过程控制技术复习提纲.doc

过程控制系统复习提纲 过程控制系统概述 过程控制定义、目的； 被控参数、控制参数、扰动量、给定值、当前值、偏差和控制作用的符号和定义； 过程控制系统组成； 过程控制系统按系统结构和按给定值信号分类； 阶跃响应性能指标的定义和计算，稳态误差ess、衰减比n、超调量σ、过渡时间ts； 根据例题画出控制系统方框图，并指明被控过程、被控参数、控制参数和扰动参数。 第二章 过程检测仪表 1、检测仪表的组成，传感器和变送器定义； 2、真值、绝对误差、相对误差、引用误差和精度等级的定义和计算； 3、温度检测定义和分类，华氏温标与摄氏温标换算，热电阻和热电偶定义； 热电偶温度计部分热电偶、测量仪表、连接热电偶和测量仪表的导线。如下图所示 图无压力信号时阀门全闭，随着压力信号增大，阀门逐渐开大的气动调节阀为气开式。无压力信号时阀门全开，随着压力信号增大，阀门逐渐关小的气动调节阀为气关式。比例串级控制系统有哪些特点?在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统； 系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量； 由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了干扰对主变量的影响； 系统对负荷改变时有一定的自适应能力。 热电偶是系统中的测温元件，测量仪表是用来检测热电偶产生的热电势信号的，可以采用动圈式仪表或电位差计，导线用来连接热电偶与测量仪表。为了提高测量精度，一般都要采用补偿导线和考虑冷端温度补偿。 2、什么叫绝对压力、表压及真空度?它们的相互关系是怎样的?（作图说明） 绝对压力：绝对真空下的压力称为绝对零压，以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力。 表压力：当绝对压力大于大气压力时，绝对压力高于大气压力的数值称为表压力，简称表压。 真空度：当绝对压力小于大气压力时，绝对压力低于大气压力的数值称为真空度或负压。 绝对压力、大气压、表压、真空度之间的相互关系如图所示。 3、什么是调节(被控)对象，给定值和偏差？ 答案：自动调节系统的生产设备叫做调节对象或简称对象，而生产中要求保持的工艺指标，称为给定值。对于自动调节系统中，习惯采用给定值R减去测量值Y作为偏差e，即e=R-Y，给定值R大于测量值Y时为正偏差，而给定值R小于测量值Y时为负偏差。 4、PID控制中比例、积分、微分控制各自特点。 1）比例PID调节器、和的作用是什么？ 比例度积分时间常数越小，积分作用越强；越大积分作用越弱；若将取∞微分时间常数越大，微分作用越强；取0 试简述临界比例度法及其特点。 答案：临界比例度法是在纯比例运行下通过试验，得到临界比例度靠和临界周期Tk，然后根据经验总结出来的关系求出控制器各参数值。 这种方法比较简单、易于掌握和判断，适用于一般的控制系统。但是不适用于临界比例度小的系统和不允许产生等幅振荡的系统，否则易影响生产的正常进行或造成答案和衰减周期（或上升时间），然后根据经验总结出来的关系求出控制器各参数值。 这种方法比较简便，整定质量高，整定过程安全可靠，应用广泛，但对于干扰频繁，记录曲线不规则的系统难于应用。 串级控制系统有哪些特点?主要使用在哪些场合?答案 在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统； 系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量； 由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了干扰对主变量的影响； 系统对负荷改变时有一定的自适应能力。 热电偶有哪几种冷端补偿方法？答案1、在蒸汽锅炉运行过程中，必须满足汽-水平衡关系，汽包水位是一个十分重要的指标。当液位过低时，汽包中的水易被烧干引发生产事故，甚至会发生爆炸。 （1）试设计一个液位的简单控制系统，在图中画出控制方案图。 （2）确定调节阀的气开、气关形式，并说明原因。 （3）确定调节器的正、反作用方式。 （4）画出该控制系统的方框图。 答案： 1） 2）调节阀：气关方式。 3）调节器：正作用。 4）框图： 2、某DDZ-Ⅲ型温度变送器输入量程为200～1000℃，输出为4～20mA。当变送器输出电流为10mA时，对应的被测温度是多少？ ； T=500。 3、某反应器工艺规定操作温度为800±10oC。为确保生产过程安全，控制中温度最高不得超过850 oC，现运行的温度控制系统在最大阶跃扰动下的过渡过程曲线如下图所示。 （1）分别求出稳态误差、衰减比和过渡过程时间。 （2）说明此温度控制系统是否已满足工艺要求 答案：1、稳态误差ess=r-y(∞)=800-805=-5 oC 衰减比n=B1/B2=（845-805）/（815-805）=40/10=4 过渡过程时间ts=7min 2、由于温度最高值为845 oC850 oC，稳态误差-5 oC符合±1