過程控制試題及答案

1、.第三：簡單的回答32分1.什么是PID，有哪三個參數(shù)，每個參數(shù)起什么作用？如何控制？答：PID是比例-積分-微分的縮寫。三個參數(shù)和角色如下：(1)比例參數(shù)KC具有加快調(diào)整、減少穩(wěn)態(tài)誤差的作用。(2)積分參數(shù)Ki起到減少穩(wěn)態(tài)誤差、提高無差的作用(3)差異參數(shù)Kd具有滿足偏差變化趨勢、創(chuàng)建高級控制功能、減少超沖、減少曹征時間的作用。2.如何選擇正反向判斷氣體？P84答：所謂打開是指隨著氣體的壓力信號增加，閥門將大幅度打開。氣體阻塞型式相反，壓力增加時，閥門較小。氣動調(diào)節(jié)閥主要從工藝生產(chǎn)的安全考慮煤氣管形式的選擇。請參閱示例3-5煤氣切斷控制閥的選擇主要是考慮生產(chǎn)安全角度和工藝要求，如果信號壓力中

2、斷，必須防止設(shè)備損壞和工人受傷。閥門打開時，如果危險性小，則選擇煤氣管，否則應(yīng)選擇空調(diào)。控制器正負(fù)方向判斷P133答：所謂的作用方向是指輸入作用時輸出的變化方向。如果輸入增加，則該鏈接為“正向鏈接”；反之，如果輸入增加，則輸出減少，則稱為“負(fù)向鏈接”。具體步驟(1)，判斷嫌疑人的正反作用方向主要由公正機(jī)制決定。(2)確定執(zhí)行器的正/負(fù)方向由安全工藝條件確定。(3)確定廣義對象的正/負(fù)方向(4)執(zhí)行器正/負(fù)方向的確定4.級聯(lián)系統(tǒng)方框圖P176及其特征是什么？a:特性(1)減少了控制對象的等效時間常數(shù)。(2)提高系統(tǒng)運行頻率。(3)載荷更改具有特定的可變性。前饋反饋有什么不同？A: (1)控制標(biāo)準(zhǔn)

3、：反饋控制的本質(zhì)是“基于偏差消除偏差”，前饋控制是“基于擾動消除擾動對控制量的影響”。(2)控制效果發(fā)生時間方面：反饋控制器的行為總是落后于擾動作用的發(fā)生，是一種“及時”控制。擾動發(fā)生后前饋控制器及時移動。(3)控制結(jié)構(gòu)的：反饋是閉環(huán)控制，存在穩(wěn)定性問題，即使閉環(huán)環(huán)中的每個系統(tǒng)都穩(wěn)定，也需要對閉環(huán)后是否穩(wěn)定進(jìn)行進(jìn)一步分析。前饋開環(huán)控制，每個環(huán)節(jié)穩(wěn)定，系統(tǒng)必須穩(wěn)定。(4)校正范圍方面：反饋對各種擾動有檢查效果；前饋，僅檢查的前饋擾動有修正效果，沒有其他。(5)控制規(guī)則方面：反饋通常是典型的規(guī)則，例如P PI PD PID前饋控制規(guī)律更復(fù)雜，更難理解。4:計算問題20分1.正常狀態(tài)誤差衰減比超調(diào)計

4、算，見教科書第9頁范例。數(shù)學(xué)建模類大問題。一、簡單的回答(40分)1、過程控制系統(tǒng)的主要特征是什么？2、熱阻使用時應(yīng)注意什么？怎么了？請畫出具體的電路！3、控制閥氣體開啟、氣體關(guān)閉形式是什么？選擇氣動執(zhí)行器時要考慮什么？4、前饋控制和反饋控制的特點是什么？5、什么是比率控制系統(tǒng)？請畫出單閉環(huán)比例控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其次，氯乙烯廠的聚合反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)，氯乙烯在水壺中通過聚合反應(yīng)生成PVC。反應(yīng)中釋放的熱量從夾克流出的冷卻劑持續(xù)不斷。聚合反應(yīng)器的反應(yīng)溫度是聚合生產(chǎn)中最重要的參數(shù)。如果反應(yīng)溫度高于指定值，則可能丟棄產(chǎn)品并引發(fā)爆炸。反應(yīng)溫度低于指定值時，產(chǎn)品質(zhì)量下降。為了使反應(yīng)堆的反應(yīng)溫度穩(wěn)定，設(shè)計了

5、圖形控制系統(tǒng)。請檢查圖中所有控制系統(tǒng)的類型，然后繪制結(jié)構(gòu)圖。請試驗調(diào)節(jié)閥的開關(guān)裝置、煤氣管形式和調(diào)節(jié)器的正負(fù)效應(yīng)。(10分)核反應(yīng)堆氯乙烯冷卻劑水剪輯套裝拿出材料TT1TC1TT2TC2第三，特定生產(chǎn)工藝的熱交換器為配合加熱材料的出口溫度，用工業(yè)廢熱水和蒸汽加熱。如果熱水不能滿足出口溫度要求，再一起使用蒸汽加熱。設(shè)計符合工藝要求的工藝控制系統(tǒng)。(20分)冷材料熱材料凝結(jié)水蒸汽熱水三、簡單的回答(40分)1、過程控制系統(tǒng)的主要特征是什么？答：(1)，系統(tǒng)由系列生產(chǎn)工藝測試控制設(shè)備組成(2)，起訴對象的多樣性(3)，控制方案的多樣性(4)，控制過程是緩慢的過程(5)，值控制是過程控制的主要控制形式

6、。2、熱阻使用時應(yīng)注意什么？怎么了？a:必須使用三線制。如果在橋上使用熱阻，則引出現(xiàn)場，引線也有電阻，但是到現(xiàn)場的距離是隨機(jī)的，因此會產(chǎn)生錯誤。3、控制閥氣體開啟、氣體關(guān)閉形式是什么？選擇氣動執(zhí)行器時要考慮什么？答：氣體截止閥：如果有控制壓力信號(即調(diào)節(jié)器有輸出信號)，則閥門打開，如果沒有控制壓力信號(即調(diào)節(jié)器有輸出信號)，則閥門關(guān)閉。氣閘閥：如果沒有控制壓力信號(即調(diào)節(jié)器有輸出信號)，則閥門打開，或者如果調(diào)節(jié)器有控制壓力信號(即調(diào)節(jié)器有輸出信號)，則關(guān)閉閥門。選擇調(diào)節(jié)閥時，請注意以下事項：(1)、調(diào)節(jié)閥的尺寸。(2)、煤氣開放、煤氣切斷選擇(3)，調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇4、前饋控制和反饋控制的

7、特點是什么？A: (1)前饋控制是開環(huán)控制，是時效性的。反饋控制不及時。(2)前饋控制只能克服其可測量、不可控制的主要擾動量。反饋控制可以克服正向通道的所有擾動。(3)前饋控制是基于擾動大小的控制。反饋控制由偏差控制。(4)前饋控制的控制規(guī)律由物體的特性決定。反饋控制的控制規(guī)律是典型的PIDWmWvWo測量邊傳Q1WcWcQ25，a:用于在兩個或多個參數(shù)之間保持固定比例控制系統(tǒng)的所有東西都是比例控制系統(tǒng)。第三，a:為了確保事故狀態(tài)下設(shè)備和個人的安全，調(diào)節(jié)閥是氣體截止閥。為了確保系統(tǒng)是負(fù)反饋，我們知道子對象W02是反作用對象，因此輔助調(diào)節(jié)器是反作用對象。因為知道主對象W01是起到正作用的對象，所

8、以主調(diào)節(jié)器起到正作用。Wc1WvWo2測量傳輸1測量傳輸2WcWo1第四：根據(jù)問題的含義1、出口物料溫度可選擇為控制參數(shù)。2、作為控制參數(shù)，可分別選擇蒸汽和熱水。3、應(yīng)使用以下方塊圖的分割控制系統(tǒng)：調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)閥1物件測量邊傳調(diào)節(jié)閥24、選擇熱阻元件作為測量元件，ddz-熱阻變送器5、調(diào)節(jié)器控制規(guī)則選擇PI調(diào)節(jié)器6、為了確保事故狀態(tài)下設(shè)備和個人的安全，蒸汽調(diào)節(jié)閥是氣體截止閥。熱水調(diào)節(jié)閥也是氣體截止閥。7、為了確保系統(tǒng)是負(fù)反饋，已經(jīng)知道物體是正作用對象，所以溫度調(diào)節(jié)器是反作用的。8、繪制流程圖。二、空格和說明(14分)1、在自動控制系統(tǒng)中，能夠測量特定量的大小并將其轉(zhuǎn)換為特定信號的自動裝置2、級聯(lián)

9、曹征系統(tǒng)，輔助電路是曹征系統(tǒng)。3、工程中定義的壓力為：4、體積流量表示：5，電-氣轉(zhuǎn)換器將電流信號從0-10毫安或4-20毫安氣壓信號。6、物體的自我平衡能力。7、控制閥的理想流量特性：三、簡單的回答(40分)1、過程控制系統(tǒng)的主要特征是什么？2、溫度檢測儀可以分為兩大類嗎？各有什么優(yōu)缺點？3、此圖是用要測量流動介質(zhì)溫度的介質(zhì)填充的管道。請畫出熱電偶的安裝位置！使用熱電偶時應(yīng)該注意什么？4、控制閥氣體開啟、氣體關(guān)閉形式是什么？選擇氣動執(zhí)行器時要考慮什么？5、前饋控制能否單獨使用？怎么了？第四，在石油化工生產(chǎn)過程中，為了吸收熱分解氣體的熱量，經(jīng)常利用液體丙烯的氣化，使分解氣體的溫度降到規(guī)定值。圖

10、為簡化的丙烯冷卻器溫度控制系統(tǒng)。冷卻的材料是(151.5) c控制的乙烯裂解氣。溫度過高會導(dǎo)致冷卻的氣體含有過多的水分，導(dǎo)致生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量下降。溫度過低，乙烯裂解氣會產(chǎn)生結(jié)晶析出。杜瑟管。圖6-3(1)指示系統(tǒng)的控制對象、控制變量和操作變量分別是什么。(2)繪制控制系統(tǒng)的配置框圖。(3)試驗調(diào)節(jié)閥的開關(guān)形式和調(diào)節(jié)器的正負(fù)效應(yīng)。(10分)第五，在環(huán)境保護(hù)中，為了消除工廠煙氣中SO2等有害氣體的大氣污染，將煙氣高速旋轉(zhuǎn)的吸收塔輸出的方法與霧一樣的石灰水(ca(a)2反應(yīng)。Ca(OH)2與SO2反應(yīng)，生成CaSO4沉淀，從而去除SO2并保護(hù)環(huán)境。要提高SO2的吸收效率，在用煙進(jìn)入吸收塔之前要將溫度調(diào)

11、節(jié)到150 ，煙氣溫度過低要用蒸汽加熱。如果溫度太高，請嘗試調(diào)整冷氣以適應(yīng)吸收效率，設(shè)計過程控制系統(tǒng)。(20分)吸收塔除去煙囪蒸汽冷空氣第二，填空1，a:變送器2，a:伺服系統(tǒng)3，a:單位面積的壓力是物理中的壓力。4，a:在單位時間內(nèi)通過管道截面的流體體積。5，a:20-100KPa6，a:如果發(fā)生擾動，無需人工或設(shè)備介入，就可以重新平衡三、簡單的回答1、過程控制系統(tǒng)的主要特征是什么？答：(1)，系統(tǒng)由系列生產(chǎn)工藝測試控制設(shè)備組成(2)，起訴對象的多樣性(3)，控制方案的多樣性(4)，控制過程是緩慢的過程(5)，值控制是過程控制的主要控制形式。2、a:接觸溫度測量和非接觸溫度測量。接觸溫度測量

12、的優(yōu)點：簡單可靠，測量精度高。缺點：有背面，有上限。非接觸溫度測量的優(yōu)點：測量范圍大，無上限，速度快缺點：錯誤大3、使用熱電偶時補(bǔ)償導(dǎo)線和冷端溫度補(bǔ)償，熱電偶使用補(bǔ)償導(dǎo)線和冷端溫度校正。使用補(bǔ)償電線的原因是，熱電偶是用貴金屬制造的，而熱電偶離發(fā)射器很遠(yuǎn)，使用貴金屬太貴了，用類似貴金屬特性的廉價金屬代替是補(bǔ)償電線。熱電偶的分度表很難保證冷端溫度為0 ，而正常使用時環(huán)境溫度為0 。這樣測量的電動勢會有誤差，所以要使用冷端溫度修正電路。4 a:氣體截止閥：如果有控制壓力信號(即，調(diào)節(jié)器有輸出信號)，則閥門打開，如果沒有控制壓力信號(即，調(diào)節(jié)器有輸出信號)，則閥門關(guān)閉。氣閘閥：如果沒有控制壓力信號(即

13、調(diào)節(jié)器有輸出信號)，則閥門打開，或者如果調(diào)節(jié)器有控制壓力信號(即調(diào)節(jié)器有輸出信號)，則關(guān)閉閥門。選擇調(diào)節(jié)閥時，請注意以下事項：(1)、調(diào)節(jié)閥的尺寸。(2)、煤氣開、氣阻選擇(3)、調(diào)節(jié)閥流量特性選擇(4)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)5，a:不能單獨使用。原因：1，開環(huán)控制2，僅一個擾動3，僅可測量的不可控制擾動。4、前饋調(diào)節(jié)器更難實現(xiàn)。四、解決方法：a: (1)丙烯冷卻器的控制對象；控制變量是乙烯裂解氣的出口溫度。工作變量是氣體丙烯的流量。(4)系統(tǒng)的方塊圖如圖所示。調(diào)節(jié)閥是煤氣管，調(diào)節(jié)器是雙向作用的。為了在事故狀態(tài)下確保設(shè)備和人身安全，調(diào)節(jié)閥是煤氣管道閥門為了確保系統(tǒng)是負(fù)反饋，我們知道對象是負(fù)作用對象，所以

14、氣流調(diào)節(jié)器是正作用的。五、答案：根據(jù)問題的意義1、出口煙氣溫度可選擇為控制參數(shù)。2、作為控制參數(shù)，可分別選擇蒸汽和冷空氣。3、應(yīng)使用以下方塊圖的分割控制系統(tǒng)：調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)閥1物件測量邊傳調(diào)節(jié)閥24、選擇熱阻因素作為測量因素，因為煙氣溫度為150 ，ddz-熱阻變送器。5、調(diào)節(jié)器控制規(guī)則選擇PI調(diào)節(jié)器6、為了確保事故狀態(tài)下設(shè)備和個人的安全，蒸汽調(diào)節(jié)閥是氣體截止閥?？諝庹{(diào)節(jié)閥也是氣體截止閥。7、為了確保系統(tǒng)是負(fù)反饋，已經(jīng)知道物體是正作用對象，所以溫度調(diào)節(jié)器是反作用的。8、繪制流程圖。1-2度1.6是溫度控制系統(tǒng)，繪制了系統(tǒng)的方塊圖，概述了其工作原理。表示受控進(jìn)程、受控參數(shù)和控制參數(shù)。解決方案：在乙炔

15、生成器中，碳化物與冷水相遇，產(chǎn)生乙炔氣體釋放熱量。加入碳酸鈣后，內(nèi)部溫度上升，溫度上升探測器將溫度變化與給定值進(jìn)行比較，并將偏差信號發(fā)送到控制麗莎操縱偏差信號，控制作用于控制閥，調(diào)整計算冷水以使乙炔發(fā)生器的溫度達(dá)到給定值的流。系統(tǒng)方塊圖如下：控制過程：乙炔發(fā)生器控制參數(shù)：乙炔發(fā)生器溫度控制參數(shù)：冷水流1-3常用的流程控制系統(tǒng)可以分為哪些類別？答：過程控制系統(tǒng)主要分為三類。1.反饋控制系統(tǒng)：反饋控制系統(tǒng)根據(jù)控制參數(shù)對指定值的偏差進(jìn)行控制，可以達(dá)到或減少偏差的目的。偏差是控制標(biāo)準(zhǔn)。最常用的最基本的流程控制系統(tǒng)。2.前饋控制系統(tǒng)：前饋控制系統(tǒng)根據(jù)擾動量的大小進(jìn)行控制，擾動是控制的基礎(chǔ)。因為沒有控制目標(biāo)反饋，所以是開環(huán)控制系統(tǒng)。因為是開環(huán)系統(tǒng)，不能確認(rèn)控制效果，不能單獨應(yīng)用。3.前饋-反饋控制系統(tǒng)：前饋控制的主要優(yōu)點是快速準(zhǔn)確地克服主擾動對句柄的影響，而前饋-反饋控制則利用反饋控制克服其他擾動，對給定值的控制快速、準(zhǔn)確、提高控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量。3-4過程控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換過程的質(zhì)量指標(biāo)包括什么？它們的定義是什么？什么是靜態(tài)指標(biāo)？什么是動態(tài)質(zhì)量指標(biāo)？A: 1。剩馀(靜態(tài)偏差)e:剩馀差值是系統(tǒng)切換過程結(jié)束后控制參數(shù)的新穩(wěn)定值y()與指定值c的差值。固定值