过程控制系统与仪表考试整理

过程控制系统与仪表

第一章

1 过程控制系统主要任务：

对生产过程中的有关参数（温度 压力 流量 物位等）进行控制使其保持恒定或按一定规律变化 在保证产品质量和生产安全的前提下使连续生产过程自动进行下去

2 特点：

1） 控制对象复杂 控制要求多样

2） 检测方案丰富

3） 控制多属于慢过程控制

4） 定值控制是过程控制的一种主要形式

5） 过程控制系统由规范化的过程检测仪表组成

过程控制分类方法

1按设定值的形式不同划分

1） 定值控制系统

2） 随动控制系统

3） 过程控制系统

2按系统地结构特点分

1） 反馈控制系统

2） 前馈控制系统

3） 前馈反馈复合控制系统

稳态 ： 对于定值控制 当控制系统输入不变时 整个系统若能达到一种平衡状态 系统各个组成环节暂时不动作它们的输入输出信号都处于相对静止状态 就是稳态

动态 ： 从外部扰动出现 平衡状态遭到破坏 自动控制装置开始动作 到整个系统又建立新的稳态 调节过程结束的这一段时间整个系统的各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中

叫动态

控制系统的过度过程 ： 系统从原来的平衡状态经过动态过程达到新的平衡状态的动态历程 稳定过渡过程 ：不稳定过渡过程 系统的控制作用能否使被控参数回到原来的设定值 用阶跃输入分析过渡过程 外部扰动阶跃变化时 被控参数响应曲线与设定阶跃变化时的特征是相同的通常采用设定值阶跃变化时被控参数响应的典型曲线来定义控制系统的单项性能指标 主要有衰减比 超调量与最大动态偏差 静差 调节时间 震荡频率等

第二章

计算题会选择仪表精度

思考与练习题

2-3 某压力表的测量范围为0～10MPa，精度等级为1.0级。试问此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为5MPa时，标准压力计上读数为5.08MPa，试问被校压力表在这一点上是否符合1级精度，为什么？

解答：

1）基本误差 =

最大绝对误差 max＝0.01×10＝0.1MPa

2）校验点为5 MPa时的基本误差：

0.8％<1％ ，所以符合1.0级表。

2-4 为什么测量仪表的测量范围要根据被测量的大小来选取 选择一台量程很大的仪表来测量很小的参数值有什么问题？

2-5 有两块直流电流表，它们的精度和量程分别为

1) 1.0级，0～250mA

2）2.5级，0～75mA

现要测量50mA的直流电流，从准确性、经济性考虑哪块表更合适？

解答：

分析它们的最大误差：

1） max＝250×1％＝2.5mA； 100% 5.08 5 100% 0.8% 102.5 100% 5% 50

1.875 100% 3.75% 502） max＝75×2.5％＝1.875mA；

选择2.5级，0～75mA的表。

第三章

控制仪表的作用 ： 将被控变量的测量值与给定值相比较 根据比较的结果（偏差）进行一定的数学运算 并将运算结果以一定的信号形式送往执行器 以实现对被控变量的自动控制

比例控制 ： 为实现适当控制 控制器的输出应当根据偏差的大小连续变化 使控制伐的开度也连续变化 这样就有可能获得与对象复合相适应的操纵量 从而使被控变量趋于稳定 能够达到平衡 此模式为连续控制 比例控制为最基本的连续控制模式

比例积分控制： 当有偏差存在时 输出的信号将随时间增大或减小 当偏差为零时输出停止 保持在某一值上 所以积分控制组成的系统可以达到无余差

比例微分控制 ：特点是能起到超前控制作用 即按照偏差变化的速度控制 能在偏差很小时提前增大控制作用 微分控制必须和比例控制组合作用

比例积分微分控制： 特点是达到快速控制 消除余差

DDZ-3型PID运算电路组成 输入电路 给定电路 PID运算电路 自动与手动切换电路 输出

电路 指示电路 3-11结构框图

DDZ-3调节器

通过切换开关S1可以选择 自动调节“A” 软手动操作“M” 硬手动操作“H”

A.M切换 A.H切换 无扰 M. H 切换 无扰

第四章

执行器作用 执行器是自动控制的操作环节 其作用是根据控制器送来的控制信号改变所操作介质的大小 将被控量维持在要求的数值上

气动调节伐的结构 气动调节伐是由气压控制的阀门

一般还配有辅助装置

如阀门定位器 提高阀门开度定位的准确性

手轮机构 当控制信号因故障中断时其可直接操纵控制伐 维持正常生产

气动调节伐结构与分类

结构有

1 执行机构 当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时 阀杆向下移动的叫做正作用执行机构 反之为反作用执行机构

2调节机构 阀芯在阀体内移动 改变阀芯与阀座之间的流通面积 介质流量也相应改变

当阀杆下移 阀芯与阀座流通面积减小的称为正作用式 若阀芯倒装 面积增大 为反作用式 调节伐的流量特性 指流过阀门的流体相对流量 和阀门的相对开度间的关系

公式

1阀门的固有流量特性 在调节伐前后压差固定的情况下得出的流量特性 其取决于阀芯的形状

特性分为

1） 直线流量特性 调节伐的相对流量与相对开度呈直线关系

直线伐的放大系数在任何一点都是相同的 但其对流量的控制每一点都是不同 直线伐在流量小时 流量变化相对直大 流量大时 相对值小 阀门在小开度是控制作用强 大开度时 控制作用弱

2） 等百分比流量特性 调节伐的放大系数随相对流量的增大而增大 在不同的行程处 流量

变化的相对值都是相等的百分数 在大小开度时控制能力不变

3） 快开特性 开度小时 流量变化迅速 随开度增大 流量很快达到最大值 02363117558 2 调节伐的工作流量特性 实际的工艺装置上 调节伐由于和其他阀门设备管道串联 阀门两端的压力随流量的变化而变化 此时的特性叫工作流量特性

阀组比S= 表示存在管道阻力的情况下 阀门全开时 阀门前后的最小压差 占总压力的比值 S越小流量特性的变形程度越大 一般不低于0.3

3 调节伐 气开式 无压力信号时伐全开 随着压力信号增大 阀门逐渐减小的气动调节阀

气关式 无压力信号时全闭 随着信号增大 阀门逐渐开大的气动调节伐

4 调节伐口径的选择

C=

流通能力 压差 流体密度 最大流量

5使用电气转换器 气动调节阀能运用于易燃易爆环境的优点还不能被电动调节阀取代

为了使气动调节阀能接受电动调节器的输出信号 必须使用电气转换器把调节器输出的标准电信号 转化成20-100kpa的标准气压信号

6阀门定位器 气压推力受到的阻力 还有阀体和阀杆处的填料对阀杆的摩擦力 和阀门内流体对阀芯的作用力 这些力大小不确定 会影响执行机构与输入信号之间的定位关系 使执行机构产出回环特性 严重是造成调节系统震荡

思考题与习题

4-1 气动调节伐主要由哪两部分组成 各有什么作用

解答：

1）执行机构和调节机构。

2）执行机构的作用：按调节器输出的控制信号，驱动调节机构动作；

调节机构的作用：由阀芯在阀体内的移动，改变阀芯与阀座之间的流通面积，从而改变被控介质的流量。

4-3 为什么说双座伐产生的不平衡比单座阀小

4-4 什么叫调节伐的理想流量特性和工作流量特性 常用 …… 此处隐藏：8034字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……