過程控制工程考點解析

過程掌握工程考點解析第一章什么是過程掌握系統(tǒng)？其根本分類方法有哪些？PH等這樣的一些過程變量的系統(tǒng)。根本分類方法〔1〕饋-反響掌握系統(tǒng)〔2〕按給定值信號的特點分為定值掌握系統(tǒng)、程序掌握系統(tǒng)、隨動掌握系統(tǒng)。試說明書中圖1-2b供氧量掌握系統(tǒng)框圖中被控“過程”包含哪些管道設(shè)備以及圖中各符號的含義。過程：節(jié)流裝置到氧氣流量調(diào)整閥之間的管道設(shè)備。x(t)代表設(shè)定值；e(t)表示偏差信號；u(t)表示掌握器掌握作用信號；q(t)表示調(diào)整閥的流量信號；f(t)過程受到的干擾信號；y(t)過程的輸出信號；z(t)測量信號在過程掌握中，為什么要由系統(tǒng)掌握流程圖畫出其框圖。為了更清楚地表示掌握系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的組成、特性和相互間的信號聯(lián)系,這樣也廉價其他人員的理解其次章2-2.什么是過程通道？什么是過程的掌握通道和擾動通道？它的數(shù)學(xué)模型是否一樣？問題一：被控過程輸入量與輸出量之間的信號聯(lián)系稱為過程通道。問題二：過程的掌握通道：掌握作用與被控量之間的信號聯(lián)系。過程的擾動通道：擾動作用與被控量之間的信號聯(lián)系。是同一個。2-6.Q1Q2，Q3h為被控參數(shù)，C為R1、R2、R3均為線性液阻，要求：列出過程的微分方程組；畫出過程的方框圖。求過程的傳遞函數(shù)〔〕＝；1〕〔2〕〔3〕2-8.略。2-11.為什么大多數(shù)過程掌握的數(shù)學(xué)模型可用一階、二階、一階加滯后和二階加滯后環(huán)節(jié)之一來近似描述？有何理論依據(jù)？承受分度號K的熱電偶測量爐溫為℃求其熱電勢()？2-43.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的根本組成局部有哪些？它們分別實現(xiàn)哪些功能？數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由傳感器、信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集電路三局部組成。2-51.DDZ-Ⅲ型調(diào)整器的輸入回路主要起什么作用？承受偏差差動電平移動電路有何好處？假設(shè)不用差動電平移動電路行不行？為什么？問題一：把兩個以零伏為基準(zhǔn)的輸入信號，轉(zhuǎn)換成以電平UB=10V為基準(zhǔn)的偏差輸出，完成信號的電平移動。問題二：不僅保證輸入回路的運算放大器在以零伏為基準(zhǔn)的DC1~5V輸入信號作用下，分電路等運算回路滿足輸入信號電壓范圍的要求。問題三：不行。2-53.什么是無平衡無擾動切換？DDZ－Ⅲ型調(diào)整器是如何實現(xiàn)這種切換功能的？什么叫硬手動操作和軟手動操作？在調(diào)整器中怎樣實現(xiàn)這種功能操作的？問題一：在DDZ整機的輸出不發(fā)生變化，對生產(chǎn)過程無擾動，則稱為無平衡無擾動切換。問題二：Ⅲ型調(diào)整器“自動－軟手動A3的反響通路上有電容CM在起著保持輸出信號不發(fā)生突變的作用。問題三：硬手動操作就是調(diào)整器的輸出電流與手動輸入電壓信號成比例關(guān)系；軟手動操作就是調(diào)整器的輸出電流與手動輸入電壓信號成積分關(guān)系。輸入信號，此時調(diào)整器的輸入端與掌握回路斷開。2-57.在KMM55個5個標(biāo)準(zhǔn)模塊處理？應(yīng)怎樣選用？為了滿足過程掌握工程的實際需要，KMM調(diào)整器對每個模擬量輸入信號均設(shè)計了線性F002設(shè)定當(dāng)輸入入信號的高頻干擾，需進展數(shù)字濾波2M〔0型掌握1個D局部1型掌握1個D串級型2型掌握2個局部3型掌握2個D局部、〔〕手動M→自動AMANMAN單元的輸出作為跟蹤輸入信號接到PID1單元的PIPID1PVSP跟蹤PV。手動時PID1的輸出將自動跟蹤MANM→A而實現(xiàn)了M→A〔2〕自動A→手動M的無擾動切換：在AUTO狀態(tài)時，調(diào)整器正面板上的手動按鈕不起作用，即ΔMV=0。MANA狀態(tài)時的輸出接至加法器的輸入，故當(dāng)A→MMANA→M2-68.什么叫氣開式調(diào)整閥和氣關(guān)調(diào)整閥？怎樣利用執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)整機構(gòu)來組成氣開、氣關(guān)式調(diào)整閥？問題一：氣開式調(diào)整閥，即當(dāng)氣動執(zhí)行器輸入壓力P>0.02MPa時，閥開頭翻開，也就是說有信號壓力時閥開，無信號壓力時閥關(guān)。對于氣關(guān)式則反之。問題二：由于執(zhí)行機構(gòu)有正、反兩種形式，閥也有正裝和反裝兩種，所以，實現(xiàn)氣動執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式有四種組合方式如以下圖所示。(氣關(guān)、氣開、氣開、氣關(guān))第三章3-3.簡潔歸納掌握系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容。掌握系統(tǒng)的方案設(shè)計；工程設(shè)計；工程安裝和儀表調(diào)校；調(diào)整器參數(shù)整定。3-4.過程掌握系統(tǒng)設(shè)計包括哪些步驟？結(jié)合掌握原路請說明進展系統(tǒng)靜態(tài)、動態(tài)特性分析計算時應(yīng)包含哪些主要內(nèi)容？1〕建立被控過程的數(shù)學(xué)模型選擇掌握方案掌握設(shè)備選型試驗〔和仿真〕問題二：靜態(tài)特性分析：擾動通道靜態(tài)放大系數(shù)Kf；掌握通道的靜態(tài)放大系數(shù)K0；調(diào)整KCK0KCKf。動態(tài)放大分析：擾動通道時間常數(shù)Tf、時延Cf〔taof〕以及擾動作用點；掌握通道的時Cf以準(zhǔn)時間常數(shù)安排的影響。3-22.一個熱交換器，用蒸汽將進入其中的冷水加熱至肯定溫度，生產(chǎn)工藝要求熱水溫度應(yīng)保持定值〔ｔ±１攝氏度，試設(shè)計一個單回路掌握系統(tǒng)。步驟：1、選擇被控變量：熱水的溫度2〔冷水的流量、加熱蒸汽的流量〕3、選擇調(diào)整閥的氣開、氣關(guān)型式4、選擇掌握器的掌握規(guī)律和正反作用5、選擇測量變送器5、畫出系統(tǒng)流程圖和構(gòu)造圖3-23.在某生產(chǎn)過程中，冷物料通過加熱爐對其進展加熱，熱物料溫度必需滿足生產(chǎn)工藝要求，故設(shè)計圖所示溫度掌握系統(tǒng)流程圖，畫出掌握框圖，指出被控過程、被控參數(shù)和掌握參數(shù)。確定調(diào)整閥的流量特性、氣開、氣關(guān)形式和調(diào)整器掌握規(guī)律及其正、反作用方式。答：系統(tǒng)方框圖：被控過程為加熱爐；被控參數(shù)是熱物料的溫度；掌握參數(shù)為燃料的流量。性選擇對數(shù)特性調(diào)整閥。氣時調(diào)整閥關(guān)閉。掌握器的正反作用的選擇應(yīng)當(dāng)在依據(jù)工藝要求，原則是：使整個回路構(gòu)成負反響系統(tǒng)。掌握器的正、反作用推斷關(guān)系為：〔〔〕〔調(diào)整閥：氣開式為“＋掌握器：正作用為“＋變送器一般視為正作用。依據(jù)安全要求，調(diào)整閥選氣開式Kv為正，溫度變送器Km一般為正，當(dāng)調(diào)整器增加時，溫度值增加，故過程〔對象〕為正，為了保證閉環(huán)為負。所以調(diào)整器應(yīng)為負作用。3-24.-標(biāo)。當(dāng)液位過低時，汽包中的水易被燒干引發(fā)生產(chǎn)事故，甚至?xí)l(fā)生爆炸，為此設(shè)計如圖LC正、反作用；畫出該掌握系統(tǒng)的框圖。解答：調(diào)整閥：氣關(guān)方式。調(diào)整器：正作用?？驁D：第四章4-2．與單回路系統(tǒng)相比，串級掌握系統(tǒng)有些什么特點？串級系統(tǒng)由于副回路的存在,,使系統(tǒng)工作頻率提高。,系統(tǒng)的抗干擾力量會更強。串級系統(tǒng)具有肯定的自適應(yīng)力量。4-3.與單回路系統(tǒng)相比,為什么說串級掌握系統(tǒng)由于存在一個副回路而具有較強的抑制擾動的力量？副回路的快速作用，對于進入副回路的干擾能快速地抑制，減小了干擾對主變量的影響；對象的特性〔減小副對象的相位滯后〕，提高了主回路的響應(yīng)速度，提高了干擾的抑制力量；副回路可以依據(jù)主回路的要求對副變量進展準(zhǔn)確掌握；串級系統(tǒng)提高了掌握系統(tǒng)的魯棒性。4-9在某生產(chǎn)過程中，冷物料通過加熱爐進展加熱，依據(jù)工藝要求，需要對熱物料的爐出口溫度進展嚴格的掌握，在運行中覺察燃料壓力波動大，而且是一個主動擾動，故設(shè)計如以下圖的系統(tǒng)流程圖，要求：由系統(tǒng)掌握流程圖畫出框圖確定調(diào)整閥氣開、氣關(guān)形式打算各調(diào)整閥的正反作用串級系統(tǒng)方框圖如下：副回路選擇加熱爐爐膛溫度掌握，消退F1〔S〕干擾。由于發(fā)生重大事故時馬上切斷燃料油的供給，從工藝的安全性考慮，調(diào)整閥選擇氣開式，保證無氣時調(diào)整閥關(guān)閉。PI〔PID〕P調(diào)整規(guī)律。由于燃料增加加熱爐溫度必定增加，所以過程為正。調(diào)整閥氣開式為正，依據(jù)表7－4可知主副調(diào)整器都選擇正作用方式。4-11.前饋掌握與反響掌握各有什么特點？答：反響掌握的特點：優(yōu)點：能夠抑制各種干擾。只要干擾對被控變量造成影響，就量在干擾作用下消滅偏差時，才有校正作用，干擾總存在，偏差總存在。前饋掌握的特點：前饋掌握依據(jù)干擾進展，掌握準(zhǔn)時。假設(shè)前饋掌握規(guī)律恰當(dāng)，理論上可完全消退干擾的影響前饋掌握是一種開環(huán)掌握，被控變量并不經(jīng)測量反響到輸入端。不能保證掌握效果。抑制一種干擾。前饋掌握器的掌握規(guī)律是經(jīng)過對干擾通道與掌握通道的特性計算而得是一種專用的掌握器，在工程上，準(zhǔn)確的通道特性難以獵取，準(zhǔn)確的前饋掌握規(guī)律難以實現(xiàn)。4-13.純前饋掌握在生產(chǎn)過程中為什么很少承受？答：單純的前饋由于存在以下兩三方面問題，其掌握效果往往并不抱負，因此在生產(chǎn)中很少使用。這主要表現(xiàn)在：單純前饋是一種開環(huán)掌握，不能保證掌握效果。不存在被控變量的反響，即對于補償?shù)男Ч麤]有檢驗的手段系統(tǒng)無法得到這一信息而作進一步的校正。它們對被控變量的影響，勢必要設(shè)計多個前饋通道，因此單純前饋就不能很好掌握。準(zhǔn)確的的前饋掌握規(guī)律工程上難以實現(xiàn)。4-21.PID掌握方案有何異同？一樣點：特征方程式完全一樣，都有微分作用。不同點：PID掌握方案的微分環(huán)節(jié)的輸入是對偏差做了比例積分運算的值，因此它的微風(fēng)環(huán)節(jié)不能真正起到對被控參數(shù)變化速度進展校正的目的，抑制動態(tài)超調(diào)的作用是有限的。調(diào)作用越強，提高了掌握質(zhì)量