习题思考题集新编(上学校网)

PAGEPAGE15《自动化装置》习题思考题集一、计算题1-1某比例调节器，输入信号为4~20mA，输出信号为1~5V，当PB=40%时，输入信号变化4mA引起输出信号的变化量是多少?（容易）1-2某调节器的测量指针由50%变化到25%时，若该调节器的比例输出信号由12mADC下降到8mADC，则调节器实际比例带为多少?该调节器的作用方向是正还是负?（容易）1-3某比例积分调节器，正作用、PB=50%、TI=1min。开始时，测量、给定和输出均为50%，当测量信号变化到55%时，输出信号变化到多少?1min后又变化到多少?（中等）1-4某气动比例积分调节器，PB=100%、TI=2min、初始状态时偏差信号和输出信号均为0.5×102kpa，后来偏差信号从0.5×102kpa阶跃变化到0.7×102kpa，试问经过多少时间后输出信号可达到1.0×102kpa?（中等）1-5某温度控制系统，量程为0-1000℃。若采用比例积分调节器，正作用、PB=100%、TI=2min，稳态时给定信号和输出信号均保持在50%的位置上。系统因干扰2min后调节器的输出信号又稳定在60%的位置上。试问此时的被控温度=?℃。（困难）1-6一台DTL121调节器，稳态时测量信号、给定信号、输出信号均为5mA，当测量信号阶跃变化1mA时，输出信号立刻变成6mA，然后随时间均匀上升，当输出信号到达7mA时所用的时间为25s，试问该调节器的PB和TI各为多少？（困难）1-7一台ICE调节器，PB=50%、TI=0.2min、TD=2min、KD=10，假设输出信号的初始值为4mA，在t=0时加入0.5mA的阶跃信号，依次画出比例、比例积分、比例微分和比例积分微分作用时的响应曲线。试求出Io(t=0)=？mA；Io(t=12s)=？mA；Io(t=50s)=？mA。（困难）二、问答题2-1图2-1所示曲线为调节器的阶跃响应曲线，试回答：（中等）1．此曲线代表该调节器的什么工况?2．微分增益KD=?3．比例增益KP=?图2-1阶跃响应曲线2-2如图1-2所示。曲线1为PB=100%的比例积分特性曲线，若其它条件不变，令PB=50%，则比例积分特性曲线变成曲线2，对否?为什么?（困难）图2-2阶跃响应曲线2-3比例积分调节器为什么能消除余差?（中等）2-4液位控制系统采用比例调节器，在开车前要对变送器、调节器和执行器进行联校，当PB=20%，偏差=0，调节器的输出信号=50%时，若给定信号突变5%，试问突变瞬间调节器的输出信号=?（容易）2-5比例调节器为什么会产生余差?（容易）2-7试证明，理想比例积分调节器的积分时间TI和比例带PB的大小无关?（中等）2-8试说明下列符号代表的含义：AB3d、B3d、HⅢe，具有这些符号的仪表可用于那些场合?（容易）2-9下列所示场合，那一种场合在正常情况下就会形成爆炸性混合物?（容易）1．Q-1级2．Q-2级3．Q-3级4．H-1级5．G-2级2-10现场和控制室采用4~20mA的电流传输信号，控制室内部采用1~5V的电压联络信号，这种信号制有何优点?（容易）2-11防爆仪表有那些类型?采用什么标志?（容易）2-12ICE调节器在进行软手动操作时，PB、TI、TD随便置于任何一档，是否会对软手动操作的输出信号有影响，为什么？（中等）2-13ICE调节器在没有输入信号的情况下，只要调节硬手动操作杆，产生输出信号，就表明其比例积分电路和输出电路处于正常工作状态，为什么？（中等）2-14图2-3所示的电路具有什么调节规律？图中的电阻R2、R3和电容C1、C2各有什么作用？（困难）图2-3原理电路图2-15ICE调节器的输入电路为何采用差动输入和电平移动？（容易）2-16在ICE调节器的比例微分电路中，微分通断开关从“断”切换到“通”时，为什么输出信号保持不变？2-17ICE调节器的比例积分电路原理图如图2-4所示，试回答：（中等）1．当Uo2＝2V的阶跃信号时，Uo3（t＝0）＝？V。2．在正常的工作范围内，C21上的电压UC21和输出电压Uo3大小相等，方向相反，对吗？3．本电路的比例增益与那些元件有关？图2-4比例积分电路原理图2-18ICE调节器实现自动到软手动，硬手动到自动双向无平衡无扰动切换的原因是什么？（容易）2-19ICE调节器的调节精度和闭环跟踪误差是否为同一概念？（中等）2-20某调节器的运算电路原理图如图2-5所示，试分析在阶跃输入信号的作用下电路的变化过程。（困难）图2-5某调节器的运算电路原理图2-21某调节器的测量信号缓冲电路如图2-6所示。已知：R1=R2=R3=R4，测量信号Ui=1~5V（以0V为基准），基准电平UB=11V，导线电阻造成的压降Ucm=－3~6V。（中等）1．若Ui的极性如图所示，试求Uo=？V2．当R1＇＜＜R1＂时，若Ui的极性接反，试求Uo=？V3．IC的共模电压输入范围=？V4．Ucm能否被放大？为什么？5．电路有无电平移动？图2-6某调节器的测量信号缓冲电路2-22某调节器的比例微分电路如图8-9所示，试回答：（困难）1．开关S打在A和B时，电路各有什么调节作用？2．电容C1、C2，电阻R1的作用各是什么？3．Ui=1V的阶跃输入信号，t=0，Uo=？V；t=∞，Uo=？V。图2-7某调节器的比例微分电路2-23ISQ开方器为什么要设置小信号切除电路？如何切除？（困难）2-24ISB安全保持器采取了那些措施，使其具有安全火花型防爆性能。（容易）2-25ISB安全保持器的限制器是如何实现过压保护和过流保护的？（中等）2-26使用ISN比例积算器时，能否用变送器的输出电流直接对积分电容进行充电？为什么？如何解决这个问题？（中等）2-27试分析SRVD纪录仪中换流控制电路的工作原理？（中等）2-28参见下列程序，回答问题（困难）1．该调节器的给定信号是内给定还是外给定？2．当X1=3V、X2=2V、PB=100%、TI=∞、TD=0时，Y1=？mA。3．当A/M/C运行方式切换按键置于M时，输出信号Y1和X1、X2有关系吗？为什么？程序：①LDX2②STA1③LDX1④BSC⑤STY1⑥END2-29根据下列程序，说明当外给定信号=5V时，若PB=100%，TI=9999s，TD=0s，SLPC调节器的模拟量输出信号Y1、Y2、Y3=?V。（困难）1．LDA122．STX13．LDX14．BSC5．STY16．LDA127．LDA128．÷9．STY210．LDA1211．STY312．END2-30什么叫非线性控制?在SLPC调节器上如何实现非线性控制?（容易）2-31什么叫采样PI控制?在SLPC调节器上如何实现采样PI控制?（容易）2-32什么叫批量PID控制?在SLPC调节器上如何实现批量PID控制?（容易）2-33根据下列程序，说明当测量信号PV=1V，内给定信号SV=5V时，若PB=100%，TI=9999S，TD=0S，SLPC调节器正面板显示的PV和SV分别=？V，模拟量输出信号Y1、Y2、Y3分别=？V（困难）LDA12LDA12*STA16LDX1BSCSTY1LDA12STY2LDY1STY3END2-34参见下列程序，试回答问题（困难）1．CNT1和CNT2那个是内给定那个是外给定？2．X1和X2各代表什么物理量？3．程序中对什么参数进行了报警？4．DO1的输出是0还是1？程序如下：1．LDX12．LDX23．SQT4．CSC5．STY16．LDX37．FX18．LDX49．HSL10．HAL111．STDO112．END2-35什么是集散控制系统?它通常由那几部分组成?和模拟仪表相比较有哪些优点?（容易）2-36μXL集散控制系统有多少种输入输出插件?MA2、PAC、VM2、PB1四种插件的名称，功能和使用注意事项是什么?（中等）2-37内部仪表PID调节器从CAS到AUT/MAN，CAS/AUT到MAN为什么是无平衡无扰动切换?（中等）2-38基金会现场总线的技术要点表现在那几个方面？各自具有什么功能？（中等）2-39基金会现场总线有那两种规格？各自有什么样的网络结构？（中等）2-40为什么基金会现场总线H2的拓扑只能采用总线结构？为什么不能有分支？（中等）2-41过程现场总线由哪三部分构成？各自具有什么作用？（容易）2-42现场总线的定义是什么？（容易）2-43过程现场总线-过程自动化为什么具有互操作性？（容易）2-44DP/PA耦合器有那些产品和功能？（容易）2-45低速总线H1某段打算混用B型电缆和D型电缆各300m是否可以？试证明。（中等）2-46执行机构的正反作用是如何定义的?两者在结构上有什么不同?（容易）2-47理想流量特性和安装流量特性是如何定义的?各有什么意义?（容易）2-48调节阀的阀心曲面形状和流量特性有什么关系?（容易）2-49闪蒸、空化和气蚀是否一样?如果P1表示阀前压力，P2表示阀后压力，Pv表示液体的饱和蒸气压。在图2-8所示的工艺条件下能否产生气蚀?（中等）图2-8压力曲线2-50什么叫压力恢复能力？那些阀门的压力恢复系数高？（容易）2-51用什么方法可以改变调节阀的流量特性？那种方法比较简单？（容易）2-52对于腐蚀性和易结晶的介质应选那种调节阀？（容易）2-53某液体的qv=18m3/h，ρ=1g/cm3，P1=2.5×102kpa，P2=2×102kpa时，问气动调节阀的流量系数C=?（中等）2-54介质为空气，qm=50427kg/h，P1=34.8×105pa，P2=34.5×105pa，ρN=1.293kg/N.m3，t=1650C，试用压缩系数法和平均密度法求C值并加以比较。（困难）2-55已知二氧化碳，qvN=76000N.m3/h，P1=4Mpa，△P=1.8Mpa，ρN=1.997kg/N.m3，t=500C，绝热指数K=1.3，试用三种方法计算出直通双座阀的C值。（困难）2-56已知介质为蒸汽，qms=21500kg/h，P1=4.5×102kpa，P2=3×102kpa，ρN=1.92kg/m3，t=2340C，绝热指数K=1.3，试用膨胀系数法计算套筒阀的C值。（困难）2-57已知气液两相介质蒸汽的qms=2270kg/h，蒸汽的ρ1=3.6kg/m3；水的qm=4540kg/h，水的ρ1=0.902g/cm3；P1=7×102kpa，P2=3.5×102kpa，绝热指数K=1.3，如果选用角型阀，试问两相流的情况下所需的C值是多少?（困难）2-58因系统的需要，要把一个Dg20的直通单座阀从气开式改为气关式，应如何改装?需更换那些零件?（容易）2-59叙述直通单座阀和直通双座阀的特点及应用场合。（中等）2-60蝶阀有什么特点?适用于什么场合?有那些主要品种?（中等）2-61阀体部件可控的最小流量和泄漏量是否为一个概念?（容易）2-62有两个气动调节阀，其可调比R1=R2=30，第一个阀的最大流量qvmin1=100m3/h，第二个阀的最大流量qvmin2=4m3/h，若采用分程调节，其可调比为多少?（困难）2-63反应器控制系统中气动调节阀的气开、气关应如何选择?（困难）2-64某气动调节阀，若阀杆的位置是全行程的50%，流过阀体部件的流量是否为最大流量的50%?为什么?（中等）2-65什么情况下应当使用阀门定位器?（中等）2-66调节阀的流量特性为直线，qvmax=60Nm3/h，qvmin=3Nm3/h，L=10mm，当l=5mm时的qv=？Nm3/h。（困难）2-67某液体介质为重油，qv=6.8m3/h，ρ=850kg/m3，P1=5.2×102kpa，P2=5.13×102kpa，ν=180mm2/s时，选择直通单座调节阀，求流量系数C=?（中等）2-68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（困难）2-69什么是集散控制系统?它通常由那几部分组成?和模拟仪表相比较有哪些优点?（容易）2-70μXL集散控制系统有多少种输入输出插件?MA2、PAC、VM2、PB1四种插件的名称，功能和使用注意事项是什么?（中等）2-72内部仪表PID调节器从CAS到AUT/MAN，CAS/AUT到MAN为什么是无平衡无扰动切换?（中等）2-73什么是集散控制系统?它通常由那几部分组成?和模拟仪表相比较有哪些优点?（容易）2-74μXL集散控制系统有多少种输入输出插件?MA2、PAC、VM2、PB1四种插件的名称，功能和使用注意事项是什么?（中等）2-75内部仪表PID调节器从CAS到AUT/MAN，CAS/AUT到MAN为什么是无平衡无扰动切换?（中等）2-76什么是通信网络协议?在集散控制系统中常用的有那几种?（困难）三、画图题3-1一台比例微分调节器，PB=100%、KD=5、TD=2min，若给它输入一个图3-1所示的阶跃信号，试画出它的输出响应曲线。（中等）图3-1阶跃输入信号3-2根据图3-2给定的输出信号波形图和条件画出调节器输入信号的波形图。（困难）条件：PB=100%，TI=1.5min图3-2调节器输出信号波形图四、填空题4-1微分作用是()的调节作用，其实质是阻止()的变化，以提高()的稳定性使过程衰减得更厉害。TD越大，则微分作用()，KD越小，则微分作用()。（容易）4-2安全火花的定义是（），安全火花防爆系统的定义是（）（容易）4-3仪表的恒流特性定义为（）（容易）4-4在过程控制系统中，安全保持器处于（）仪表和（）仪表之间，与变送器配合使用的叫（）安全保持器；与执行器配合使用的叫（）安全保持器。（容易）4-5μXL集散控制系统中仪表图操作标记可以把内部仪表分成五级，其中的0级表示（）、2级表示（）、4级表示（）。组态时操作标记可定义为（）种颜色。（容易）4-6反馈控制的概念是（），反馈控制功能依靠（）来实现，（）相当于线连接。（容易）4-7顺序控制的概念是（），顺序控制功能依靠（）来实现，（）相当于线连接。（容易）4-8顺序元素中的“接点输出”可以作为操作信号，其符号表示为（），作操作信号时有四种输出状态分别是（）、（）、（）和（）。（容易）4-9在“回路连接”中的连接方式是（），它们的含义是（）。（中等）4-10操作站的方式切换有三种状态，（）状态不许修改参数；（）状态可以修改参数；（）状态用于系统的生成和维护。（容易）4-11CS3000集散控制系统由（）、（）、（）和（）组成的。（容易）4-12集散控制系统的集中表示（）、分散表示（）（容易）五、判断题5-1下列说法哪个正确？（中等）1．ISQ开方器输入信号=1V时，输出信号=1V；输入信号=5V时，输出信号=5V；因此，无论信号大小，放大倍数是相同的。2．由于其运算是开方关系，因此放大倍数随信号的增大而增大。3．由于其运算是开方关系，因此放大倍数随信号的减小而增大。5-2图5-1是ISN比例积算器电压频率转换电路的原理图，试问下列叙述中那一条是正确的？（中等）1．UF1≡UT12．UF2≡UT23．Ua＝常量4．Uc＝常量5．Uc对UB为负值6．Ua是矩形波还是锯齿波？7．Uc是矩形波还是锯齿波？8．Ua是直流信号。图5-1ISN比例积算器电压频率转换电路的原理图六、编程题6-1根据下式编写程序（容易）Y1=X1（2.5－0.3)/(0.9－X2)＋1.86-2根据下式编写程序（容易）Y1=〔(K1X1＋K2)X3/(K3X2＋K4)〕1/26-3利用高值选择和低值选择指令，试编写可从三个输入信号中选择中间值的程序。（中等）6-4有一个A、B流量相加为C流量的系统如图6-1所示。A流量为0~300l/h，B流量为0~700l/h，C流量为0~1000l/h。试编写程序。（困难）图6-1流量系统图6-5根据下列传递函数画出功能框图并编写程序。（中等）W(S)=K1〔1/(1＋TS)＋K2TDS/(1＋TDS)〕6-6有一个基本控制系统，要求无识别上下限报警，送入DO1，偏差报警送入DO2，若系统发生变化率报警时则由自动切向手动操作，试按要求编写程序。（困难）6-7有一个比率外部设定的基本控制系统如图6-2所示。试编写程序。（中等）图6-2比率外部设定的基本控制系统方框图6-7基本控制系统的方框图如图6-3所示，在手动或自动状态下，仪表正面的给定值指针通常显示内给定的值。当DI1=1时，要求用软件开关使仪表正面给定值指针显示由X2来的外给定的值，试编写程序。（困难）图6-3基本控制系统的方框图6-8某串级控制系统的方框图如图6-4所示，试编写程序。（中等）图6-4串级控制系统的方框图6-9当对象特性变化较大时，常采用由外部接点切换两种PID整定参数的控制方案，如图6-5所示。如果要求外部接点DI1=0时选用第一种PID整定参数，外部接点DI1=1时选用第二种PID整定参数，试利用SSC控制功能编写程序。（困难）图6-5功能框图6-10试编写一个基本控制系统，当外部接点输入为1时，将输出值送到测量指针上进行显示的程序。（困难）6-11有一个流量基本控制系统，要求将测量值和给定值都用平方刻度在SLPC调节器的正面表头上进行显示。按方框图6-6编程。（困难）图6-6流量基本控制系统的方框图6-12根据图6-7编写主程序和仿真程序，并画出键入过程图。（中等）