自动化仪表与测量技术 习题.doc

自动化仪表与过程控制习题一、填空题1、仪表的基本技术指标：2、目前常见的接触式测温仪表有：3、工业上最常用的弹性测压元件有：4、流量的测量方式按原理分为：5、涡轮流量计的优点：6、浮力式液位计在工作中分为两种情况：7、色谱分析法的特点：8、一台气相色谱分析仪的核心部分包括：9、在PID三作用调节器中，微分的作用主要是：10、SLPC内的控制模块的三种功能结构：11、基本控制模块BSC内部具有：12、集散控制的操作站主要有三大功能：13、在各种集散控制系统中，为满足运行操作的要求，一般在操作站上都备有：14、HART应用层规定的HART命令分为：15、功能块VFD包含三类：16、功能块包含的基本要素：17、一个功能块参数可分为三类：18、系统System302主要由：19、系统System302采用的组态软件为Syscon，其现场总线组态按照ISA S88模型进行组织，将每个工程组态项目分为：20、根据执行机构使用的能源种类，执行器可分为：二、名词解释1、两线制变送器2、仪表的灵敏限3、工程上的流量4、微分冲击5、批量PID控制算法6、AI功能块7、AO功能块8、系统管理9、气动执行器10、理想流量特性三、简答题1、活零点的优点2、非接触测温方法的优缺点3、变送器的两种组成方式4、力平衡式压力变送器结构的优点5、为了突出气体的热传导在电阻丝散热过程中所起的作用，在热导池的构造及使用上采取的措施6、以微处理器为基础的数字仪表的突出的优点7、带编号的运算模块8、条件判断运算模块的14种指令9、基本控制模块BSC围绕控制模块的功能扩展寄存器的分类10、现场设备内的系统管理代理对来自管理者的系统管理内核协议请求做出响应可完成的操作11、有关设备数量的选择以及总线连接的讨论12、一个典型的现场总线控制系统的主要设备或部件组成13、TT30214、目前常用的调节阀中具有的三种典型的固有流量特性15、构成一个安全火花防爆系统的充分和必要条件16、经常保持在热效率最高的区域运转可望得到的经济效果自动化仪表与过程控制习题答案一、填空题1、仪表的基本技术指标：精确度、灵敏度和灵敏限、变差。2、目前常见的接触式测温仪表有：膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶温度计、电阻式温度计。3、工业上最常用的弹性测压元件有：弹簧管、波纹管、膜片。4、流量的测量方式按原理分为：节流式、速度式、容积式、电磁式等。5、涡轮流量计的优点：刻度线性、反应迅速、可测脉冲流量。6、浮力式液位计在工作中分为两种情况：测量过程中浮力维持不变、浮力变化的。7、色谱分析法的特点：分析能力强、分析灵敏度高、分析速度快、样品用量少。8、一台气相色谱分析仪的核心部分包括：色谱柱、检测器、载气及进样装置。9、在PID三作用调节器中，微分的作用主要是：加快系统的动作速度、减小超调、克服振荡。10、SLPC内的控制模块的三种功能结构：基本控制模块BSC、串级控制模块CSC、选择控制模块SSC。11、基本控制模块BSC内部具有：输入报警、偏差报警、输出限幅、自动手动串级切换功能。12、集散控制的操作站主要有三大功能：工程功能、操作功能、通信功能。13、在各种集散控制系统中，为满足运行操作的要求，一般在操作站上都备有：总貌画面、分组画面、回路调整画面、报警画面、趋势分组画面五种标准画面。14、HART应用层规定的HART命令分为：通用命令、普通应用命令、专用命令。15、功能块VFD包含三类：资源块、功能块、变换块。16、功能块包含的基本要素：一个或多个“输入”、数据库、算法（公式或规则）、一个或多个“输出”。17、一个功能块参数可分为三类：输入参数、输出参数、内含参数。18、系统System302主要由：操作站、四通道现场总线PC接口卡、现场设备等三部分组成。19、系统System302采用的组态软件为Syscon，其现场总线组态按照ISA S88模型进行组织，将每个工程组态项目分为：逻辑对象、物理对象两部分。20、根据执行机构使用的能源种类，执行器可分为：气动、电动、液动三种。二、名词解释1、两线制变送器：就是将供电的电源与信号的传输线合并起来，一共只用两根导线。2、仪表的灵敏限：是指仪表能感受并发生动作的输入量的最小值。3、工程上的流量：是指单位时间内通过某一管道的物料数量。4、微分冲击：在基本PID算法中，因为PID运算时对设定值与测量值之差进行的，当设定值改变时，微分作用会使调节器输出产生急剧的跳动。5、批量PID控制算法：是一种针对批量生产过程经常处于起动过程而设计的准最优控制算法，旨在起动时能以最快的速度向设定值靠近，而又不产生超调。6、AI功能块：模拟输入是一般过程通道输入信号处理功能在现场总线中的标准化模型。7、AO功能块：模拟输出块是诸如阀门定位器之类输出设备的标准化模型。8、系统管理：是所有基金会现场设备中重要的应用进程，用以管理设备信息，并协调分布式现场总线系统中各设备的运行。9、气动执行器：是指压缩空气为动力的执行器，一般由气动执行机构和调节阀两部分组成。10、理想流量特性：在调节阀前后压差固定的情况下得出的流量特性。三、简答题1、活零点的优点 答：有利于识别仪表断电、断线等故障，且为现场变送器实现两线制提供了可能性；使用两线制变送器不仅省电缆，布线方便，而且大大有利于安全防爆，因为减少一根通往危险现场的导线，就减少了一个窜进危险火花的门户。2、非接触测温方法的优缺点 答：优点：测量上限不受感温元件耐热程度的限制，因而最高可测温度原则上没有限制；由于非接触测温仪表不需与被测物体进行传导热交换，因此不会因测温而改变原来的温度场，且测温速度快，可对运动物体进行测温。 缺点：对不同物体进行测量时，由于各种物体的辐射能力不同，必须根据物体不同的吸收系数对读数进行修正，一般误差较大。3、变送器的两种组成方式 答：第一，开环式，先将位移或力转化为R、L、C等电参量，然后经一定的电路变为标准信号，这种变送器的原理虽然比较简单，但对材料、工艺和电路的要求比较高；第二，闭环式，利用负反馈保证仪表的精度，目前应用较多的是力平衡式变送器就属于这一类。4、力平衡式压力变送器结构的优点 答：首先在于当弹性材料的弹性模数温度系数较大时，可以减小温度的影响；因为这里的平衡状态不是靠弹性元件的弹性反力来建立的，当位移检测放大器非常灵敏时，杠杆的位移量很小，若整个弹性系统的刚度设计得很小，那么弹性反力在平衡状态的建立中无足轻重，可以忽略不计。这样，弹性元件的弹性力随温度的漂移就不会影响这类变送器的精度。此外，由于变换过程中位移量很小，弹性元件的受力面积能保持恒定，因而线性速度也比较好。由于位移量小，还可减少弹性迟滞现象，减小仪表的变差。5、为了突出气体的热传导在电阻丝散热过程中所起的作用，在热导池的构造及使用上采取的措施 答：a、使电阻丝的温度不超过150，这样，以辐射方式散失的热量可忽略不计；b、测量室的直径做得很小，一般为47cm ，电阻丝与测量室的壁贴得很近，电阻丝上的热量主要以传导的方式通过被测气体向室壁传递。由于气体从测量室的下端进入，上端流出，与热对流的方向一致，可大大减小对流传热的影响；c、电阻丝的长度比它的直径大2000倍以上，因此，从电阻丝两端由传导带走的热量很小；d、控制进入分析器的气体温度在规定的范围以内，并使气体的流量很小，以减少由气体直接带入或带出的热量。6、以微处理器为基础的数字仪表的突出的优点 答：a、数字仪表功能丰富，更改灵活；b、数字仪表具有自诊断功能；c、数字仪表具有数据通信功能，可以组成测控网络，使上下传输的信息量大大增加，传输距离扩大，并很容易组成集中监管系统；d、随着大规模集成电路的迅猛发展，使数字仪表在尺寸、功耗、价格等方面对模拟仪表取得愈来愈明显的优势。7、带编号的运算模块 答：a、折线函数模块FX1 、FX2 及FX3 、FX4；b、一阶惯性运算模块LAGn；c、微分运算模块LEDn；d、纯滞后运算模块DEDn；e、变化率运算模块VELn；f、变化率限幅模块VLMn；g、移动平均运算模块MAVn；h、计时模块TIMn；i、程序设定模块PDM1；j、脉冲计数模块PICn；k、积算脉冲输出模块模块CPOn；l、状态变化监测模块CCDn。8、条件判断运算模块的14种指令 答：a、上、下限报警模块HALn、LALn ；b、逻辑运算模块AND、OR、NOT、EOR；c、转移指令GOnn、GIFnn；d、转子指令GO SUB nn；GIF SUB nn；e、子程序块SUB nn及返回指令RNT；f、比较指令CMP；g、信号切换模块SW 。9、基本控制模块BSC围绕控制模块的功能扩展寄存器的分类 答：第一，A寄存器，这是模拟量数据输入输出寄存器；第二，B寄存器，这是专供设定调节器各种整定参数的模拟寄存器；第三，FL寄存器，这是存放开关量信号的标志寄存器。10、现场设备内的系统管理代理对来自管理者的系统管理内核协议请求做出响应可完成的操作 答：a、获得在特定地址上有关设备的信息，包括设备ID，设备制造商，设备名及类型；b、用设备ID，为设备分配节点地址；c、给设备设置物理设备位号；d、根据物理设备位号寻找设备。11、有关设备数量的选择以及总线连接的讨论 答：a、从通信规范角度看，为简化网络接线设计，物理层一般将一个总线段上的设备数量限制在223个之间；b、在要求总线供电条件下，电源要具有足够大的功率，其所能提供电流要大于总线上所有设备平均消耗电流的总量；c、从功能模块应用角度来看，在总线设备接线上，最好将相关联的功能块放置在同一网段内，以避免功能块跨越网桥连接；d、从控制风险角度看，如果总线上某一设备发生故障，就有可能毁坏整个网段的通信，最坏情况下有可能所有测量值都无法通过总线访问，控制活动被迫中断。12、一个典型的现场总线控制系统的主要设备或部件组成 答：操作站、手持终端、变送器、执行器（包括电气阀门定位器）、信号变换器、防爆栅、总线电源、电源阻抗匹配器、总线终端阻抗匹配器、传输电缆、网络连接设备等。13、TT302 答：是一种通用的现场总线智能温度变送器，主要用于采用热电阻、热电偶测温，同时还可与电阻性或具有豪伏输出的其他传感器，如高温计、位移监测器（电位器）、其他测压元件等相连，对应豪伏输入范围为：（50500）mV，电阻输入范围为：02000 ，并且具有包括两线制、三线制、四线制等在内的多种接线方式。TT302内含两个输入变换模块，一个资源模块，一个显示模块以及其他功能模块。由于输入电路有凋零功能，因此TT302具有很高的精度和优良的稳定性。14、目前常用的调节阀中具有的三种典型的固有流量特性 答：第一，直线特性，其流量与阀心位移成直线关系；第二，对数特性，其阀心位移与流量间成对数关系，由于这种阀的阀心移动所引起的流量变化与该点原有流量成正比，即引起的流量变化的百分比是相等的，所以也称为等百分比流量特性；第三，典型的特性是快开特性，这种阀在开度较小时，流量变化比较大，随着开度增大，流量很快达到最大值，所以叫快开