過程控制儀表及裝置考試試卷

1、一、填空題 （每題 2 分，共 20 分）（ 1 ）控制儀表防爆措施主要有隔爆型和本質(zhì)安全性。（ 2 ）智能儀表的能源信號是24V，標(biāo)準(zhǔn)傳輸信號是420mA。電儀表的能源信號是24V，標(biāo)準(zhǔn)傳輸信號是420mA（ 3 ）電氣轉(zhuǎn)換器是將420MA信號轉(zhuǎn)換為0.020.1MP信號的設(shè)備。（ 4 ）在 PID 控制器中，比例度越大系統(tǒng)越穩(wěn)定；積分時間越短，積分作用越強(qiáng)；微分時間越長，微分作用越強(qiáng)。（ 5 ）手動操作是由手動操作電路實(shí)現(xiàn)的，手動操作電路是在比例積分電路的基礎(chǔ)上附加軟手動操作電路和硬手動操作電路來實(shí)現(xiàn)的。（ 6 ）DDZ- 型控制器有自動（ A）、軟手動（ M ）、硬手動 (H)三種工作狀

2、態(tài)。（ 7 ）執(zhí)行器按所驅(qū)動的能源來分，有電動執(zhí)行器、氣動執(zhí)行器、液動執(zhí)行器三大類。（ 8 ）常用的安全柵有：齊納式安全柵和變壓器隔離式安全柵。（ 9 ）氣動閥門定位器是按力矩平衡原理工作的，具有精確定位的功能的作用。（ 10 ） 電氣閥門定位器是按力矩平衡原理工作的，即具有電器轉(zhuǎn)換器的作用，又具有精確定位的功能的作用。二、名詞解釋 (每題 4 分，共 20 分 )（ 1 ）流量系數(shù) C流量系數(shù) C：流量系數(shù) C 的定義為 : 在控制閥全開 , 閥兩端壓差為 100kPa,流體密度為 1g/cm3時，流經(jīng)控制閥的流體流量( 以 m3/h表示)。（2） “虛短 ”“虛短 ”；差模輸入電壓為零，即

3、Ud 0；（3） “虛斷 ”“虛斷 ”；輸入端輸入電流為零，即ii 0。（ 4 ） 控制規(guī)律：控制規(guī)律，就是指控制器的輸出信號與輸入信號之間隨時間變化的規(guī)律（ 5 ） 反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu):當(dāng)來自控制器或閥門定位器的信號壓力增大時，閥桿向下動作的叫正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)(ZMA型)；當(dāng)信號壓力增大時，閥桿向上動作的叫反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)(ZMB型 )。三、簡答題 (每題 8 分，共 40 分 )1、試述熱電偶溫度變送器的工作原理。熱電偶溫度變送器與熱電偶配合使用，可以把溫度信號轉(zhuǎn)換為4 20mA、1 5V 的標(biāo)準(zhǔn)信號。它由量程單元和放大單元兩部分組成，如圖2.30 所示。熱電偶溫度變送器的放大單元包

4、括放大器和直流/ 交流 / 直流變換器兩部分，放大器由集成運(yùn)算放大器，功率放大器、隔離輸出和隔離反饋電路組成，后者有變換器和整流、濾波、穩(wěn)壓電路組成。放大單元的作用是將量程單元送來的毫伏信號進(jìn)行電壓放大和功率放大，輸出統(tǒng)一的直流電流信號 Io （ 4 20mA）和直流電壓信號 VO（ 1 5V）。同時，輸出電流又經(jīng)隔離反饋轉(zhuǎn)換成反饋電壓信號 Vf ，送至量程單元。熱電偶溫度變送器的量程單元原理電路如圖 2.34 所示，它由信號輸入回路，零點(diǎn)調(diào)整及冷端補(bǔ)償回路，以及非線性反饋回路等部分組成。輸入回路中的電阻Ri1 、 Ri2 及穩(wěn)壓管DW i1、 DW i2 是安全火花防爆元件，分別起限流和限壓

5、作用，它使流入危險場所的電能量限制在安全電平以下。電阻Ri1 、 Ri2 與零點(diǎn)調(diào)整及冷端補(bǔ)償回路由電阻Ri3、 Ri4 、 Ri5、 Ri6 、 Ri7、 Rcu 及 W i 等組成。非線性反饋回路由電阻Rf2、 Rf3、 W f 及運(yùn)算放大器A1 等組成的線性化電路組成。Ci 組成低通濾波器，濾去輸入信號V i 中的交流分量。2、試述工業(yè)常用的控制規(guī)律及其特點(diǎn)。比例（ P）控制規(guī)律特點(diǎn)：控制及時，控制作用強(qiáng)，有余差。適合于干擾小、對象滯后較小而時間常數(shù)并不太小、控制精度要求不高的場合。比例積分控制規(guī)律：特點(diǎn)：控制及時，控制作用強(qiáng)。比例作用克服較大偏差，積分作用能消除余差。比例微分控制規(guī)律：

6、控制及時，控制作用強(qiáng)，控制超前。比例積分微分控制規(guī)律：控制及時，控制作用強(qiáng)，控制超前，能消除余差。3、簡述基型控制器自動、軟手動、硬手動之間的無擾動切換關(guān)系凡是向硬手動方向的切換，從自動到硬手動或從軟手動到硬手動（此在由其它方式向硬手操方式切換前，應(yīng)撥動硬手動撥盤（即調(diào)A、 M H），均為有平衡的無擾動切換。即要做到無擾動切換，必須事先平衡。因?yàn)橛彩謩硬僮鲹鼙P的刻度（即WH 電位器），使它的刻度與控制器的輸出電流相對應(yīng)，才能保證切換時不發(fā)生擾動。VH值），不一定與控制器的輸出電流相對應(yīng)，因綜上所述， DDZ- 型控制器的切換過程可描述如下：無平衡無平衡無平衡無平衡有平衡有平衡4、 試述 DDZ

7、- 型控制器的功能。DDZ- 型控制器的功能：一臺DDZ- 型工業(yè)控制器除能實(shí)現(xiàn)PID 運(yùn)算外，還具有如下功能，以適應(yīng)生產(chǎn)過程自動控制的需要。（ 1）顯示測量信號、給定信號和偏差的大小（ 2）顯示控制器的輸出（ 3）提供內(nèi)給定信號并能進(jìn)行內(nèi)外給定選擇（ 4）進(jìn)行正 / 反作用選擇（ 5）進(jìn)行手動操作，并具有良好的手動5、試述數(shù)字式控制器的特點(diǎn)/ 自動雙向切換性能數(shù)字式控制器的特點(diǎn)：數(shù)字控制器是以微處理機(jī)為運(yùn)算、判斷和控制的核心。它主要接收編寫程序 , 組成各種控制規(guī)律的數(shù)字式過程控制裝置 , 所以也叫做可編程調(diào)節(jié)器。（1） . 性能價格比高1 5VDC標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)模擬量信號, 輸出也是15VDC或 4 20mADC標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)模擬量信號, 并且以儀表外形出現(xiàn)的一種可由用戶（2） .使用方便（3） . 靈活性強(qiáng)（4） . 可靠性高（5） .通信功能四、分析題1、用階躍響應(yīng)曲線分析控制器的比例積分控制規(guī)律？（10 分）V o1tVo3A3 Vo2C IVo 2C