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1、控制装置复习任课教师：干树川鲁方剑一、考试题型1. 填空，判断，选择待定。一一(40% 45%2. 计算分析。(变送，控制，执行)一一(30 35%3. 作图：控制规律，指定偏差，PI，PD4. 电路分析：输入与输出的控制规律。一一(20 30%二、各章作业1. P172. P783. P1354. PPT5. P190第一章：1-6, 1-8, 1-15 第二章：2-4，2-7，第三章：3-4，3-13，第四章：PPT上面有一道第五章：5-156. 其他作业(1) 一台比例调节器，输入信号15V,输出信号420mA若比例度=40%寸，输 入信号变化量为1V,输出信号的变化量为多少？(2) 液
2、位控制系统采用纯比例调节器，在开车前要对变送器、调节器和执行器进行联校，当比例度=20%偏差=0时，手动操作使调节器的输出=12mA若给定 信号突变5%调节器为正作用，试问突变瞬间调节器的输出为多少？当调节器 为反作用时，试问突变瞬间调节器的输出为多少？解：1 1 Kp5 20%X = pv - sp二测量值-给定值正作用：Y = Kp * x = 25%Y !*100%Im ax Tm in那么：Y=-25% (20-4) =-4mA则：I=12+(-4 ) =8mA同理:反作用：Y=4mAI=12+4=16mA(3=100% Tl=2min，初始状态输入二输出=12mA后来输入信号从12m
3、A阶跃变化到14mA试问经过多长时间后输出信号可以达到20mA分析：使用 y=KP(x+1/ TI / xdt) 解： y=KP(x+1/ TI / xdt)(20-12)=1(2+1/2/ 2dt)8=2+1/2*（2t）t=6（mi n）三、逐章复习第一章概论1、P1控制仪表与装置按照能源形式分类，可分为电动、气动、液动和机械式等 几类。2、P2按照信号类型分类可分为模拟式和数字式两大类。3、P2按照结构形式分类可分为4类。单元组合控制仪表，基地式控制仪表，集 散控制系统（DCS系统），现场总线控制系统（FCS系统）。4、P4信号制即信号标准，是指仪表之间采用的传输信号的类型和数值。类型即
4、 电压和电流，数值即范围。5、P4信号的标准。（1）气动仪表信号标准：20KPa100KPa（2）电动仪表信号标准:DDZ-IH4-20mA250-750 QDDZ-H0-10mA记住：不是0-750欧姆，必须带有250欧姆的负载。& P4电动仪表标准的使用：（1）现场与控制仪表之间采用电流信号，（2）控 制室内部仪表之间采用直流电压信号。7、P6电动仪表主要有隔爆型（d）和本质安全型（i ）。8、P7防爆仪表的防爆标志为“ EX”。（大写的E,小写的x）。9、 P7控制仪表主要采用隔爆型防爆措施和本质安全型防爆措施。 隔爆型防爆结 构的具体防爆措施是采用耐压 80-100N/cm2以上的壳体
5、,在检修的时候尽量不要 打开壳体。10、P8控制系统的防爆措施（分析题中的简答题）要使整个测量或控制系统的防爆性能符合安全火花防爆要求，必须满足两个条 件：（1）在危险场所使用安全火花型防爆仪表。（2）在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅。（3）图1-3安全火花型防爆系统，必须要有。自己画。前三条必须有。（4）必须正确地安装安全栅和布线，安全栅必须良好的接地安全栅的输入输出端的接线，应该分别布设，不能走同一条线槽，且输出端 至现场仪表的连线应采用蓝色导线或外套蓝色套管，以防止可能产生的混 触，使安全栅失去作用。11、P18电路分析方法，输入与输出的关系。习题 1-15ade。12、P8安全
6、火花型防爆仪表所采取的措施主要有以下两个方面：（1）仪表采用低的工作电压和小的工作电流。 通常，正常工作电压不大于24VDC 电流不大于20mADC故障时电压不大于 35VDC电流不大于35mADC第二章控制器1、P19控制器在自动控制系统中起控制作用。它将来自变送器的测量信号与给定值相减以得到偏差信号，然后对偏差信号按照一定的控制规律进行运算，运算结果为控制信号，输出至执行器。e = y - x 。2、P19偏差的定义：偏差=测量值-给定值。3、P19控制器正反作用的定义：习惯上，丄X0称为正偏差。厶X0，相应的 勺0,则该控制器称为正作用控制器，相应的 马0,称为反作用 控制器。4、P19
7、基本控制规律有比例（P）,积分（I ），微分（D）三种，有这些控制规 律组成P, PI,PD和PID等。5、P20控制器的特性用相对变化量 X和丫的关系式表示，一般有如下5种方法： 微分方程表示法，传递函数表示法，频率特性表示法，图示法，离散化表示法。6 P20只有比例控制规律的控制器为比例控制器，其输入与输出的关系为比例 关系。Yp = KP * X。7、 P20比例增益Kp反映比例作用的强弱，Kp越大，比例作用越强,即在一定的 输入量X下，控制器输出的变换越大，控制作用越强，反之亦然。8、P20比例度，比例度一定是一个百分数。a =（1/Kp）*100%9、P22比例控制规律的特点：优点：
8、及时迅速。缺点：存在残余偏差。10、P22比例控制器的缺点是有余差，若要求控制系统无余差，就得增加积分_ 制规律（即积分作用）。11、P22积分作用的输出与偏差对时间的积分成比例关系。12、P22 图 2-3。13、P23积分时间的定义为：在阶跃信号输入下，积分作用的输出的变化到等于 比例作用的输出所经历的时间就是积分时间。14、P23 图 2-4。15、P25防止积分饱和的方法通常有两种:（1）在积分器输出达到输出范围上限值或下限值时，暂时去掉积分作用，由此 比例积分作用变为纯比例作用。（2）在控制器输出达到输出范围上限值或下限值时，使积分作用输出不继续增 加，如在比例积分电路的输入端另加一
9、个偏差相反的信号。16、P25防止被控变量产牛过大的偏差，可为此使用微分控制规律的控制器。17、P25理想的微分作用不能够单独作为控制规律使用。18、P25微分时间常数，图2-9，画图时一定要标注。19、P27微分时间反映了微分作用的强弱，微分时间越长，微分作用越强，即控 制作用越强。Kd越大，微分作用越强。20、P32控制器的主要作用是对来自变送器的测量信号与给定值相比较所产生 的偏差进行PID运算，并输出控制信号至执行器。21、P32其他作用：除了对偏差信号进行 PID运算外，一般控制器还需要具备以 下功能，以适应自动控制的需要。(1)偏差显示，(2)输出显示，(3)提供 内给定及内外给定
10、的选择，(4)正反作用的选择，(5)手动操作与手动/自动 双向切换。22、 P32通过控制器的手动/自动双向切换开关，可以方便地进行手动 /自动切 换，而在遣换过程中，都希望切换操作不会给控制系统带来扰动， 即必须要求无 扰动切换。23、P32在自动运行时，则视控制器是否具有手动输出信号自动地跟踪自动输出 信号的功能，若无功能，则由自动切换到手动，必须进行预平衡操作。若有自动 跟踪功能，则由自动切换到手动不必进行预平衡操作，便可实现无扰动切换。24、P37DDZ皿型全刻度指示调节器的主要性能如下：(1) 测量信号1-5VDC(2) 内给定信号1-5VDC(3) 外给定信号4-20mADC(4)
11、 负载电阻250-750 Q25、P37基型调节器由控制单元和指示单元两部分组成。控制单元包括输入 路，PD电路，PI电路，输出电路以及软手操和硬手操电路等，指示单元包括测量信号指示电路和给定信号指示电路。图 2-15。26、P39图2-18，图2-19，主要是电路分析方法。求输入与输出的关系(传递 函数)，判断是P, PI，PD27、P47自动(A)软手动(M，硬手动(H)软手动(M，均为双向无平 衡无扰动切换。28、P47软手动一自动，硬手动一自动的切换，也为无平衡状态无扰动切换。29、P47自动一硬手动、软手动一硬手动的切换，必须在切换前拨动硬手操拨盘，使它的刻度与调节器的输出电流相对应
12、，即必须进行预平衡操作，才能够做到无扰动切换。30、P58数字式控制器的硬件电路由主机电路、过程输入通道、过程输出通道、 人机接口电路以及通信接口电路等部分组成。31、P62数字式控制器的特点(1) 运算控制功能强(2) 通过软件实现所需功能(3) 带有自诊断功能(4) 带有数字通讯功能(5) 具有模拟控制器相同的外特性(6) 保持常规模拟控制器的操作方式32、P29常用的数字式PID运算式有位置型算式，增量型算式，速度型算式和偏 差型算式。第三章变送器1、P80变送器在自动检测和控制系统中的作用，是对各种工艺参数，如温度、 压力、流量、液位、成分等物理量进行检测，以供显示、记录或控制之用。2
13、、P80按照被测参数分类，变送器主要有差压变送器、压力变送器、温度变送 器、液位变送器和流量变送器等。3、P80图3-1变送器的理想输入输出特性。y max - y miny（x - x min） + y minX max X min4、P80模拟式变送器完全由模拟元器件构成，从构成原理来看模拟式变送器由测量部分、放大器和反馈部分，零点调整零点迁移四个环节构成。5、 P83量程调整的目的，是使变送器的输出信号上限值ymax与测量范围的上限值Xmax相对应，量程调整相当于改变变送器的输入输出特性的斜率。6 P83零点调整和零点迁移的目的，都是是变送器的输出信号下限值ymin与测量范围的下限值xm
14、in相对应，在检测信号零点上（相当于零点）为零。7、P84,对于模拟式变送器，非线性补偿方法通常有两种（1）使反馈部分与传感器组件具有相同的非线性特性（2）使测量部分与传感器组件具有相同的非线性特性7、P85二线制和四线制传输（1）二根导线同时传送变送器所需的电源和输出电源信号，这类变送器称为二 线制变送器，目前大多数变送器均为二线制变送器。（2）四线制传输方式：即供电电压和输出信号分别用二根导线传输。（3）二线制变送器同四线制变送器相比，具有节省连接电缆、有利于安全防爆和抗干扰等优点，从而大大降低安装费用，减少自控系统投资。（4）变送器的正常工作电流I必须等于或小于变送器蔬菜怒电路的最小值|
15、o min。即 I _ |o min。（5）在下列电压条件下，变送器能够保持正常工作。U T 吒 E min 一 | m ax（ Rl max 亠 r）8、P90差压变送器用来将差压、流量、液位等被检测参数转换成标准统一信号或数字信号，以实现对这些参数的显示、记录或自动控制。9、 P98电容式差压变送器的检测元件采用电容式压力传感器。图3-30。10、P98输出压力p作用于测量部分电容式压力传感器的中心感压膜片，从而使感压膜片与两个固定电机所组成的差动电压之电容量发生变化，此电容变化量由电容/电流转换成电流信号Id，Id和调零与零迁电路产生的调零信号Iz的代数 和同反馈电路所产生的反馈信号If进行比较，其差值送入放大器，经放大得到整机的输出信号Io。11、P101（1） 差动电容的相对变化值与被测压力：P成线性关系
