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1、一、填空题1、过程控制系统一般是指工业生产过程中自动控制系统的被控变量为温度、压力、流量、液位、成分等过程参数。2、按照能源不同，执行器可以分为气动、电动、液动三种形式。3、第三代电动单元组合仪表普遍使用的电流信号标准为 420mADC 气动组合仪表使用的信号为 20100KPa。4、有一个控制阀,当此阀全开,阀前后压差为 0.1MPa 时,每小时能通过的水量为 40m3，此阀的 C 值为 40 。5、电动执行器由执行机构和调节机构两部分组成。6、DCS 是指分布式控制系统，PID 控制规律中，P I 是指比例积分控制规律，D 是指比例微分控制规律。7、过程计算机控制系统中，计算机的作用主要是
2、实时数据处理、实时监督决策、实时控制及输出。8、过程控制系统按照系统设定值的不同，主要分为定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统三种。9、对象在受到输入作用后，被控变量却不能立即而迅速地变化，这种现象称为滞后现象现象。10、根据数学模型建立的方法不同，可以分为机理分析方法和测试分析方法两种方法。11、电动执行机构根据输出形式的不同，可以分为角行程电动执行机构、直行程电动执行机构和多转式电动执行机构。13、单元组合仪表一般有 7 大类，主要有变送单元、转换单元、调节单元、运算单元、显示单元、给定单元、辅助单元14、热电偶常用的温度补偿方法有冷端温度校正法、仪表机械零点调整法、补偿电桥法。二、选
3、择题1、比例度越大，反映比例作用越弱。2、PID 控制其中，I 是指积分运算控制规律。3、下列哪些压力计 可以用来对弹簧管压力计进行校验。4、下列气动执行器属于气关式控制阀的是 A 。5、气动单元组合仪表的气源压力为 20100KPa。6、积分时间常数越大，积分作用越小。7、下列控制规律中能消除余差的控制规律是比例积分运算控制规律。8、下列流量计可以进行非接触式测量的是 D 。A、罗茨流量计 B、孔板流量计 C、转子流量计 D、电磁流量计4、某气动执行器，执行机构为正作用，控制阀为反作用，该执行器属于 A 。A、气开式 B、气关式 5、流量控制阀串联管道， B 时流量特性曲线畸变严重。A、小流
4、量 B、大流量 C、中间流量 D、全部流量三、简答题1、与其他控制系统相比，过程控制系统的特点。过程控制系统有以下几个特点：系统由系列化生产的过程检测控制仪表组成。被控过程多种多样。控制方案十分丰富。控制过程多属于慢过程参量控制。定制控制是过量控制的一种主要形式。2、压差式流量计有哪些优点和缺点？优点：应用最多的孔板式流量计，结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长。应用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比拟。检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。缺点：测量精度普遍较低。范围度窄，一般仅 3:14:1。现场安装条件要求较高。压损大（指孔板、喷嘴等） 。3、单元组合仪表有
5、哪些优点？单元组合仪表可以用有限的单元组成各种各样的控制系统，具有高度的通用性和灵活性。单元组合仪表可以通过转换单元，把气动表、电动表甚至液动表联系起来混合使用。这样就扩大了其使用范围和功能。还能与计算机等现代化设备配合，组成高度集中的先进控制系统。由于各单元独立作用，所以单元组合仪表在布局、安装、维护上也更合理、更方便。单元组合仪表大都采用力平衡或例句平衡原理，工作位移小、无机械摩擦、精度高、使用寿命长、性能较好。单元组合仪表由于零部件的标准化、系列化，有利于大规模生产，降低了成本，提高了产量和质量。单元组合仪表有利于发展新品种，采用新工艺、新技术。4、简述电动执行器的特点。由于工频电源取用
6、方便，不需增添专门装置，特别是执行器应用数量不太多的单位，更为适宜。动作灵敏，精度较高，信号传输速度快，传输距离可以很长，便于集中控制。在电源中断时，电动执行器能保持原位不动，不影响主设备的安全。与电动控制仪表配合方便，安装接线简单。体积较大，成本较贵，结构复杂，维修麻烦，只能应用于防暴要求不太高的场合。5、简述现场总线的特点。特点有，全数字通信、多分支结构、现场设备状态可控、互操作性和互换性、控制分散、统一组态、系统的开放性。6、简述热电偶的工作原理。将两种不同材料的导体或半导体 A 和 B 焊接起来，构成一个闭合回路。当导体 A 和 B 的两个接触点之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因
7、而在回路中形成一个很小的电流，这种现象称为热电效应，热电偶就是利用这一效应来工作的。7、简述转子流量计的工作原理。当流体自下而上流入锥管时，被转子截流，这样在转子上、下游之间产生压力差，转子在压力差的作用下上升，这时作用在转子上的力有三个:流体对转子的动压力、转子在流体中的浮力和转子自身的重力。流量计垂直安装时，转子重心与锥管管轴会相重合，作用在转子上的三个力都沿平行于管轴方向。当这三个力达到平衡时，转子就平稳地浮在锥管内某一位置上。这就是转子流童计的计量原理。8、控制阀在串、并联管路中流量特性有哪些特点？串并联管道都会使理想流量特性发生畸变，串联管道影响尤为严重。都会使控制阀可调范围降低，并
8、联管道尤为严重。串联管道会使系统总流量减少，并联管道会使系统总流量增加。串并联管道会使控制阀的放大系数减小，串联管道时控制阀大开度时影响严重，并联管道时控制阀小开度时影响严重。9、操纵变量的选择需要遵循哪些原则？操纵变量应是工艺上允许加以控制的可控变量。操纵变量应是对被控变量影响诸因素中比较灵敏的变量，即控制通道的放大系数要大一些，时间常数要小一些，纯滞后时间要尽量小。操纵变量的选择还应考虑工艺的合理性和生产的经济性。10、流量控制阀在管路中串、并联时流量特性有哪些特点？四、计算题P37. 例 1、 2 P70 例 1、21. 某温度计是一静态放大系数为 1 的一阶环节。党温度计由温度为 0的
9、地方突然插入温度为 100的沸水中，经1min 后，温度指示值达到 98.5，（1）试确定该温度计的时间常数 T，并写出其相应的微分方程式与传递函数。（2）将上述温度计的信号进行采样，采样周期t=0.0715s，试写出相应的微分方程。已知 K=1，输入阶跃幅值为 100，t=60s 时，其温度值 y=98.5，根据 h（）=KQ1 有 98.5=100（1-e-60/T）T=14.3s14.3dy/dt+y=xG(s)=Y（s）/X(s)=1/(14.3+1)(2) 将 y（t）=y（k） ，x（t）=x(k),dy/dt=y(k+1)-y(k)/t 代入微分方程14.3dy/dt+y=x14
10、.3y(k+1)-y(k)/0.0715+y(k)=x(k)200y(k+1)-199y(k)=x(k)2.某台测温仪表的测温范围为 200700，校验该表时得到的最大绝对误差为+4，试确定该仪表的精度等级。=+4/(700-200) 100%=+0.8%3.某台测温仪表的测温范围为 01000。根据工艺要求，温度指示值的误差不允许超过7，试问应如何选择仪表的精度等级才能满足以上要求? 允=7/（1000-0）100%=0.7%4、某台 DDZ-III 型比例积分控制器，已知 KC=2，TI=1.0min。问当某时刻输入量突然变化 2mA，问经过 2min 后输出变化了多少 mA？五、分析题1
11、、图 1 示为一水箱的液位控制系统。试画出其方块图,指出系统中被控对象、被控变量、操纵变量各是什么?简要叙述其工作过程,说明带有浮球及塞子的杠杆装置在系统中的功能。 P23 单容系统数学建模 计算 2、下图为水槽对象模型。1）试求该对象的传递函数；2）若水槽横截面及为 10，阀 2 的液阻为 30，试问当阀 1 流量 Q1 变化了 0.02m/min 时，150s 后液位变化量为多少？4、图 是锅炉的压力和液位控制系统的示意图,试确定系统中控制阀的气开、气关型式及控制器的正反作用。图 锅炉控制 在液位控制系统中,如果从安全角度出发,主要是要保证锅炉水位不能太低,则控制阀应选择气关型,以便当气源中断时,能保证继续供水,防止锅炉烧坏。如果要保证蒸汽的质量,汽中不能带液,那么就要选择气开阀,以便气源中断时,不再供水,以免水位太高。本题我们假定是属于前者的情况，控制阀应选择气关型，为“-”方向；当供水流量增加时，液位是升高的，故对象为“+”方向；测量变送器一般都是“+”方向，故在这种情况下，液位控制器 LC 应为正作用方向。在蒸汽压力控制系统中，为了保证气源中断时，能停止燃料供给，以防止烧坏锅炉，故控制阀应选择气开型，为“+”方向；当燃料量增加时，蒸汽压力是增加的，故对象为“+”方向；测量变送器为“+”方向，故压力控制器 PC 应为反作用方向。
