过程控制系统

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1、过程控制系统作业题姓名班级学号5015 年春季学期过程控制系统作业题一、填空：1、 建立过程数学模型有和两种基本方法。2、 根据在输入作用下，能否依靠过程自身能力恢复平衡，过程又可分为过程和过程。3、 过程控制系统一般由（）、（）两部分组成。4、 过程控制一般指控制。5、 对于控制系统的工程设计来说，控制方案的设计是核心。主要包括的内容 ， ， 06、 工业生产对过程控制的要求是多方面的，最终可归纳为三个方面，即，。7、 PID参数在工程上，常采用的方法有, , , 。8、 串级调节主要是改善系统的特性，其主回路 调节，付回路系统，付回路调节器的给定值是。在投运时应先投回路，后投回路。9、 调

2、节器正反作用选择原则是（）。10、 被控参数的选择有（）、（）两种选择方法。11、 控制参数选择原则是（）、（）、（）。12、某人在整定PID参数时，将比例度设置为25%，调节系统刚好临界振荡，且振荡周期为5分钟，若采用PI 调节，则比例度应选（ ），积分时间常数应选（ ）。13、某比值控制系统要求主动量与从动量的比值为1:2，主动量仪表量程为0-3600T/h，从动量仪表量程为0-2400T/h。则比值系数为（）。14、 分程调节是指一个调节器的输出，控制两个或多个（），为了实现分程调节，一般需要引入（ ）二、选择题：1、某奶粉生产过程中干燥工艺如下，已知，乳液节流易结块，奶粉的质量取决于其

3、含水量的大小，而含水量与干燥温度有单值对应关系。因此被控参数可选 （ ），控制参数可选 （）A：干燥器温度B：奶粉含水量C：乳液流量D：空气旁通量 E：加热蒸汽量高位槽八干燥器过滤器送凤冷凤旁路HI H凤管 -1 畀 I蒸汽h换热器2、在选择调节阀流量特性是，一般线性过程选 （ ），而非线性过程选 （ ）A：快开特性。B：直线特性。C：等百特性。D：抛物线特性。3、在选择调节阀口径时是根据（ ）A：介质流量。B：流通能力。C：扰动的大小。D：被控参数的要求4、一个热交换器如图所示，用蒸汽将进入其中的冷水加热至一定温度，生产要求热水温度要保持定值（tlC）。因此被控参数可选 （ ），控制参数可选

4、 （ ）。D：蒸汽温度C：蒸汽流量其输出信号的范围是4-20mA，当其输出16 mA时，则压力测量值是（）A： 0.85 MPa。B： 0.8 MPa。C： 0.75 MPa。 D： 0.7 MPa。6、在用凑试法，整定PID参数时，正确的方法是（） 、先使调节器t=r、t=0，调比例度，使系统的过度过程达到满意效果。（一般为4：1衰减震荡） 、将比例度放大1.2倍，t=0，T由大到小凑试，直至达到满意效果。 、将比例度放大1.2倍，t=0，T由小到大凑试，直至达到满意效果。 、将T置于0.25匚，增大比例度，直至达到满意效果。 、将T置于0.25T，减小比例度，直至达到满意效果。A、B、 C

5、、 D、三、简答：1、试用矩型脉冲响应曲线法求加热炉的数学模型。当脉冲t=2分，幅植为2T/h时，其实验数据如下;t/分134581015203040506070T/C0.51.73.7919263633.52110.45.12.81试由矩型脉冲响应曲线转换成阶跃响应曲线2、某生产过程，其控制流程如下;试确定调节阀是气开，还是气关？调节器是正作用，还是反作用？3、某人在整定PID参数时，在记录仪上得如下曲线，请帮助分析各曲线的好坏，并根据临近比例读法选择合适的PID参数（估计），并分别说明PID各参数对过度过程的影响。4、某过程矩型脉冲响应曲线如下，试用作图法求其传函（假设为一阶系统）。丄X5

6、、请简述临界比例度法的整定过程6、请简述衰减曲线法的整定过程7、某压力定值调节系统，采用 1.6 MPa 压力变送器检测现场压力，调节器的给定信号为12 毫安，比例度为 100%、积分时间为1 分、微分时间为1分。投入自动运行后，运行状态良好。因变送器损坏，将原变送器更换为原型号的 2.5MPa 压力变送器。问要保持原调节效果，应如何设定调节器的参数？8、请简要说明如何将单回路均匀调节系统投入运行？9、前馈控制系统与反馈控制系统相比，有何优点？如何选择前馈变量？10、某被控过程在加脉冲信号后，得到脉冲响应曲线。问如何用作图法求该过程的传函。11、请指出常用的调节器参数的工程整定方法，并简要说明

7、其中任一种的具体整定方法。12、请简要说明如何将调节系统投入运行？13、如何选择选择性调节的选择器？14、为防止加热炉出口温度控制系统阀后压力过高造成脱火，设计了如图所示的防脱火控制系统。请问：1、这时一个说明类型的过程控制系统？2、调节阀应选气开，还是气关？3、两个调节器应选何种作用？15、某生产过程中，冷物料通过加热炉加热，根据工艺要求，需对热物料的炉出口温度进行严格控制，在运行时 发现燃料压力波动大，并且是一个主要扰动。请回答下列问题1、要满足工艺要求，最好应采用什么形式的控制系统？2、如何选择各控制量与被控量？为什么？3、如何选择调节阀开关形式？调节器正反作用？16、试通过列微分分程的

8、办法，求单容水箱液位对流入水箱流量的传函17、请说出分程调节的特点，并指出其设计要点18、建模的有哪两种基本方法？各自的优缺点？19、如何选择调节阀的流量特性？四、计算：某比值控制系统要求主动量与从动量的比值为1:2，主动量仪表量程为0-3600T/h，从动量仪表量程为 0-2400T/h。若采用单闭环控制系统，请画出控制点流程图，并求出比值系数。五、综合题1、某奶粉生产过程中干燥工艺如下，已知，乳液节流易结块，奶粉的质量取决于其含水量的大小，而含水量与 干燥温度有单值对应关系，试设计一个单回路控制系统（控制奶粉质量）。高位槽八、干燥器过滤器冷风旁路送足麵管1 N |蒸汽h换热器2、一个热交换

9、器如图所示，用蒸汽将进入其中的冷水加热至一定温度，生产要求热水温度要保持定值flC）,请设计一个单回路控制系统。3、为防止加热炉出口温度控制系统阀后压力过高造成脱火，试设计防脱火控制系统4、有一蒸汽加热设备利用蒸汽将物料加热，并用搅拌器不停地搅拌物料，到物料达到所需的温度后排出。试问：1、影响物料出口温度的主要因素有哪些？2、如果设计该温度控制系统，你认为被控量与操纵变量应选谁？为什么？3、如果物料温度过低时会凝结，应如何选择调节阀的开、闭形式及调节器的正反作用？5、某生产过程中，冷物料通过加热炉加热，根据工艺要求，需对热物料的炉出口温度进行严格控制，在运行时 发现燃料压力波动大，并且是一个主

10、要扰动，请设计该控制方案。6、有一蒸汽加热设备利用蒸汽将物料加热，并用搅拌器不停地搅拌物料，到物料达到所需的温度后排出。请设 计该控制系统。7、在现代生活中，人们要求洗一个舒服的澡，根据各人对水温的不同要求，可以分别调节图示水管中的冷、热水量。请设计一个过程控制系统2014年春季学期过程控制系统课程试卷 A（适用年级： 11 级 专业：自动化） 卷面总分 100 分一、选择答案（36 分）1、过程控制系统是指连续生产过程的自动化，为保证满足生产的安全、高效、稳定运行。一般由（）组成。A 调节器、执行器、变送器；B. 检测仪表、控制仪表；C.被控过程、控制装置；D.仪表、计算机控制系统；2、过程

11、数学模型是过程控制系统设计分析和应用的重要资料。一般来说有下列（ ）方法。A 线性建模、非线性建模；B. 理论建模、过程辨识；C.机理分析、数学计算；D.实验、过程辨识；3、 对于控制系统的工程设计来说，控制方案的设计是核心。主要内容不包括的是（）。A 被控变量、控制变量；B. 过程检测、控制仪表；C.调节器的调节规律、正反作用；D.控制系统的连锁、报警；4、 下列控制系统一定含有随动系统的是（）。A前馈控制系统；B.分程控制系统；C.选择性控制系统；D.串级控制系统；5、某控制系统要求主动量与从动量的比值为3 : 2,主动量仪表量程为0-720T/h,从动量仪表量程为0-500T/h。 则比

12、值系数为（ ）。A3: 2；B 2: 3；C24: 25；D25: 546、 某人在做实验时,在记录仪上得如下曲线,则（）A；系统震荡偏大，应增大比例度：B：系统震荡偏大，应减小比例度：C：系统阻尼偏大，应增大比例度：D：系统阻尼偏大，应减小比例度：7、在用凑试法，整定PID参数时，正确的方法是（） 、将T置于0.25T，增大比例度，直至达到满意效果。（一般为4： 1衰减震荡） 、将T置于0.25T，减小比例度，直至达到满意效果。 、将比例度放大1.2倍，t=o，T由小到大凑试，直至达到满意效果。 、先使调节器t=r、t=o,调比例度，使系统的过度过程达到满意效果。 、将比例度放大1.2倍，t

13、=0，T由大到小凑试，直至达到满意效果。A、 B、C、D、8、某人在将简单温度控制系统投入运行，正常顺序为（ ） 、选择合适的PID参数，正反作用 、将显示仪表投入运行。 、将现场手动阀关闭，同时用手操器缓慢打开调节阀。 、检查现场仪表的电源、管路等。A、B、C、D、9、在现代生活中，人们要求洗一个舒服的澡，根据各人对水温的不同要求，可以分别调节图示水管中的冷 热水量。则该过程控制系统应选（ ）控制系统。A.选择性；B.分程；C.比值；D.无法确定；10、 上题中热水门应采用（）A.气开调节阀；B.气关调节阀；11、有一蒸汽加热设备利用蒸汽将物料加热，并用搅拌器不停地搅拌物料，到物料达到所需的

14、温度后排出。 则控制系统控制参数应选（ ）。A.冷物料流量；B物料出口温度；C.蒸汽流量；D.搅拌器转速；12、上题中，调节器应选（ ）A.正作用；B. 反作用；二、简答题（28 分）1、前馈控制系统与反馈控制系统相比，有何优点？如何选择前馈变量？2、某过程矩型脉冲响应曲线如下，试用作图法求其传函（假设为一阶系统）。3、某控制系统结构框图如下。请问：1、这时一个什么类型的过程控制系统？2、如果阀门开度过大，系统危险增大，则调节阀应选气开，还是气关？3、若根据调节阀选择原则与上题的选择矛盾应该如何处理？三、某生产过程中，冷物料通过加热炉加热，根据工艺要求，需对热物料的炉出口温度进行严格控制，在运行时 发现燃料压力波动大，并且是一个主要扰动。请回答下列问题（20 分）4、要满足工艺要求，最好应采用什么形式的控制系统？5、如何选择各控制量与被控量？为什么？6、如何选择调节阀开关形式？调节器正反作用？7、如果燃料压力高，容易已出现安全事故，在不采用连锁的情况下，最好采用什么控制系统？四、一个热交换器如图所示，用蒸汽将进入其中的冷水加热至一定温度，生产要求热水温度要保持定值（tlC）, 请设计一个单