控制仪表与计算机控制装置周泽魁化学工业出版社课后答案

1、第一章1控制仪表和自动控制系统有什么关系？（P1自动控制系统和控制仪表）控制仪表与装置是实现生产过程自动化必不可少的工具。为了提高控制系统的功能，还可以增加一些仪表，如显示器、手操器等。而为了改善控制质量还可以采用串级控制等其他更复杂的控制方案，显然，这将需要更多仪表。实际所采用的仪表，可以是电动仪表，气动仪表等各种系列的仪表，也可以是各种控制装置，所有这些仪表或装置都属于控制仪表与装置范畴。显而易见，如果没有这些仪表或装置，就不可能实现自动控制。3单元组合式控制仪表有哪些单元？各有哪些功能？（P2书上有各单元功能以及品种）单元组合仪表分为八类：变送单元执行单元控制单元转换单元运算单元显示单元

2、给定单元辅助单元变送单元：它能将各种被测参数，如温度、压力、流量、液位等变换成相应的标准统一信号传送到接收仪表，以供指示、记录或控制。转换单元：转换单元将电压、频率等电信号转换为标准统一信号，或者进行标准统一信号之间的转换，以使不同信号可以在同一控制系统中使用。控制单元：将来自变送单元的测量信号与给定信号进行比较，按照偏差给出控制信号，去控制执行器的动作。运算单元：它将几个标准统一信号进行加、减、乘、除、开方、平方等运算，适用于多种参数综合控制、比值控制、流量信号的温度压力补偿计算等。显示单元：它对各种被测参数进行指示、记录、报警和积算，供人员监视控制系统和生产过程工况之用。给定单元：它输出统

3、一标准信号，作为被控制变量的给定值送到控制单元，实现定值控制。给定单元的输出也可以供给其他仪表作为参考基准值。执行单元：它按照调节器输出的控制信号或手动操作信号，操作执行元件，改变控制变量的大小。辅助单元：辅助单元是为了满足自动控制系统某些要求而增设的仪表，如操作器、阻尼器、限幅器、安全栅等。操作器用于手动操作，同时又起手动/自动的双向切换作用；阻尼器用于压力或流量等信号的平滑、阻尼；限幅器用于以限制信号的上下限值；安全栅用来将危险场所与非危险场所隔开，起安全防爆作用。4何谓集散控制系统？他是如何构成的？（P3）集散控制系统就是DCS系统。DCS系统是一种以微型计算机为核心的计算机控制装置。其

4、基本特点是分散控制、集中管理。构成：控制站（下位机）可由DCS系统的基本控制器（包括控制卡、信号输入/输出卡电源等）构成，也可以由PLC（包括CPU、I/O、电源等模块），或带有微处理器的数字式控制仪表构成。操作站（上位机）工业控制计算机、监视器、打印机、鼠标、键盘、通信网卡等。过程通信网络5何谓现场总线和现场总线控制系统？它们具有哪些优点？（P3）现场总线：是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线控制系统（FCS系统）是基于现场总线技术的一种新型计算机控制装置。其特点是现场控制和双向数字通信，即将传统上集中于控制室的控制功能分散到现场设备中实现现场控制

5、，而现场设备与控制室内的仪表或装置直接为双向数字通。优点：全数字化、全分散式、可互操作、开放式以及现场设备状态可控。6什么是信号制？控制系统仪表之间采用何种连接方式最佳？为什么？（P4）信号制即信号标准，是指仪表之间采用的传输信号的类型和数值。控制系统仪表之间采用420mADC直流电流信号传送，现场变送器和控制室仪表之间采用串联连接方式。电流信号便于远距离传送，不仅节省电缆、布线方便，而且还便于使用安全栅，有利于安全防爆。采用15VDC直流电压信号实现控制室内部仪表间联络。用电压信号传送的信息可以采用并联连接方式，使同一个电压信号为多个仪表所接收。在控制室内，各仪表之间的距离不远，适合采用15

6、VDC直流电压作为仪表之间的互相联络信号；任何一个仪表拆离信号回路都不会影响其它仪表的运行；各个仪表既然并联在同一信号线上，当信号源负极接地时，各仪表内部电路对地有同样的电位，这不仅解决了接地问题，而且各仪表可以共用一个直流电源。1-7防爆仪表与易燃易爆气体或蒸汽之间有何对应关系？iaIICT6和dIIBT3含义是什么？（P6）防爆仪表的分级和分组，是与易燃易爆气体或蒸汽的分级和分组相对应的。仪表的防爆级别和组别，就是仪表能适应的某种爆炸性气体混合物的级别和组别，即对于教材表1-6中相应级、组之上方和左方的气体或蒸汽的混合物均可以防爆。iaIICT6表示II类本质安全型ia等级C级T6组dII

7、BT3表示II类隔爆型B级T3组8怎样才能构成一个安全火花型防爆控制系统？构成安全火花防爆系统要求：在危险场所使用安全火花型防爆仪表；在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅。（安全栅的作用是限制由控制室至现场的能量）另外还应注意安装和使用上：（1）必须正确地安装安全栅和布线；（2）安全火花型现场仪表在危险场所时，虽然允许打开表壳进行检查，但携带到现场的维修用的仪器仪表，如万用表等，也必须是安全火花型的仪表。-Vr.第二章1控制器在自动控制系统中起什么作用？（P19）控制器在控制系统中起控制作用。它将来自变送器的测量信号与给定值相减以得到偏差信号，然后对偏差信号按一定的控制规律进行运算，运算结

8、果为控制信号，输出至执行器。2什么是偏差、正偏差和负偏差？什么是正作用控制器和反作用控制器？如何实现控制器的正反作用？（P19下面）偏差x：在研究控制器特性时，控制器的输入使被控变量（测量值）与给定值之差。正偏差x0,负偏差xvO。x0,相应的y0,则该控制器称正作用控制器；Ax。，相应的yvO,则该控制器称反作用控制器。11何谓积分饱和？它对控制系统有何影响？如何防止产生积分饱和？（P25）具有积分作用的控制器在单方向偏差信号的长时间作用下，其输出达到输出范围上限值或下限值以后，积分作用将继续进行，从而使控制器脱离正常工作状态，这种现象称为积分饱和。影响：积分饱和现象在控制系统中是十分有害的

9、，如果控制器处于积分饱和状态，当偏差反向时，控制器输出不能及时改变，需要经过一段时间，即要到积分作用部分回复到正常工作状态后才能对偏差做出正确的反应。这段等待时间使控制器暂时丧失了控制功能，从而造成了控制不及时，使控制品质变坏，甚至危及安全。防止积分饱和的方法通常有两种：在控制器输出达到输出范围上限值或下限值时，暂时去掉积分作限值或下限值时，暂时去掉积分作用，如由比例积分作用变为纯比例作用；在控制器输出达到输出范围上限值或下限值时，使积分作用不继续增加，如在比例积分电路的输入端另加一个与偏差相反的信号。12模拟式PID控制器有哪几种构成方式？各有什么特点？（P28不确定！）模拟式PID控制器的

10、构成方式有：单只放大器和微分电（气）路、积分电（气）路组成的PID结构形式；两个或两个以上的P、PI和PD运算部件通过串联、并联或串联并联混合方式组成的PID结构形式。偏差型PID运算式测量值Xm与给定值Xs相减后，得到偏差Ax,然后对偏差x进行比例、积分和微分的运算。缺点：对给定值的变化也进行PID运算。微分先行PID运算式一一先对测量值Xm进行微分运算，再与给定值Xs相减，然后再进行比例积分运算。优点：只对给定值的变化进行PI运算，避免了给定值变化产生的大幅度变化。13数字式控制器PID运算式有哪几种？各有什么特点？（P29）基本数字式PID运算式位置型算式输出与实际调节阀的阀位相对应。便

11、于计算机运算的实现，但计算繁琐、占用的计算机内存很大,计算错误或输出错误时，会造成调节阀开度错误，致使控制出错。增量型算式输出为两个采样周期PID输出值之差。计算机运算所需的内存较小、计算也相对简单，出现故障不会造成大的影响，易于系统手动和自动间的无扰动切换。速度型算式一一输出是增量型算式的输出值与采样间隔时间T之比。本质上与增量型算式是相同的。偏差系数型算式是将增量型算式展开后合并同类项而得到的。但是看不出比例积分和微分作用，它只反映各次采样偏差对输出即控制作用的影响程度。本质上还是增量型。改进型数字式PID运算式不完全微分算式微分作用采用实际微分作用。微分先行PID算式带不灵敏区的PID算

12、式在一定偏差范围内输出为0。积分分离PID算式一一在一定偏差范围内切除积分作用。14控制器一般应具有哪些功能？这些功能是如何实现的？偏差显示：控制器的输入电路接受测量信号和给定信号，两者相减，获得偏差信号，由偏差显示表显示偏差的大小和正负。输出显示：控制器输出信号的大小由输出显示表显示。由于控制器的输出信号是控制调节阀的开度，即开度与输出信号有一一对应的关系，所以习惯上将输出显示表称为阀位表。阀位表不仅显示调节阀的开度，而且通过它还可以观察到控制系统受扰动影响后控制器的控制过程。提供内给定信号及内、外给定的选择：当控制器用于单回路定值控制系统时，给定信号常由控制器内部提供，称作内给定信号。当控

13、制器作为串级控制系统或者比值控制系统中的副控制器使用时，其给定信号来自控制器的外部，称作外给定信号。正、反作用的选择：通过正反作用开关来选择。手动操作与手动/自动双向切换：通过控制器的手动/自动双向切换开关实现。2-19控制系统对自动与手动操作之间的切换有何要求？DDZ-III型调节器是如何满足这一要求的？（P47）对控制系统来说，在进行自动与手动之间切换时，为了不对控制系统造成扰动（无扰动），要求调节阀位保持不变，即控制器的输出保持不变。而为了保持控制器输出的不变，在进行自动与手动之间切换时，最好不必对控制器进行任何预平衡操作（无平衡），这样使用才方便快捷。DDZ-III（1）自动一软手动、

14、硬手动一软手动切换，均为无平衡扰动切换。（2）软手动f自动、硬手动f自动的切换，也为无平衡状态无扰动切换。（3）自动一硬手动、软手动一硬手动的切换，必须在切换前拨动硬手操拨盘，使它的刻度与调节器的输出电流相对应，即必须进行预平衡操作，才能做到无扰动切换。2-24SLPC可编程调节器如何保证出故障时调节器仍能起遥控作用？在使用中应注意什么？（P65）当CPU发生故障时，CPU的自检程序或WDT电路发出的故障输出信号FALL使电流输出电路被切换成保持状态，通过正面板上的扳键或按钮就可以在原有输出基础上进行软手动操作，增加或减少输出值。XI输入通道和电流输出通道的备用方式，使调节器在CPU出现故障后

15、不会处于完全瘫痪的状态，操作人员可以借助备用方式进行遥控操作，保证生产照常进行。因此在控制系统设计时，应考虑调节器这两个备用方式的合理使用。2-25什么是功能模块？SLPC可编程调节器有哪些功能模块？功能模块提供了各种功能，用户可以选择所需要的功能模块以构成用户程序，使调节器实现用户所规定的功能。SLPC的功能模块以指令形式提供：1、信号读取指令LD用于把输入输出等数据一SI。2、信号存储指令ST用于把S1中的数据一有关寄存器。3、程序结束指令END将控制无条件地转移出用户程序，结束本控制周期内的一切运算。4、功能指令完成各种指定功能基本运算+、-、X、三等带设备编号的运算十段折线函数运算等条

16、件判断上下限报警、逻辑运算、转移跳转等寄存器移位S寄存器交换、S寄存器循环移位控制功能BSC、CSC、SSC2-26SLPC可编程调节器如何实现调节器所应具有的功能？-Vr.第三章1变送器在自动控制系统中起什么作用？它有哪些类型？（P80）变送器在自动检测和控制系统中的作用，是对各种工艺参数，如温度、压力、流量、液位、成分等物理量进行检测，以供显示、记录或控制之用。无论是由模拟仪表构成的系统，还是由计算机控制装置构成的系统，变送器都是不可缺少的环节，获取精确可靠的过程参数值是进行控制的基础。按照被测参数分类，变送器主要有差压变送器、压力变送器、温度变送器、液位变送器和流量变送器等。2模拟式变送

17、器由哪几部分构成？试述其工作原理。（P80）模拟式变送器由模拟元器件构成，从构成原理来看，模拟式变送器由测量部分、放大器和反馈部分三部分组成。放丈器YIf反谎部分KfZ测星部分Ki工作原理：测量部分中包含检测元件，检测元件检测被测参数X,并将其转换成放大器可以接受的信号Zi,zi可以是电压、电流、位移和作用力等信号，由变送器的类型决定；然后由反馈部分把变送器的输出信号y转换成反馈信号Zf；在方法七的输入端，zi与调零及零点迁移信号Z0的代数和同zf放丈器YIf反谎部分KfZ测星部分Ki3试述智能式变送器的构成原理。（P81）智能式变送器由以微处理器（CPU）为核心构成的硬件电路和由系统程序、功

18、能模块构成的软件两大部分组成。智能式变送器硬件主要包括传感器组件（传感器和信号调理电路组成）、A/D转换器、微处理器、存储器（存放系统程序、功能模块和数据，还存有传感器特性、变送器的输入输出特性及变送器的识别数据）和通信电路等部分；采用HART协议通信方式的智能式变送器还包括D/A转换器。智能式变送器软件分为系统程序和功能模块两类。3-4某DDZ-III型差压变送器输入信号从20kPa变化到60kPa,输出信号相应从最小变化到最大。若输入信号从30kPa变化到40kPa，其输出应从多少变化到多少？输出信号最小变化到最大是420mA若输入信号从30kPa变化到40kPa，其输出应从8mA12mA

19、5何谓变送器的量程调整、零点调整和零点迁移？试举例说明。（P83）量程调整使变送器的输出信号上限值ymaX与测量范围的上限值XmaX相对应。对模拟式变送器，通常是改变反馈部分的反馈系数Kf，Kf越大，量程越大；反之Kf越小，量程越小。有些模拟式变送器还可以通过改变测量部分转换系数Ki来调整量程。对于数字式变送器，量程调整一般是通过组态实现的。零点调整使变送器的测量起始点为零。零点迁移是把测量的起始点由零迁移到某一数值：当测量的起始点由零变为某一正值，称为正迁移；当测量的起始点由零变为某一负值，称为负迁移。对于模拟变送器，是通过改变加在放大器输入端上的调零信号z0的大小来实现；对于智能式变送器，

20、也是通过组态来完成的。7变送器为什么要进行非线性补偿？一般如何进行补偿？（P84）变送器在使用时，总是希望其输出信号与被测参数之间成线性关系，但由于传感器组件的输出信号与被测参数之间往往存在着非线性关系，因此，为了使变送器的输出信号y与被测参数x之间呈线性关系，必须进行非线性补偿。补偿方式有两种：使反馈部分与传感器组件具有相同的非线性特性；使测量部分与传感器组件具有相反的非线性特性。3-8什么是FSK信号？HART协议通信方式是如何实现的？（P86-87）HART信号传输是基于Bell202通讯标准，在420mA.DC.基础上叠加幅度为土0.5mA的不同频率的正弦调制波作为数字信号。这种类型的

21、数字信号称为频移键控（FSK）信号实现方法：HART协议通信方式由微处理器、数模转换器AD421、HART通信模块、波形整形电路和带通滤波器组成的电路实现，原理图如下。CPU输出的与被测参数成比例的数字信号，经AD421转换为420mA直流信号输出，同时CPU将需进行数字通信的二进制数字信号由串行口的发送端RX输出至HART通信模块调制为FSK信号，再经波形整形电路送至AD421叠加到420mA直流信号上；而由其他仪表（如手持通信器）或上位机加载在420mA直流信号上的FSK信号，经带通滤波器送至HART通信模块解调为二进制的数字信号，送至CPU串行口的接收端TX。12简述电容式差压变送器工作

22、原理。（P98）电容式差压变送器的检测元件采用电容式压力传感器。输入差压Ap作用于测量部分电容式压力传感器的中心感压膜片，从而使感压膜片（即可动电极）与两固定电极所组成的差动电容之电容量发生变化，此电容变化量由电容/电流转换电路转换成电流信号Id，Id和调零与零迁电路长生的调零信号Iz的代数和同反馈电路产生的反馈信号If进行比较，其差值送入放大器，经放大得到整机的输出信号Io。3-13用电容式差压变送器测量流量，若测量范围为016m3/h。当流量为12m3/h时变送器的输出电流是多少？16mA第四章4-10安全栅有哪些作用？（P155）安全栅是构成安全火花防爆系统的关键仪表，其作用是：一方面保

23、证信号是的正常传输：如把变送器检测来的信号送控制室仪表，把控制器产生的控制信号送给现场执行器等；另一方面控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以下，以确保系统的安全火花性能。11说明齐纳式安全栅的工作原理。（P155）齐纳式安全栅是基于齐纳二极管反向击穿特性来工作的。齐纳式安全栅原理图如下图所示，工作原理为：系统正常工作时，安全侧电压U1低于齐纳二极管的击穿电压U0,齐纳二极管（VZ）截止，安全栅不影响正常的工作电流。但现场发生事故，如短路，利用电阻R进行限流，避免进入危险场所的电流过大；当安全侧电压U1高于齐纳二极管的击穿电压U0时，齐纳二极管击穿，进入危险场所的电压被限

24、制在U0上,同时安全侧电流急剧增大,快速熔断器FU很快熔断，从而将可能造成危险的高电压立即和现场断开，保证了现场的安全。O12说明检测端安全栅和操作端安全栅的构成及基本原理。（P155-P157）检测端安全栅由DC/AC转换器、整流滤波器、调制器、解调放大器、隔离变压器及限能器等组成。其工作原理为：DC/AC变换器采用多谐振荡器电路，将24VDC供电电压转换为方波供电电压，然后由隔离变压器T1对供电通道进行隔离，经整流滤波为限能器和解调放大器提供工作电压，同时方波电压经调制器整流滤波转换成功24VDC电压，然后由限能器限压后为现场变送器提供工作电压。而现场变送器产生的420mADC的测量信号经

25、限能器限流后由调制器转换成交流信号，再由电流互感器T2隔离并耦合至解调放大器，解调放大器又将其恢复成420mADC（或15VDC）送给控制室显示仪表或调节仪表。操作端安全栅由DC/AC转换器、调制器、隔离变压器、解调放大器、整流滤波器和限能器组成。工作原理为：操作端安全栅是将控制仪表送来的420mADC信号由调制器利用DC/AC转换器提供的供电方波转换为交流方波信号，该信号由信号隔离变压器T2隔离后送至解调放大器，由解调放大器将此方波新华重新还原为420mADC信号，经限能器送至现场。限能器作用是限流和限压，防止高电压或大电流进入现场。AA-第五章1执行器在控制系统中起什么作用？气动调节阀和电

26、动调节阀有哪些特点？（P160）执行器在控制系统中的作用是接受来自控制器的控制信号，通过其本身开度的变化，从而达到控制流量的目的。气动调节阀特点是结构简单、动作可靠稳定、输出力大、安装维修方便、价格便宜和防火防爆等优点，在工业生产中使用最广，特别是石油、化工等生产过程。缺点是响应时间大，信号不适于远传。电动调节阀特点是动作较快，特别适于远距离的信号传送、能源获取方便等优点；缺点是价格较贵，一般只适用于防爆要求不高的场合。2执行器由哪些部分构成？各起什么作用？（P160）执行器由执行机构和调节机构（又称为调节阀）两个部分组成。执行机构是执行器的推动装置，它根据输入控制信号的大小，产生相应的输出力

27、F（或输出力矩M）和位移（直线位移1或角位移e）,推动调节机构动作。调节机构是执行器的调节部分，在执行机构的作用下，调节机构的阀芯产生一定位移，即执行器的开度发生变化，从而直接调节从阀芯、阀座之间流过的被控介质的流量。5-3何谓正作用执行器？执行器是如何实现正、反作用的？（P161）执行器有正、反作用两种方式，当输入信号增大时，执行器的流通截面积增大，即流过执行器的流量增大，称为正作用；当输入信号增大时，流过执行器的流量减小，称为反作用。气动调节阀的正反作用可通过执行机构和调节机构的正反作用的组合实现，通常，配用具有正反作用的调节机构时，调节阀采用正作用的执行机构，而通过改变调节机构的作用方式

28、来实现调节阀的气开或气关；配用只具有正作用的调节机构时，调节阀通过改变执行机构的作用方式来实现调节阀的气开或气关。对于电动调节阀，由于改变执行机构的控制器（伺服放大器）的作用方式非常方便，因此一般通过执行机构的作用方式实现调节阀的正反作用。5-4气动执行机构有哪几种？它们各有什么优点？它们的工作原理和基本结构是什么？（P161）气动执行机构有薄膜式、活塞式和长行程式三种类型。薄膜式执行机构简单、动作可靠、维修方便、价格低廉，是最常用的一种执行机构；活塞式执行机构允许操作压力可达500kPa,因此输出推力大，但价格较高；长行程式执行机构的结构原理与活塞式执行机构基本相同，它具有行程长、输出力矩大

29、的特点，直线位移为40200mm,适用于输出角位移和力矩的场合。（气动执行机构又可分为有弹簧和无弹簧两种。有弹簧式气动执行机构较之无弹簧式气动执行机构输出推力小、价格低。有弹簧式薄膜执行机构又分为单弹簧和多弹簧两种，后者与前者相比，具有重量轻、高度小、结构紧凑、装校简便、输出力大等特点，被称为轻型或精小型气动执行机构。）5-5电动执行机构的构成原理和基本结构是什么？伺服电机的转向和位置与输入信号有什么关系？（P163）电动执行机构由伺服放大器、伺服电机、位置传送器和减速器四部分组成，其构成原理如图：伺服放大器伺服电动机减速器1,则输入信号与反馈信9信号减小，则差值信号为负,伺服放大器控制电动机

30、反转伺服放大器伺服电动机减速器1,则输入信号与反馈信9信号减小，则差值信号为负,伺服放大器控制电动机反转,即电动机可根据输入信号与反馈信号差值的极性产生正转或反转,以带动调节机构进行开大或关小阀门。5-7智能式电动执行机构是如何构成的？它们各有什么特点？（P166）智能式电动机执行机构由伺服放大器、伺服电机、位置传送器和减速器四部分组成,其构成原理如图：伺服电机的转向和位置与输入信号的关系:如输入电信号增加号的值为正极性，伺放大器控制电动机正?伺服放大器伺服电动机减速器心一位置发生器程点。有的伺服放大器中还采用了变频技术,可以更有效地控制伺服电机的动作。减速器采用新颖的传动结构,运行平稳、传动

31、效率高、无爬行、摩擦小。位置发送器采用了新技术和新方法,有的采用霍尔效应传感器,直接感应阀杆的纵向或旋转动作,实现了非接触式定位检测；有的采用特殊的电位器,电位器中装有球轴承和特种导电塑料材质做成的电阻薄片；有的采用磁阻效应的非接触式旋转角度传感器。智能式执行机构的特点之一：可有软件计算的方法修正阀的固有特性,而不用修改阀芯。5-13什么叫气开阀？什么叫气关阀？根据什么原则选择调节阀的气开关型式？（P180）气开阀：在有信号压力输入时阀打开、无信号压力时阀全关。气关阀：在有信号压力时阀关闭,无信号压力时阀全开。气开、气关的选择要从工艺生产上的安全要求出发。考虑原则是：信号压力中断时,应保证设备

32、和操作人员的安全,如阀门处于打开位置时危害性小,则应选用气关阀；反之则用气开阀。5-16阀门定位器有什么作用？简述电/气阀门定位器、气动阀门定位器和智能式阀门定位器的工作原理。（P185）阀门定位器是气动执行器的主要附件,具有以下作用：提高阀杆位置的线性度,克服阀杆的摩擦力,消除被控介质压力变化与高压差对阀位的影响,使阀门位置能按控制信号实现正确定位。增加执行机构的动作速度,改善控制系统的动态特性。可用0.21.0Kgf/cm2的标准信号压力去操作0.42.0Kgf/cm2的非标准信号压力的气动执行机构。工作原理：电/气阀门定位器当信号电流通人到力矩马达1的电磁线圈时，它受永久磁钢作用后，对主

33、杠杆2产生一个向左的力，使主杠杆绕支点16反时针方向偏转，挡板13靠近喷嘴15,挡板的位移经气动放大器14转换为压力信号pa引入到气动执行机构8的薄膜气室,因pa增加而使阀杆向下移动，并带动反馈杆9绕支点4偏转，反馈凸轮5也跟着逆时针方向偏转,通过滚轮10使副杠杆6绕支点7顺时针偏转,从而使反馈弹簧11拉伸,反馈弹簧对主杠杆2的拉力与信号电流10通过力矩马达1作用到杠杆2的推力达到力矩平衡时，阀门定位器达到平衡状态。此时,一定的信号电流就对应于一定的阀杆位移,即对应于一定的阀门开度。685916II)13P气动阀门定位器一一当通如波纹管685916II)13P气动阀门定位器一一当通如波纹管1的

34、信号压力po增加时，使主杠杆2绕支点16偏转,挡板13靠近喷嘴15,喷嘴背压升高。此被压经放大器14放大后的压力pa引入到气动执行机构8的薄膜气室，因其压力增加而使阀杆向下移动，并带动反馈杆9绕凸轮支点4转动，反馈凸轮5也跟着做逆时针方向转动，通过滚轮10使副杠杆6绕支点7偏转，从而使反馈弹簧11拉伸，反馈弹簧对主杠杆2的拉力与信号压力p1通过波纹管1作用到杠杆2的推力达到力矩平衡时，阀门定位器达到平衡状态。此时，一定的信号压力就对应于一定的阀门位移，即对应于一定的阀门开度。调零弹簧12起零点调整作用；迁移弹簧3用于分程控制调整。电气转换控制部分微处理机信号関理部分输人智能式阀门定位器信号调理

35、部分将输入信号和阀位反馈信号转换为微处理机所能接受的数字信号后送入微处理机；微处理机将这两个数字信号按照预先设定的特性关系进行比较，判断阀门开度是否与输入信号相对应，并输出控制电信号至电气转换控制部分；电气转换控制部分将这一信号转换为气压信号送至气动执行机构，推动调节机构动作；阀位检测反馈装置检测执行机构的阀杆位移并将其转换为电信号反馈到阀门定位器的信号调理部分。电气转换控制部分微处理机信号関理部分输人阀位检测反馈装冒数字式阀门定位益I幽亠去T_第八早1什么是计算机控制系统？它的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？（P191-192）计算机控制系统就是利用计算机实现工业生产过程的自动控制系

36、统。硬件组成：主机系统包括CPU,RAM,ROM,完成数据采集、控制决策和控制输出。外部设备按功能分为输入设备，输出设备和外存储器。最常用的输入设备是鼠标和键盘，用来输入程序、数据和操作命令；常用的输出设备是打印机、CRT等，它们以字符、曲线、表格和图形等形式来反映生产工况和控制信息；常用的外存储器是磁盘等，它们兼有输入和输出两种功能，用来存放程序和数据。系统总线包括内部总线和外部总线。内部总线是计算机系统内部各组成部分进行信息传送的公共通道。外部总线是计算机控制装置与其他计算机系统、智能仪表及各种智能设备进行信息传送的公共通道。过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信号传递和变换的连接通道。

37、2衡量系统硬件可靠性的指标通常有哪些？它们的含义分别是什么？（P194）衡量指标有：可靠度、平均无故障工作时间、平均故障修复时间。可靠度可靠度即是用概率来表示的零件、设备或系统的可靠程度。具体定义是：在规定的环境温度、湿度、振动和使用方法及维护措施等条件下，在规定的工作期限内，设备无故障地发挥规定功能（应具备的技术指标）的概率。平均无故障工作时间MTBF、平均故障修复时间MTTRMTBF指设备在相邻两次故障的间隔内正常工作的平均时间,MTTR指设备出现故障以后经过维修恢复并重新投入运行所需要的平均时间。6-7计算机网络的常用拓扑有哪些？各有什么特点？（P203）总线型网络总线型结构由一条高速公

38、用主干电缆即总线连接若干个结点构成网络网络中所有的结点通过总线进行信息的传输。这种结构的特点是结构简单灵活，建网容易使用方便，性能好。其缺点是主干总线对网络起决定性作用，总线故障将影响整个网络。总线型拓扑是使用最普遍的一种网络。环形网络环型拓扑由各结点首尾相连形成一个闭合环型线路。环型网络中的信息传送是单向的，即沿一个方向从一个结点传到另一个结点；每个结点需安装中继器，以接收放大、发送信号。这种结构的特点是结构简单，建网容易，便于管理。其缺点是当结点过多时，将影响传输效率，不利于扩充。星型网络星型拓扑由中央结点集线器与各个结点连接组成。这种网络各结点必须通过中央结点才能实现通信。星型结构的特点

39、是结构简单、建网容易，便于控制和管理。其缺点是中央结点负担较重，容易形成系统的“瓶颈”，线路的利用率也不高。树形网络树型拓扑是一种分级结构。在树型结构的网络中，任意两个结点之间不产生回路，每条通路都支持双向传输。这种结构的特点是扩充方便、灵活，成本低，易推广，适合于分主次或分等级的层次型管理系统。网状网络主要用于广域网，由于结点之间有多条线路相连，所以网络的可靠性较搞高。由于结构比较复杂，建设成本较高。6-8网络协议为什么要分层？简述OSI/RM的分层体系及其信息流动过程。（P206-207）计算机通信会涉及不同地域的站点、不同厂家的硬件、不一致的通信规则，如果企图用一个协议来规定通信的全过程

40、，该协议将会因极其杂乱而无法实施。因此，与处理企图的复杂系统一样，计算机网络体系的设计也此阿勇了层次化的方法。6-9DTE和DCE的含义是什么？它们对应于哪些网络设备？（P208）数据终端设备DTE是指由一定数据处理能力的发送、接收设备，如计算机、终端等。数据电路连接设备DCE是数据通信设备或电路连接设备，如调制解调器等。6-10虚电路和数据报有什么区别？6-11通信子网和资源子网的功能是什么？各由哪些部分组成？（百度的）资源子网由主机系统、终端控制器、终端组成。也可以说成：资源子网包括各种与计算机和相关的硬件和软件。主要功能：负责数据处理，为用户提供透明的信息传输。通信子网由网络节点、通信链

41、路组成。也可以说成：通信子网是连接资源子网中各计算机资源并提供通信服务的连接服务。主要功能：为主机提供数据传输，实现信息交换。6-13TCP协议和UDP协议的特点各是什么？（P214）传送控制协议TCP是一个面向连接的协议，它可以为用户进程提供可靠的全双工字节流传输服务。它要为用户进程提供虚电路服务，并为数据传输的可靠性进行检查，还要采取流量控制措施，以避免快速发送方向低速接受方发送过多的报文而使接收方无法处理。目前，internet上绝大多数网络服务都使用TCP。用户数据报协议UDP是一个不可靠的、无连接的协议。它提供灵活、高效的数据报传输。UDP在数据传输前不需要事先建立连接，也不需要排序和流量控制，UDP传输效率相当高，但要求底层网络比较可靠。第八章8-2DCS硬件体系主要包括哪几部分？过程控制级：是DCS的最底层，与生产过程直接相连。过程控制级所采用的装置称为现场控制单元（FCU），也有称过程控制单元、现场控制站、过程监测站、基本控制器、过程接口单元等，由安装在控制机柜内的标准化模件组装而成，实现DCS的分散控制功能。生产过程的各种参量由传感器接受并转换送给现场控制单元，完成信号的模/数转换和控制运算，去操作执行机构。过程管理级：由工程师站、操作员站、管理计算机和显示装置组成直接完成对过程控制级的集中监视和管理，通常称为操作站。生产管理级：是由功能强大的