一、 填空题(没空1.5分,共30分)
1、 过程控制系统是由_控制器__、_执行器__、__测量变送__和被控对象等环节组成。
2、 过程控制系统中按被控参数的名称来分有__压力__、_流量___、_温度__、液位等控制系统。
3、控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响___越小___;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量__越差__;干扰通道的纯滞后对调节质量_有影响,纯滞后越大,质量越差__。 4、 选择控制方案时,总是力图使调节通道的放大倍数(增益)大于__干扰通道的放大倍数(增益)。
5.某调节系统采用比例积分作用调节器,先用纯比例调整到合适的调节输出,再加入积分作用的后,应_减小调节器的放大倍数_,才能使稳定性不变。 6.描述控制系统的品质指标的参数有 最大偏差 、 衰减比 和 余差 等。 7.串级调节系统,一般情况下主回路选择___PID______或PI调节规律调节器,副回路选用__P _调节规律调节器;如果副回路采用差压法测流量,应采用什么装置_开放器___补偿。
8.仪表自动化标准中,气动仪表标准信号范围是 0.02~0.1MPa ;电Ⅱ型标准信号范围是 4~20mA ;电Ⅲ型标准信号范围是 0~10mA 。 二、选择题(每题3分,共30分) 1.生产过程中所保持定值的工艺变量称为
A、操作变量 B、被控变量 C、设定值 D、对象 2.热电偶的测温原理是
A、电阻随温变化 B、热电效应 C、霍尔效应 D、节流原理
3.气动差压变送器的工作原理是
A、热电效应 B、电阻随温度变化 C、电压平衡 D、力矩平衡原理
4。利用差压变送器测液位时,若正、负压室与取压点之间装有隔离 罐并充以隔离液,这时需时变送器进行的迁移是
A、正迁移 B、负迁移 C、无迁移 D、零点迁移 5.在单元组合仪表中常用的统一标准信号为
A、0~10mV或4~20mV B、0~10mV或0~20mV C、0~10mA或4~20mA D、0~10mA或0~20mA 6.弹簧压力表中游丝的作用是:( )
A.提高仪表的精度 B.改变仪表的量程 C.克服仪表变差 D.提高仪表灵敏度 7.自动电位差计所配测温元件为( ) A.热电偶 B.热电阻 C.弹簧 D.膜片 8.节流式流量计工作原理为( )
A.把输入微小位移转换成相应的气压信号输出 B.电阻随温度变化 C.电压平衡
D.流体流经节流装置所产生的静压差与流量之间的关系 9.自动控制系统中,感受被控变量并转换为测量值的部分为() A.检测元件及变送器 B.调节器 C.对象 D.执行器 10.标注在化工仪表面板上的符号1.5是指该仪表的()
A变差为1.5级 B精度为1.5级 C.基本误差为1.5级 D.附加误差为1.5级 三、综合题(40分)
1、(10分)画出气关式类型执行器的两种简单结构示意简图;在控制系统中如何选择执行器类型?举例说明。 答:
在控制系统中,执行器是按安全原则选择类型的,也就是当控制信号中断时,要保证设备和操作人员的安全。如:加热炉温度控制,当燃料量为操纵变量时,其执行器应选择气开类型,当信号中断时,切断燃料,保证安全。
2、(10分)热电偶为什么要进行冷端温度补偿?有哪些冷端温度补偿方法?原理是什么?
答:①因为各种显示仪表和热电偶分度表都是在热电偶冷端温度为零的时候做出的。但实际中热电偶冷端温度不等于零,且经常波动,这必然造成输出减少,所以要进行热电偶的冷端温度补偿。
②热电偶常用的冷端温度补偿方法有:冰浴法、公式计算法、仪表机械零点调整法、电桥补偿法和补偿热电偶 ③
冰浴法:用冰槽使t0保持零度。
计算法:EAB(t,0)= EAB(t,t0)+ EAB(t0,0) 仪表零点调整法:将仪表的机械零点调到t0
补偿电桥法:用电桥产生EAB(t0, 0)与EAB(t,t0)叠加,即可消除t0变化对测量的影响。
补偿热电偶:用与测量热电偶同型号的热电偶进行补偿,用于多支热电偶。
3、(20分)下图为加热炉装置,工艺要求利用燃料量来控制炉出口介质温度t(简单控制系统);
① 指出构成控制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么? ② 在下图中画出控制流程图; ③ 选择执行器的气开、气关类型以及控制器的作用方向; ④ 画出简单控制系统方框图;
⑤ 简单说明该系统克服干扰的过程(可设温度t升高,分析调节动作过程)。 答:① 构成控制系统时的被控变量是出口介质温度;操纵变量是燃料量,干扰量是:进料流量和温度、燃料的压力、炉膛温度和压力以及环境温度。
② 控制流程图见下图。
③ 执行器应选择气开类型,控制器为反作用方向。 ④ 简单控制系统方框图见下图。
⑤ 该系统克服干扰的过程:当干扰作用使温度t升高,测量大于给定,控制器输入偏差增大,其输出控制信号减少,气开阀关小,燃料量减少,塔顶温度下降,维持给定。
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