化工儀表及自動化知識點

1、1、方框圖四要素：控制器、執(zhí)行器、檢測變送器、被控對象。2、自動控制系統(tǒng)分為三類：定值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)3、控制系統(tǒng)的五個品質指標：最大偏差或超調量、衰減比、余差、過渡時間、振蕩周期或頻率。4、建立對象的數(shù)學模型的兩類方法：機理建模、實驗建模。5、操縱變量：具體實現(xiàn)控制作用的變量。6、給定值：工藝上希望保持的被控變量的數(shù)值。7、被控變量：在生產過程中所要保持恒定的變量。8、被控對象：承載被控變量的物理對象。9、比例度：是指控制器輸入的變化相對值與相應的輸出變化相對值之比的百分數(shù)，即(e/p)100%0xmaxxminpmaxpmin10、精確度(精度)：數(shù)值上等于允許相對百分

2、誤差去掉“”號及“”號。允許相對誤差允100%儀表允許的最大絕對誤差值測量范圍上限值-測量范圍下限值11、變差：是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對被測量在儀表全部測量范圍內進行正反行程測量時，被測量值正行和反行得到的兩條特性曲線之間的最大偏值。12、靈敏度：在數(shù)值上等于單位被測參數(shù)變化量所引起的儀表指針移動的距離。動中部悖數(shù)端小於量戶1i，_電打長力的零端irot施忖張力、0U火(ft®的美系13、靈敏限：是指能引起儀表指針發(fā)生14、表壓=絕對壓力-大氣壓力；真空度=大氣壓力-絕對壓力。15、壓力計的選用及安裝(1)壓力計的選用：儀表類型的選用：儀表類型的選用必須要滿足工藝生產

3、的要求；儀表測量范圍的確定：儀表的測量范圍是根據操作中需要測量的參數(shù)的大小來確定的。儀表精度級的選?。簝x表精度是根據工藝生產上所允許的最大測量誤差來確定的。(2)壓力計的安裝：測壓點的選擇；導壓管的鋪設；壓力計的安裝。16、差壓式流量計和轉子流量計的區(qū)別：差壓式流量計是在節(jié)流面積不變的條件下，以差壓變化來反映流量的大小(恒節(jié)流面積，變壓降)；而轉子式流量計卻是以壓降不變，利用節(jié)流面積的變化來測量流量的大?。ê銐航?，變節(jié)流面積）。17、熱電偶溫度計是由三部分組成的：熱電偶（感溫元件）、測量儀表（毫伏計或電位差計）、連接熱電偶和測量儀表的導線（補償導線及銅導線）。18、冷端溫度的補償：冷端溫度保持

4、為0c的方法、冷端溫度修正方法、矯正儀表零點法、補償電橋法、補償熱電偶法。19、控制器的基本控制規(guī)律有位式控制（雙位控制）、比例控制（P）、積分控制（I）、微分控制（D）及它們的組合形式。21、各控制器的控制規(guī)律：（1）雙位控制的特點：控制器只有兩個輸出值；（2）比例控制的特點：有差控制；控制及時，效果明顯；（3）積分控制的特點：能消除余差；（4）微分控制的特點：具有超前控制功能。22、描述對象特性的參數(shù)：放大系數(shù)K、時間常數(shù)T、滯后時間g23、控制閥的理想流量特性：直線、等百分比、拋物線及快開。24、氣動執(zhí)行器有氣開式和氣關式兩種形式。有壓力信號時閥關、無壓力信號時閥開的為氣關式。反之為氣開

5、式。氣開、氣關的選擇主要從工藝生產上安全的要求出發(fā)?？紤]原則是：信號壓力中斷時，應保證設備和操作人員的安全。如果閥處于打開位置時危害性小，則應選擇氣關式，以使氣源系統(tǒng)發(fā)生故障，氣源中斷時，閥門能自動打開，保證安全。反之，閥處于關閉時危害性小，則應選擇氣開式。25、幾種常用的工程整定法：臨界比例度法、衰減曲線法、經驗湊試法。26、某換熱器的溫度控制系統(tǒng)在單位階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖1-16r/mm用36飆度勝惻瓜吃過政過程曲穌所示。試分別求出最大偏差、余差、衰減比、振蕩周期和過渡時間（給定值為200C）0解：最大偏差A=230-200=30C余差C=205-200=5C由右圖可以看出，第

6、一個波峰值B=230-205=25C,第二個波峰值B=210-205=5C故衰減比應為B/B=25/5=5/1。振蕩周期為同向兩波峰之間的時間間隔，故周期T=20-5=15（min）。從圖中可以看出，在22min時，新的穩(wěn)態(tài)值穩(wěn)定在陰影線的區(qū)域內，因此，過渡時間為22min。27、某化學反應器工藝規(guī)定操作溫度為（90010C）0考慮安全因素，控制過程中溫度偏離給定值最大不得超過80Co現(xiàn)設計的溫度定值控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過渡時間曲線如圖1-19所示。試求該系統(tǒng)過渡過程品質指度控制原理圖如試畫&邃褊的方框圖,標：最大偏差、超調量、衰減比和振蕩周期，并回答該控制系統(tǒng)能否滿足題中

7、所給的工藝要求？解：最大偏差：950-900=50C超調量：950-908=42C衰減比：B/B=42/10=4.2/1振蕩周期：45-9=36min28、圖1-20（a）是蒸汽加熱器的溫并指出被控對象、被控變量、操縱變量和可能存在的干擾素什么？現(xiàn)因生產需要，要求出口物料溫度從80c提高到81C,當儀表給定值階躍變化后，被控變量的變化曲線如圖1-20（b）所示。試求該系統(tǒng)的過渡過程品質指標：最大偏差、衰減比和余差（提示：該系統(tǒng)為隨動控制系統(tǒng)，新的給定值為81C）0圖1-20蒸汽加熱器溫度控制解：最大偏差：A=81.5-81=0.5C衰減比：B/B=0.8/0.2=4/1余差：80.7-81=-

8、0.3C29、某臺測溫儀表的測溫范圍為200700C,校驗該表時得到的最大絕對誤差為+4C,試確定該儀表的精度等級。解：該儀表的相對百分誤差為如果將該儀表的6去掉“+”號與“”號，其數(shù)值為0.8。由于國家規(guī)定的精度等級只有0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5,4.0等,沒有0.8級儀表，同時，該儀表的誤差超過了0.5級儀表所允許的最大誤差，所以，這臺測溫儀表的精度等級為1.0級。30、（必考）某臺測溫儀表的測溫范圍為01000C。根據工藝要求，溫度指示值的誤差不允許超過7C,試問應如何選擇儀表的精度等級才能滿足以上要求？解：根據工藝上的要求，儀

9、表的允許誤差為如果將儀表的允許誤差去掉"”號與“”號，其數(shù)值介于0.51.0之間，如果選擇精度等級為1.0級的儀表，其允許的誤差為1.0%,超過了工藝上允許的數(shù)值，故應該選擇0.5級儀表才能滿足工藝要求。31、（必考）某臺往復式壓縮機的出口壓力范圍為2528MPa,測量誤差不得大于1MPa。工藝上要求就地觀察，并能高低限報警，試正確選用一臺壓力表，指出型號、精度與測量范圍。解：由于往復式壓縮機的出口壓力脈動較大，所以選擇儀表的上限值為P1=PmaxX2=28X2=56MPa根據就地觀察及能進行高低限報警的要求，查表得選用YX-150型電接點壓力表，測量范圍為060MPa。由于25&g

10、t;1,故被測壓力的最小值不低于滿量程的1/3,這是允許的。603所以，精度等級為1.5級的儀表完全可以滿足誤差要求。至此，可以確定，選擇的壓力表為YX-150型電接點壓力表，測量范圍為060MPa,精度等級為1.5級。32、某壓力表的測量范圍為01MPa,精度等級為1級，試問此壓力表允許的最大絕對誤差是多少？若用標準壓力計來校驗該壓力表，在校驗點為0.5MPa時，標準壓力計上讀數(shù)為0.508MPa,試問被校壓力表在這一點是否符合1級精度等級，為什么？解：（1）-Jma100%1%max0.01MPa10（2） xx00.50.5080.008MPa去掉“-”號與“”，其數(shù)值為0.8,儀表誤差

11、超過了0.5級儀表所允許的最大誤差，所以被校壓力表在這一點符合1級精度。33、如果某反應器最大壓力為0.8MPa,允許最大絕對誤差為0.01MPa?，F(xiàn)用一臺測量范圍為01.6MPa,精度為1級的壓力表進行測量，問能否符合工藝上的誤差要求？若采用一臺測量范圍為01.0MPa,精度為1級的壓力表，問能符合誤差要求嗎？試說明其理由。解：（1）測量范圍為01.6MPa,精度為1級的壓力表不符合工藝上的誤差要求。（2）測量范圍為01.0MPa,精度為1級的壓力表符合要求。34、某臺空壓機的緩沖器，其工作壓力范圍為1.11.6MPa,工藝要求就地觀察罐內壓力，并要求測量結果的誤差不得大于罐內壓力的5%,試

12、選擇一臺合適的壓力計（類型、測量范圍、精度等級），并說明其理由。解：假設緩沖器內的壓力是穩(wěn)定壓力，則規(guī)定的最大工作壓力不得超過測量上限值的2/3。查教材附錄一得，選用YX-150型電接點壓力表，量程為02.5MPa,由于il1,故被測壓力的最小值不低于滿量程的1/3,這是允許的。2.53根據測量誤差的要求，可得允許誤差為：立S100%2.2%2.5-0精度為1.5級的儀表完全可以滿足誤差要求，所以選用的壓力表為YX-150型電接點壓力表，測量范圍為02.5MPa,精度等級1.5級。35、某合成氨廠合成塔壓力控制指標為14MPa,要求誤差不超過0.4MPa,試選用一臺就地指示的壓力表（給出型號、

13、測量范圍、精度級）。解：假設合成塔壓力為高壓壓力，則規(guī)定的最大工作壓力不應超過測量上限值的3/5,所以選擇壓力表的上限值為查教材第一章附錄一得，可選用YX-150型電接點壓力表，測量范圍為0.4025MPa,由于100%1.6%；25-0故精度等級為1.5級的儀表完全可以滿足誤差要求，因此選用的壓力表為YX-150型電接點壓力表，測量范圍為025MPa,精度等級為1.5級。36、(必考)用K熱電偶測某設備的溫度，測得的熱電勢為20mV,冷端(室溫)為25C,求設備的溫度？如果改用E熱電偶來測溫，在相同的條件下，E熱電偶測得的熱電勢為多少？解：已知Ek(t,25)=20mV,查表可得Ek(25,

14、0)=1mV,故Ek(t,0)=Ek(t,25)+Ek(25,0)=20+1=21mV,再查表得t=509C(讀表中21024值對應的溫度，取近似值)，改用E熱電偶后，查表得Ee(25,0)11921801119251496.5V10設備溫度為509C,查表得考試時，只要求得出熱電勢即可，不需要得出溫度。37、現(xiàn)用一支銀銘-銅銀熱電偶測得某換熱器內的溫度，其冷端溫度為30C,顯示儀表的機械零位在0c時，這時指示值為400C,則認為換熱器內的溫度為430c對不對？為什么？正確值為多少度？38、(必考)假定在圖6-24所示的反應器溫度控制系統(tǒng)中，反應器內需維持一定的溫度，以利反應進行，但溫度不允許過高，否則有爆炸危險。試確定執(zhí)行器的氣開、氣關形式和控制器的正、反作用。答：從安全角度出發(fā)，反