自动化仪表专业工程培训课题及答案 PPT课件

Page1of83 1 自动化仪器仪表 培训资料 Page2of83 2 1 DCS在生产过程中正常运行不需要维护 对吗 答 不对 还需要定期删除其中的一些无用文件 以免这些无用文件占用硬盘空间 而影响机器的运行速度 另外对于一些重要的操作参数的历史记录要进行归档处理 并拷入磁带机作为资料 1 简答题 Page3of83 3 2 智能变送器的零点和量程都可以在手持通信器上进行设定和修改 那么智能变送器还是否需要通压力信号进行校验 答 智能变送器的零点 含零点正负迁移 和量程都可以在手持通信器上进行设定和修改 但是 远方设定是否正确 在手持通信器上是看不出来的 因而也是无法调整的 但若智能变送器原先是不合格的 则改量程后仍不会合格 必须进行校准后才可使用 Page4of83 4 3 前馈控制与反馈控制各有什么特点 为什么采用前馈 反馈控制系统能改善控制品质 答 前馈控制的特点 开环控制 比反馈控制及时 可以作为专用调节器 反馈控制的特点 属于闭环控制 可以抑制干扰对被控对象的影响 能够使被控参数稳定在设定值上保证系统的较高控制质量 采用前馈 反馈控制系统能改善控制品质是因为该复合控制系统一方面利用前馈控制制及时有效的减少干扰对被控参数的影响 另一方面则利用反馈控制使参数稳定在设定值上 从而保证系统有较高的控制质量 Page5of83 5 4 什么是开环控制系统和闭环控制系统 答 开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反馈联系的控制系统 即操纵变量通过被控对象去影响被控变量 但被控变量的变化没有通过反馈作用去改变控制作用 从信号上看 这时没有形成闭合回路 称为开环控制系统 开环控制系统不能自动觉察被控变量的变化情况 也不能判断操纵变量的校正作用是否适合实际需要而自动改变操纵变量 闭环控制系统是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反馈联系的控制系统 从信号关系来看 闭环控制系统构成一个闭合回路 Page6of83 6 5 什么是反馈 什么是正反馈和负反馈 负反馈在自动控制系统中有什么意义 答 在自动控制系统中 控制器和被控对象构成一个回路 回路中 把系统的输出信号直接或者经过一些环节后引回到输入端 称为反馈 反馈信号的作用方向与设定值的信号相反 用来缓解对象中的不平衡 这种反馈称为负反馈 反之 若反馈信号的作用方向与设定值信号相同 加剧被控对象流人量与流出量的不平衡 导致控制系统不稳定 则是正反馈 负反馈是自动控制系统中的一个重要特征 只有负反馈才能实现正确的控制作用 Page7of83 7 6 什么叫集散型控制系统 简称DCS系统 一个基本的DCS系统由哪几部分组成 答 分散控制 集中操作和管理的计算机控制系统就称为集散型控制系统 一个基本的DCS系统由现场控制站 操作员站 工程师站和系统网络等四部分组成 Page8of83 8 7 体积流量 质量流量 瞬时流量和累积流量的含义各是什么 答 体积流量是以体积表示的瞬时流量 质量流量是以质量表示的瞬时流量 瞬时流量和累积流量可以用体积表示 也可以用重量或质量表示 瞬时流量 单位时间内流过工艺管道某截面积的流体数量 累积流量 某一段时间内流过工艺管道某截面积的流体总量 Page9of83 9 8 说出J41H 25阀门型号的意义 并说出一般使用在什么场合 答 J41H 25法兰连接钢制截止阀 适用介质为水 蒸汽 油品 9 在DCS中PV SP OP分别表示什么意思 答 PV是测量值 SP是设定点 OP输出 Page10of83 10 10 信号回路接地和屏蔽地以及保护地可以共用吗 答 信号回路地 工作地 和屏蔽接地可以共用同一接地网 但不应与保护接地网相连 应单独设置地网 其接地电阻不应超过10欧姆 Page11of83 11 11 分别计算下面2块压力表的基本误差 1 0 0 1MPa0 25级2 0 6MPa0 4级 答 1 0 1 0 25 0 25kPa2 6 0 4 24kPa Page12of83 12 12 DCS的组态软件一般包括哪几方面的内容 答 1 系统配置组态 完成DCS的各站设备信息的组态 2 数据库组态 包括测点的量程上下限 单位及报警组态信息等 3 控制算法组态 4 流程显示及操作画面组态 5 报表组态 6 编译和下装等 Page13of83 13 13 什么叫集散控制系统 集散控制系统由哪些部分组成 答 集散控制系统 DistributatedControlSystem DCS 是以微型计算机为基础 将分散型控制装置 通信系统与信息管理系统综合在一起的新型过程控制系统 集散控制系统的基本结构可以由分散控制装置 集中操作与管理系统和通信系统三部分组成 Page14of83 14 14 简述现场控制站的基本功能 答 现场控制站是多功能型的 其基本功能包括反馈控制 逻辑控制 顺序控制 批量控制 数据采集与处理和数据通信等功能 15 14 什么是均匀控制 常用均匀控制方案有哪几种 试述设置均匀控制的目的与要求 答 1 均匀控制是将两种控制统一在一个控制系统中 从系统内部解决两种工艺参数供求之间的矛盾的控制系统 2 常用的均匀控制方案有 简单均匀控制系统 串级均匀控制系统 3 设置均匀控制的目的是使前后设备的工艺参数相互协调 统筹兼顾 以确保生产的正常进行 要求是完成生产工艺所要求的特殊控制任务 Page16of83 16 15 PID调节中P I D分别代表什么 其定义是什么 答 比例 P 控制 比例控制是其控制器的输出与输入误差信号成比例关系 积分 I 控制 在积分控制中 控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系 微分 D 控制 在微分控制中 控制器的输出与输入误差信号的微分 即误差的变化率 成正比关系 Page17of83 17 16 调节阀的结构一般由哪两部分组成 简述一下调节阀的工作原理 答 调节阀一般由阀体部件与执行机构两大部分组成 阀体部分是调节阀的调节部分 它直接与介质接触 由执行机构推动其发生位移而改变节流面积 达到调节的目的 Page18of83 18 17 压力表的使用范围一般在量程的哪一段为宜 为什么 答 压力表的使用范围一般在它量程的1 3 2 3处 超过2 3长时间使用弹性元件会产生弹性后效 引起仪表零漂和量程改变 加速元件老化减少使用寿命 低于1 3相对示值误差增大 精度降低 Page19of83 19 18 自动化仪表工程施工及质量验收规范 GB50093规定现场仪表的安装位置应符合设计文件的规定 当设计文件未明确时 应符合哪些规定 答 1 光线应充足 操作和维护应方便 2 仪表的中心距操作地面的高度宜为 1 20 1 50 m 3 显示仪表应安装在便于观察示值的位置 4 仪表不应安装在有振动 潮湿 易受机械损伤 有强电磁场干扰 高温 温度变化剧烈和有腐蚀性气体的位置 5 检测元件应安装在能真实反映输入变量的位置 Page20of83 20 19 自动化仪表工程施工及质量验收规范 GB50093综合控制系统设备安装前应具备哪些条件 答 1 基础底座安装完毕 2 地板 顶棚 内墙 门窗施工完毕 3 空调系统已投入运行 4 供电系统及室内照明施工完毕并已投入运行 5 接地系统施工完毕 接地电阻符合设计规定 Page21of83 21 20 自动化仪表工程施工及质量验收规范 GB50093规定安装电源设备前应检查其外观及技术性能 其性能应符合哪些规定 答 1 继电器 接触器和开关的触点 接触应紧密可靠 动作应灵活 无锈蚀 损坏 2 固定和接线用的紧固件 接线端子应完好无损 且无污物和锈蚀 3 防爆电气设备及附件的密封垫 填料函 应完整 密封 4 设备的电气绝缘性能 输出电压值 熔断器的容量应符合设计文件规定 5 设备的附件应齐全 Page22of83 22 1 下图为工艺管道截面 请在图在图上标出液体 气体和蒸气的引压口位置 并说明其原因 答 测量气体时 为了使气体内的少量凝结液能顺利地流回工艺管道 而不流入测量管路和仪表内部 取压口在管道的上半部分 如图1处 测量液体时 为了让液体内析出的少量气体能顺利地返回工艺管道 而不进入测量管路和仪表内部 取压口最好在与管道水平中心线以下成0 45 内 如图上的2处 对于蒸气介质 应保持测量管路内有稳定的冷凝液 同时也防止工艺管道底部的固体介质进入测量管路和仪表内 取压口最好在管道水平中心以上或0 45 夹角内 如图3处 2 计算分析题 Page23of83 23 2 某测量仪表的测量范围是 200 500 精度等级为为5 0 求当其示值为200 和500 时 被测点的真实温度 真值 大约为多少 答 max 5 0 500 200 15示值为200 时真值在185和215 之间 示值为500 时真值在485和515 之间 Page24of83 24 3 用K型热电偶测量炉温 其冷端温度30 测得的热电势E t t0 12 21mv 求炉温的实际温度 注 Et30 1 203mv 解 Et E t t0 Et30Et 12 21 1 203 13 413mv 热电势为13 413mv炉温的实际温度为329 Page25of83 25 4 有一气动差压变送器量程为20KPa 对应流量为40t h 当流量为30t h时 差压变送器的输出为多少 解 因为流量与差压变送器是平方根关系 所以已知流量求差压变送器用平方 30 40 2 100 56 25 差压变送器输出信号 56 25 80 20 65KPa Page26of83 26 5 有两台测温仪表其测量范围分别是0 800 和600 1100 已知其最大测量误差均为 6 试分别确定它们的精度等级 答 根据基本误差 m Max AMax AMin 100 可得 m 6 800 0 100 0 75 m 6 1100 600 100 1 2 根据仪表的精度等级系列 测量范围是0 800 的测温仪表应定为1级精度 测量范围是600 1100 的测温仪表应定为1 5级精度 Page27of83 27 6 某智能温度测量仪器采用8位A D转换器 仪器的测量范围为10 100 且实际温度值与A D转换器输出的数据之间为线性关系 当A D转换器输出的数据为00H时 显示的温度值应为10 当A D转换器输出的数据为FFH时 显示的温度值应为100 当A D转换器输出的数据为28H时 显示的温度值为多少 答 40 255 100 10 10 24 1 Page28of83 28 7 有一台温度变送器 量程为400 600 输出为4 20mA 当温度从500 变化到550 时 变送器从多少变为多少 答 500 时输出为 20 4 500 400 600 400 4 12mA550 时输出为 20 4 550 400 600 400 4 16mA即 当温度从500 变化到550 时 变送器从12mA变为16mA Page29of83 29 8 一台精度为0 5级 测量范围为0 600 的温度表 测量时仪表指示496 标准表指示为500 问温度表是否合格 解 x x x0 496 500 4 基 max Am 100 0 66 温度表为0 5级 允许误差为 0 5 由于基本误差的绝对值大于允许误差的绝对值 所以此温度表不合格 Page30of83 30 9 某化学反应器 工艺规定操作温度为200 10 考虑安全因素 调节过程中温度规定值最大不得超过15 现设计运行的温度定值调节系统 在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示 试求 该系统的过渡过程品质指标 最大偏差 余差 衰减比 振荡周期和过渡时间 并问该调节系统是否满足工艺要求 Page31of83 31 答案 最大动态偏差A 230 200 30 被控参数偏离设定值的最大值 余差C 205 200 5 稳态值与设定值之间的偏差 衰减比n y1 y3 25 5 5 1两个相邻的同向波峰值之比 振荡周期T 20 5 15 min 设被控变量进入稳态值的土2 就认为过渡过程结束 则误差区域 205 2 4 1 在新稳态值 205 两侧以宽度为 4 1 画一区域 阴影线 超调量 第一波峰与稳态值之比的百分比 25 205 12 2 调节时间 过渡时间 Ts 22min工艺规定操作温度为200 10 考虑安全因素 调节过程中温度规定值最大不得超过15 而该调节系统A 30 不满足工艺要求 峰值时间 5min Page32of83 32 10 某串级控制系统采用两步整定法进行控制器参数整定 测得4 1衰减过程的参数为 1S 10 1S 800s S 20s 2S 50 已知主控制器选用PID控制规律 副控制器选用P控制规律 试求主 副控制器的参数值为多少 附表 4 1衰减曲线法整定参数计算表 Page33of83 33 按简单控制系统的4 1衰减曲线法整定参数的计算表 计算出主控制器的参数值为 1 0 8 1S 0 8x10 8 0 I1 0 3 1S 0 3x800 240s D1 0 1 1S 0 1x800 80s 副控制器参数值为 2 2S 50 Page34of83 34 11 如图1所示 写出闭环传递函数表达式 要使系统满足条件 试确定相应的参数K和 Page35of83 35 12 已知最小相位系统的对数幅频特性如图3所示 试求系统的开环传递函数 36 二 动态结构图的化简 2 3动态结构图与梅森公式 结构图的等效变换的原则 变换前后输入输出之间的传递函数保持不变 串联 并联 反馈连接 37 2 3动态结构图与梅森公式 综合点前移 综合点后移