《过程控制系统》复习卷

1、 过程控制系统复习卷一、填空题1、控制通道的时间常数T0的大小，反映了控制作用对系统动态过程的影响的快慢，T0越小，控制作用越及时，过渡过程越快，有利于提高系统的稳定性。2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。3、被控变量是指工艺要求以一定的精度保持恒定或随某一参数的变化而变化的参数。4、从理论上讲，干扰通道存在纯滞后，不影响系统的控制质量。5、过程控制仪表的测量变送环节由传感器和变送器两部分组成。6、反映对象特性的参数有放大倍数、时间常数和纯滞后时间。7、检测变送环节对控制系统影响主要集中在检测元件的滞后和信号传递的滞后问题上。8、工程中，常用引用误差作为判断进度等级的尺度。9、如果

2、对象扰动通道增益fK增加，扰动作用增强，系统的余差增大，最大偏差增大。10、调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀。11、常见的比值控制系统有开环比值、单闭环比值、双闭环比值、串级比值。12、简单控制系统的工程整定法有经验方法，简单、方便，工程实际中广泛采用的特点。一般有经验凑试法、衰减曲线法、临界比例度法、响应曲线法等。13、过程数学模型的求取方式有三种，分别是机理建模、实验建模、混合建模。14、气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。15、电动执行机构本质上是一个位置伺服系统。16、PID调节器分为模拟式和数字式两种。17、离心泵的控制方案有直接节流法、改变泵的转速、

3、改变旁路回流量。 18、过程控制器一般由控制器、执行器、被控过程、测量变送等环节组成。19、过程检测仪表的接线方式有两种：电流二线制四线制、电阻三线制。20、压力检测的类型有三种，分别是：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测。21、理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。22、造成积分饱和现象的内因是控制包含积分控制作用，外因是控制器长期存在偏差。23、自动控制系统稳定运行的必要条件是：闭环回路形成负反馈。24、DCS的基本组成结构形式是“三点一线”。二、简答题： 1、 简述被控量与操纵量的选择原则。答：(1)被控量的选择原则必须尽可能选择表征生产过程的质量指标作为被控变

4、量；当没有合适的质量指标时,应选择与质量指标由单质对应关系的间接指标作为被控量；间接指标必须有足够的灵敏度；被控变量的选择还应考虑工艺过程的合理性及所用测量仪表的性能、价格等因素。   (2) 操纵变量选择的原则  操纵变量应是控制通道放大系数K0较大者；应使扰动通道的时间常数越大越好，而控制通道的时间常数适当小一些。控制通道纯滞后时间则越小越好，并尽量使扰动远离被控变量而靠近调节阀；当广义过程的控制通道由几个一阶滞后环节组成时，要避免各个时间常数相等或相接近的情况；工艺上的合理性和方便性。2、过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、

5、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。3、简述串级控制系统的特点。答：(1)串级控制系统由于副回路的存在,能够迅速克服进入副回路的扰动的影响；  (2) 串级控制系统由于副回路的存在,改善了对象的特性,提高了系统的工作频率； (3) 串级控制系统由于副回路的存在使对象非线性特性线性化提高了系统的自适应能力；(4) 能够更精确控制操纵变量的流量；（5）可以实现灵活的操作方式选择 。4、积分饱和：在积分控制范围内，积分控制输出与偏差的时间积分成正比，当控制输出达到一定限制后就不在继续

6、上升或下降，这就是积分饱和现象。5、设置均匀控制系统的目的和其特点是什么？答：目的是:对表征前后设备供求矛盾的两个变量均匀协调,统筹兼顾。    特点是:表征前后供求矛盾的两个变量都应该是缓慢变化的；前后互相联系又互相矛盾的两个变量都应保持在工艺操作所允许的范围内。6、前馈控制和反馈控制各有什么特点？为什么采用前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质？ 答:前馈控制的特点是：干扰工作及时;精度不高,实施困难;只对某个干扰有克服作用。反馈控制的特点是：偏差不及时:精度高,实施方便,对所有干扰都有克服作用。由于两种控制方式优缺点互补, 所以前

7、馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质。7、超声波流量计的特点是什么？答：超声波流量计的非接触式测量方式，不会影响被测流体的流动状况，被测流体也不会对流量计造成磨损或腐蚀伤害，因此适用范围广阔。8、什么是过程的滞后特性？滞后又哪几种？产生的原因是什么？ 答：（1）滞后特性：过程对于扰动的响应在时间上的滞后。（2）容量滞后：多容过程对于扰动的响应在时间上的这种延迟被称为容量滞后。纯滞后：在生产过程中还经常遇到由（物料、能量、信号）传输延迟引起的纯滞后。9、均匀控制系统：控制量和被控量在一定范围内都缓慢而均匀的变化的系统，称为均匀控制系统10、现场总线：是指将现场设备与工业控制单元

8、、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。11、阀位控制系统：是综合考虑快速性、有效性、经济性和合理性的一种控制系统三、计算题： 1、某压力表的测量范围为010MPa，精度等级为1.0级。试问此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为5MPa时，标准压力计上读数为5.08MPa，试问被校压力表在这一点上是否符合1级精度，为什么？ 解：1）基本误差 最大绝对误差 2）校验点为5MPa时的基本误差：，所以符合1.0级表。2、试简述弹簧管压力计的工作原理。现有某工艺要求压力范围为1.2&

9、#177;0.05MPa，可选用的弹簧管压力计精度有1.0、1.5、2.0、2.5和4.0五个等级，可选用的量程规格有01.6MPa、02.5MPa和04MPa。请说明选用何种精度和量程的弹簧管压力计最合适？解：1）工作原理：  2）根据题意：压力范围为1.2±0.5MPa，即允许的最大绝对误差max0.05 分析选用不同量程的表所需的精度等级：  01.6MPa量程：，可选2.5级表 02.5MPa量程：，可选1.5或2.0级表 04.0MPa量程：，可选1.0级表量程选择：被测最大压力1/32/3量程上限01.6MPa量程： 02

10、.5MPa量程： 04.0MPa量程：综合分析，选用1.5级或2.0级，02.5 MPa量程的表最合适。3、某台空压机的缓冲器，其工作压力范围为1.01.6MPa，工艺要求就地观察罐内压力，并要测量结果的误差不得大于罐内压力的±5%。试选择一块合适的压力表（类型、测量范围、精度等级），并说明其理由。解：根据题意知：压力范围1.01.6MPa，  允许最大误差：1） 量程确定：应满足工作最大压力小于仪表量程的2/3处，即1.6 MPa×2/32.4 MPa 可以选量程为02.5 MPa的弹簧压力表。 2）精度等级确