北京化工大學(xué)自動化裝置試卷

1、自動化裝置班級 姓名 學(xué)號 分?jǐn)?shù)一、選擇題（本題5分=1分*5）1調(diào)節(jié)閥靈敏度的大小用下列那個參數(shù)描述。A、放大倍數(shù)，B、理想可調(diào)比，C、流量特性的變化率，D、相對流量的變化率2如果閥體部件的壓力恢復(fù)能力等于0，那么它的壓力恢復(fù)系數(shù)FL等于多少？ A、FL=1，B、FL=0，C、FL1，D、FL13ISB安全保持器會對下列流入危險場所的哪一種大電流進(jìn)行限制？A、10mA，B、20mA，C、30mA，D、40mA4 下列改變調(diào)節(jié)閥流量特性的方法，哪一種簡單？A、改變閥門定位器反饋凸輪的形狀，B、改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿的形狀，C、改變調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流路的形狀，D、改變閥體部件的閥芯形狀5在ICE調(diào)節(jié)器中利

2、用下列那種電路實現(xiàn)軟手動操作？A、電容分壓比例電路B、積分電路C、電阻分壓比例電路D、微分電路二、填空（本題16分=1分*16）1在SLPC調(diào)節(jié)器中控制單元的CSC相當(dāng)于2臺軟調(diào)節(jié)器（ ）。2P=2102kpa，Pmin=1102kpa，則R實際=（ ）。3積分增益的定義是在階躍信號的作用下，（ ）。4CS3000集散控制系統(tǒng)中域的定義是（ ）的集合。5SLPC調(diào)節(jié)器的運行方式處于C方式時，表示它是（ ）狀態(tài)。6輸入信號的相對變化量=2，比例帶=100%，輸出信號的相對變化量=（ ）。7催化劑加料調(diào)節(jié)閥，應(yīng)選用（ ）式的氣動調(diào)節(jié)閥。8氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥，沒有輸入信號時，閥門處于（ ）狀態(tài)。9精餾塔塔

3、釜的排料調(diào)節(jié)閥，應(yīng)選（ ）式氣動調(diào)節(jié)閥。10安全火花的定義是（ ）。11氣動調(diào)節(jié)閥中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力和閥體部件的不平衡力大?。?），方向相反。12不需要2個信號有一個相等的過程，在切換的一瞬間輸出沒有變化，稱為無平衡（ ）切換。13當(dāng)儀表的（ ）和信號線公用2根導(dǎo)線時，這樣的儀表稱為兩線制儀表。14ICE調(diào)節(jié)器，TD=1min，KD=10，表明其微分動作超前比例動作的時間是（ ）。15ICE調(diào)節(jié)器從硬手動到軟手動的切換是（ ）切換。16理想條件下，調(diào)節(jié)器的輸出信號長期維持不變的特性就叫（ ）。三、根據(jù)圖1所示偏差信號x的階躍特性，按所要求的調(diào)節(jié)規(guī)律，在坐標(biāo)上畫出調(diào)節(jié)器輸出信號y的特性曲線。（本

4、題4分=2分*2） 0 tPB=200%、TI=、TD=1min KD=5 圖1四、 根據(jù)圖2編寫SLPC調(diào)節(jié)器的有關(guān)程序。圖2五、蒸餾塔溫度和流量串級控制系統(tǒng)如圖3所示，試編制YS170調(diào)節(jié)器的用戶程序工作單、數(shù)據(jù)單和程序單。條件：廣義對象中的主對象用一階滯后環(huán)節(jié)+純滯后環(huán)節(jié)仿真。一階滯后環(huán)節(jié)的時間常數(shù)=150S存于P1；純滯后環(huán)節(jié)的時間常數(shù)=50S存于P2。副對象用一階滯后環(huán)節(jié)+干擾環(huán)節(jié)仿真。一階滯后環(huán)節(jié)的時間常數(shù)=40S存于P3；干擾環(huán)節(jié)的干擾量=10%存于P4。YS170調(diào)節(jié)器的控制單元為CSC、CNT1的控制要素為PID、CNT2的控制要素為PI、溫度信號=101780C，流量信號=

5、0200L/h。（本題16分=6分+4分+6分）蒸餾塔TICFIC圖3 六、參見圖4所示的電路，回答下列問題（本題10分=2分*5）1 該電路的輸出Uo以多少V電壓為基準(zhǔn)？2 推導(dǎo)輸出Uo和輸入Ui 的運算關(guān)系式。 圖4 七、根據(jù)傳遞函數(shù)用SLPC調(diào)節(jié)器編程。（本題7分）八、有一對數(shù)流量特性的氣動調(diào)節(jié)閥，當(dāng)它的流量=qVmax時，流量系數(shù)Cmax=60，當(dāng)它的流量qVmin=2Ncm3/h時，流量系數(shù)Cmin=3，若全行程L=4cm，試求開度l=2cm時的流量qV=?Ncm3/h(本題6分)九、參見圖5所示的CS3000的順序控制系統(tǒng)的組態(tài)，回答下列問題： 1圖中C01C06代表什么信號？A0

6、1A07代表什么信號？ 2圖中的C02表示什么含意？ 3圖中的A07代表的信號在表格中的填寫有什么錯誤？ 4圖中的條件規(guī)則和操作規(guī)則都可以用什么符號表示？ 5圖中所用的那個順序功能模塊既可以做輸入信號使用，也可以做輸出信號使用？（本題10分=2分*5） 圖5練習(xí)一一、填空(5分)1. 比例帶PB=200%，輸出信號的相對變化量為80%，那么輸入信號的相對變化量是（ ）？2. 微分時間TD=2分，微分增益KD=10，微分作用超前比例作用的時間是（ ）。3. 在ICE調(diào)節(jié)器中分壓電路可以實現(xiàn)（ ）作用，無源RC電路可以實現(xiàn)（ ）作用，有源RC電路可以實現(xiàn)（ ）作用。二、畫圖（1分）一臺調(diào)節(jié)器，PB

7、=50%，TI=2min，TD=0min ，偏差信號正向單位階躍，持續(xù)時間4分鐘，變成負(fù)向單位階躍，持續(xù)時間2分鐘結(jié)束，畫出輸出信號的圖形。三、推導(dǎo)圖1電路的輸入輸出關(guān)系式。說明該電路是否有電平移動？（5分） R1=R2=R3=R4，Ub=10V 圖1四、在ISB安全保持器的限制器中，如果電流30mA，輸出信號是利用什么原理進(jìn)行限制的？如果電壓30v，輸出信號是利用什么原理進(jìn)行限制的？（1分）期末練習(xí)1微分時間常數(shù)td的定義是( )，比例帶PB的定義是（ ），微分時間TD=2分，微分增益KD=10，微分作用超前比例作用的時間是（ ）。2一臺調(diào)節(jié)器，PB=100%，TI=2min，TD=0min

8、 ，輸入正向單位階躍，持續(xù)時間4分鐘，變成負(fù)向單位階躍，持續(xù)時間2分鐘，畫出輸出的圖形。3推導(dǎo)下列電路的輸入輸出關(guān)系式。說明該電路是否有電平移動？ R1=R2=R3=R4，Ub=10V 圖14. 蒸餾塔溫度和流量串級控制系統(tǒng)圖2所示，試編制SLPC調(diào)節(jié)器的用戶程序工作單、數(shù)據(jù)單和程序單。條件：廣義對象中的主對象用一階滯后環(huán)節(jié)+純滯后環(huán)節(jié)仿真。一階滯后環(huán)節(jié)的時間常數(shù)=150S存于P1；純滯后環(huán)節(jié)的時間常數(shù)=50S存于P2。副對象用一階滯后環(huán)節(jié)+干擾環(huán)節(jié)仿真。一階滯后環(huán)節(jié)的時間常數(shù)=40S存于P3；干擾環(huán)節(jié)的干擾量=10%存于P4。SLPC調(diào)節(jié)器的控制單元為CSC、CNT1的控制要素為PID、CN

9、T2的控制要素為PI、溫度信號=101780C，流量信號=0200L/h。蒸餾塔TICFIC 5根據(jù)圖3編寫SLPC調(diào)節(jié)器的有關(guān)程序。1LDFL112NOT3GIF114LDDI15NOT6GIF117LDK1 0K18STFL119LDK110STA1411LDX112BSC13STY114END課堂練習(xí)題1 參考答案 僅供參考三、一臺調(diào)節(jié)器，PB=50%,TI=2min,TD=0min,偏差信號正向單位階躍，持續(xù)時間4min，變成負(fù)向單位階躍，持續(xù)時間2min，畫出輸出信號的圖形。答：（1）不失一般性，假定初始時刻為零時刻，正作用調(diào)節(jié)器。依據(jù)題意，可以畫出如下圖所示的輸入信號曲線。（2）P

10、B=50% KP=2; 。（3）在時，。積分終值為，可得線段A。（4）在時，偏差為1時，比例調(diào)節(jié)的輸出為2，當(dāng)偏差為-1時，比例調(diào)節(jié)輸出為-2，即比例調(diào)節(jié)的輸出變化為2-（-2）=4。也就是說，在比例調(diào)節(jié)器的作用下，輸出將發(fā)生4個單位的向下跳躍（正作用0，階躍為負(fù)向，所以輸出也是減小的），可以畫出如圖示的線段B。（5）當(dāng)時，積分終值為，可得線段C。（6）當(dāng)時，系統(tǒng)的輸入偏差為零，故僅剩下積分終值。這也是積分調(diào)節(jié)器的作用之一，保持前一時刻偏差不為零的輸出值?？傻们€段D。參見圖1判斷畫圖是否對第一準(zhǔn)則：輸出終值=偏差的終值和初值之差乘以KP+曲線的包絡(luò)積分值乘以KP/TI。還無法接受的話，使用疊

11、加原理來做，一段一段的畫;參見圖2 ，或一個調(diào)節(jié)器一個調(diào)節(jié)器畫，參見圖3. 圖1圖2圖3四、所示的電路，回答下列問題1該電路的輸出Uo以多少V電壓為基準(zhǔn)？2推導(dǎo)輸出Uo和輸入U1 、U2與U3的運算關(guān)系式。 解：方法一，在A點，由基爾霍夫電流定律有，則有 （1*）（0.5分）（0.5分）方法二，因為無電平移動，所以可以等效地看UB=0V，由運放的虛短虛斷可知（1*）可以簡化為（0.5分）：（0.5分，若無第一步，則不給分）方法三：等效電路法。(0.5分)UF=UB+R/3U1R+R/3+R/3U2R+R/3+R/3U3R+R/3+R/3UoR+R/3UF=UB+(U1+U2+U3+Uo)/4

12、. 第五題，所示的電路，回答下列問題1該電路的輸出Uo以多少V電壓為基準(zhǔn)？2推導(dǎo)輸出Uo和輸入U1 、U2的運算關(guān)系式。具體過程略，只需要注意R6的處理即可，寫出R6等價于一個電壓源U0/2或等價電路圖中R3支路上的電壓為U0/2均給0.5分。其余的過程與上一題類似參考答案為Uo= -2(U1+U2)。 第六題，一臺調(diào)節(jié)器，1、PB=100%，TI=1min，TD=0min ；2、 PB=100%，TI=1min，TD=1min，KD=5，偏差信號如圖所示，分別畫出輸出信號的圖形。解：（1）第一階段：，； 第二階段：，第三階段：，（2）第一階段：第二階段：第三階段：ICE 中為什么要PD在前，

13、PI在后？有誰想過這個問題？部分課后作業(yè)參考答案根據(jù)給定的輸出信號波形和條件畫出調(diào)節(jié)器的輸入信號的波形圖，見下圖。條件:PB=100%，TI=1.5min?，F(xiàn)場和控制室儀表之間采用420mA的電流傳輸信號，控制室內(nèi)部儀表之間采用15V的電壓聯(lián)絡(luò)信號，這種信號制有何優(yōu)點？答： 4 20mA電流信號可以避免傳輸導(dǎo)線上壓降損失引起的誤差，適宜在現(xiàn)場和控制室之間遠(yuǎn)距離傳輸 。采用15V電壓信號的儀表之間可以并聯(lián)連接，便于設(shè)計安裝與維護(hù)，適宜于控制室內(nèi)部短距離聯(lián)絡(luò)。 這種信號制的優(yōu)點是信號下限為4mA/1V，躲開晶體管死區(qū)，一開始就工作在線性區(qū)。電氣零點機(jī)械零點，表明電氣零點和機(jī)械零點分開，便于檢驗信號

14、傳輸有無斷線以及裝置是否斷電，也為制作兩線制變送器提供了方便條件。信號上限為20mA/5V，產(chǎn)生的電磁力（安培力）較大，故帶負(fù)載能力強。 課堂練習(xí)編程題答案 僅供參考一、用SLPC調(diào)節(jié)器對下列傳遞函數(shù)編程，然后用SPRG編程器鍵入程序w(s)=(1-TDS)/(1+TDS)解：由題可知，原式可分解為根據(jù)上式編程得：1. LD X1 LD X 12. LD P01 LA P 0 13. LAG1 F X 14. LD X1 LD X 15. LD P02 LA P 0 26. LED1 F DI 17. - F 68. ST Y1 ST Y 19. END G CO二、用SLPC調(diào)節(jié)器編程實現(xiàn)下列功能：1、外給定，2基本控制，3測量信號上下限無識別報警送DO1存儲。解：1. LD X2 2. ST A01 外給定3. LD X14. BSC5. ST Y1 基本控制6. LD FL17. LD FL28. OR9. ST DO1 無識別10. END三 、根據(jù)下列程序單畫出程序流程框圖。1 LD DO12 GIF73 LD X14 LD P15 LAG16 ST Y17 LD DO18 NOT9 ST DO