西安石油大學(xué) 自動(dòng)化儀表與過程控制(復(fù)習(xí))

自動(dòng)化儀表與過程控制

AutomationInstrumentsandProcessControl（總復(fù)習(xí)）概述自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是自動(dòng)化生產(chǎn)的核心部分，可以自動(dòng)地排除各種干擾因素對(duì)工藝參數(shù)的影響，使它們始終保持在預(yù)先規(guī)定的數(shù)值上，保證生產(chǎn)維持在正?；蜃罴训墓に嚥僮鳡顟B(tài).概述自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)例：儲(chǔ)罐液位系統(tǒng)和反應(yīng)釜溫度系統(tǒng)概述3C技術(shù)的綜合Computer+Control+Communication概述定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)：

給定值恒定的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。隨動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)：

給定值不斷變化，而且這種變化是隨機(jī)的。順序控制系統(tǒng)邏輯控制系統(tǒng)概述現(xiàn)代控制理論的工程應(yīng)用

預(yù)測(cè)控制（PredictiveControl）最優(yōu)控制（OptionalControl）推理控制（InferentialControl）自適應(yīng)控制（AdaptiveControl）多變量控制（multivariableControl）智能控制（IntelligentControl）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS:ComputerIntegratedManufactureSystem）和計(jì)算機(jī)集成過程系統(tǒng)（CIPS:ComputerIntegratedProcessSystem）集生產(chǎn)的控制、管理、調(diào)度、銷售等為一體的綜合信息管理系統(tǒng)概述

中控室概述

生產(chǎn)裝置概述自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)品質(zhì)指標(biāo)最大偏差，超調(diào)量，衰減比，余差，過渡時(shí)間，振蕩周期，振蕩頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過度過程是調(diào)節(jié)系統(tǒng)品質(zhì)的重要依據(jù)，我們假設(shè)在階躍干擾作用下，取自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的衰減振蕩過程的形式來討論調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)。概述自動(dòng)控制系統(tǒng)在階躍擾動(dòng)作用下的過渡過程有以下幾種基本形式：①非周期衰減過程（a）；①衰減振蕩過程（b）；③等幅振蕩過程（c）；④發(fā)散振蕩過程（d）。概述測(cè)量過程：

將被測(cè)參數(shù)與其相對(duì)的測(cè)量單位進(jìn)行比較的過程。測(cè)量?jī)x表：

將被測(cè)參數(shù)經(jīng)過一次或多次的信號(hào)能量轉(zhuǎn)換，最后獲得同一種便于測(cè)量的信號(hào)能量形式。概述工業(yè)自動(dòng)化儀表的基本技術(shù)指標(biāo)精度靈敏度變差概述

練習(xí)

某精度為0.5級(jí)的測(cè)溫儀表測(cè)溫范圍－100～100℃，問該儀表在正常使用情況下的最大絕對(duì)誤差是多少？答：Δmax=±200×0.5%=±1℃（P7.0-4題）概述

練習(xí)

過程控制的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)該由哪幾個(gè)環(huán)節(jié)組成？答： 被控對(duì)象 檢測(cè)變送 控制器 執(zhí)行器第一章：檢測(cè)儀表

溫度檢測(cè)第一章：檢測(cè)儀表

溫度檢測(cè)熱膨脹式及壓力式溫度計(jì)熱電偶：測(cè)溫原理；分度號(hào)；分度表；冷端延伸；冷端補(bǔ)償?shù)谝徽拢簷z測(cè)儀表

溫度檢測(cè)熱電阻：溫度公式；分度號(hào)；三線制溫度變送器：第一章：檢測(cè)儀表

壓力檢測(cè)彈性壓力計(jì)：彈簧管；波紋管力平衡式壓差變送器：?jiǎn)胃軛U；雙杠桿位移式壓差變送器：電容式固態(tài)壓力計(jì)：應(yīng)變片式第一章：檢測(cè)儀表

流量檢測(cè)差壓流量計(jì)橢齒/腰輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)電磁流量計(jì)第一章：檢測(cè)儀表

液位檢測(cè)浮力式差壓式（靜壓式）電容式超聲式/核輻射式第一章：檢測(cè)儀表

成分檢測(cè)熱導(dǎo)式氣體分析儀紅外氣體分析儀色譜分析儀第一章：檢測(cè)儀表

練習(xí)下列流量計(jì)中哪一個(gè)最適合小流量、小管經(jīng)和低雷諾數(shù)的流量測(cè)量？ （A）差壓流量計(jì)； （B）轉(zhuǎn)子流量計(jì)； （C）橢齒流量計(jì)；

（D）漩渦流量計(jì)。

答：B第一章：檢測(cè)儀表

練習(xí)工業(yè)熱電偶應(yīng)用時(shí)使用補(bǔ)償導(dǎo)線的目的是什么?

答：延伸冷端（參比端）到溫度恒定處第二章：調(diào)節(jié)器

調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)規(guī)律是指調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間隨時(shí)間變化的規(guī)律。位式調(diào)節(jié)：開關(guān)控制PID調(diào)節(jié)連續(xù)控制算法數(shù)字控制算法第二章：調(diào)節(jié)器

調(diào)節(jié)儀表調(diào)節(jié)儀表或稱調(diào)節(jié)器，它將被調(diào)參數(shù)測(cè)量值與給定值相比較后產(chǎn)生的偏差進(jìn)行控制運(yùn)算、并將運(yùn)算結(jié)果以一定信號(hào)形式送去執(zhí)行器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于被調(diào)參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。第二章：調(diào)節(jié)器

模擬調(diào)節(jié)器運(yùn)算原理；運(yùn)算電路；應(yīng)用第二章：調(diào)節(jié)器

數(shù)字調(diào)節(jié)器數(shù)字算法；應(yīng)用第二章：調(diào)節(jié)器

練習(xí)下列常用控制規(guī)律中哪幾個(gè)屬于有差控制（即在過渡過程結(jié)束后還可能存在一定的余差）？

（A）P； （B）PI；（C）PD； （D）PID。答：A,

C

第三章：DCS和FCS計(jì)算機(jī)直接控制系統(tǒng)(DDC)第三章：DCS和FCS集散控制系統(tǒng)第三章：DCS和FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)2000年初宣布，IEC現(xiàn)場(chǎng)總線國際標(biāo)準(zhǔn)子集有八種：IEC61158；

ControlNet；Profibus；P-Net；HighSpeedEthernet；NewcomerSwiftNet；WorldFIP；

Interbus-S第三章：DCS和FCS控制室操作顯示第三章：DCS和FCS

練習(xí)下列那些項(xiàng)屬于現(xiàn)場(chǎng)控制總線系統(tǒng)（FCS）的變送器和傳統(tǒng)的模擬變送器比較的不同之處？

（A）具有自動(dòng)變換和自動(dòng)補(bǔ)償功能；（B）嵌有PID控制和其它運(yùn)算模塊； （C）應(yīng)用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算和通訊；（D）輸出標(biāo)準(zhǔn)4～20mA直流電流信號(hào)。答：B,C第四章：執(zhí)行器和防爆柵氣動(dòng)調(diào)節(jié)器；電動(dòng)調(diào)節(jié)器帶現(xiàn)場(chǎng)總線功能的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥第四章：執(zhí)行器和防爆柵氣動(dòng)薄膜控制閥。第四章：執(zhí)行器和防爆柵調(diào)節(jié)閥的流量特性： 固有流量特性、工作流量特性調(diào)節(jié)閥的流通能力：

閥門壓差100kPa，流體密度1000km/m3條件下，閥門全開時(shí)每小時(shí)可通過的流體體積(m3)。第四章：執(zhí)行器和防爆柵執(zhí)行機(jī)構(gòu)

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要分為薄膜式和活塞式兩種。作用形式：正作用形式:信號(hào)壓力增大,推桿向下。反作用形式:信號(hào)壓力增大,推桿向上。調(diào)節(jié)閥的正反作用正作用：閥芯向下，流通面積減少。反作用：閥芯向上，流通面積增大。第四章：執(zhí)行器和防爆柵氣開閥和氣關(guān)閥第四章：執(zhí)行器和防爆柵防爆柵和儀表防爆基本知識(shí)第四章：執(zhí)行器和防爆柵

練習(xí)下列調(diào)節(jié)閥中，哪一個(gè)的理想流量特性為放大系數(shù)隨閥門開度增加而增大，較為有利于系統(tǒng)控制？ （A）百分比（對(duì)數(shù)）； （B）快開； （C）直線； （D）薄膜。答：A

。參閱（圖4－4）第五章：調(diào)節(jié)對(duì)象特性

動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述

調(diào)節(jié)節(jié)對(duì)象的特性對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響很大,是確定調(diào)節(jié)方案的主要依據(jù);只有先了解對(duì)象的特性,即內(nèi)在規(guī)律,才能根據(jù)工藝對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的要求,設(shè)計(jì)合理的調(diào)節(jié)系統(tǒng).

研究對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性,就是要找出描述對(duì)象動(dòng)態(tài)的數(shù)學(xué)模型。第五章：調(diào)節(jié)對(duì)象特性

動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述

研究對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性,就是要找出描述對(duì)象動(dòng)態(tài)的數(shù)學(xué)模型.

當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)流入對(duì)象的物料不等于流出對(duì)象的物料時(shí)，表征對(duì)象物料蓄存量的參數(shù)就要隨時(shí)間而變化，其關(guān)系是微分方程。第五章：調(diào)節(jié)對(duì)象特性

對(duì)象特性參數(shù)對(duì)象的特性一定的情況下，其輸出型式與輸入形式相關(guān)放大系數(shù)：K時(shí)間常數(shù)：T滯后時(shí)間：τ第五章：調(diào)節(jié)對(duì)象特性

典型對(duì)象的數(shù)學(xué)模型第五章：調(diào)節(jié)對(duì)象特性理論推導(dǎo)法：

1.微分方程階數(shù)很高

2.假設(shè)因素很多

3.假設(shè)的次要因素可能在一定程度上成為主要因數(shù)

故：數(shù)據(jù)不太可靠實(shí)驗(yàn)測(cè)取法：

加入特定干擾作用，記錄測(cè)取輸出，獲取被調(diào)參數(shù)。（階躍反應(yīng)曲線法、矩形脈沖法）第五章：調(diào)節(jié)對(duì)象特性

練習(xí) 一旦對(duì)象的平衡狀態(tài)被破壞，就無法自行建立新的平衡，叫做對(duì)象的無自衡特性。無自衡特性對(duì)象的飛升曲線（階躍響應(yīng)曲線）應(yīng)該呈什么形狀

？

答：一條直的斜線。參閱圖5－3、5－4第六章：?jiǎn)位芈废到y(tǒng)的設(shè)計(jì)和整定

調(diào)節(jié)方案的確定確定被調(diào)參數(shù)確定調(diào)節(jié)量確定調(diào)節(jié)規(guī)律確定調(diào)節(jié)參數(shù)第六章：?jiǎn)位芈废到y(tǒng)的設(shè)計(jì)和整定

調(diào)節(jié)參數(shù)的整定幾種工程中常用的經(jīng)驗(yàn)整定方法：穩(wěn)定邊界法衰減曲線法反應(yīng)曲線法第六章：?jiǎn)位芈废到y(tǒng)的設(shè)計(jì)和整定

練習(xí)某流量自動(dòng)控制系統(tǒng)，用純比例調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制。圖示為采用不同比例度時(shí)系統(tǒng)的過渡過程（其中曲線b、c為比較滿意的控制結(jié)果）。試判斷四條過渡過程曲線中哪一條對(duì)應(yīng)的比例度最大？

答：曲線