《自动化仪表》.doc

1、1、 什么是过程控制系统？他的基本组成有哪些？（p3/4）以表征生产过程的参量做为被控量（控制对象），例如温度、压力、流量等，使之接近给定值或者保持在给定范围内（控制目标）的自动控制系统，成为过程控制系统。2、 请画出一个过程系统的调节方框图（p3/4）3、 DDZ-111型仪表采用直流信号作为标准信号的优点有哪些？（p4/5）4、 DDZ-111型仪表采用电流流制的优点有哪些？（p4/5）5、 两线制变送器的两线制是指将供电的电源线与信号的传输结合起来，一共只有2跟导线。（p4/5）6、 标准电流信号中，使用1MA表示0信号，而不用0信号，这样做的好处是有利于识别仪表断电、短线等故障，且为现

2、场变送器实现两线制提供了可能（p4/5）7、 （p6/7）的题0-4 答：【100-（-100）】*0.5%=10C8、 温度检测仪表根据检测途径的不同，可分为哪几类，并分别居处至少两例，（p7/8）9、 请简述热电偶的工作原理（p8/9）10、 适合用作电阻敢问原件的材料应满足什么要求？（p11/12）11、 热电偶温度变送器的作用是什么？核心结构是什么？大体上可分为哪里部分（p12/13）12、 弹性式压力测量元件是利用弹性原件受压产生变形来测量压力的，采用的弹性测压原件有弹簧管、波纹管、膜片。（p19/20）13、 请给出图1-19所示力平衡式压力变送器输出与输入之间的关系，并说明如何才

3、能保证变送器的精度。（p20/21）14、 固态测压仪表是利用某些原件固有的物理特性进行测压，如利用压电效应、压磁效应、压阻效应等直接将压力转换为电信号（p27/26）15请简述差压流量计的工作原理。（p29/28）差压流量计主要由节流装置和差压计组成，通过在管道中设置节流装置，使得流体通过管道中这一位置时前后产生压力差，可建立流量与该压差之间的对应关系：Q=_ ，因此将流量测量转换为差压测量，于是使用差压计测量该差压，也就间接获得了所要测的流量_16.容积式流量计（P32/31） 椭圆齿轮流量计作为一种容积式流量计，其内部由A、B两个椭圆形齿轮组成，流体通过时，会使A、B齿轮分别做顺时针和逆

4、时针转动，齿轮转过一周时，通过该流量计的流量为4个半月形，于是测量椭圆齿轮的转速便可知道液体的体积流量，累计齿轮转动的圈数，便可知道一段时间内液体流过的总量。17.电磁流量计相比于其他流量计的优点是不在管道中设置检测元件，缺点是只能测导电液体的流量（P33/33）18.对漩涡发生体的要求是什么？（35/35）19.电容式液位计的工作原理是什么？（37/37） 在电容器的极板间充以不同的介质时，由于介电系数的差别，电容量也会不同。以液体代替空气作为介质时，由于液体的介电系数比空气大得多，电容量将变大。因此，测量电容量的变化可知道液面的高低。20.热导式气体分析仪的工作原理是根据不同种类气体具有不

5、同的热传导能力这一特性，通过测定混合气体的导热系数，推算出其中某些组分的含量。（39/39）21.红外线分析仪的工作原理是根据不同的组分对不同波长的红外线具有选择性吸收的特征制成的（P41/41）22.调节器的作用是什么？（49/49）23.在PID三作用调节器中，比例作用是_,微分作用是_,积分作用是_, （50/50） 24.简述P、I、D三种调节方式的优缺点。（P49；课件）P：优点：一旦被调量偏离其给定值，调节器便会产生信号减小偏差。 缺点：存在静态误差。I：优点：消除偏差。 缺点：动作过于迟缓，使调节的动态品质变坏，过渡过程时间延长，甚至造成系统不稳定。D：优点：在偏差信号出现或变化

6、的瞬间，立即根据变化的趋势，产生强烈的调节作用，使偏差尽快地消除于萌芽状态之中。 缺点：对静态偏差毫无抑制能力。25.简述图2-10所示的PID调节器的阶跃响应过程。（P57） 若TdTi，在阶跃信号刚加入一段时间内，微分起主要作用，积分作用很小，可忽略。随着时间的推移，积分作用越来越强，最后微分作用可忽略。可见阶跃响应曲线为“ ”型曲线。整个曲线由比例项、积分项和有限制的微分项三部分组成，Kf限制了初始瞬间骤变的幅度：K1的有限性限制了最终幅度。26.一台完整的调节器通常由哪几部分组成，各部分的主要作用是什么？请画出DDZ-III型调节器的结构方框图，并简述各部分的主要作用。（P60） 一台

7、完整的调节器主要由输入电路、给定电路、PID运算电路、自动和手动切换电路、输出电路及指示电路等组成。输入电路接受变送器送来的被调量所对应的标准电信号，给定电路提供给定值对应的电信号，PID运算电路根据偏差给出调节命令，自动和手动切换电路用于选择调节器的控制方式，输出电路将1-5v的调节命令转为电源，输出给执行器，指示电路显示出测量值和给定值得参数。 27、 请分析DDZ-型调节器中输入电路的作用（课件2.4-59）要点：（1）提高输入阻抗（1分）（2）求出测量值与给定值的偏差（1分）（3）将偏差放大两倍（1分）（4）消除传输线上降压的影响（1分）（5）进行电平转移，保证输入电压在运放允许范围之

8、间，能正常放大。28、 请简单表示出DDZ-型调节器的切换特性（P67/65）。29、 对比模拟仪表和数字仪表，请列出前者以及后者的优点（课件2.5-12）数字仪表的优点：（1）功能丰富，由软件实现，更改灵活（2）具有自诊断功能，可提高系统安全性（3）具有数据通信功能，可以组成测控网络（4）在尺寸功耗价格等比模拟仪表更具有优势30、 基本PID调节器的离散表达式有哪几种（P68/66）31、 请通过数字表达式说明PI-D算法相对基本PID算法做了哪些改进（P71/68）32、 PI-D算法：。其中微分作用只针对测量值，不对设定值起作用。消除微分冲击：I-PD算法：，其中P和D只针对测量值，不对

9、设定值起作用，消除微分冲击和比例冲击。33、 对于混合过程中使用的PID算法，它的控制目标是什么？（P75/73）SLPC主要由CPU、存储器ROM和RAM,、D/A转换器、I/O接口、双向数据通信接口、人机接口几部分组成。CPU是调节器的核心处理器：ROM存放系统管理程序及各种运算控制子程序块，RAM存放现场设定数据及中间计算结果：D/A转换器完成现场和调节器间模数转换和数模转换：I/O接口实现与现场仪表的交互信息；双向数据通信接口与上位机交换信息。34、 SLPC是按照100ms或200ms的定周期节拍工作的。（P79/77）35、 SLPC调节器的指令可分为数据传输类指令、结束指令和功能

10、指令，其中功能指令又分为运算指令和控制指令。（P83/81）36、 SLPC有三种控制模块，分别是 、 、 。P88-9037、 SLPC的控制模块中有哪几类功能扩展寄存器，各自作用是什么？（P93/91）38、 SLPC中控制模块的确定，通常按什么程序进行？ 首先，根据控制需要，选择对应的回路结构（BSC、CSC、SSC）：其次，通过设定控制字，选择不同的控制回路算法和控制周期：然后，设置运行方式字，指定与运行方式有关的项目；最后，根据需要选择是否进行参数整定，或由人工确定P、I、D整定参数。39、 简述5个运行方式字各自的功能。（课件）40、 YSS-1000型SLPC提供两种编程方法，一

11、种是 ，另一种是 。（P102/99）41、 集散控制系统是指 集中， 分散。（P105/102）42、 典型的DCS由那几部分组成，各自作用是什么？（P106/103）答：典型的DCS主要由操作站、现场控制站以及通信网络三大部分组成。操作站作为人机接口，进行系统的集中监视、操作、维护与工程组态，现场控制站一种控制功能与操作监视功能分离的多回路控制器，用于分散执行控制功能，通信网络术语起连接作用的中间层，组成计算机局域网络。43、 CENTUM CS3000综合控制系统基本组成包括哪些？（P110/107）44、 CENTUM CS3000中HIS、ENG和FCS的主要作用是什么？（P110/

12、107）答：1，人机界面站主要用于操作和监视。2，工程师站是具有工程组态功能的PC，可进行系统组态或在线维护，通常它同时具备HIS功能，使其即可进行工程组态又可对过程进行操作和监视。3，现场控制站主要用于信号输入和输出处理。完成模拟量调节、顺序控制、逻辑运算、批量控制等实时控制运算功能，同时实现与上位操作站，以及PLC等1/0子系统，现场总线网络等的实时数据通信。45、 CENTUM CS3000子系统的一体化功能的实现有 和 两种方式。（P116/113）46、 CENTUM CS3000中现场控制站的基本控制功能包括 、 、 等（P118/115） 47、 集散控制系统的操作站主要由三大功

13、能，即 ， 以及 。（P136/113）48、 什么事现场总线，现场总线技术与从传统的4-20mA的模拟传输技术相比，有哪些优势？答：现场总线是用于智能现场仪表与控制室系统之间的一种全开放，全数字化、双向、多节点的互连通信系统，是现场通信网络与控制系统的结合。特点：1，双向数字通信，实时性好，实现远程组态与维护。2，网络化结构可大大节省连接电缆，降低安装费用。3，使控制功能比DCS更加分散，减少硬件设备，降低控制系统的总成本。4，与国际标准的一致性，保证子系统的开放性和不同厂商设备的互换性。49、 执行器的作用是什么？一般由哪几部分组成？ P177-17950、 执行器按使用的能源种类分为哪几

14、类，各自的特点是什么？ P177-179答：（1）气动：结构简单，可靠，便宜，维护方便，防火防爆，但需气源（2）电动：能源取用方便，信号传输快，传输距离远；结构复杂，推力小，价格贵（3）液动：推力最大，使用不多。51、 什么情况下需要使用电-气转换器，它的作用是什么，试分析图4-9所示电-气转换器的工作原理。 P182-184答：当电动调节仪表配合使用气动执行器时，要使用电-气转换器。它的作用是使气动执行器能够接受电动调节器的命令，把调节器输出的标准电流信号转换为20-100kPa的标准气压信号。 工作过程：标准电流信号进入处于磁铁中的线圈，会产生电磁感应，并产生电磁力作用于杠杆一端，使杠杆转

15、动，改变挡板与喷嘴间距离，于是喷嘴挡板机构的背压室输出压力P，经气动功率放大器后作用于波纹管，波纹管自由端产生位移，使杠杆力矩平衡，构成闭环系统，于是输入I与输出P成比例。52、 安全火花防爆的实质是限制火花的能量。53、 构成安全火花防爆系统的充分和必要条件有哪些？ P18854、 使用闭路测定法测定对象动态特性，有哪些优缺点？ P21055、 干扰通道的放大系数，时间常数及纯滞后对系统调节品质有什么影响？P288答：愈大，系统的静差也愈大。希望越小越好，这样可使静差减小，控制精度提高。干扰通道的时间常数的增加，可以使最大动态偏差减小，这也是希望的，干扰通道出现纯滞后并不影响调节质量。56、 何谓单回路调节系统，单回路调节系统适用于哪些场合？答：单回路调节系统，一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数恒定，而调节器只接收一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构，可应用于一般的工业生产过程，尤其适用于被控过程的纯延时和惯性小、负荷和扰动变化比较平缓，或者对被控质量要求不高的场合。57、如图所示石油工业中的管式加热炉，试分析如何使用串级调节系统，使原油或重油