工业自动控制-答案解析

1、工业控制技术试题学号姓名1， 什么叫积分饱和现象？目前防止积分饱和的方法有哪几种？2， 调节器的比例度、积分时间、微分时间变化对系统过渡过程分别有何影响？,3， 如图示为锅炉汽包液位调节系统，试回答以下问题：1)如果采用简单控制系统则会出现“虚假液蒸汽位”现象，这是为什么？2)试设计双冲量控制系统实现控制，画出流程图；确定阀门的气开气关形式；给水4， 如图所示的氨冷器， 用液氨冷却铜液， 要求出口铜液温度恒定。 为保证氨冷器内有一定的汽化空间，避免液氨带入冰机造成事故，采用温度液位串级控制。此串级控制系统的主副被控变量各是什么？试设计一温度液位串级控制系统完成该控制方案 （即将图示的氨冷器控制

2、系统示意图补充完整） ；试画出温度液位串级控制系统的方块图；确定气动调节阀的气开气关形式，并说明原因；气氨铜液LTTTTCLC液氨5， 试简述 PROFIBUS现场总线1）什么叫积分饱和现象？目前防止积分饱和的方法有哪几种？答 ：一个具有积分作用的调节器，当其处于开环工作状态时，如果偏差输入信号长期存在，那么由于积分作用的结果， 将使调节器的输出不断增加或不断减小， 一直达到输出的极限值为止，这种现象称为积分饱和。防止积分饱和的方法有： （ 1）限幅法（ 2）积分切除法 （ 3）在正反馈回路中加一个间隙单元（ 4） 变速积分 PID 控制算法（ 5）超限削弱积分法2）调节器的比例度、积分时间、

3、微分时间变化对系统过渡过程分别有何影响？答： (1)比例度也就是比例增益反映比例作用的强弱，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例度pK 越大，比例作用越强，反之亦然。比例控制克服干扰能力较强、控制及时、 过渡时间短，但过大的比例使系统的稳定性下降， 甚至造成系统的不稳定。积分作用是使系统消除稳态误差，提高无差度。当有误差，积分调节就进行，若无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。积分时间IT 越小，积分作用越强，反之亦然。积分作用会使系统稳定性降低，但在过渡过程结束时无余差；微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能遇见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，

4、在偏差还没有形成之前，可被微分调节作用消除。微分时间DT越大，微分作用越强， 反之亦然。 微分作用能产生超前的控制作用，可以减少超调， 减少调节时间；但对噪声干扰有放大作用。3， 如图示为锅炉汽包液位调节系统，试回答以下问题：如果采用简单控制系统则会出现“虚假液位”现象，这是为什么？试设计双冲量控制系统实现控制，画出流程图；确定阀门的气开气关形式；答：（ 1）在锅炉汽包液位控制系统中，在燃料量不变的情况下，若蒸汽负荷突然有较大幅度的增加，由于汽包内蒸汽压力瞬时下降，汽包内的沸腾突然加剧，水中的汽泡迅速增多，将水位抬高，形成了虚假的水位上升现象，这种升高的液位并不代表汽包贮液量的真实情况，故称之

5、为虚假液位。（2）采用双冲量控制系统，引入蒸汽流量的前馈控制，使蒸汽负荷变化时首先由前馈控制系统克服，从而减少液位的波动。流程图如右：在气源中断时，从安全角度，应该开大阀门，使给水进入防止锅炉烧干，因此选择气关阀；4， 如图所示的氨冷器，用液氨冷却铜液，要求出口铜液温度恒定。为保证氨冷器内有一定的汽化空间，避免液氨带入冰机造成事故，采用温度液位串级控制。此串级控制系统的主副被控变量各是什么？试设计一温度液位串级控制系统完成该控制方案 （即将图示的氨冷器控制系统示意图补充完整）；试画出温度液位串级控制系统的方块图；确定气动调节阀的气开气关形式，并说明原因；答（ 1）此串级控制系统的主被控变量是铜

6、液出口温度，副被控变量是铜液液位。（ 2）温度液位串级控制系统完成该控制方案图如下：（3）温度液位串级控制系统的方块图如下：（ 4） 当气源中断时，氨冷器内部需要一定的气化空间，所以此阀门为气开阀。5 试简述 PROFIBUS现场总线PROFIBUS 是过程现场总线（Process FieldBus ）的缩写，于1989 年正式成为现场总线的国际标准。 目前在多种自动化的领域中占据主导地位它由三个兼容部分组成，即 PROFIBUSDP PROFIBUS PAPROFIBUS-FMS 。其中 PROFIBUS DP 应用于现场级，它是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I/O 之间的通

7、讯，总线周期一般小于10ms，使用协议第 1、2 层和用户接口，确保数据传输的快速和有效进行。PROFIBUS PA 适用于过程自动化，可使传感器和执行器接在一根共用的总线上，可应用于本征安全领域；PROFIBUS FMS 用于车间级监控网络， 它是令牌结构的实时多主网络，用来完成控制器和智能现场设备之间的通信以及控制器之间的信息交换。主要使用主-从方式，通常周期性地与传动装置进行数据交换。DP 和 PA 的完美结合使得 PROFIBUS 现场总线在结构和性能上优越于其他现场总线。 PROFIBUS 既适合于自动化系统与现场信号单元的通讯，也可用于可以直接连接带有接口的变送器、执行器、 传动装

8、置和其它现场仪表及设备，对现场信号进行采集和监控， 并且用一对双绞线替代了传统的大量的传输电缆，大量节省了电缆的费用， 也相应节省了施工调试以及系统投运后的维护时间和费用。根据统计，使用PROFIBUS 可以使工程总造价降低 2040% 。幸福，不能用手去捉摸，只能用心去琢磨，只能静静去体味。细细地品味了，你就享受到了它温馨的暖，或浓或淡的甜！幸福，其实很简单。幸福就是和爱人一起漫步，幸福就是吃到妈妈的拿手饭菜，幸福就是孩子在你的脚跟前转悠，幸福就是你能帮父母洗衣洗碗。幸福，其实很简单。拥有一份称心的工作，就是一种幸福；拥有一个温馨的家，就是一种幸福；拥有一位知心的朋友，就是一种幸福；拥有一份

9、好的心态，就是一种幸福；拥有一个相濡以沫的爱人，那更是一种幸福。幸福就是如此的平平凡凡，幸福就是这样的简简单单。幸福，其实就是自己心灵的感觉，沉淀在自己的心底，看不见摸不着，没有那么直观，可那种体验与享受却很真实、很直接。或许你没有丰富的物质，或许你不能掌控自己的名利，但只要你拥有一份良好的心情，幸福就会围着你转。幸福，其实很简单。幸福就是口渴时的那杯水，幸福就是饥饿时的那顿饭，幸福就是劳累时的歇歇脚，幸福就是闲暇时的那茶盏，幸福就是困倦时的那场眠，幸福就是相爱的人彼此的牵挂，幸福就是离别的人默默的思念！幸福，其实很简单。幸福就是平静的呼吸，仔细的聆听，忘情的观看；幸福就是有人爱，有事做，有所期待，有人给温暖；幸福就是不迷茫，不慌乱，生而无悔，活而无憾。幸福，其实就在路上，走一步，有一步的风景；进一步，有一步的欣喜；退一步，有一步的心境；停下步，忆往事，感到舒心的甜。幸福，其实很简单。当你失落，当你伤心，当你落泪时，有人会走到你身边给你一个拥抱，让你不再心酸，让你顿生温暖。幸福似一杯香茗，轻饮慢品