《化工儀表及自動化》第五版復(fù)習(xí)資料解析.ppt

1、填空和選擇題：,控制信號(p):用以改變控制作用大小的信號,操縱變量(q):用以實現(xiàn)控制作用的參數(shù)，一般是執(zhí)行 器控制的物理量。,被控變量(y):要求實施控制的參數(shù)，一般是工藝操作 的物理量。,1.,2.自動控制系統(tǒng)的組成：,測量變送器 自動控制器 執(zhí)行器 被控對象,3、控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo),(2).余差C：新的穩(wěn)態(tài)值與給定值之差。,(1).最大偏差A(yù)與超調(diào)量B：,最大偏差A(yù)：在過渡過程中，被控變量偏離給定值的最大數(shù)值。,A,超調(diào)量B：第一個峰值A(chǔ)與新穩(wěn)定值C之差，即B=A-C。,A,表示過渡過程的衰減程度。它是過渡過程同方向前后相鄰兩峰值的比。,(3).衰減比：,從干擾發(fā)生的時刻起至系統(tǒng)重新建

2、立新的平衡狀態(tài)止的時間。,4.過渡過程：系統(tǒng)由一個平衡狀態(tài)過渡到另一個平衡狀態(tài)的過程。,5.階躍干擾作用下的過渡過程形式,當(dāng)自動控制系統(tǒng)的(給定或干擾)輸入是階躍變化時，系統(tǒng)的過渡過程:,(1)非周期衰減過程:,(2)衰減振蕩過程：,被控變量在給定值的某一側(cè)做緩慢變化，沒有來回波動，最后穩(wěn)定在某一數(shù)值上。,被控變量上下波動，但幅度逐漸減少，最后穩(wěn)定在某一數(shù)值上。,(4)發(fā)散振蕩過程：,(3)等幅振蕩過程：,發(fā)散振蕩、等幅振蕩過程屬于不穩(wěn)定過程； 非周期衰減與衰減振蕩過程屬于穩(wěn)定過程。,被控變量在給定值附近來回波動，且波動幅度保持不變。,被控變量來回波動，且波動幅度逐漸變大，即偏離給定值越來越遠(yuǎn)

3、 。,圖1-12脫乙烷塔的工藝管道及控制流程圖,7. 控制通道：控制作用至被控變量的信號聯(lián)系。,干擾通道：干擾作用至被控變量的信號聯(lián)系。,8. 描述對象的特性參數(shù)：放大系數(shù)K、時間常數(shù)T、滯后時間 ,對象的放大系數(shù)K越大，表示對象的輸入量變化時，對輸出量的影響越大。,時間常數(shù)T越大，表示對象受到干擾作用后，被控變量變化得越慢，到達(dá)新的穩(wěn)定值所需的時間越長。,9. 檢測儀表：用來檢測工藝參數(shù)的技術(shù)工具。 傳感器：用來將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為一定的便于傳送 的信號的儀表。 變送器：當(dāng)傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定 的標(biāo)準(zhǔn)信號時，通常稱為變送器。,10、相對百分誤差：測量值的絕對誤差與測量儀表的量程之比的

4、百分?jǐn)?shù)。,11.變差：在相同條件下，使用同一儀表對被測量在儀表全部測量范圍內(nèi)進(jìn)行正、反行程（即被測量逐漸由小到大和逐漸由大到小）測量時，被測量值正、反行程所得到的兩條特性曲線之間的最大偏差。,12.線性度：表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量的實際校準(zhǔn)曲線與理論直線的吻合程度。,13.壓力的表示方法,常有表壓、絕對壓力、負(fù)壓或真空度之分。,真空度：大氣壓與絕對壓力之差,絕對壓力 ：單位面積所受到的力；,表壓：絕對壓力與大氣壓之差,14.彈簧管壓力表由測量系統(tǒng)、指示部分和表殼部分等組成。,15. 霍爾片式壓力傳感器,在非均勻磁場中，實現(xiàn)位移電勢的線性轉(zhuǎn)換。,16. 壓力儀表測量范圍的確定,測量穩(wěn)定壓

5、力時,最大工作壓力不應(yīng)超過測量上限值的2/3； 測量脈動壓力時,最大工作壓力不應(yīng)超過測量上限值的1/2； 測量高壓時,最大工作壓力不應(yīng)超過測量上限值的3/5； 測量最小壓力時,被測壓力應(yīng)不低于儀表量程的1/3。,單位時間內(nèi)流過某一截面的流體數(shù)量的大小。可采用體積或質(zhì)量流量來表示。,18.體積流量,單位時間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體體積,19.質(zhì)量流量,單位時間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體質(zhì)量。,17.瞬時流量,20.累積流量：某一段時間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體總和。,21、差壓式流量計：基于流體流動的節(jié)流原理,利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流量測量。,22.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置包括節(jié)流元件和取壓裝

6、置。,23.轉(zhuǎn)子流量計采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測量方法。,24. 橢圓齒輪流量計工作原理：應(yīng)用容積法測流量。,25、漩渦流量計(又稱渦街流量計)：應(yīng)用流體振蕩原理測量流量。,26.電容式液位傳感器的液位檢測,電容量的變化為：,(0)值越大，儀表靈敏度越高。 D與d越接近，即兩極間距離越小，儀表靈敏度越高。,27 .熱電偶溫度計是以熱電效應(yīng)為基礎(chǔ)的測溫儀表。 由三部分組成：熱電偶、測量儀表和連接導(dǎo)線。,29 . 熱電偶兩接點溫度相同，則盡管導(dǎo)體A、B材料不同，熱電偶回路的總熱電勢為零。,28.組成熱電偶回路的兩種材料相同，則無論接點溫度如何，熱電偶回路的總熱電勢為零。,30、熱電阻溫度計

7、,注意：連接導(dǎo)線采用的是三線制連接。,31：比例控制規(guī)律的輸出變化量與輸入偏差e成正比。,32. 熱電偶溫度變送器的構(gòu)成：輸入橋路、放大電路、反饋電路,33. 數(shù)顯儀表的分類：按輸入信號的形式來分，有電壓型和頻率型兩類。,34. 比例度就是指控制器輸入的相對變化值與相應(yīng)的輸出相對變化值之比的百分?jǐn)?shù)。,35. 正作用控制器：當(dāng)控制器的輸入信號增大(或減小)時，其輸出信號隨之增大(或減小)；,36. 反作用控制器：當(dāng)控制器的輸入信號增大(或減小)時，其輸出信號隨之減小(或增大)。,37. 執(zhí)行器按能源分類：氣動、電動、液動三大類。,38. 氣動執(zhí)行器的組成： 執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)（閥）,39. 氣關(guān)

8、閥：當(dāng)有信號壓力時閥關(guān)，無信號壓力時閥全開。 氣開閥：當(dāng)有信號壓力時閥開，無信號壓力時閥全關(guān)。,簡答題：,2.測壓儀表按照其轉(zhuǎn)換原理的不同大致可分為：,1）液柱式壓力計,2）彈性式壓力計,3）電氣式壓力計,4）活塞式壓力計,1）.定值控制系統(tǒng),2）.隨動控制系統(tǒng),3）.程序控制系統(tǒng),1. 按被控變量的給定值變化規(guī)律分類：,利用各種形式的彈性元件受壓后所產(chǎn)生的彈性變形(位移)測量壓力。,3、彈性式壓力計的工作原理,4、霍爾片式壓力傳感器工作原理：利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢，從而實現(xiàn)壓力的測量。,5.差壓式流量計的組成:,1).節(jié)流裝置,2).引壓管路,3).差壓計(

9、差壓變送器),6、熱電阻冷端溫度的補償方法：,(1) 冷端溫度保持為0的方法,(2) 冷端溫度修正法,（3）校正儀表零點法,（4）補償電橋法,（5）補償熱電偶法,7. 控制閥的理想流量特性：,1）直線流量特性,2）等百分比流量特性,3）拋物線流量特性,4）快開流量特性,8. 控制器參數(shù)的工程整定法有哪些。,1）、臨界比例度法,2）、衰減曲線法,3）、經(jīng)驗湊試法,9. 比值控制系統(tǒng)：實現(xiàn)兩個或兩個以上參數(shù)符合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)。,10. 試寫出積分控制規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。為什么積分控制能消除余差？（P139 : 7） 答：積分控制規(guī)律是指控制器的輸出變量p與輸人偏差e的積分成正比，即 式中，K

10、I為積分比例系數(shù)。因為積分控制作用的輸出與輸入偏差的積分成正比，只要有偏差存在，積分控制作用將隨時間不斷變化，直至偏差完全消除，系統(tǒng)才能穩(wěn)定下來，所以積分控制能消除余差。,1：一臺電型壓力變送器,測量范圍210MPa,從 控制室測得信號為12mA時,所測壓力是多少? 當(dāng) 所測壓力為7.6MPa時,輸出為多少mA ?,計算題：,2、用差壓式流量計測量流量，原設(shè)計范圍為0-320m3/h，電動型差壓變器的量程為0100KPa，問： (1)當(dāng)變送器輸出13mA時，對應(yīng)流量是多少? (2)若采用量程為0125KPa的變送器，此時變送器的輸出應(yīng)為多少?,解:(1),(2),3: 實驗測得標(biāo)準(zhǔn)信號為420

11、mA電動調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng)曲線，如圖所示。,問： 該控制器的控制規(guī)律？ 控制器的比例度、積分時間、微分時間？,解： 該控制器為PI控制規(guī)律,答：控制器的比例度為200%、積分時間為2分、微 分時間為0,解：,又 測量值減少時，控制器輸出減少， 是正作用方向。,答:控制器的實際比例度為100%，控制器是正作用方向。,4、當(dāng)DDZ型電動控制器的測量指針由50變化到 25，若控制器的純比例輸出信號由12mA下降到 8mA，則控制器的實際比例度為多少？并指出控制 器的作用方向。,P16 21.某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為（90010）?？紤]安全因素，控制過程中溫度偏離給定值最大不得超過80?，F(xiàn)設(shè)計的溫

12、度定值控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖1-19所示。石球該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差、超調(diào)量、衰減比和振蕩周期，并回答該控制系統(tǒng)能否滿足題中所給的工藝要求？ 解：有過渡過程曲線可知 最大偏差 A=950-900=50 衰減比 第一個波峰值 B=950-908=42 第二個波峰值 B=918-908=10 衰減比 n=42:10=4.2 振蕩周期 T=45-9=36min 余差 C=908-900=8 過渡時間為47min。 由于最大偏差為50，不超過80，故滿足題中關(guān)于最大偏差的工藝要求。,P101,P139,測量變送器： 當(dāng)被控變量增加時，其輸出也增加。因此，測量變送器

13、一般都是正作用方向，“+”,被控對象： 當(dāng)操縱變量增加時，被控變量增加，則對象為“正作用”。“+” 當(dāng)操縱變量增加時，被控變量降低，則對象為“反作用”。“-”,執(zhí)行器： 氣開閥： 信號增大時，閥開大,為正作用方向,用“+”號表示。 氣關(guān)閥： 信號增大時，閥關(guān)小,為反作用方向,用“-”號表示。,控制器： 控制器的輸出取決于于被控變量的測量值與給定值之差 （e=z-x）。,正作用控制器： 輸入偏差e增大時,控制器輸出p增大,為正作用方向。用“+”號表示。 反作用控制器： 輸入偏差e增大時，控制器輸出p減少,為反作用方向。 用“-”號表示。,如果四項相乘為負(fù)值時， 系統(tǒng)為負(fù)反饋。,例：加熱爐出口溫度控制，確定控制器的正、反作用。,1.對象：當(dāng)閥開大時, 被控變量增大，作用方向為正作用，“+”。,4.控制器：選反作用的，“-”。,3.變送器：選正作用，“+” 。,2.確定執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)