北京化工大学自动化装置试卷

1、自动化装置班级 姓名 学号 分数一、选择题（本题5分=1分*5）1调节阀灵敏度的大小用下列那个参数描述。A、放大倍数，B、理想可调比，C、流量特性的变化率，D、相对流量的变化率2如果阀体部件的压力恢复能力等于0，那么它的压力恢复系数FL等于多少？ A、FL=1，B、FL=0，C、FL1，D、FL13ISB安全保持器会对下列流入危险场所的哪一种大电流进行限制？A、10mA，B、20mA，C、30mA，D、40mA4 下列改变调节阀流量特性的方法，哪一种简单？A、改变阀门定位器反馈凸轮的形状，B、改变执行机构的推杆的形状，C、改变调节阀内部流路的形状，D、改变阀体部件的阀芯形状5在ICE调节器中利

2、用下列那种电路实现软手动操作？A、电容分压比例电路B、积分电路C、电阻分压比例电路D、微分电路二、填空（本题16分=1分*16）1在SLPC调节器中控制单元的CSC相当于2台软调节器（ ）。2P=2102kpa，Pmin=1102kpa，则R实际=（ ）。3积分增益的定义是在阶跃信号的作用下，（ ）。4CS3000集散控制系统中域的定义是（ ）的集合。5SLPC调节器的运行方式处于C方式时，表示它是（ ）状态。6输入信号的相对变化量=2，比例带=100%，输出信号的相对变化量=（ ）。7催化剂加料调节阀，应选用（ ）式的气动调节阀。8气关式调节阀，没有输入信号时，阀门处于（ ）状态。9精馏塔塔

3、釜的排料调节阀，应选（ ）式气动调节阀。10安全火花的定义是（ ）。11气动调节阀中执行机构的输出力和阀体部件的不平衡力大小（ ），方向相反。12不需要2个信号有一个相等的过程，在切换的一瞬间输出没有变化，称为无平衡（ ）切换。13当仪表的（ ）和信号线公用2根导线时，这样的仪表称为两线制仪表。14ICE调节器，TD=1min，KD=10，表明其微分动作超前比例动作的时间是（ ）。15ICE调节器从硬手动到软手动的切换是（ ）切换。16理想条件下，调节器的输出信号长期维持不变的特性就叫（ ）。三、根据图1所示偏差信号x的阶跃特性，按所要求的调节规律，在坐标上画出调节器输出信号y的特性曲线。（本

4、题4分=2分*2） 0 tPB=200%、TI=、TD=1min KD=5 图1四、 根据图2编写SLPC调节器的有关程序。图2五、蒸馏塔温度和流量串级控制系统如图3所示，试编制YS170调节器的用户程序工作单、数据单和程序单。条件：广义对象中的主对象用一阶滞后环节+纯滞后环节仿真。一阶滞后环节的时间常数=150S存于P1；纯滞后环节的时间常数=50S存于P2。副对象用一阶滞后环节+干扰环节仿真。一阶滞后环节的时间常数=40S存于P3；干扰环节的干扰量=10%存于P4。YS170调节器的控制单元为CSC、CNT1的控制要素为PID、CNT2的控制要素为PI、温度信号=101780C，流量信号=

5、0200L/h。（本题16分=6分+4分+6分）蒸馏塔TICFIC图3 六、参见图4所示的电路，回答下列问题（本题10分=2分*5）1 该电路的输出Uo以多少V电压为基准？2 推导输出Uo和输入Ui 的运算关系式。 图4 七、根据传递函数用SLPC调节器编程。（本题7分）八、有一对数流量特性的气动调节阀，当它的流量=qVmax时，流量系数Cmax=60，当它的流量qVmin=2Ncm3/h时，流量系数Cmin=3，若全行程L=4cm，试求开度l=2cm时的流量qV=?Ncm3/h(本题6分)九、参见图5所示的CS3000的顺序控制系统的组态，回答下列问题： 1图中C01C06代表什么信号？A0

6、1A07代表什么信号？ 2图中的C02表示什么含意？ 3图中的A07代表的信号在表格中的填写有什么错误？ 4图中的条件规则和操作规则都可以用什么符号表示？ 5图中所用的那个顺序功能模块既可以做输入信号使用，也可以做输出信号使用？（本题10分=2分*5） 图5练习一一、填空(5分)1. 比例带PB=200%，输出信号的相对变化量为80%，那么输入信号的相对变化量是（ ）？2. 微分时间TD=2分，微分增益KD=10，微分作用超前比例作用的时间是（ ）。3. 在ICE调节器中分压电路可以实现（ ）作用，无源RC电路可以实现（ ）作用，有源RC电路可以实现（ ）作用。二、画图（1分）一台调节器，PB

7、=50%，TI=2min，TD=0min ，偏差信号正向单位阶跃，持续时间4分钟，变成负向单位阶跃，持续时间2分钟结束，画出输出信号的图形。三、推导图1电路的输入输出关系式。说明该电路是否有电平移动？（5分） R1=R2=R3=R4，Ub=10V 图1四、在ISB安全保持器的限制器中，如果电流30mA，输出信号是利用什么原理进行限制的？如果电压30v，输出信号是利用什么原理进行限制的？（1分）期末练习1微分时间常数td的定义是( )，比例带PB的定义是（ ），微分时间TD=2分，微分增益KD=10，微分作用超前比例作用的时间是（ ）。2一台调节器，PB=100%，TI=2min，TD=0min

8、 ，输入正向单位阶跃，持续时间4分钟，变成负向单位阶跃，持续时间2分钟，画出输出的图形。3推导下列电路的输入输出关系式。说明该电路是否有电平移动？ R1=R2=R3=R4，Ub=10V 图14. 蒸馏塔温度和流量串级控制系统图2所示，试编制SLPC调节器的用户程序工作单、数据单和程序单。条件：广义对象中的主对象用一阶滞后环节+纯滞后环节仿真。一阶滞后环节的时间常数=150S存于P1；纯滞后环节的时间常数=50S存于P2。副对象用一阶滞后环节+干扰环节仿真。一阶滞后环节的时间常数=40S存于P3；干扰环节的干扰量=10%存于P4。SLPC调节器的控制单元为CSC、CNT1的控制要素为PID、CN

9、T2的控制要素为PI、温度信号=101780C，流量信号=0200L/h。蒸馏塔TICFIC 5根据图3编写SLPC调节器的有关程序。1LDFL112NOT3GIF114LDDI15NOT6GIF117LDK1 0K18STFL119LDK110STA1411LDX112BSC13STY114END课堂练习题1 参考答案 仅供参考三、一台调节器，PB=50%,TI=2min,TD=0min,偏差信号正向单位阶跃，持续时间4min，变成负向单位阶跃，持续时间2min，画出输出信号的图形。答：（1）不失一般性，假定初始时刻为零时刻，正作用调节器。依据题意，可以画出如下图所示的输入信号曲线。（2）P

10、B=50% KP=2; 。（3）在时，。积分终值为，可得线段A。（4）在时，偏差为1时，比例调节的输出为2，当偏差为-1时，比例调节输出为-2，即比例调节的输出变化为2-（-2）=4。也就是说，在比例调节器的作用下，输出将发生4个单位的向下跳跃（正作用0，阶跃为负向，所以输出也是减小的），可以画出如图示的线段B。（5）当时，积分终值为，可得线段C。（6）当时，系统的输入偏差为零，故仅剩下积分终值。这也是积分调节器的作用之一，保持前一时刻偏差不为零的输出值。可得曲线段D。参见图1判断画图是否对第一准则：输出终值=偏差的终值和初值之差乘以KP+曲线的包络积分值乘以KP/TI。还无法接受的话，使用叠

11、加原理来做，一段一段的画;参见图2 ，或一个调节器一个调节器画，参见图3. 图1图2图3四、所示的电路，回答下列问题1该电路的输出Uo以多少V电压为基准？2推导输出Uo和输入U1 、U2与U3的运算关系式。 解：方法一，在A点，由基尔霍夫电流定律有，则有 （1*）（0.5分）（0.5分）方法二，因为无电平移动，所以可以等效地看UB=0V，由运放的虚短虚断可知（1*）可以简化为（0.5分）：（0.5分，若无第一步，则不给分）方法三：等效电路法。(0.5分)UF=UB+R/3U1R+R/3+R/3U2R+R/3+R/3U3R+R/3+R/3UoR+R/3UF=UB+(U1+U2+U3+Uo)/4

12、. 第五题，所示的电路，回答下列问题1该电路的输出Uo以多少V电压为基准？2推导输出Uo和输入U1 、U2的运算关系式。具体过程略，只需要注意R6的处理即可，写出R6等价于一个电压源U0/2或等价电路图中R3支路上的电压为U0/2均给0.5分。其余的过程与上一题类似参考答案为Uo= -2(U1+U2)。 第六题，一台调节器，1、PB=100%，TI=1min，TD=0min ；2、 PB=100%，TI=1min，TD=1min，KD=5，偏差信号如图所示，分别画出输出信号的图形。解：（1）第一阶段：，； 第二阶段：，第三阶段：，（2）第一阶段：第二阶段：第三阶段：ICE 中为什么要PD在前，

13、PI在后？有谁想过这个问题？部分课后作业参考答案根据给定的输出信号波形和条件画出调节器的输入信号的波形图，见下图。条件:PB=100%，TI=1.5min。现场和控制室仪表之间采用420mA的电流传输信号，控制室内部仪表之间采用15V的电压联络信号，这种信号制有何优点？答： 4 20mA电流信号可以避免传输导线上压降损失引起的误差，适宜在现场和控制室之间远距离传输 。采用15V电压信号的仪表之间可以并联连接，便于设计安装与维护，适宜于控制室内部短距离联络。 这种信号制的优点是信号下限为4mA/1V，躲开晶体管死区，一开始就工作在线性区。电气零点机械零点，表明电气零点和机械零点分开，便于检验信号

14、传输有无断线以及装置是否断电，也为制作两线制变送器提供了方便条件。信号上限为20mA/5V，产生的电磁力（安培力）较大，故带负载能力强。 课堂练习编程题答案 仅供参考一、用SLPC调节器对下列传递函数编程，然后用SPRG编程器键入程序w(s)=(1-TDS)/(1+TDS)解：由题可知，原式可分解为根据上式编程得：1. LD X1 LD X 12. LD P01 LA P 0 13. LAG1 F X 14. LD X1 LD X 15. LD P02 LA P 0 26. LED1 F DI 17. - F 68. ST Y1 ST Y 19. END G CO二、用SLPC调节器编程实现下列功能：1、外给定，2基本控制，3测量信号上下限无识别报警送DO1存储。解：1. LD X2 2. ST A01 外给定3. LD X14. BSC5. ST Y1 基本控制6. LD FL17. LD FL28. OR9. ST DO1 无识别10. END三 、根据下列程序单画出程序流程框图。1 LD DO12 GIF73 LD X14 LD P15 LAG16 ST Y17 LD DO18 NOT9 ST