過程控制復(fù)習(xí)重點

1、過程控制復(fù)習(xí)重點熱點偶：當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接時，若兩個接點溫度不同，回路中會出現(xiàn)熱電動勢，并產(chǎn)生 電流；通常將一端溫度TO維持恒定，稱為冷端或自由端。另外一端放在需要測溫的地方，稱為熱端 或工作端。溫度補償：只有當(dāng)熱電偶冷端溫度保持不變時，熱電勢才是被測溫度的單值函數(shù)；熱電偶的冷端溫度補償：只有將冷端溫度保持為0C,或者進行一定的修正才能得到準確的測量結(jié)果。 熱電阻：在中、低溫區(qū)，熱電偶輸出的熱電動勢很??；而在中、低溫區(qū)，用熱電阻比用熱電偶做為測 溫元件時的測量精確度更高；熱電阻特點：性能穩(wěn)定、測量精度高，一般可在-270900r范圍內(nèi)使用（推薦在150C以下時選用）。1習(xí)題1-1試述

2、熱電偶的測溫原理，工業(yè)上常用的測溫?zé)犭娕加心膸追N ？什么熱電偶的分度號？在什么情況下 要使用補償導(dǎo)線？答:a.當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路時 ，若兩個接點溫度不同，回路中就會出現(xiàn)熱電 動勢，并產(chǎn)生電流.b.鉑極其合金,鎳鉻-鎳硅,鎳鉻-康銅,銅-康銅c分度號是用來反應(yīng)溫度傳感 器在測量溫度范圍內(nèi)溫度變化為傳感器電壓或電阻值變化的標準數(shù)列.d.在電路中引入一個隨冷端溫度變化的附加電動勢時，自動補償冷端溫度變化，以保證測量精度，為了節(jié)約，作為熱偶絲在低 溫區(qū)的替代品.1-2熱電阻測溫有什么特點？為什么熱電阻要用三線接法？答:a.在-200到+500攝氏度范圍內(nèi)精度高，性能穩(wěn)定可靠，不需要

3、冷端溫度補償，測溫范圍比熱電 偶低，存在非線性.b.在使用平衡電橋?qū)犭娮柽M行測量時，由電阻引出三根導(dǎo)線，一根的電阻與 電源E相連接,不影響電橋的平衡，另外兩根接到電橋的兩臂內(nèi)，他們隨環(huán)境溫度的變化可以相互 抵消.（在中、低溫區(qū)，熱電偶輸出的熱電動勢很?。欢谥?、低溫區(qū)，用熱電阻比用熱電偶做為測溫元件 時的測量精確度更高；熱電阻特點：性能穩(wěn)定、測量精度高，一般可在-270900E范圍內(nèi)使用（推薦在150C以下時選用）。）1-3說明熱電偶溫度變送器的基本結(jié)構(gòu).工作原理以及實現(xiàn)冷端溫度補償?shù)姆椒?在什么情況下要做 零點遷移？答:a.結(jié)構(gòu):其核心是一個直流低電平電壓-電流變換器，大體上都可分為輸入電

4、路.放大電路及反 饋電路三部分.b.工作原理：應(yīng)用溫度傳感器進行溫度檢測其溫度傳感器通常為熱電阻，熱敏電阻集成溫度傳感器.半導(dǎo)體溫度傳感器等，然后通過轉(zhuǎn)換電路將溫度傳感器的信號轉(zhuǎn)換為變準電流信 號或標準電壓信號.c.由銅絲繞制的電阻Rcu安裝在熱電偶的冷端接線處，當(dāng)冷端溫度變化時，利 用銅絲電阻隨溫度變化的特性，向熱電偶補充一個有冷端溫度決定的電動勢作為補償.橋路左臂由 穩(wěn)壓電壓電源Vz（約5v）和高電阻R1（約10K歐）建立的恒值電流12流過銅電阻Rcu,在Rcu上產(chǎn)生 一個電壓，此電壓與熱電動勢Et串聯(lián)相接.當(dāng)溫度補償升高時,熱電動勢Et下降，但由于Rcu增值, 在Rcu兩端的電壓增加，只

5、要銅電阻的大小選擇適當(dāng)，便可得到滿意的補償.d.當(dāng)變送器輸出信號 Ymin下限值（即標準統(tǒng)一信號下限值）與測量范圍的下限值不相對應(yīng)時要進行零點遷移.1-4什擾？共模干擾為什么會影響自動化儀表的正常工作 ？怎樣才能抑制其影響？么叫共模干擾和差模 干擾？為什么工業(yè)現(xiàn)場常會出現(xiàn)很強的共模干答:共模干擾：電熱絲上的工頻交流電便會向熱電偶泄漏，使熱電偶上出現(xiàn)幾伏或幾十伏的對地干 擾電壓,這種在兩根信號線上共同存在的對地干擾電壓稱為.差模干擾:在兩根信號線之間更經(jīng)常地存在電磁感應(yīng)、靜電耦合以及電阻泄漏引起的差模干擾.工業(yè)上會出現(xiàn)共模干擾是因為現(xiàn)場有動 力電纜,形成強大的磁場.造成信號的不穩(wěn).共模干擾是同時

6、疊加在兩條被測信號線上的外界干擾 信號,是被測信號的地和數(shù)字電壓表的地之間不等電位，由兩個地之間的電勢即共模干擾源產(chǎn)生的 在現(xiàn)場中，被測信號與測量儀器間相距很遠.這兩個地之間的電位差會達到幾十伏甚至上百伏，對測量干擾很大使儀表不能正常工作有時會損壞儀表.共模干擾在導(dǎo)線與地（機殼）之間傳輸,屬于非 對稱性干擾，共模干擾幅度大.頻率高.還可以通過導(dǎo)線產(chǎn)生輻射，所造成的干擾較大.消除共模干 擾的方法包括:（1）采用屏蔽雙絞線并有效接地（2）強電場的地方還要考慮采用鍍鋅管屏蔽（3）布線 時遠離高壓線，更不能將高壓電源線和信號線捆在一起走線 不要和電控鎖共用同一個電源（5）采用線性穩(wěn)壓電源或高品質(zhì)的開關(guān)

7、電源（紋波干擾小于50mV）.2.1什么是調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律？ PID調(diào)節(jié)器的數(shù)學(xué)表達式是怎樣的？比例、積分、微分三種調(diào)節(jié)規(guī) 律有何特征？為什么工程上不用數(shù)學(xué)上理想的微分算式？規(guī)律：確定調(diào)節(jié)器的動態(tài)特性稱為調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律，是調(diào)節(jié)器的輸入信號與輸出信號之間的動態(tài)關(guān)系。PID調(diào)節(jié)器的數(shù)學(xué)表達式:G(s)二黑 二Kc(1 I- TdS)TsP調(diào)節(jié)（比例調(diào)節(jié)規(guī)律）特點：1）有差調(diào)節(jié)，不可避免地存在穩(wěn)態(tài)誤差：2）穩(wěn)態(tài)誤差隨比例度的增 大而增大；3）不適用于給定值隨時間變化的系統(tǒng)；4）增大Kc,不僅可以減小穩(wěn)態(tài)誤差，還可以加快 響應(yīng)速率I調(diào)節(jié)（積分調(diào)節(jié)規(guī)律）特點：1）可以提高系統(tǒng)的無差度，也即提高系統(tǒng)的穩(wěn)

8、態(tài)控制精度：2）過渡過程變化相對緩慢，系統(tǒng)的穩(wěn)定性差D調(diào)節(jié)（微分調(diào)節(jié)規(guī)律）特點：1）單純的微分調(diào)節(jié)器是不能工作的 2）能預(yù)測偏差變化趨勢，防止系 統(tǒng)被調(diào)量出現(xiàn)較大動態(tài)偏差；對靜態(tài)偏差無抑制作用。故工程上一般不單獨使用數(shù)學(xué)上理想的微分算式。2.2試給出DDZ-III型調(diào)節(jié)器的基本組成結(jié)構(gòu)和主要運算電路2.3 PID調(diào)節(jié)器中,比例度p,積分時間常數(shù)Ti,微分時間常數(shù)Td,積分增益Ki,微分增益Kd分別有什 么含義？在調(diào)節(jié)器動作過程中分別產(chǎn)生什么影響 ？若令Ti取 ,Td取0,分別代表調(diào)節(jié)器處于什么狀態(tài)？ 答：比例度P為調(diào)節(jié)器的比例增益，它的大小決定了比例調(diào)節(jié)作用的強弱，P越大，比例調(diào)節(jié)作用越強 （

9、只要有輸入，必有輸出）。TI積分時間表示積分作用的強弱，TI越大，積分作用越弱（只要輸入不 為零，輸出的積分作用會一直隨時間增長）；TD微分時間，表示微分作用的強弱，TD越大，微分作用 越強。積分增益Ki為放大器增益,Ki越大，調(diào)節(jié)靜差越小。Kd為比例微分調(diào)節(jié)器輸出地最大跳變值與 單純由比例作用產(chǎn)生的輸出變化值之比。Ti取無窮時，調(diào)節(jié)器處于PD狀態(tài).Td取零時調(diào)節(jié)器處于PI狀態(tài).2.8數(shù)字控制算法有哪些優(yōu)點？1. 功能豐富，很多功能可以用軟件來實現(xiàn)，參數(shù)修改容易；2.具有自診斷功能，有效防止事故的發(fā)生；3.可以方便地與上位機或測控網(wǎng)絡(luò)通信；4.便于小型化，并減小功耗。2.9給出實用的PID數(shù)字

10、表達式，數(shù)字儀表中常有哪些改進型PID算法？yn TN卡月尹1.微分先行的PID算法2.比例先行的PID算法3.帶可變型設(shè)定值濾波器SVF的PID算法 執(zhí)行器 組成執(zhí)行機構(gòu)（驅(qū)動）和調(diào)節(jié)機構(gòu)（閥芯）定義：執(zhí)行器是自動化技術(shù)工具中接收控制信息并對受控對象施加控制作用的裝置。 功能：是控制系統(tǒng)正向通路中直接改變操縱變量的儀表，由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。 分類：大致上可分為電動、氣動、液動三種。氣動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)簡單工作可靠價格便宜維護方便防火防爆固有流量特性：調(diào)節(jié)閥前后壓差不變時，得到的流量特性。直線：控制閥的相對流量與相對開度成直線關(guān)系。對數(shù)：小流量時，控制作用平緩；大流量時，控制作用靈敏有效，克服

11、了直流特性的不足。 快開：適于要求快速開、閉的控制系統(tǒng)。工作流量特性：實際應(yīng)用時，調(diào)節(jié)閥兩端的壓差是變化的，此時調(diào)節(jié)閥的相對流量與相對開度之間的 關(guān)系稱為工作流量特性。電動執(zhí)行器 能源取用方便 信號傳輸速度快 便于選擇 但結(jié)構(gòu)復(fù)雜 價格昂貴 適用于防爆要求不高 的場所特點 執(zhí)行機構(gòu)采用電動機帶減速器，而調(diào)節(jié)閥部分仍然與氣動執(zhí)行器相同。防爆柵又稱安全保持器，是一種對送往現(xiàn)場的電壓和電流進行嚴格控制的單元，它接在現(xiàn)場儀表與控制室 之間。可以保證在短路、短路等各種情況下，進入現(xiàn)場的電功率在安全的范圍之內(nèi)，可能發(fā)生的火花 都在爆炸氣體的點火能量之下。使用安全火花防爆儀表，且現(xiàn)場儀表和非危險場所之間的電

12、路通過防爆柵連接就可以構(gòu)建安全火花防 爆系統(tǒng)?；窘Y(jié)構(gòu)危險現(xiàn)場L安全場所（控制室）-一嚴 危險現(xiàn)場工一業(yè)變流出構(gòu)成一個安全火花防爆系統(tǒng)的充分必要條件1在危險現(xiàn)場使用的儀表必須多是安全火花型。2、現(xiàn)場儀表與非危險場所之間的電路連接必須經(jīng)過防爆柵。3、從現(xiàn)場儀表到防爆柵的連接線上不得形成大的分布電容或電感。種類電阻式齊納式隔離式4-2調(diào)節(jié)閥有哪些結(jié)構(gòu)形式？分別適用于什么場合？執(zhí)行機構(gòu)是指執(zhí)行器中的哪一部分？執(zhí)行器選用氣 開,氣關(guān)的原則是什么？答:調(diào)節(jié)閥根據(jù)結(jié)構(gòu)分為9個大類:（1）單座調(diào)節(jié)閥；適用于泄漏要求嚴.工作壓差小的干凈介質(zhì)場合（2） 雙座調(diào)節(jié)閥；適用于泄漏要求不嚴工作壓差大的干凈介質(zhì)場合（3）套筒調(diào)節(jié)閥；適用于單座閥場合（4） 角形調(diào)節(jié)閥；適用于泄漏要求些壓差不大的干凈介質(zhì)場合及要求直角配管的場合（5）三通調(diào)節(jié)閥；用于分流和合流及兩相流溫度差不大于150C的場合隔膜閥；適用于不干凈介質(zhì).弱腐蝕介質(zhì)的兩位切 斷場合。執(zhí)行機構(gòu)是執(zhí)行器的推動部分規(guī)則:氣開氣閉的選擇主要從生產(chǎn)安