動(dòng)勢，熱電勢不再是丈量端溫度的單值函數(shù)，從而影響丈量結(jié)果的準(zhǔn)確性。46賀鴻賀鴻n回路總電動(dòng)勢為由補(bǔ)償導(dǎo)線的性質(zhì)得此即證明補(bǔ)償導(dǎo)線只改動(dòng)了冷端的位置，不會(huì)影響熱電偶的正常任務(wù)。47賀鴻賀鴻18 用兩只分度號(hào)為K的熱電偶丈量A區(qū)與B區(qū)的溫差，銜接方法如圖，試分別求兩種情況下的示值誤差，并解釋為何與實(shí)踐溫差不同。48賀鴻賀鴻

34、產(chǎn)生誤差的緣由是熱電偶冷端溫度不為規(guī)范的零度，與上述計(jì)算過程相比略有不同。實(shí)踐測得的是：49賀鴻賀鴻19 用分度號(hào)為s的熱電偶與動(dòng)圈儀表構(gòu)成的測溫系統(tǒng)，冷端補(bǔ)償器的平衡點(diǎn)溫度在20。如圖，t=1300，t1=80，t2=25，t0=30，動(dòng)圈儀表的機(jī)械零位為0。試求：(1)儀表的溫度示值示多少；(2)如何處置可使示值與實(shí)踐溫度相符；(3)把補(bǔ)償導(dǎo)線改為銅線時(shí)，示值變?yōu)槎嗌?0賀鴻賀鴻2151賀鴻賀鴻22規(guī)范節(jié)沉安裝有那兒部分組成，對(duì)各部分有哪些要求?n 答 節(jié)流裝晝包括節(jié)流件、取壓安裝和符合要求的前、后直管段。規(guī)范節(jié)流安裝是指節(jié)流件和取壓安裝都標(biāo)難化，節(jié)流件前后的丈量管道也符合有關(guān)規(guī)定。它是經(jīng)

35、過大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的，安裝一經(jīng)設(shè)計(jì)和加工終了便可直接投入運(yùn)用，無需進(jìn)展單獨(dú)標(biāo)定。這意味著，在規(guī)范節(jié)流安裝的設(shè)汁、加工、安裝和運(yùn)用中必需嚴(yán)厲按照規(guī)定的技術(shù)要求、規(guī)程和數(shù)據(jù)進(jìn)展，以保證流量丈量的精度。n對(duì)各部分的要求參照國家規(guī)范GBT 262493。52賀鴻賀鴻23試比較節(jié)流安裝與轉(zhuǎn)子流量計(jì)在任務(wù)原理與運(yùn)用特點(diǎn)上的異同點(diǎn)。n答 轉(zhuǎn)子流量計(jì)和節(jié)流裝量都是利用管道面積變化從而產(chǎn)生壓差的原理來丈量流量的。但轉(zhuǎn)子流量計(jì)是根據(jù)定壓降變節(jié)流面積來丈量流量的，而節(jié)流安裝那么是根據(jù)恒節(jié)流面積、變壓降來丈量流量的。n 節(jié)流安裝的特點(diǎn)是：構(gòu)造簡單，無可動(dòng)部件；可靠性較高；復(fù)現(xiàn)性能好；順應(yīng)性較廣，適用于各種工況下的單相

36、流體，適用的管道直徑范圍寬，可以配用通用差壓計(jì)；安裝規(guī)范化。其主要缺陷是：安裝要求嚴(yán)厲；流量計(jì)前后要求較長直管段；丈量范圍窄，普通范圍度為3：1，壓力損失較大；對(duì)于較小直徑的管道丈量比較困難(D50mm)，準(zhǔn)確度不夠高(土1一2)，其輸出是非線性等53賀鴻賀鴻n轉(zhuǎn)子流量計(jì)構(gòu)造簡單，有可動(dòng)部件；適用于丈量小管徑、較低雷諾數(shù)的中小流量；根本誤差約為儀表量程的2，量程比可達(dá)10:1，壓力損失?。黄溥M(jìn)出口要保證大于(或等于)5D(D為管道直徑)的直管段，對(duì)直管段長度要求不高，普通采用法蘭銜接；構(gòu)造方式是非標(biāo)難化的。在運(yùn)用時(shí)應(yīng)垂直安裝。不允許有傾斜，被測介質(zhì)的流向一定要自下而上。轉(zhuǎn)子流量計(jì)中流量檢測元件

37、的輸出接近為線性。n 轉(zhuǎn)子流量計(jì)和節(jié)流安裝的丈量精度易受被測介質(zhì)密度、黏度、壓力、純真度、安裝質(zhì)量等的影響。54賀鴻賀鴻26 差壓式液位計(jì)如何丈量液位?當(dāng)差壓變送器高于或低于最低液位時(shí)，應(yīng)如何處置? 答 在有壓力的密封容器中，由于液面上部空間的氣相壓力不一定為定值。所以用壓力式液位計(jì)丈量液位時(shí)，其示值中就包含有氣相壓力值。為了消除氣體壓力變化的影響，如下圖，在容器氣相部位再接上一根導(dǎo)管，用差壓儀表丈量容器內(nèi)液面底部和氣相之間的壓力差，按公式：pgH 就可以反映所測液位。當(dāng)差壓變送器的位置高于或低于最低液位時(shí)，應(yīng)該對(duì)差壓變送器的量程進(jìn)展負(fù)遷移或正遷移。賀鴻賀鴻55過程配備控制技術(shù)及運(yùn)用習(xí)題4 過

38、程控制安裝過程控制安裝P175 思索題與習(xí)題思索題與習(xí)題56賀鴻賀鴻 4DDz-III型電動(dòng)差壓變送器是按什么原理任務(wù)的?它是由哪幾部分組成的?試簡述其任務(wù)過程。 答 按力矩平衡原理任務(wù)的。它由電磁反響安裝、矢量機(jī)構(gòu)、低頻位移檢測放大器、輸入轉(zhuǎn)換部分等組成。任務(wù)過程：利用輸入轉(zhuǎn)換部分將被測壓差p轉(zhuǎn)換成作用于主杠桿下端的輸入力fi，使杠桿以軸封膜片為支點(diǎn)而偏轉(zhuǎn)，并以力F1沿程度方向推進(jìn)矢量構(gòu)造，矢量構(gòu)造將F1分解成F2和F3。在力F2的帶動(dòng)下使副杠桿以支點(diǎn)M逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，從而使銜鐵接近差動(dòng)變送器，并經(jīng)過低頻位移檢測放大器轉(zhuǎn)換放大為直流電流I。，作為變送器的輸出信息；同時(shí)該電流經(jīng)過電磁反響安裝產(chǎn)生反

39、響力Ff及反響力矩Mf，當(dāng)平衡時(shí)，低頻位移檢測放大器的輸出電流Io便反映了差壓P的大小。57賀鴻賀鴻 5DDZ-III型溫度變送器為什么采用線性化措施?熱電偶溫度變送器是怎樣實(shí)現(xiàn)線性化的?n答 由于熱電憫是非線性的，而溫度變送器放大回路是線性的，假設(shè)將熱電偶的熱電勢直接接到變送器的放大回路，那么溫度與變送器的輸出電壓之間是非線性的，為了使兩者之間堅(jiān)持線性關(guān)系，以便顯示及控制，特別是便于和計(jì)算機(jī)控制配合，DDZ-III型溫度變送器要采用線性化措施。n熱電偶溫度變送器是經(jīng)過使變送器放大回路的反響電路輸入與輸出特性模擬成熱電偶的非線性特性關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)線性化的。原理圖如附圖221所示。58賀鴻賀鴻7試分析四線制變送器與兩線創(chuàng)變送器與電源的銜接方式并畫出表示圖。59賀鴻賀鴻 8 本質(zhì)平安防爆型系統(tǒng)是由哪些要素構(gòu)成的?需求哪些措施才干確保整個(gè)系統(tǒng)到達(dá)防爆要求。構(gòu)成要家有安裝在危險(xiǎn)場所中的本質(zhì)平安電路及安裝在非危險(xiǎn)場所中的非本質(zhì)平安電路。 保證措施為：本質(zhì)平安防爆儀表采用低的任務(wù)電壓和小的任務(wù)電流用防爆平安柵將危險(xiǎn)場所和非危險(xiǎn)場所的電路隔開；在現(xiàn)場儀表到控制室儀表之間的銜接導(dǎo)線不得構(gòu)成過大的分