過程控制總結(jié)

1、過程控制總結(jié)過程控制總結(jié)過程控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料第1章過程控制是指工業(yè)生產(chǎn)過程中連續(xù)或按照一定周期程序運(yùn)行的生產(chǎn)和過程 自動(dòng)化。過程控制系統(tǒng)的定義：為實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)工藝參數(shù)的自動(dòng)控制，由相互聯(lián) 系、制約的一些儀表、裝置及工藝對(duì)象、設(shè)備構(gòu)成的一個(gè)整體。連續(xù)過程：穩(wěn)態(tài)條件下連續(xù)完成生產(chǎn)任務(wù)的生產(chǎn)過程。被控量：被控制的 過程變量操作量：用來保持被控量等于或接近設(shè)定值的過程變量。干擾量：能夠影 響被控量的過程變量。過程控制系統(tǒng)的基本要求：穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性。時(shí)域控制性能指標(biāo) 包括：衰減比、最大動(dòng)態(tài)偏差與超調(diào)量、余差、振蕩頻率和調(diào)節(jié)時(shí)間、偏離 度。過程控制系統(tǒng)由檢測(cè)變送單元、控制器、執(zhí)行器和被控過程組成。過

2、程 控制系統(tǒng)的分類：按過程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類：1.反饋控制系統(tǒng)。2.前饋控制系統(tǒng)。3.前 饋-反饋復(fù)合控制系統(tǒng)。按設(shè)定值信號(hào)的特點(diǎn)分類：1.定值控制系統(tǒng)。2.隨動(dòng)控制系統(tǒng)。3.順序控 制系統(tǒng)。鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)是定值控制系統(tǒng)。第2章自衡：在原平衡狀態(tài)出現(xiàn)干擾時(shí)，無需外加任何控制作用，被控過程能夠 自發(fā)地趨于新的平衡狀態(tài)。無自衡：在原平衡狀態(tài)出現(xiàn)干擾時(shí)，當(dāng)沒有外加任何控制作用時(shí)，被控過 程不能重新到達(dá)新的平衡狀態(tài)。建立被控過程的數(shù)學(xué)模型的目的：設(shè)計(jì)過程控制系統(tǒng)、整定控制器參 數(shù)；指導(dǎo)生產(chǎn)工藝及其設(shè)備的設(shè)計(jì)；被控過程及新型控制策略的仿真分析和研 究；工業(yè)過程的故障檢測(cè)與診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)。數(shù)學(xué)模型的

3、基本要求：簡(jiǎn)單、能正確可靠地反映過程輸入和輸出之間的 動(dòng)態(tài)關(guān)系。過程建模的基本方法：解析法，實(shí)驗(yàn)辨識(shí)法，混合法解析法：根據(jù) 被控過程的內(nèi)在機(jī)理，運(yùn)用已知的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)物料平衡、能量平衡等關(guān)系，用 數(shù)學(xué)推理的方法求取被控過程的數(shù)學(xué)模型。實(shí)驗(yàn)辨識(shí)法：根據(jù)過程輸入、輸出的實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，通過過程辨識(shí)和參數(shù) 估計(jì)得出數(shù)學(xué)模型。混合法：將機(jī)理演繹法和實(shí)驗(yàn)辨識(shí)法相結(jié)合來建立過程的數(shù)學(xué)模型。解析法建模的一般步驟：1.明確過程的輸入變量、輸出變量和中間變 量。2.根據(jù)建模對(duì)象和模型使用目的做出合理假設(shè)。3.根據(jù)過程的內(nèi)在機(jī)理， 建立靜態(tài)和動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系方程。4.消去中間變量，求取過程的數(shù)學(xué)模型。5.模 型簡(jiǎn)化。響應(yīng)

4、曲線法：指通過操作調(diào)節(jié)閥，使被控過程的控制輸入產(chǎn)生一個(gè)階 躍變化或方波變化，得到被控量隨時(shí)間變化的階躍響應(yīng)曲線或脈沖響應(yīng)曲線； 根據(jù)輸入-輸出數(shù)據(jù)來辨識(shí)輸入-輸出之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。脈沖響應(yīng)曲線法：在正常工作基礎(chǔ)上，給過程施加一個(gè)矩形脈沖輸入，通 過測(cè)取相應(yīng)的輸出變化曲線來估計(jì)過程參數(shù)。第3章過程控制研究的四大參數(shù)：溫度、壓力、流量、物位。過程參數(shù)檢測(cè)儀 表通常由敏感元件和變送單元構(gòu)成。檢測(cè)儀表的工作特性：指能滿足被測(cè)參數(shù)測(cè)量和系統(tǒng)運(yùn)行需要而應(yīng)具有的 儀表輸入/輸出1過程控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料特性，主要通過量程與零點(diǎn)的調(diào)整與遷移來實(shí)現(xiàn)。測(cè)量誤差：可劃分為絕 對(duì)誤差和相對(duì)誤差。溫度檢測(cè)方法：按測(cè)溫元件是否

5、與被測(cè)介質(zhì)接觸，可分為接觸式測(cè)溫和非 接觸式測(cè)溫。流量：指單位時(shí)間內(nèi)流過某一截面的流體數(shù)量。物位指物料的高 度，包括液位、料位、界位。第4章執(zhí)行器：由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。按使用能源不同，分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)。按輸出位移形式不同，分為轉(zhuǎn) 角型、直線型。按動(dòng)作規(guī)律不同，分為開關(guān)型、積分型和比例型。執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥組合實(shí)現(xiàn)氣開和氣關(guān)兩種調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥流量特性：介質(zhì)流過閥門的相對(duì)流量與閥門的相對(duì)開度之間的關(guān) 系。調(diào)節(jié)閥的理想流量特性有直線、等百分比、快開、拋物線4種形式。選擇蒸汽鍋爐的控制閥門時(shí)，為保證失控狀態(tài)下鍋爐的安全，給水閥應(yīng)選 氣關(guān)式、燃?xì)忾y應(yīng)選氣開式。第5章同時(shí)具備點(diǎn)燃源、爆炸性物

6、質(zhì)、空氣時(shí)，才可能產(chǎn)生爆炸。引起爆炸性危 險(xiǎn)氣體爆炸的主要點(diǎn)燃源：電火花和熱效應(yīng)。本安型防爆儀表必須限制能量，可 靠地將電路中的電壓和電流限制在一個(gè)允許的范圍內(nèi)。安全柵：安裝在安全 場(chǎng)所，是安全場(chǎng)所儀表和危險(xiǎn)場(chǎng)所儀表的關(guān)聯(lián)設(shè)備，一方面?zhèn)鬏斝盘?hào)；另一方 面控制流入危險(xiǎn)場(chǎng)所的能量在爆炸氣體或混合物的點(diǎn)火能量以下，以確保系統(tǒng) 的本安防爆性能。判斷系統(tǒng)是否屬于安全火花型防爆系統(tǒng)的充分必要條件：危險(xiǎn)場(chǎng)所的儀表 必須設(shè)計(jì)成安全火花型；安全場(chǎng)所的儀表與危險(xiǎn)場(chǎng)所的儀表之間必須有安全 柵，從而限制送往危險(xiǎn)場(chǎng)所的電壓、電流，保證進(jìn)入危險(xiǎn)場(chǎng)所的電功率在安全 范圍內(nèi)。第6章PID控制原理：本質(zhì)上是一種負(fù)反饋控制，特別

7、適用于過程的動(dòng)態(tài)性能良 好而且控制性能要求不太高的情況。PID控制參數(shù)整定：根據(jù)被控過程特性和系統(tǒng)要求確定調(diào)節(jié)器的比例度 6、積分時(shí)間TI和微分時(shí)間TD，使系統(tǒng)的過渡過程達(dá)到滿意的控制品質(zhì)?？刂茀?shù)指標(biāo)：系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)巾=0.750.9 （衰減比n=4:110:1）?？刂破鲄?shù)整定的方法分為三類：理論計(jì)算整定法、工程整定法、自整 定法。第7章串級(jí)控制系統(tǒng)主回路是定值控制系統(tǒng)，副回路是隨動(dòng)控制系統(tǒng)。串級(jí)控制系統(tǒng)：是一種常用的復(fù)雜控制系統(tǒng)，可以有效改善控制品質(zhì)。由 兩個(gè)或兩個(gè)以上的控制器串聯(lián)組成，一個(gè)控制器的輸出作為另一個(gè)控制器的設(shè) 定值。串級(jí)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：1.對(duì)進(jìn)入副回路的二次干擾有很強(qiáng)的抑

8、制能力。2.能有效改善控制通道的動(dòng)態(tài)特性，提高系統(tǒng)的工作頻率。3.對(duì)負(fù)荷或操 作條件的變化有一定的自適應(yīng)能力。串級(jí)控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍：1.用于容量滯后較大的過程。2.用于純滯后較 大的過程。3.用于干擾變化劇烈而且幅度大的過程。4.用于參數(shù)互相關(guān)聯(lián)的過 程。5.用于克服被控過程的非線性。前饋控制系統(tǒng)：是按照引起被控變量變化的干擾大小進(jìn)行控制的，在干擾 出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行控制，在偏差出現(xiàn)前把干擾影響消除。2過程控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料大滯后過程控制系統(tǒng)：在被控過程的動(dòng)態(tài)特性中，既包含純滯后，又包含 慣性時(shí)間常數(shù)T，若/T0.3,即為大滯后過程。比值控制系統(tǒng)分單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)、雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)、開環(huán)比值 控制

9、系統(tǒng)。選擇性控制系統(tǒng)是把工藝生產(chǎn)過程的限制條件所構(gòu)成的邏輯關(guān)系疊加到 正常自動(dòng)控制系統(tǒng)的一種控制方法。分程控制系統(tǒng)：將控制器的輸出信號(hào)分段，去控制兩個(gè)或兩個(gè)以上的調(diào)節(jié) 閥，以使每個(gè)調(diào)節(jié)閥在控制器輸出的某段信號(hào)范圍內(nèi)全行程動(dòng)作。第9章計(jì)算機(jī)過程控制系統(tǒng)：是計(jì)算機(jī)技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)過程相結(jié)合的產(chǎn)物，是生 產(chǎn)過程自動(dòng)化的基本內(nèi)容。計(jì)算機(jī)過程控制系統(tǒng)的分類：?jiǎn)位芈坊蚨嗷芈房刂破?、可編程序邏輯控?器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)：1.實(shí)時(shí)性強(qiáng)2.長(zhǎng)時(shí)間的高可靠性3.高抗干擾能 力4.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的層次性和開放性現(xiàn)場(chǎng)總線：在過程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化中，實(shí)現(xiàn)智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與

10、高層 設(shè)備之間互連的、全數(shù)字、串行、雙向傳輸?shù)?、多分支結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)：1.開放性2.互操作性3.智能化4.分散化5.環(huán)境適應(yīng) 性。計(jì)算機(jī)過程控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)發(fā)展的三個(gè)階段，集中控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。第10章過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求：安全性（最基本）、穩(wěn)定性（前提）、經(jīng)濟(jì)性。被控變量選擇中的直接變量：直接反映產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量，又便于測(cè)量的 參數(shù)。間接變量：與直接工藝參數(shù)有單值函數(shù)關(guān)系的間接工藝參數(shù)。兩者的關(guān)系：1.盡量選用對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)量、安全穩(wěn)定生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等具有 決定作用，并且可以直接檢測(cè)的工藝參數(shù)作為直接變量。2.當(dāng)直接變量難以獲 得，或檢測(cè)滯后較大時(shí)，選取與直

11、接變量具有單值函數(shù)關(guān)系的間接變量作為被 控變量。間接變量對(duì)直接變量應(yīng)具有較高的控制靈敏度。氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)形式選擇：控制器輸出信號(hào)為零或氣源中斷時(shí)使 生產(chǎn)過程處于安全狀態(tài)；在系統(tǒng)安全運(yùn)行的條件下，綜合考慮節(jié)能、控制便捷 等因素。調(diào)節(jié)規(guī)律選擇的一般原則：1.當(dāng)廣義過程的控制通道時(shí)間常數(shù)較大或容量 滯后較大時(shí)，應(yīng)引入。調(diào)節(jié)；當(dāng)工藝容許有靜差時(shí)，選用PD調(diào)節(jié)；當(dāng)工藝要求 無靜差時(shí)，選用PID調(diào)節(jié)。2.當(dāng)廣義過程的控制通道時(shí)間常數(shù)較小、負(fù)荷變化 不大且工藝要求允許有靜差時(shí)，選用P調(diào)節(jié)。3.當(dāng)廣義過程的控制通道時(shí)間常 數(shù)較小、負(fù)荷變化不大，但工藝要求無靜差時(shí)，選用PI調(diào)節(jié)。4.當(dāng)廣義過程的 控制通

12、道時(shí)間常數(shù)很大且純滯后時(shí)間較大、負(fù)荷變化劇烈時(shí)，簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)難 以滿足工藝要求，應(yīng)采用復(fù)雜控制系統(tǒng)或其他控制方案。3擴(kuò)展閱讀：過程控制總結(jié)壓力檢測(cè)：壓力測(cè)量的表示方法有絕對(duì)壓力，表壓，壓差，負(fù)壓。絕對(duì)壓 力是被測(cè)壓力與絕對(duì)壓力零線的差值。工程上的壓力，一般是指被測(cè)壓力與大 氣壓力之差，又稱為表壓?；蛘呤莾晌粗獕毫χ?，稱為差壓。如果被測(cè)壓力 低于大氣壓力，則其與大氣壓力之差值稱為負(fù)壓或真空度。因?yàn)楣に囋O(shè)備和測(cè) 量?jī)x表一般處于大氣職中，所以用表壓或者真空度來表示壓力的大小比較方 便。測(cè)量壓力的儀表分為四大類：液柱式壓力計(jì)，彈性是壓力，電氣式壓力， 活塞式壓力。流量檢測(cè)：流量：指單位時(shí)間內(nèi)流過管道

13、某一段截面的流體數(shù)量，陳偉瞬 時(shí)流量。Qm單位時(shí)間內(nèi)流過的流體以質(zhì)量表示時(shí)稱為質(zhì)量流量。Qv以體積表示 稱為體積流量。差壓流量計(jì)：基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝 置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。（孔板）節(jié)流裝置有節(jié)流件、取壓裝置。 Qv=Qm二轉(zhuǎn)子流量計(jì)：適合用于小管徑（50mm以下），小流量（幾升每小時(shí)）的 測(cè)量。安裝方式：節(jié)流元件不是固定安裝在管道中，而是一個(gè)可以移動(dòng)的轉(zhuǎn) 子，為了使轉(zhuǎn)子在錐形管中移動(dòng)不碰到管壁，可以在轉(zhuǎn)子側(cè)面開幾條斜形槽 溝，流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子時(shí)，作用在斜槽中的力使轉(zhuǎn)子繞流速中心旋轉(zhuǎn)，得以保證轉(zhuǎn) 子居中穩(wěn)定。電磁流量計(jì)：原理：利用導(dǎo)電液體通過磁場(chǎng)時(shí)在兩固定電極上感

14、 應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)測(cè)量流速。缺點(diǎn)：被測(cè)的電導(dǎo)率應(yīng)大雨水的導(dǎo)電率，不能測(cè)量油 類或氣體的流量。優(yōu)點(diǎn);在管道中不設(shè)任何節(jié)流元件，可以測(cè)量高粘度的導(dǎo)電液 體，特別適合測(cè)量含有纖維和固定顆粒的流體。渦街流量計(jì)：在管道中橫向設(shè) 置組流體，流體繞過阻流體時(shí)，在下游形成兩排交替的漩渦列，通過測(cè)量漩渦 產(chǎn)生的頻率測(cè)定流量。卡曼渦街條件：當(dāng)產(chǎn)生的漩渦排成兩列，并且兩列漩渦 之間的寬度H與兩相鄰漩渦的距離L之比滿足H/L=0.281時(shí)，漩渦列才是穩(wěn)定 的。漩渦產(chǎn)生的頻率F和流速V滿足F=St某V/d。物位檢測(cè)：物位包括液位 （容器中液體的儲(chǔ)存高度），料位（固體或者顆粒狀物質(zhì)的高度），界位（兩種 密度不同，互不相容的液

15、體介質(zhì)的分界面）。物位測(cè)量：靜壓式，浮力式，電氣 式，核輻射式，聲學(xué)式，光學(xué)式。密閉容器液位檢測(cè)方法：差壓式液位變送器，利用壓力或者差壓變送器可 以很方便的測(cè)量液體壓力或差壓，將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。成分檢測(cè)：氧化鉆氧 量計(jì)：利用氧化鉆固體電解質(zhì)作為敏感元件，將氧氣含量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行顯 示和遠(yuǎn)傳。（氧氣得失電子）E= （RT/nF）某1口 （F2/F1 ）此關(guān)系穩(wěn)定條件1溫 度T很定，氧化鉆最高靈敏溫度850C，為保證溫度恒定，氧化鉆探頭都裝有 加熱控制裝置。2參比氣體的氧含量很定，為此氧化鉆談吐都裝有氣泵，保證 探頭內(nèi)空氣新鮮，氧含量等于20.8%3參比氣體與被測(cè)氣體壓力應(yīng)該相等，這 樣就可以

16、用體積百分比來代替氧分壓，儀表就可以輸出氧濃度信號(hào)?？梢姽獠?段：0.400.75um紅外線：0.751000um第三章控制規(guī)律：是指控制器的輸出 信號(hào)與輸入偏差信號(hào)之間的關(guān)系?；究刂埔?guī)律：位式控制、比例控制、比例 積分控制、比例微分控制和比例積分微分控制.。雙位控制的輸出規(guī)律是根據(jù)輸 入偏差的正負(fù)，控制器的輸出為最大或最小。缺點(diǎn)：在位式控制模式下，被控 變量持續(xù)地在設(shè)定值上下作等幅振蕩，無法穩(wěn)定在設(shè)定值上。這是由于雙位控 制器只有兩個(gè)特定的輸出值，相應(yīng)的控制閥也只有兩個(gè)極限位置，總是過量調(diào) 節(jié)所致。優(yōu)點(diǎn)：偏差在中間區(qū)內(nèi)時(shí)，控制機(jī)構(gòu)不動(dòng)作，可以降低控制機(jī)構(gòu)開關(guān) 的頻繁程度，延長(zhǎng)控制器中運(yùn)動(dòng)部

17、件的使用壽命。比例控制存在余差。比例控 制器的輸出信號(hào)y與輸入偏差e之間成比例關(guān)系。積分控制器組成控制系統(tǒng)可 以到達(dá)無余差。積分時(shí)間是控制器消除偏差的調(diào)整時(shí)間，只要有偏差存在，輸 出信號(hào)將隨時(shí)間增大（或減?。Ｖ挥挟?dāng)偏差為零時(shí)，輸出停止變化，保持在某 一值上。DDZ給定方式：內(nèi)給定和外給定，由信號(hào)是否來自控制器內(nèi)部區(qū)分。 第四章1執(zhí)行器是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的操作環(huán)節(jié)，其作用是根據(jù)控制器送來的控 制信號(hào)改變所操作介質(zhì)的大小，將被控變量維持在所要求的數(shù)值上。2氣動(dòng)調(diào) 節(jié)閥用壓縮空氣作為工作能源。（用于易燃易爆現(xiàn)場(chǎng)）流量特性：（流過閥門的 流體的相對(duì)流量與閥門的相對(duì)開度間的關(guān)系）固有流量特性：（前后壓差

18、固定） 1直線流量特性：在流量小時(shí)，流量變化相對(duì)值比較大，在流量大時(shí)，流量變 化相對(duì)值比較小，也就是在閥門小開度時(shí)控制作用強(qiáng)，大開度時(shí)控制作用很 弱。2等百分比流量特性：在小開度時(shí)控制作用和大開度控制能力相等。3快開 特性：適用于迅速啟閉的切斷閥或雙位控制系統(tǒng)。工作流量特性：閥門兩端壓 差隨流量變化而變化。在實(shí)際應(yīng)用中希望閥阻比S值不低于0.3.氣開、氣關(guān)選 擇原則:從工藝生產(chǎn)安全考慮，一旦控制系統(tǒng)發(fā)生故障、信號(hào)中斷時(shí)，調(diào)節(jié)閥的 開關(guān)狀態(tài)應(yīng)能保證工藝設(shè)備和操作人員的安全。如果控制信號(hào)中斷時(shí)，閥門處 于打開位置危害性小，則應(yīng)選用氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥；反之，若閥處于關(guān)閉位置時(shí)危 害小，則應(yīng)選用氣開閥。閥口

19、徑的確定：在控制系統(tǒng)中，為保證工藝操作的正 常進(jìn)行，必須根據(jù)工藝要求，準(zhǔn)確計(jì)算閥門的流通能力，合理選擇調(diào)節(jié)閥的尺 寸。如果口徑選的太大，將使閥門經(jīng)常工作在小開度位置，造成調(diào)節(jié)質(zhì)量不 好。如果口徑選的太小，閥門完全打開也不能滿足最大流量的需要。C=,根據(jù)流 通能力C選擇閥門的口徑。電、氣轉(zhuǎn)換器：將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為氣信號(hào)（為了使氣 動(dòng)調(diào)節(jié)閥能夠接受電動(dòng)調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)，必須使用電氣轉(zhuǎn)換器把調(diào)節(jié)器輸出 的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為20100KPA的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)）閥門定位器：使用氣動(dòng)閥 門定位器能夠保證閥門的精確定位。電氣閥門定位器屬于安全火花和隔爆復(fù)合 型防爆結(jié)構(gòu)。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：電動(dòng)調(diào)節(jié)閥接受來自調(diào)節(jié)器的電流信號(hào)

20、，將其轉(zhuǎn)換 為閥門開度。電磁閥是利用電磁鐵的吸合和釋放，來對(duì)閥門進(jìn)行通斷兩種狀態(tài) 的控制，而電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是用電動(dòng)機(jī)對(duì)閥門開度作連續(xù)的調(diào)節(jié)。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)根 據(jù)配用的閥門的不同要求，有直行程，角行程和多轉(zhuǎn)式三種輸出方式。安全 柵：（防止危險(xiǎn)電能從控制系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)儀表的安全保護(hù)器）安全柵的作用 是防止安全場(chǎng)所的危險(xiǎn)能量竄入危險(xiǎn)場(chǎng)所，它在正常情況下，只起信號(hào)傳遞作 用。安全火花：電路在短路、開路及誤操作等各種狀態(tài)下可能發(fā)生的火花都限 制在爆炸性氣體的點(diǎn)火能量之下。安全防爆的重要措施就是限制和隔離儀表電 流產(chǎn)生火花的能量。安全火花防爆系統(tǒng)：如果在危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的儀表是安全火 花防爆儀表，并且危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)儀表

21、與非危險(xiǎn)場(chǎng)所（如控制室）儀表的電路連接線 之間設(shè)置了安全柵，這樣的控制系統(tǒng)叫做安全火花防爆系統(tǒng)。安全柵有電阻式 安全柵（電阻限流作用限制能量）、中繼放大式（利用運(yùn)放的高輸入阻抗特性實(shí) 現(xiàn)隔離）、齊納式（利用齊納二極管的反向擊穿特性進(jìn)行限壓，電阻進(jìn)行限 流）、光電隔離式（利用光電耦合器進(jìn)行隔離）、變壓器隔離式（利用變壓器進(jìn) 行隔離，將輸入、輸出、電源電路進(jìn)行隔離）。常用的齊納式和變壓器隔離式。 第六章：過程控制系統(tǒng)要求：安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)性。被控參數(shù)：借助控制系統(tǒng) 保持恒定值（或按一定規(guī)律變化）的參數(shù)。直接參數(shù)：能直接反映生產(chǎn)過程中 產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，又易于測(cè)量的參數(shù)。間接參數(shù)：與質(zhì)量指標(biāo)有單值對(duì)應(yīng)

22、關(guān) 系、易于測(cè)量的變量，間接反映產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)過程的實(shí)際情況。兩者關(guān)系： 間接參數(shù)是直接參數(shù)的單值函數(shù)。控制變量：在控制系統(tǒng)中，用來克服干擾對(duì) 被控參數(shù)的影響，實(shí)現(xiàn)控制作用的變量叫做操縱變量（控制變量）。調(diào)節(jié)器的正 反作用選擇：是在調(diào)節(jié)閥氣開、關(guān)方式確定后進(jìn)行的，確定原則是使整個(gè)單回 路構(gòu)成負(fù)反饋系統(tǒng)。調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)方式的首要原則是保證人身安全、系統(tǒng) 與設(shè)備安全。工程整定方法：穩(wěn)定邊界法（應(yīng)用廣泛）、衰減曲線法（針對(duì)臨界 比例度法的不足)、響應(yīng)曲線法，(也稱動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法，開環(huán)整定方法)、經(jīng)驗(yàn) 法(先確定一組調(diào)節(jié)參數(shù)，然后人為調(diào)節(jié))。第七章串級(jí)控制系統(tǒng)是在簡(jiǎn)單控制 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展的。加熱爐

23、串級(jí)控制系統(tǒng)原理：假設(shè)在穩(wěn)態(tài)工況下，原料油 進(jìn)口溫度和流量穩(wěn)定，燃料的熱值和流量不變，控制燃料的閥門保持在一定開 度，爐膛溫度保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)原油出口溫度在設(shè)定值。如果出現(xiàn)外部 干擾，使穩(wěn)態(tài)工況遭到破壞，串級(jí)控制系統(tǒng)立即開始控制動(dòng)作。按照擾動(dòng)不同 分為三種情況。1燃料壓力F3(t)燃料熱值f4(t)發(fā)生擾動(dòng)，干擾進(jìn)入副回 路。2原料油流量f1(t)、原料油入口溫度f2(t)發(fā)生擾動(dòng)，干擾進(jìn)入主回路。 3干擾同時(shí)作用于副回路和主回路。前饋控制的工作原理：當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)擾動(dòng) 時(shí)，立即將其測(cè)量出來，通過前饋控制器，根據(jù)擾動(dòng)量的大小來改變控制量， 以抵消擾動(dòng)對(duì)被控參數(shù)的影響。前饋控制局限：1在實(shí)際工

24、業(yè)過程中的干擾很 多，不可能對(duì)每個(gè)干擾設(shè)計(jì)一套獨(dú)立的檢測(cè)裝置和前饋控制器，況且有的干擾 的在線檢測(cè)很困難。2決定前饋控制器的控制規(guī)律的是被控過程的動(dòng)特性 Gf(s)Go1(s)調(diào)節(jié)閥Gv(s)，而他們的精確表達(dá)式是很難得到的；即使能夠得到 他們的精確表達(dá)式，通過式子計(jì)算出Gb(s)，有時(shí)在物理上很難實(shí)現(xiàn)。前饋控 制與反饋控制相比優(yōu)點(diǎn)：前饋控制器在擾動(dòng)出現(xiàn)時(shí)立即進(jìn)行控制，控制及時(shí)， 對(duì)特定擾動(dòng)引起的動(dòng)、靜態(tài)偏差控制比較有效。復(fù)合控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：1前饋和 反饋的組合應(yīng)用，有利于對(duì)主要干擾進(jìn)行前饋補(bǔ)償和對(duì)其他干擾進(jìn)行反饋調(diào) 節(jié)，保證控制精度。2由于增加了反饋控制回路，降低了對(duì)前饋控制器的精度 要求，有

25、利于簡(jiǎn)化前饋控制器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。3在單純的反饋控制系統(tǒng)中，提 高控制精度與系統(tǒng)穩(wěn)定性是一對(duì)矛盾，往往為保證穩(wěn)定性而無法實(shí)現(xiàn)高精度。而復(fù)合控制能夠在一定程度上解決穩(wěn)定性與控制精度之間的矛盾。第九章：DDC (直接數(shù)字控制系統(tǒng)，directdigitalcontrol)：用一臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)配以適當(dāng)?shù)?輸入、輸出設(shè)備，從輸入通道獲取生產(chǎn)過程的信息，按照預(yù)先規(guī)定的控制算法 計(jì)算出控制量，并通過輸出通道直接作用于執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的控 制。DCS分布式控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem)，是一個(gè)由過程控制級(jí) 和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)，

26、通 信、顯示和控制等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配 置靈活以及組態(tài)方便。FCS （現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）是由DCS與PLC發(fā)展而來。 DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的采集與實(shí)時(shí)控制；與單回路控制 儀表相比，除反饋控制功能、運(yùn)算功能、報(bào)警功能、通信功能更加充實(shí)之外， 最主要特點(diǎn)是順序控制功能大大增強(qiáng)。DCS操作站功能：有三大功能，以系統(tǒng) 生成、維護(hù)為主的工程功能；以監(jiān)視、運(yùn)行、記錄為主的操作功能；與現(xiàn)場(chǎng)控制站和上位計(jì)算機(jī)交換信息的通信功能以及運(yùn)行數(shù)據(jù)文件的存 儲(chǔ)、管理功能。工程師站是對(duì)DCS進(jìn)行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān) 督、控制、維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其主要功能

27、是提供對(duì)DCS進(jìn)行組態(tài)，配置工作的 工具軟件（即組態(tài)軟件），并在DCS在線運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)地監(jiān)視DCS網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)節(jié)點(diǎn) 的運(yùn)行情況，使系統(tǒng)工程師可以通過工程師站及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)配置及一些系統(tǒng)參 數(shù)的設(shè)定，使DCS隨時(shí)處在最佳的工作狀態(tài)之下。操作員站功能：畫面顯示和 運(yùn)行操作。DCS特點(diǎn)：高可靠性和開放性。FCS特點(diǎn)：1、FCS系統(tǒng)的核心是總 線協(xié)議，即總線標(biāo)準(zhǔn)。2、FCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置。3、FCS系統(tǒng)的 本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場(chǎng)化。現(xiàn)場(chǎng)總線（Fieldbus）是近年來迅速發(fā)展起來的一種 工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和

28、高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞 問題。工業(yè)以太網(wǎng)是基于.3（Ethernet）的強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)。利用工業(yè)以 太網(wǎng)，NET提供了一個(gè)無縫集成到新的多媒體世界的途徑。什么叫標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝 置？試述差壓式流量計(jì)測(cè)量流量的原理；并說明哪些因素對(duì)差壓式流量計(jì)的流 量測(cè)量有影響？標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置：包括節(jié)流件和取壓裝置。原理：基于液體流動(dòng) 的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。影響 因素流量系數(shù)的大小與節(jié)流裝置的形式、孔口對(duì)管道的面積比m及取壓方式密 切相關(guān)；流量系數(shù)的大小與管壁的粗糙度、孔板邊緣的尖銳度、流體的粘度、 溫度及可壓縮性相關(guān)；流量系數(shù)的大小與流體流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。電磁流量計(jì)的工

29、 作原理是什么？它對(duì)被測(cè)介質(zhì)有什么要求？原理：利用導(dǎo)電液體通過磁場(chǎng)時(shí)在 兩固定電極上感應(yīng)出電動(dòng)是測(cè)量流速。對(duì)被測(cè)介質(zhì)的要求：導(dǎo)電液體，被測(cè)液 體的電導(dǎo)率應(yīng)大于水的電導(dǎo)率（100cm），不能測(cè)量油類或氣體的流量。DDZ-III型 控制器的軟手動(dòng)和硬手動(dòng)有什么區(qū)別？各用在什么條件下？軟手動(dòng)操作是指調(diào) 節(jié)器的輸出電流I0與手動(dòng)操作的輸入信號(hào)成積分關(guān)系；硬手動(dòng)操作是指調(diào)節(jié)器 的輸出電流I0與手動(dòng)操作的輸入信號(hào)成比例關(guān)系。軟手動(dòng)操作：系統(tǒng)投運(yùn)硬手 動(dòng)操作：系統(tǒng)故障.。什么叫控制器的無擾動(dòng)切換？在DDZ-III型調(diào)節(jié)器中為了 實(shí)現(xiàn)無擾切換，在設(shè)計(jì)PID電路時(shí)采取了哪些措施？調(diào)節(jié)器進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換后， 輸出值不發(fā)生跳動(dòng)，即狀態(tài)轉(zhuǎn)換無沖擊。CM、CI。PID調(diào)節(jié)器中，比例度P、 積分時(shí)間常數(shù)TI、微分時(shí)間常數(shù)TD分別具有什么含義？在調(diào)節(jié)器動(dòng)作過程中 分別產(chǎn)生什么影響？若將TI取8、TD取0，分別代表調(diào)節(jié)器處于什么狀態(tài)？比例度P含義：使控制器的輸出變化滿量程時(shí)（也就是控制閥從 全關(guān)到全開或相反），相應(yīng)的輸入測(cè)量值變化占儀表輸入量程的百分比。比例作 用的強(qiáng)弱取決于比例度的大小。積分時(shí)間常數(shù)TI含義：TI越小，積分