化工仪表与自动化资料.doc

1、化工自动化的含义？ 在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化 2、化工生产过程自动化的目的？ 加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。 减轻劳动强度，改善劳动条件。 能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。 生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。 自动控制系统的组成（两部分：自动化装置和被控对象） 自动化装置的三个部分分别是： （1）测量元件与变送器：它的功能是测量液位并将液位的高低转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等） （2）自动控制器：它接受变送器送来的信号，与工艺需要保持的液位高度相比较得出偏差，并按某种计算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去 （3）执行器：通常指控制阀，它与普通阀门的功能一样，只不过它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度。 自动控制系统的分类 (1)按被控变量来分类，如温度、压力等控制系统； (2)按控制器具有的控制规律来分类，如比例、比例积分、比例微分、比例积分微分等控制系统； (3)将控制系统按照工艺过程需要控制的被控变量的给定值是否变化和如何变化来分类，这样可将自动控制系统分为三类，即定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。 自动控制系统在阶跃干扰作用下过渡过程的四种形式 （1）非周期衰减过程：被控变量在给定值的某一侧作缓慢变化，没有来回波动，最好稳定在某一数值上。 （2）衰减震荡过程：被控变量上下波动，但幅度逐渐减少，最后稳定在某一数值上 （3）等幅震荡过程 ：被控变量在给定值附近来回波动，且波动幅度保持不变 （4）发散震荡过程：被控变量来回波动，且波动的幅度逐渐变大，即偏离给定值越来越远 控制系统的品质指标 a. 最大偏差或超调量：最大偏差是指在过渡过程中，被控变量偏离给定值的最大数值。在衰减振荡过程中，最大偏差就是第一个波的峰值。 b.衰减比: 衰减比n:1，一般 n 取为4～10之间为宜。 c.余差: 当过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳态值与给定值之间的偏差叫做余差 d.过渡时间: 从干扰作用发生的时刻起，直到系统重新建立新的平衡时止，过渡过程所经历的时间叫过渡时间。一般在稳态值的上下规定一个小范围，当被控变量进入该范围并不再越出时，就认为被控变量已经达到新的稳态值，或者说过渡过程已经结束这个范围一般定为稳态值的±５％（也有的规定为±２％）。 e.震荡周期或频率: 过渡过程同向两波峰（或波谷）之间的间隔时间叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率。在衰减比相同的情况下，周期与过渡时间成正比，一般希望振荡周期短一些为好。 研究对象的特性，就是用数学的方法来描述出对象输入量与输出量之间的关系。这种对象特性的数学描述就称为对象的数学模型。干扰作用和控制作用都是引起被控变量变化的因素 建模的目的 控制系统的方案设计 控制系统的调试和控制器参数的确定 制定工业过程操作优化方案 新型控制方案及控制算法的确定 计算机仿真与过程培训系统 设计工业过程的故障检测与诊断系统 机理建模的方法 根据对象或生产过程的内部机理，列写出各种有关的平衡方程，如物料平衡方程、能量平衡方程、动量平衡方程、相平衡方程以及某些物性方程、设备的特性方程、化学反应定律、电路基本定律等，从而获取对象（或过程）的数学模型，这类模型通常称为机理模型。 10、实验建模的方法 对象特性的实验测取法，就是在所要研究的对象上，加上一个人为的输入作用（输入量），然后，用仪表测取并记录表征对象特性的物理量（输出量）随时间变化的规律，得到一系列实验数据（或曲线）。这些数据或曲线就可以用来表示对象的特性 1. 阶跃反应曲线法：用实验的方法测取对象在阶跃输入作用下，输出量y随时间的变化规律。 2、矩形脉冲法：当对象处于稳定工况下，在时间t0突然加一阶跃干扰，幅值为A，到t1时突然除去阶跃干扰，这时测得的输出量y随时间的变化规律，称为对象的矩形脉冲特性，而这种形式的干扰称为矩形脉冲干扰。此外，还可以采用矩形脉冲波和正弦信号。 3、混合建模：先由机理分析的方法提供数学模型的结构形式，然后对其中某些未知的或不确定的参数利用实测的方法给予确定。 三个对象特性的参数的物理意义、表达式，并抽取关键词进行描述？ 放大系数K：如果有一定的输入变化量ΔQ1，通过对象就会被放大了K倍变为输出变化量Δh，则称K为对象的放大系数 或 当冷激量、蒸汽量、半水煤气量改变的百分数相同时，冷激量对温度的相对放大系数最大；蒸汽量对温度的相对放大系数次之；