仪表工-论述题84(共28页)

1、PAGE PAGE - 48 - 1请说明科氏力质量(zhling)流量计的测量原理。答案(d n)：科氏力质量流量计是根据科里奥利加速度理论制成的流量计。其工作原理如图如图如示，有一直(yzh)管，以角速度绕定轴O在平面内转动，管内有一质点沿管以速度向外移动。由于质点处在既有旋转运动，又有直线运动的体系中，因此它将获得两个加速度分量：(1)向心加速度，其值为2(为质点至轴O的距离)，方向指向轴O；(2)切向加速度ac，其值为2w，方向于ar垂直，它来自旋转管道，同时又对管道产生反作用力，这就是科里奥利力，其计算公式为Fc=2mw式中Fc科里奥利力，N；W角速度，l/s；旋转系统中的径向速度，

2、m/s；m运动体的质量，Kg。若流体的密度为，则任何一段x管道上的切向科里奥利力为Fc=Ax2mw式中A管道截面积。A为质量流量，设为m。于是Fc=2mwx由上式可知，只要测出了科里奥利力Fc，就可获得质量m。2试述红外线分析仪基本原理。答案：各种物质的分子本身都固有一个特定的振动和转动频率，只有在红外光谱频率与分子本身的特定频率相一致时，这种分子才能吸收红外光谱辐射能。所以各种气体并不是对红外光谱范围内所有波长的辐射能都具有吸收能力。而且有选择性的。即不同的分子混合物只能吸收某一波长范围式某n个波长范围的红外辐射能。这是利用红外线进行成分分析的基础，当红外先波长与波测气体的吸收光谱相一致时，

3、辐射能波长测量气体吸收，转换成其它形式能量。利用这种转换关系，就可以确定物质吸收红外辐射能多少，从而可以确定物质的含量。3试简述自校正控制系统与传统的PID控制系统的本质区别？答案：传统的控制系统其调节器参数整定是在一定的对象数学模型下进行的。当对象特性变化后，调节函数不会自动调整，因而会影响控制质量。自校正控制系统是在原有控制回路的基础上增加一个外回路，它能随时在线辨别对象的数学模型。根据变化了的对象数学模型来调整调节器参数，使之始终处于最佳值，因此属于自适应控制系统。4试述均匀调节系统调节器参数(cnsh)的整定方法答案：均匀调节目的是允许液面在一定范围(fnwi)内上下波动的情况下，使流

4、量变化比较均匀平稳，以求不至于突然发生大的波动因此，该调节系统调节器的整定不必也不可能是定值。对于串级均匀结构(jigu)形式整定过程，首先把副调节器的比例度放在一适当数值上，然后由小到大变化，使副回路调节过程出现缓慢的非周期性衰减过程再把主调节器的比例度放在一个适当的数值上，逐步由小到大改变比例度，以求得缓慢的非周期衰减过程在此调节系统的整定过程中主、副调节器都不必加积分。最后，视曲线情况，也可以适当加入一点积分。要指出的是，均匀调节系统从形式上看符合串级调节系统结构，具有主、副调节器，但在参数整定时却不能按一般的串级调节系统的方法去整定。5“PID调节输出发生变化就意味着被调参数发生了变化

5、”这句话对吗？被调参数最终的结果是什么？答案：“PID调节输出发生变化就意味着被调参数发生了变化”这句话是对的；被调参数发生了变化是一个动态过程，这一过程的长短取决于PID参数的整定，过程结束后被调参数最终结果是不变的，因为系统的设定值没有改变。6在同一能源介质供气管路上就近设计一套流量调节系统和一套压力调节系统，请问投入运行后会出现什么现象？答案：同一供气管路流量和压力是一对关联参数，如果流量和压力分别用一个简单的调节系统进行调节，则两个系统投入运行后的一致性不可能同步，因此调节压力的系统为了稳定压力而影响系统的流量，调节流量的系统为了稳定流量而影响压力，从而相互影响，两个系统都不稳定。7现

6、场用孔板和差变测量蒸汽流量，工艺反应仪表示值偏低，列出可能的五条主要原因。答案：孔板方向装反这时流速缩颈与孔板距离比正确安装为远，致使孔板后取压孔测压值增高，造成压差下降，需重新装正。正压阀、正压侧的排污阀漏或堵三阀组中的平衡阀未关严或阀虽旋紧仍有内漏，需关严或更换。变送器静压误差大变送器零点偏低8锅炉液位控制为什么需要三冲量调节？答案：负荷变化时产生虚假水位。当使用蒸汽量突然增加时，必然导致汽包气相压力瞬时下降，引起水的急剧变化，沸腾加剧，液位测量值升高，液位调节器动作使阀关小，急剧汽化是暂时的，而上述气量增加，给水量减小的错误调节，却造成液位严重下降，甚至发生干锅爆炸事故。负荷变化时，单冲

7、量液位调节作用缓慢，从负荷变化到液位真正下降，要有一个过程，滞后较大，加之液位对象时间常数较小，故偏差必然相当显著；冷水系统出现干扰时，液位调节作用缓慢，不及时，为了克服上述矛盾，不仅要依据液位，而且要参考蒸汽流量和给水流量的变化，这就构成了三冲量的调节系统。9调节阀的入口和出口装反，是否(sh fu)影响使用？答案：一般蝶阀的结构是对称的，不分入口和出口，所以不存在装反的问题。其他结构的调节阀，入口和出口装反了，则回影响阀的流量特性，引起流通能力的改变，有时还容易使盘根处泄漏。对于(duy)单座阀，装反会使不平衡力改变方向，甚至影响阀的稳定性。在高压调节阀中，流向选择不当，还会影响使用寿命。

8、10PLC的输入模块有几种，各种输入方式(fngsh)的作用是什么？答案：根据现场输入信号的不同，可将输入模块分为开关量输入模块和模拟量输入模块。开关量输入模块的作用是把各种开关信号变成CPU所需的TTL标准信号。按输入端电源类型，又可将其为直流输入模块和交流输入模块。输入信号经分压、限流、滤波后再通过光电耦合转换成TTL(5V)标准信号。模拟量输入模块的作用是把现场连续变化的模拟量信号如温度、流量、电流、电压等转换成CPU能够处理的若干位数字信号。模拟量输入电路一般由运放变换、模数转换(A/D)、光电隔离等组成。11论述采样/保持器的工作原理是什么？答案：采样保持器基本电路如图1，通常由保持

9、电容C、模拟开关K和运算放大器A1、A2等组成。采样/保持电路有采样和保持两种工作状态，由控制逻辑的输入端来选择。采样期间，逻辑输入控制信号使模拟开关K闭合时，输入信号Vi经过跟随器A1对保持电容C快速充电；输出电压Vo可以随输入信号Vi变化；在保持期间K断开，由于运算放大器A2输入阻抗很高，理想情况下电容器C将保持模拟开关K断开前瞬间的输入信号Vi不变，输出放大器A2因此可以在相当长时间内保持一恒定输出值不变，直至模拟开关K再次闭合为止。12热电偶测温时为什么需要进行冷端补偿？答案：热电偶热电势的大小与其两端的温度有关，其温度热电势关系曲线是在冷端温度为0时分度的。在实际应用中，由于热电偶冷

10、端暴露在空间受到周围环境温度的影响，所以测温中的冷端温度不可能保持在0不变，也不可能固定在某个温度不变，而热电偶电势即决定于热端温度，也决定于冷端温度。所以如果冷端温度自由变化，必然会引起测量误差。为了消除这种误差，必须进行冷端温度补偿。13为什么电磁流量计不能应用(yngyng)在脱盐水的流量测量？答案：电磁流量计是基于电磁感应(dinc-gnyng)定律工作的流量测量仪表，它适用用于测量具有一定电导率的液体的体积流量，而脱盐水的电导率低于电磁流量计对电导率的最低限，因此不能选用电磁流量计来测量脱盐水的流量；14串级控制系统(kn zh x tn)的适用范围答案：1)适用于容量滞后较大的过程

11、当被控过程容量滞后较大时,可以选择一个容量滞后较小的辅助变量组成副回路,使控制通道被控过程的等效时间常数减小,以提高系统的工作频率,从而提高控制质量。因此，对于很多以温度或质量指标为被控参数的过程，其容量滞后往往较大，而生产上对这些参数的控制质量要求又比较高，此时宜采用串级控制系统。2)适用于纯滞后较大的过程当被控过程纯滞后时间较长、单回路控制系统不能满足工艺要求，可以考虑用串级控制系统来改善控制质量。通常的做法是，在离调节阀较近、纯滞后时间较小的地方选择一个辅助参数作为副参数，构成一个纯滞后较小的副回路，由它实现对主要干扰的控制。3)适用于干扰变化剧烈、幅度大的过程对于串级控制系统的副回路对

12、于进入其中的干扰具有较强的克服能力，因而在系统设计时，只要将变化剧烈、幅度大的干扰包括在副回路之中，就可以大大减小干扰对主参数的影响。4)适用于参数相互关联的过程在有些生产过程中，对两个相互关联的参数需要同一种介质进行控制，在这种情况下，若采用单回路控制系统，则需要装两套装置，即在同一管道上装两个调节阀。这样既不经济又无法工作。对于这样的过程，可以根据相互关联的主次，组成串级控制，以满足工艺要求。5)适用于非线性过程在实际的工业生产中，被控过程的特性大多呈现不同程度的非线性。当负荷或操作条件变化而导致工作点移动时，过程特性也发生变化。此时，若采用单回路控制系统，虽然可以通过改变调节器的整定参数

13、来保证系统的衰减率不变，但是，负荷或操作条件的变化是随时发生的，靠改变调节器的整定参数来适应负荷或操作条件变化是不可取的。如果采用串级控制系统，由于它能根据负荷或操作条件的变化，自动调整副调节器的给定值，使系统运行在新的工作点，最终使主被控参数保持相对稳定，从而满足工艺要求。14电磁流量计的测量原理？答案：电磁流量计是根据法拉第电磁感应原理制成的一种流量计，当被测导电液体流过管道时，切割磁力线，于是在和磁场及流动方向垂直的方向上产生感应电势，其值和被测流体的流速成比例。因此测量感应电势就可以测出被测导电液体的流量。15自动调节系统由哪两部分组成？组成自动调节系统最常见(chn jin)的基本环

14、节有哪些？答案：自动调节系统由调节对象和自动装置两部分组成。组成自动调节系统常见的基本环节(hunji)有一阶惯性环节、比例环节、积分环节、微分环节和迟延环节。16简述电子电位差计的基本(jbn)工作原理。答案：热电偶产生的热电势与测量桥路输出的电压比较，所得到的不平衡电势经放大后驱动可逆电机转动，可逆电机按其差值电压的大小和相位正转或反转，通过传动机构带动测量桥路的滑线电阻的触头向减小差值的方向移动，直至差值为零，放大器无输出，即达到平衡为止，传动机构同时也带动指示记录机构指示到相应的位置上。17简述校准和检定的主要区别有那些？答案：校准和检定的区别可归纳为如下五点：即：校准不具法制性，是企

15、业自愿溯源行为；检定具有法制性，属计量管理范畴的执法行为。校准主要确定测量器具的示值误差；检定是对测量器具的计量特性及技术要求的全面评定。校准的依据是校准规范、校准方法，可作统一规定也可自行制定；检定的依据是检定规程。校准不判断测量器具合格与否，但当需要时，可确定测量器具的某一性能是否符合预期的要求；检定要对所检的测量器具作出合格与否的结论。校准结果通常是发校准证书或校准报告；检定结果合格的发检定证书，不合格的发不合格通知书。18请详细叙述差压变送器的校准全部过程。答案：(1)准备及接管连接：关闭三阀组正、负压阀，打开平衡阀。取下正压侧排气堵头，并在堵头位置接上校表接嘴。打开下方排气/排液阀，

16、鼓气吹扫残物、残液后关死排气、排液阀。接上压力信号源及数字压力计。卸开二次表的输入端子(只卸一端)，串上标准电流表。(2)校准：基本误差及回程误差的校准；将差压测量值分别置于规定测量值的0、25%、50%、75%、100%各点。记录下基本误差。实际输出值与公称输出值之差对输出值的范围(16mA)的百分率既为基本误差。回程误差的校准；使测量值略超出测量最高值(如105%)，然后依次将测量值分别置于100%、75%、50%、25%、0各点。记录下输出对应于各点的实际值。计算回程误差。变送器各点正、反行程输出实测值之差即为回程误差。静压误差校准。现场校准一般不校静压误差，只确定是否存在静压误差。19

17、在仪表控制系统中，防喘振控制的原理是什么？常采用的控制方案(fng n)有哪些？答案：一般情况下，压缩机的喘振是负荷的减少，使被输送气体的流量小于该工况下特性曲线(qxin)喘振点(驼峰点)的流量所致。因此，只有在必要时采用部分回流的方法或采取放散方法，使之既符合工艺低负荷生产的要求，又满足流量大于最小极限值(喘振点流量)的需要，着就是防喘振控制原理。当然采用部分气体循环返回和放散的做法，从能量损耗的角度看是不经济的，但这也是出于无奈。防喘振控制(kngzh)方案主要有两种。(1)固定极限流量防喘振控制把压缩机最大转速下喘振点的流量作为极限值，使压缩机运行时的流量始终大于该极限。(2)可变极限

18、流量防喘振控制在喘振边界线右侧做一条安全操作线，使防喘振调节器沿着安全线工作。换句话说，就是使压缩机在不同转速下运行时，其流量均不小于该转速下的喘振点流量。20PLC对接地系统的要求是什么？连接模拟信号地时应注意什么？答案：PLC控制系统对接地的一般要求是：(1)系统接地必须良好，接地电阻应小于4；(2)接地线必须有足够大的线径，应使用截面积为2.5mm2以上的黄/绿线与系统保护接地线连接；(3)系统中的其他控制装置的接地必须同样规范，并独立接地；(4)系统中的各类屏蔽电缆的屏蔽层、金属软管、走线槽(管)、分线盒等必须接地良好。模拟信号地是指系统中各类模拟量的0V端，模拟量通常采用“差动输出/

19、输入”，各信号间的0V各自独立，因此，模拟信号地一般不允许进行相互间的连接，也不允许与系统的PE线进行连接。21STEP7的在线调试包括那些内容？STEP7的在线调试有何特点？答案：STEP7的在线调试主要包括信号(包括输入、输出、定时器与内部标志寄存器等)状态的检查与程序执行过程的动态显示两方面的内容。STEP7的PLC程序梯形图动态显示与其他公司生产的PLC在功能、使用方法等方面无本质区别，但在信号状态的检查与程序试运行方面可以使用“变量表检查”法进行信号状态的检查；可以采用“单步执行”与“断点设定”两项功能，改变PLC用户程序的正常执行(循环执行)过程，以便于程序的检查与调试。22什么是

20、新型控制系统？答案：所谓新型控制系统，是近年来新发展起来的一些控制系统，如自适应控制、预测控制、智能与专家系统、模糊控制、神经元网络控制等。它们具有对模型要求低、在线计算方便、控制综合效果好的特点，与传统的PID控制相比，控制性能有了明显的提高，与现代控制理论的状态反馈控制相比，避开了建立精确数学模型的难点(这就是现代控制理论在过程控制中收效甚少、难于推广的原因所在)。因而，这些新的控制算法和系统，在实际复杂的工业过程控制中得到了成功应用，受到工程界和用户的普遍欢迎和好评。23简述热电偶测温时减少(jinsho)辐射散热和减少导热误差应采取的措施。答案：减少辐射散热误差(wch)采取的措施：(

21、1)在管壁外敷设绝热层，如石棉、玻璃纤维(b lixinwi)等，以尽量减少管壁与被测介质或测量端的误差。(2)尽量减少保护管外径以及保护管、热电极的黑度系数。(3)在热电偶和管壁间加装防辐射罩，以减小热电偶与管壁之间的直接辐射。减少导热误差采取的措施：(1)增加热电偶的插入深度，以减小露在管壁外面的长度。(2)减少保护管的直径和壁厚。(3)采用导热系数小的保护管材料，以减少导热误差，但这样会增加热惯性，使动态误差增大，因此应综合考虑。(4)在管道和热电偶的支座外面包上绝热材料，以减少热电偶保护管两端的温度差。(5)还可通过对温度传感器进行传热分析，来优化设计或建立模型进行补偿修正。24选择执

22、行机构和调节阀的依据是什么？答案：(1)根据工艺条件，选择合适的调节阀结构形式和材质。(2)根据工艺对象的特点，选择合适的流量特性。(3)根据工艺操作参数，选择合理的阀门尺寸。(4)根据阀杆受力的大小，选择足够推力的执行机构。(5)根据工艺过程的要求，选择合适的辅助装置。25试述什么是模糊控制？什么是模糊算法？答案：在自控系统中，由于被控对象的复杂性，在控制过程中往往会出现很多无法精确度量的模糊量，虽然有自适应控制等方法，但由于对象的非线性、时变、不确定性，无法建立精确的数学模型，再加上环境的干扰等，使这些系统的控制效果并不理想。而这些复杂的系统若由有经验的人进行模糊的推理、判断和调节，却能控

23、制得较好。于是就提出了如何使自控系统能模拟人的操作方式，模糊控制就产生了。一个有经验的控制工作者，可以把熟练的操作人员的操作方法，用一组语言定性的表达出来，这就是模糊算法，按此算法对生产过程进行控制就是模糊控制。26简述电子轨道衡的工作原理。答案：电子轨道衡是一种列车动态自动化称重设备，既可用于连挂动态称重，也可用于不连挂的溜放式动态称重，还可作为静态称重设备使用。当列车通过台面时，台面受力，传感器将重量信号转换为电压信号送入模拟量通道，经过放大、滤波、模数转换，进入微机，同时，车轮信号也进入开关量通道，经过整形后，送入微机。当整个系统工作时，计算机对车箱的前后转向架分别进行采样和数据处理，从

24、而得出一节车厢的重量值，进行屏幕显示、打印制表等。27可编程控制器由哪几部分组成(z chn)，各部分的特点是什么？答案：可编程控制器一般(ybn)由中央处理器CPU、存储器、输入/输出模块、电源及编程器等部分组成。各部分的特点分别是：中央处理器CPU：中央处理器是可编程控制器的核心部件。其模版配有多种接口(ji ku)，主要用于与编程器通信，也能和外部设备或其他PLC通信。存储器：包括系统存储器和用户存储器。系统存储器存储系统管理和监控程序及对用户程序作编译工作。用户存储器内存分程序区和数据区。程序区存放用户编写的控制程序；数据区用来存放输入、输出数据、中间变量，提供计时器、计数器、寄存器及

25、系统程序所使用和管理的系统状态和算法信息。输入/输出模块：是PLC的中央处理器与外部现场进行通讯的界面。编程器：人-机通讯专用工具。通过编程器可以编制、调试、运行应用程序，可以测试、诊断PLC的运行状态，也可以在控制过程中修改控制参数。28试述光纤温度计的特点。答案：(1)电、磁绝缘性好。这是光纤的独特性能。由于传输的是光信号，即适用于高压大电流、强磁场、强辐射等恶劣环境下也不易受干扰。(2)灵敏度高。即在被测对象很小的情况下，光路仍能接受较大立体角的辐射能量，因而灵敏度高。(3)光纤传感器结构简单，体积很小，重量轻，耗电少，不破坏被测温场。(4)强度高，耐高温高压，抗化学腐蚀，物理和化学性能

26、稳定。(5)光纤柔软可挠曲，克服了光路不能转弯的缺点，可在密闭狭窄空间等特殊环境下进行测温。(6)光纤构型灵活，可制成单根、成束、Y型、阵列等结构方式，可以在一般温度计难以应用的场合实现测温。29简述现场总线的含义和特点。答案：现场总线是应用于生产现场，在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。现场总线是将专用的微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自都有了数字计算和数字通信能力，或者成为有数字通信能力的智能仪表。特点：(1)实现了彻底的分散控制。现场设备具有通讯能力，现场的测量变送仪表可以与调节阀等执行机构直接传送信号，因而控制

27、系统功能能够在现场直接完成，实现了彻底的分散控制。(2)简化了系统结构。采用(ciyng)用数字信号替代模拟信号，可实现一对电线上传输多个信号，简化了系统结构。(3)实现(shxin)了系统的开放性。用户可以按自己的考虑和需要，不限定(xindng)厂家、机型，把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统，实现了自动化领域的开放互联系统。(4)现场总线系统的互可操作性和互用性。互可操作性是指实现互连设备间、系统间的信息传递和沟通，而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可实现相互替换。(5)采用数字传输方式，提高传输精度。现场总线通信方式可以进行双向通信，可以传输多种数据。一根现场总线配线可以

28、连接多台现场仪表。(6)现场总线节省硬件数量与投资，节省安装费用。现场总线系统中分散在现场的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警和计算功能，减少了变送器的数量，不需单独的调节器、计算单元。还可以用工控PC机做操作站，既节省了投资和占地面积，又减少了设计和安装的工作量。据有关典型试验工程的测算资料表明，可节约安装费用60%以上。30有人认为，调节阀的气开、气关就是正作用与反作用，这种理解对吗？为什么？答案：这种理解不对。调节阀由执行机构和阀体部件两部分组成。调节阀一般采用气动薄膜(有弹簧)执行机构，其作用方式有正、反两种。信号压力增大时，推杆下移的叫正作用执行机构；信号压力增大时，推杆上移的叫

29、反作用执行机构。阀体部件分为正、反装两种。阀杆下移时，阀芯与阀座间流通截面积减少的称为正装式，反之称为反装式。调节阀的作用方式分为气开和气关两种，有信号压力时调节阀关，无信号压力时调节阀开的为气关式，反之为气开式。气开、气关是由执行机构的正、反作用和阀体部件的正反装组合而成。组合方式如下：所以，把气开、气关理解为正、反作用是不对的。31在什么情况下，差压式流量计要加装冷凝器、集气器、沉降器和隔离器？答案：当导压管内的介质受环境温度的影响而冷却，或与测量管路内的状态不一样，例如测量蒸汽流量时，则应在差压管路内装冷凝器，并使正负导压管中的冷凝面有相等的高度和保持恒定，这样，当差压剧烈变化时，才不会

30、产生测量误差。当被测介质为液体时，则应在导压管的各最高点上安装集气器和排气阀，以便收集和定期排出液体中析出的各种气体。当测量含有杂质的液体和潮湿(chosh)的气体流量时，则应在导管的最低点安装沉降器和排污阀，以便收集和定期排出信号管路内的各种污物和积水。当测量有腐蚀性或高粘度、易凝结、析出固体的流体时，则应用(yngyng)隔离器和隔离液，将被测流体和差压仪表的导管隔开。32常用(chn yn)万用表的“R1000”档来检查电容器(电容量应较大)的质量。如在检查时发现下列现象，试解释之，并说明电容器的好坏：指针满偏转；指针不动；指针很快偏转后又返回原刻度()处；指针偏转后不能返回原刻度处；指

31、针偏转后返回速度很慢。答案：用万用表检查电容器实际上是利用表内电池通过表的内电阻R向电容器充电的过程，而万用表表头则指示充电电流的大小。(1)指针满偏转说明点器漏电电流很大，可能内部绝缘已击穿损坏，造成电容器被短路所致。但若稍后指针能返回原处，则只是因电容容量大，充电电流太大而已。(2)指针不动说明充电电流为0，电容器断线了。(3)开始充电电流大，然后逐渐减少，当充电结束时电流为0，故指针返回原刻度()处，说明该电容器是好的。(4)指针不能返回原处说明存在漏电电流，该电容器质量已不好，漏电电流较小(指针接近刻度处)尚可使用，否则应报废。(5)指针返回速度很慢说明电容容量很大，充电时间常数大，电

32、流减少很慢。只要经一定时间后指针能返回原处，电容便是好的。33在下图中，一个理想电压源和一个理想电流源相联，详细讨论它们的工作状态？答案：在图所示的电路中，理想电压源中的电流(大小和方向)决定于理想电流源的电流I，理想电流源两端的电压决定于理想电压源的电压V0。在图a中，电流从电压源的正端流出(V和I的方向相反)而流进电流源的正端(V和I的方向相同)故电压源处于电源状态，发出功率PVI，而电流源则处于负载状态。在图b中，电流从电流源的正端流出，而流进电压源的正端，故电流源发出功率，处于电源状态，而电压源处于负载状态。35串级控制系统较为普遍的投运方法是什么？为什么如此投运？答案：串级控制系统的

33、投运和简单控制系统一样，要求投运过程保证做到无扰动切换。串级控制系统由于使用的仪表和接线方式(fngsh)各不相同，投运的方法也不完全相同。目前采用较为普遍的投运方法，是先把副调节器投入自动，然后在整个系统比较稳定的情况下，再把主调节器投入自动，实现串级控制。这是因为在一般情况下，系统的主要扰动包含在副回路内，而且副回路反应较快，滞后小，如果副回路先投入自动，把副变量稳定，这时主变量就不会产生大的波动，主调节器的投运就比较容易了。再从主副两个调节器的联系上看，主调节器的输出是副调节器的设定，而副调节器的输出直接去控制调节阀。因此，先投副回路，再投主回路，从系统结构上看也是合理的。36论述变频器

34、矢量控制实现的基本原理及使用(shyng)场合。答案(d n)：矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量变频器主要用在启动力矩较大，对电机运行的稳定性要求较高的系统中，如起重机，电梯，数控机床，纺织机械，橡塑机械等。37电磁流量计在工作时，发现信号越来越小或突然下降，原因可能

35、有哪些？答案：当测量导管中没有介质时，电极间实际是绝缘的，造成p上述情况的主要原因是电极间的绝缘变坏或被短路，发现上述情况应从几个方面考虑：(1)测量导管内壁可能沉积污垢，应予以清洗和擦拭电极；(2)测量导管衬里可能被破坏，应予以更换；(3)信号插座可能被腐蚀，应予以清理或更换。38压力表的安装中对道压管的敷设有何要求？答案：(1)道压管的长短、粗细选择合适，一般内径610mm，长度350m。(2)水平安装的引压管应保持110120的倾斜度。(3)当被测介质易冷凝或冻结时应加保温伴热管。(4)测量液体压力，在引压管的最高处装设集气器；测量气体压力在引压管的最低处装设气液分离器；测量介质可能产生

36、沉淀物析出应在仪表前装沉降器。44试述孔板流量计的测量原理？答案：当被测流体(气体或液体)充满管道并流经节流装置时，流束将在节流处形成局部收缩，从而使流体的动能和势能相互转换，使流速增加，静压力降低，于是在节流件前后产生压差，假设管道内的流体是连续且不可压缩的，通过测量节流装置前后的压差为P，便可求出流经管道的体积流量和质量流量。39某流量调节系统，调节阀是对数(du sh)特性。在满负荷生产时，测量曲线平直；改为半负荷生产时，曲线漂浮，不容易回到给定值。是何原因？怎样才能使曲线在给定值上稳定下来？答案：对一个好的调节系统来说，其总的灵敏度要求是一定的，而整个系统得灵敏度又是由调节对象、调节器

37、、调节阀、测量元件等各个环节的灵敏度综和决定。满负荷时，调节阀开度大，而对数阀开度大时放大系数大，灵敏度高；改为半负荷时，调节阀开度小，放大系数小，灵敏度低。由于调节阀灵敏度降低，导致整个系统灵敏度降低，因而不易克服外界扰动，引起曲线(qxin)漂浮，不易回到给定值。为使曲线稳定下来，可适当减小调节器比例(bl)带，即增大调节器放大倍数，以保证调节阀小开度时，整个系统领名都不至于降低。40热电偶均质导体定律的内容是什么？答案：该定律的内容是：两种均质金属组成的热电偶，其电势的大小与热电极直径、长度及沿热电极长度上的温度分布无关，只与热电极材料和两端温度有关；热电势大小是两端温度函数之差，如果两

38、端温度相等，则热电势为零，如果材质不均匀，则当热电极上各处温度不同时，将产生附加热电势，造成无法估计的测温误差。41活塞式压力计的工作原理是什么？影响测量准确度的因素有哪些？答案：活塞压力计是根据流体静力学平衡原理和帕斯卡定律，利用压力作用在活塞上的力与砝码的重力相平衡的原理设计而成的。影响测量准确度的因素有所在地的重力加速度、空气浮力和温度。42涡街流量计的安装要求？答案：安装方向，在管道上可以水平、垂直或倾斜安装，测量液体和气体时应分别采取防止气泡和液滴干扰的措施，测量液体时，还必须保证待测流体充满整个管道，如垂直安装，应使液体自下而上流动，以保证管路中总是充满液体；直管段长度要求，前15

39、D 后10D，直管段内部要求光滑；安装漩涡发生体时，应使其轴线与管道轴线垂直；安装地点避免机械振动；仪表的流向标志与管内流体的流动方向一致。43论述超声波流量计的特点。答案：超声波流量计可以做成非接触式的，即从管道外部进行测量。因在管道内部无任何插入测量部件，故没有压力损失，不改变原流体的流动状态，对原有管道不需要任何加工就可以进行测量，使用方便；测量对象广，因不受被测流体的黏度、电导率的影响，故可测各种液体或气体的流量；输出信号与被测流体的流量成线性关系；和其他流量计一样，需要一定的直管段，一般前10D后5D；准确度不太高，约为1%；温度对声速影响较大，一般不适用于温度波动大、介质物理性质变

40、化大的流量测量，其次也不适于小流量、小管径的流量测量，因为这时相对误差增大。44直流电动机调速可以采用哪几种方法？每种方法的特点(tdin)是什么？答案(d n)：根据直流电动机的机械特性方程式：可知(k zh)，直流机可以采用以下几种方法调速：（1）电枢回路串电阻，可以获得机械特性较软的人为机械特性。（2）减弱励磁磁通，可以在基数转速以上调速，机械特性软但调速范围宽。（3）降压调速，机械特性好且调速范围宽，是一种应用较广的调速方法。58什么是比例、积分、微分调节规律？在自动控制中起什么作用？答案：（1）比例作用是依据偏差的大小来动作，其输入与输出成比例关系。比例调节的特点是：及时、有力，但由

41、余差。一般用比例度表示其作用的强弱，越小，调节作用越强，但比例作用太强时，会引起振荡。（2）积分调节依据偏差的累计作用来动作，其输出与偏差对时间的积分成比例，只有当余差消失时，积分作用才会停止，其作用是消除余差。但积分作用会使最大动态偏差增大，延长系统的调节时间。积分调节使用积分时间常数T来表示其作用的强弱，T越小，积分作用越强，但积分作用太强时，也会引起振荡。当调节过程不稳定时，可通过适当增大积分时间或加大比例度使其稳定。（3）微分调节依据偏差变化的速度来动作。其输入与输出偏差的速度成比例，其效果是阻止被控量的变化，有超前调节的作用，对滞后大的对象有很好的效果。它使调节过程偏差减小，时间缩短

42、，余差减小。微分调节用微分时间常数Td来表示其作用的强弱，Td大，作用强，但Td太大时也会引起振荡。在控制系统中加入微分的作用主要用来克服调解对象滞后和容量滞后。45隔离式安全栅与齐纳式安全栅比较，有何特点？答案：隔离式安全栅可以在危险区或安全区认为合适的任何一个地方接地，使用方便，通用性强；隔离式安全栅的电源、信号输入、信号输出均可通过变压器耦合，实现信号的输入、输出安全隔离，使安全栅的工作更加安全可靠；隔离式安全栅由于信号完全浮空，大大增强了信号的抗干扰能力，提高了控制系统正常运行的可靠性。46什么是临界比例度法？有何特点？答案：临界比例度法是在纯比例运行下通过试验，得到临界比例度和临界周

43、期，然后根据经验总结出来的关系，求出控制器各参数值。这种方法比较简单，易于掌握和判断，适用于一般的控制系统。但这种方法不适合用于临界比例度小的系统和不允许产生等幅振荡的系统，否则易影响生产的正常进行或造成事故。47仪表保护(boh)接地、工作接地和屏蔽接地有何要求？答案：（1）保护接地应牢固可靠。可通过接地干线连接到低压电气设备接地网上，也可直接与同电气接地网连接的钢结构连接。仪表设备外壳、仪表盘（箱）、接线箱等，当其在正常(zhngchng)情况下不带电，但有可能接触危险电压的裸露金属部件时，均应作保护接地。（2）信号回路负端接地的系统应做工作接地。工作接地应通过(tnggu)接地干线接到单

44、独的接地极上，构成独立的接地系统，信号回路的接地点应在二次仪表侧，但当采用接地型热电偶检测部分需接地的仪表时，不应再在显示仪表侧接地。（3）仪表屏蔽接地分为两种：一种是电缆保护管、电缆槽等接地，这类接地应与装置电气接地网相连，属于等电位连接；另一类为信号屏蔽电缆接地，应根据信号源和接收仪表的不同情况采用不同接法。信号屏蔽电缆接地均应单端接地。一般分为如下两种。传输接地型热电偶等信号电缆屏蔽接地应在现场信号源侧接地。传输变送器信号电缆屏蔽接地宜在控制室一侧接地。电缆的屏蔽层可与工作接地共用接地干线与接地电极。电缆现场端的屏蔽不得露出保护层外，同一线路的屏蔽层应具有可靠的电气连续性。48请论述串级

45、控制系统两步整定法的步骤。答案：所谓两步整定法就是按主、副回路分别整定，第一步先整定副回路，第二步再整定主回路。其步骤如下：（1）在工艺生产稳定，主、副回路均在纯比例调节规律运行的条件下，将主控制器比例度置于100，逐渐减小副控制器比例度，当副回路达到4：1衰减过程时，记下主控制器的比例度和操作周期。（2）将副控制器比例度固定在，逐渐减小主控制器的比例度，当主回路达到4：1衰减过程时，记下主控制器的比例度和操作周期。（3）根据求出的、，按4：1衰减法控制器参数计算表计算出主、副控制器的比例度、积分时间和微分时间。（4）按“先副后主”、“按先比例次积分后微分”的原则，将计算出的控制器参数加到控制

46、器上。（5）观察记录曲线，进行适当的调整。49对于单参数流量调节回路，操作人员反映流量波动大，如何进行检查并推断问题的主要原因？答案：（1）观察调解偏差指示是否波动，若偏差指示稳定而显示仪表示值波动，则是显示仪表故障。（2）若显示仪表示值和控制器偏差指示同时波动，则是变送器输出波动，这时将控制器改为手动控制（或遥控）；若示值稳定则是控制器控制不稳，控制器的参数需要重新整定。(3)控制器改为手动控制后，变送器输出仍波动，则应观察控制器手动电流是否稳定，若不稳定则是控制器手动控制故障；若稳定，则应观察调节阀风压表。若调解阀风压表示值波动，调节阀阀杆上、下动作，则是电气转换器或电气阀门定位器故障，也

47、可能是由于它们受震动而使输出波动。（4）控制器改手动后，调节阀风压稳定，阀杆位置不变，变送器输出仍波动。这时通知工艺人员后，将变送器停用，关闭二次阀，打开平衡阀，检查变送器工作(gngzu)电流、输出电流是否正常，若正常，将变送器输出迁移到正常生产时的输出值，此时，观察变送器输出值是否稳定，若不稳定则是变送器故障，或变送器输出回路接触不良；若变送器输出稳定，取消迁移量，启表后变送器输出仍波动，则是变送器引压管内有气阻或液阻。将气阻、液阻排除后，变送器输出仍波动，则是工艺流量自身波动，与操作人员共同分析原因加以解决。50图中的液面调节回路，工艺要求故障情况下送出的气体中也不许带有液体。试选取调节

48、阀气开、气关型式和调节阀的正、反作用，再简单说明这一调节回路的工作(gngzu)过程。答案：因工艺要求(yoqi)故障情况下送出的气体不许带液，故当气源压力为零时，阀门应打开，所以调节阀是气关式。当液位升高时，要求调节阀开度增大，由于所选取的是气关调节阀，故要求调节阀输出减少，调节器是反作用。其工作过程如下：液体液位变送器输出调节器输出调节阀开度液体输出液位。51下图所示的串级控制系统是否有错？错在什么地方？应如何改正，为什么？答案：很显然，工艺要求是控制塔釜温度，温度是主控制量。所以上图中主、副调节器位置搞错了。应以温度调节器为主调节器，流量调节器为副调节器，则温度调节器输出是流量调节器的给

49、定，而不是流量调节器的输出是温度调节器的给定，否则就不能起到提前克服蒸汽压力干扰的作用。应作如下改正。52试述比例、积分、微分三种调节规律的作用各是什么(shn me)？其调整原则是什么？答案：比例(bl)调节规律的作用是，偏差一出现就能及时调节，但调节作用同偏差量是成比例的，调节终了会产生静态偏差。（简称静差）积分调节规律的作用是，只要有偏差，就有调节作用，直到偏差为零，因此(ync)它能消除偏差。但积分作用过强，又会使调节作用过强，引起被调参数超调，甚至产生振荡。微分调节规律的作用是，根据偏差的变化速度进行调节，因此能提前给出较大的调节作用，大大减小了系统的动态偏差量及调节过程时间。但微分

50、作用过强，又会使调节作用过强，引起系统超调和振荡。这三种调节规律的调整原则是：就每一种调节规律而言，在满足生产要求的情况下，比例作用应强一些，积分作用应强一些，微分作用也应强一些。当同时采用这三种调节规律时，三种调节作用都应适当减弱，且微分时间一般难度取积分时间的1/41/3。53为什么压力、流量的调节一般难度不采用微分规律？而温度、成分的调节却多采用微分规律？答案：压力、流量等被调参数，其对象调节通道的时间常数T0较小，稍有干扰，参数变化就较快，如果采用微分规律，容容易引起仪表的系统的振荡，对调节质量影响较大。温度、成分等被调参数，其测量通道和调节通道的时间常数都较大，即使有一点干扰，参数变

51、化也缓慢，因此可以采用微分规律。采用微分和超前作用，可以克服被调参数的惯性，改善调节质量。54请画出蒸汽流量测量系统(加补正)的系统图。并论述其补正原理。答案：补正(bzhng)原理：根据(gnj)流量与差压的关系Q=K可求出流量，由于(yuy)是蒸汽测量，其运行参数与计参数会产生很大的偏差。由于被测介质密度的改变会产生测量误差，因此必须引用密度修正系数K进行修正,(K=)所以要将测得的流量乘以K，即为实际的流量值。其补正公式如下：根据补正经验公式：Q=QQ=K将(2)代入(1)：Q= K=K得出：Q= Kb其中Kb为补正系数、p为差压值、p为实际工作压力、T为实际工作温度。将三个参数通过相应

52、的设备将其变换成标准信号，再输入到智能积算仪，通过仪表内部的运算后，即可实现蒸汽流量的温度压力补正。55论述在大型旋转机械保护系统中喘振故障的机理特征，如何防止喘振的发生。答案：(1)压缩机出口管道气流发出的噪声时高时低，产生周期性变化，当进入喘振工况点时噪声还会加剧，甚至有暴音出现。(2)压缩机出口压力和进口流量均比正常工况变化很多，且发生周期性大幅度脉动，严重时可能出现气体从压缩机进口被倒推出来。(3)机体内会发生强烈振动，振幅会比正常工况增大许多，但振动频率比较低，一般在1/2倍频、1/4倍频以下，甚至在10Hz左右有较多分量。防止喘振发生的方法：与工艺配合，制订喘振安全放风线(确定压力

53、和流量的关系)当工况参数接近此区域时，采取放风措施，使其远离安全线。(具体描述放风调节原理)当放风系统故障时，采用安全仪表系统，一旦工况达到喘振点，立即停车，采用电磁阀快速放风。56试述变频器工作原理，并总结故障类型及原因。答案：变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能(dinnng)控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交直交方式(fngsh)（VVVF变频(bin pn)或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为

54、三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。1)过流故障：过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。2)过载故障：过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短，电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选

55、的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。3)欠压：说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。57现场加热炉炉温控制的非常严格，因此，常常采用串级调节系统对其实施控制。如果被调量为煤气，测温元件为热电偶，配合温度变送器进行测量。(1)请画出串级温度调节的原则系统图。(2)请说出各部分的作用及串级调节系统中整定调节器的顺序。(3)请回答串级调节系统的特点。答案：(1)原则系统图：TE101(2)FIC101为主调节器作为副调节器的外给定，TT101温度变送器通过热电偶来检测炉温，作为FIC101的过程值

56、，属于外环。FIC102为副调节器，FT101为流量变送器通过孔板检测燃料的流量，作为FIC102的过程值，属于内环。在整时应首先整定副调节器，再整定主调节器。(3)要点：A)由于内回路的快速作用，因而对于进入回路的干扰有很强的抑制作用。B)由于内回路的快速作用，改善了调节对象的动态特性，因而可以提高系统的工作效率。C)具有一定的自适应能力。58阐述交流变频器的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式的传动特点。答案：其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求(yoqi)，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定

57、子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。 59试述可编程序控制器的输入(shr)、输出继电器分别起什么作用？答案：输入继电器是PLC接收来自外部开关信号的“窗口”，输入继电器与PLC的输入端子相连，并具有许多常驻开和常闭触点，供编程时使用，输入继电器只能由外部信号驱动，不能被程序指令来驱动。输出继电器是PLC用来传递信号到外部负载(fz

58、i)的器件。输出继电器有一个外部输出的常开触点，它是按程序执行结果而被驱动的，内部有许多常开、常闭触点供编程中使用。60PLC编程题工艺如图，一个配料系统，由料斗、电子秤、下料闸门和电磁振动给料机组成，工艺要求每分钟配料量为03kg。料斗上装有一台电子秤，用于测量料斗内料的重量，秤的量程为02000kg，最小分辨率为2kg，料斗的下方装有一台电磁振动给料机（配料能力为0200kg/h），用于连续配料。电子秤的测量值已经PLC模块输入到控制系统中，电磁振动给料机可以通过PLC模块，采用420mA电流信号连续控制其配料速率，下料闸门为手动闸门。要求：假设PLC系统能提供20个中间变量，中间变量为m

59、1m20，电子秤量测信号已经完成工程单位转换。程序要求能计算出3分钟内的平均实时配料量（如：当时间为8:12:15时，计算出从8:9:15到8:12:15这3分钟内的平均配料量），计算结果为每分钟的下料量，10秒钟刷新一次数据。请用程序流程图的方式设计出控制程序。答案：程序流程图如图：61试述弹簧管式一般压力表测压时，量程和准确度等级选取的一般原则。答案：弹簧管式一般压力表，通常是用在现场长期测量工艺过程介质的压力。因此，选择压力表时既要满足测量的准确度要求，又要安全可靠、经济耐用。当被测压力接近压力表的测量上限时，虽然测量误差小，但仪表长期处于测量上限压力下工作，将会缩短使用寿命。当被测压力

60、在压力表测量上限值的1/3以下时，虽然压力表的使用寿命长，但测量误差较大。为了兼顾压力表的使用寿命和具有足够的测量准确性，通常在测量较稳定的压力时，被测压力值应处于压力表测量上限值的2/3处。测量脉动压力时，被测压力值应处于压力表测量上限值的1/2处。一般情况下被测压力值不应小于压力表测量上限的1/3。至于压力表的准确度等级，只要能满足工艺过程对测量的要求即可，不必选用过高的准确度等级。大小(dxio)应符合规程规定。62一个S7-300系统(xtng)PROFIBUS DP网中，采用ET200M做为从站，DP网频繁出现掉站现象，试分析故障(gzhng)产生的原因。答案：试从以下方面分析：A.