過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用期末考試試卷(共3頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1.1.1 生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)所包含的內(nèi)容：自動檢測系統(tǒng)：采用檢測儀表（如熱電偶、熱電阻、壓力傳感器等）對溫度、壓力、流量、液位等進行測量，自動控制的依據(jù) n 信號連鎖系統(tǒng)：信號連鎖系統(tǒng)是一種安全裝置，包括信號報警和聯(lián)鎖保護 ，信號連鎖系統(tǒng)的作用 ，在事故發(fā)生前，自動發(fā)出聲光報警信號，引起操作員的注意以便及早采取措施 n 自動操作系統(tǒng)：按預(yù)先規(guī)定的程序周期性操作（如PLC程序控制） n 自動控制系統(tǒng)：根據(jù)實際的工藝參數(shù)變化進行自動調(diào)節(jié)（如PID調(diào)節(jié)期、計算機數(shù)控等） 1、工業(yè)生產(chǎn)對過程裝備的基本要求是（安全性；經(jīng)濟性；穩(wěn)定性）等。2、壓差式流量計的核心部件是（節(jié)流裝置

2、 ），常見的節(jié)流裝置有（孔板；噴嘴；文都利管 ）等。3、液位是指（容器內(nèi)液體介質(zhì)液面的高低），常用的液位計有（浮力式；靜壓式；電容式；光纖式）4、在PID調(diào)節(jié)器中，需要整定的參數(shù)為（比例度；積分時間；微分時間）。5、調(diào)節(jié)閥的選型主要包括（閥的口徑選擇；型式選擇；固有流量特性選擇；材質(zhì)選擇）等內(nèi)容。6、計算機在過程控制中的應(yīng)用類型一般可分為（直接數(shù)字控制系統(tǒng)；監(jiān)督控制系統(tǒng)；分級控制系統(tǒng)；集散控制系統(tǒng)）等幾種類型。7、PLC的程序表達方式常采用（梯形圖；語句表；邏輯功能圖）等方法。判斷1、一單純比例控制的液位對象，只要比例度選擇的合適，系統(tǒng)就能跟蹤并最終穩(wěn)定到設(shè)定值。(錯誤。單純的比例控制不可能消

3、除余差)2、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，滯后的存在總不利于調(diào)節(jié)的。（錯誤?？刂仆ǖ赖臏罂偸遣焕?，但干擾通道中的容量滯后可以緩和干擾的影響，對控制系統(tǒng)有利。）3、時間常數(shù)越大，表示對象受干擾作用后，到達新穩(wěn)態(tài)值所需的時間越短。（錯誤。時間常數(shù)越大，表示對象受干擾作用后，到達新穩(wěn)態(tài)值所需的時間越長）4、控制系統(tǒng)中直接產(chǎn)生控制作用的是控制信號。（錯誤?？刂葡到y(tǒng)中直接產(chǎn)生控制作用的是操縱變量。）5、串聯(lián)管路中，隨S值下降，調(diào)節(jié)閥的等百分比流量特性畸變趨近于直線特性。正確三、簡答題1、何為調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定法，并簡述臨界比例度法進行參數(shù)整定的過程。1、所謂的工程整定法，就是避開被控對象的特性和數(shù)學(xué)描述，在被控

4、對象運行時，直接在控制系統(tǒng)中，通過改變調(diào)節(jié)器參數(shù)，觀察被控變量的過渡過程，來獲取調(diào)節(jié)器參數(shù)的最佳數(shù)值。臨界比例度法整定參數(shù)的步驟是：首先將調(diào)節(jié)器的積分、微分作用全部去除，在純比例作用調(diào)節(jié)比例度，直至得到等幅振蕩的階躍干擾過渡過程，此時的比例度和振蕩周期稱為臨界比例度和臨界周期，最后按照相應(yīng)的經(jīng)驗公式計算出調(diào)節(jié)器各參數(shù)的整定數(shù)值。臨界比例度法參數(shù)整定是以閉環(huán)系統(tǒng)得到4:1衰減比，且有合適的超調(diào)量為目標的。2、試簡要分析計算機控制系統(tǒng)與常規(guī)模擬控制系統(tǒng)的異同點。2、計算機直接控制系統(tǒng)與常規(guī)模擬控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)相同，有關(guān)調(diào)節(jié)原理和調(diào)節(jié)過程也相同，都是基于“檢測偏差、糾正偏差”的控制原理。不同之處在

5、于計算機控制系統(tǒng)中，控制器對控制對象的參數(shù)、狀態(tài)信息的檢測和控制結(jié)果的輸出在時間上是斷續(xù)的，對檢測信號的分析計算是數(shù)字化的，而在模擬控制系統(tǒng)中則是連續(xù)的。3、試簡要分析本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)的防爆原理。3、本質(zhì)安全防爆型是指在正常和故障狀態(tài)下，電路及設(shè)備產(chǎn)生的火花能量都不足于引起爆炸的防爆類型。它由兩種場所、兩種電路組成，即安裝在危險場所的本質(zhì)安全電路及安裝在非危險場所的非本質(zhì)安全電路，兩者間采用防爆安全柵隔離。儀表的防爆性能是靠電路設(shè)計來實現(xiàn)和保證：采用低的工作電壓和小的工作電流；用防爆安全柵將危險與非危險場所電路隔開；現(xiàn)場和控制室之間儀表的連接導(dǎo)線不得形成過大的分布電感和電容。4、 

6、何為單容液位對象的自衡作用，并簡要分析產(chǎn)生自衡作用的原因。4、單容液位對象的自衡作用是指當輸入變量發(fā)生變化破壞了被控對象的平衡而引起輸出變量變化時，在沒有人為干預(yù)的情況下，被控對象的自身能重新恢復(fù)平衡的特性。產(chǎn)生的原因主要是出口閥的流量特性，即在流出變化量很小的情況下，流出量與液位成正比關(guān)系，即：四、分析計算題（45分）1、如圖為一簡單水槽液位控制系統(tǒng)，要求：（10分）（1）    畫出本控制系統(tǒng)方框圖。（2）    系統(tǒng)被控變量、控制變量和檢測變送環(huán)節(jié)各是什么？（3）    系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構(gòu)的輸入、輸出量各

7、是什么，屬哪種調(diào)節(jié)規(guī)律，并推導(dǎo)出調(diào)節(jié)規(guī)律的數(shù)學(xué)表達式。2、聚合釜溫度與流量的串級控制系統(tǒng)，如圖所示，(10分)（1）    畫出控制系統(tǒng)方框圖。（2）    說明該系統(tǒng)的主、副對象，主、副變量，主、副調(diào)節(jié)器各是什么？（3）    分析系統(tǒng)不采用簡單溫度控制而采用串級溫度、流量控制的原因。3、如圖為一牛奶干燥過程流程圖，要保證產(chǎn)品質(zhì)量，需嚴格控制干燥器的溫度，試分析：（15分）（1）    影響干燥器溫度的因素有哪些？（2）    合理選擇系統(tǒng)控制

8、變量，并說明原因。（3）    畫出控制系統(tǒng)方框圖。 四、計算題1、（1）（3分） （2）系統(tǒng)被控變量是水槽液位，控制變量是杠桿的位置移動，檢測變送環(huán)節(jié)是浮球裝置。（3分） （3）系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構(gòu)的輸入是液位偏差e，輸出量是閥門開度的變化，屬于典型的比例調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)規(guī)律的數(shù)學(xué)表達式為：（4分）2、（1）串級控制系統(tǒng)方框圖為：（4分） （2）系統(tǒng)的主對象是釜體對象，副對象是冷卻水流量對象；主變量是釜內(nèi)溫度，副變量是冷卻水流量；主控制器是溫度控制器，副控制器是流量控制器。（3分） （3）因系統(tǒng)控制的溫度對象滯后較大，尤其是帶有夾套傳熱，簡單的單回路溫度控制系統(tǒng)難以達到控制要求。而采用串級控制，將主要干擾集中與副回路，可有效的克服干擾作用，提高控制質(zhì)量。（3分