过程控制与自动化仪表
过程控制与自动化仪表
一、填空题（20个空，20分）
1. 所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置，对生产过程、工艺参数、目标要求等进行______，使之按照预定的方案达到要求的指标。 [填空题]
空1答案：自动控制的调节与控制
2. 按输入量变化的规律分类，自动控制系统可以分为______系统、______系统、______系统。 [填空题]
空1答案：定值控制
空2答案：随动控制
空3答案：程序控制
3. 过程控制系统的要求______、______、经济性。 [填空题]
空1答案：安全性
空2答案：稳定性
4. 在经典控制理论中，主要有______、______和根轨迹法等几种分析方法。 [填空题]
空1答案：时域分析法
空2答案：频率特性法
5. 对数幅频特性L(ω)或它的渐近线大多与lgω成______关系。因此，若以L（ω）为纵轴，lgω为横轴，则其图线将为______。 [填空题]
空1答案：线性
空2答案：直性
6. 热电阻Cu50中的“Cu"是指______，“50"是指______。 [填空题]
空1答案：铜
空2答案：0℃时电阻值为50Ω
7. 电容式压力变送器由测量部件、______和______三部分组成。 [填空题]
空1答案：转换电路
空2答案：放大电路
8. 执行器按其能源形式分为液动、______、______三大类。 [填空题]
空1答案：气动
空2答案：电动
9. DCS是指______。 [填空题]
空1答案：集散控制系统
10. 串级控制系统能迅速克服进入______回路的扰动，改善______控制器的广义对象特性，容许______回路内各不节的特性在一定的范围内变动而不影响整个系统的控制品质。 [填空题]
空1答案：副
空2答案：主
空3答案：副
11. 没有反馈环节的控制系统，称为______系统;不设反馈环节的，则称为______系统。 [填空题]
空1答案：闭环
空2答案：开环
12. 过程控制系统性能好坏的评价指标可概括为______、______、______。 [填空题]
空1答案：快
空2答案：准
空3答案：稳
13. 在延迟时间很小的情况下，延迟环节可用______环节来代替。 [填空题]
空1答案：小惯性
14. 系统在前向通路中含有______环节将使系统性能的稳定性严重变差;而______环节则可改变系统的稳定性。 [填空题]
空1答案：积分
空2答案：比例微分
15. 系统的开环对数幅频特性的______段，表征着系统的动态性能;而______段，则表征着系统的稳动态性能。 [填空题]
空1答案：低频
空2答案：中频
16. 变送器信号传达和供电的方式式有三种，即______、______、______。 [填空题]
空1答案：四线制
空2答案：三线制
空3答案：两线制
17. 如果热电偶两按触点温度相同，则回路总热电动势为______。 [填空题]
空1答案：0
18. 用来测量瞬时流量的仪表称为______，测最累积流量的仪表称为______。 [填空题]
空1答案：流量计
空2答案：计量表
19. 串级控制系统的参数整定方法有两种:______和______。 [填空题]
空1答案：两步整定法
空2答案：一步整定法
20. 比值控制系统主要有单闭环比值控制系统、______和______。 [填空题]
空1答案：双闭环比值控制系统
空2答案：变比值控制系统
21. 系统的输出量通过______返回到系统的输入量，并和系统的输入量作比较的过程称为反馈。 [填空题]
空1答案：测量变送装置
22. 过程控制系统-般由______和______两部分构成。 [填空题]
空1答案：自动化装置
空2答案：生产装置
23. 过程控制系统的要求______、______、经济性。 [填空题]
空1答案：安全性
空2答案：稳定性
24. 在经典控制理论中，常用的数学模型有______、______和______三种。 [填空题]
空1答案：微分方程
空2答案：传递函数
空3答案：系统框图
25. 单容对象主要有两种模型:______和______。 [填空题]
空1答案：有自衡
空2答案：无自衡
26. 热电阻PT100中的“PT”是指______，“100”是指______。 [填空题]
空1答案：铂
空2答案：0℃时电阻值为100Ω
27. 标准节流装置有______、______、______三种。 [填空题]
空1答案：孔板
空2答案：喷嘴
空3答案：文丘里管
28. 按执行器动作方向可分为______、______两种。 [填空题]
空1答案：正作用
空2答案：反作用
29. PID是指______ 。 [填空题]
空1答案：比例积分微分控制
30. 串级控制系统的副环相当于______控制系统，主环相当于______控制系统。[填空题]
空1答案：随动
空2答案：定值
31. 过程控制系统一股运行在两种状态:______和______。 [填空题]
空1答案：动态
空2答案：稳态
32. 过程控制系统框图中的自动化装置部分由______、______和______三部分组成。 [填空题]
空1答案：控制器
空2答案：执行器
空3答案：测量变送器
33. 在MATLAB中一般有两种传递函数的表示方式，分别是______和______。 [填空题]
空1答案：多项式
空2答案：零极点式
34. 测定对象动态特性的实验方法主要有三种:______、______和______。 [填空题] 空1答案：时域测定法
空2答案：频域测定法
空3答案：统计研究法
35. 系统稳定性的充要条件是______。 [填空题]
空1答案：特征方程的所有根的实部都是负数
36. 检测仪表的信号传输方式一般有两种，即______、______。 [填空题]
空1答案：串联型
空2答案：并联型
37. 热电阻是根据______原理工作的。 [填空题]
空1答案：物质在温度变化时本身电阻也随之变化的特性来测量温度的
38. 表压等于______和______之差。 [填空题]
空1答案：绝对压力
空2答案：大气压力
39. 仪表位号中字母代号PI，“P”表示______，“I”表示______。 [填空题] 空1答案：压力
空2答案：指示
40. 控制系统安全保护性措施一般有两类:______和______。 [填空题] 空1答案：硬保护
空2答案：软保护
二、选择题（10题/20分）
1. 权制系统时城分析中，最常川的典型输入们号题（） [单选题]
A.阶跃函数(正确答案)
B.脉冲函数
C.斜坡函数
D.正弦函数
2. 与开环控制相比较闲环控制的特征是（） [单选题]
A.系统有执行元件
B.系统有控制器
C.系统有放大元件
D.系统有反馈环节(正确答案)
3. 积分环节的频率特性相位移θ(ω)=（） [单选题]
A.90
B.-90(正确答案)
C.0°
D.-180°
4. 根据对象特性来选择控制规律时，对于控制通道滞后小，负荷变化不大，工艺参数不允许有余差的系统，应当选用（）控制。 [单选题]
A比例
B.比例积分(正确答案)
C.比例微分
D.比例积分微分
5. 如果系统不稳定，则系统（） [单选题]
A不能工作(正确答案)
B 可以工作，但稳定误差很大
C.可以工作，但过波时间很长
D.可以正常工作
6. 电一气阀定位器将4-20MA的标准信号转换为（）的标准气压信号。 [单选题]
A.0.04MA-0.02MA
B.0.02MA-0.1MA(正确答案)
C.0.01-0.05MA
D.0.03-0.15MA
7. 测4~20mA电流信号时用以下哪些工具:（） [单选题]
A.螺丝刀
B.万用表(正确答案)
C.校验仪（气压）
D.试电笔
8. 液位调节系统的调节规律，通常选用（）。 [单选题]
A.PI
B.PD
C.PID
D.P(正确答案)
9. 在理想流量特性中（）亦成为对数流量特性。 [单选题]
A. 直线流量特性
B.等百分比流量特性(正确答案)
C.快开流量特性
D.抛物线流量特性
10. 在计算机控制系统中，计算机的输入和输出信号是（）。 [单选题]
A.模拟信号
B.数字信号(正确答案)
C.4~20MA的标准信号
D.什么信号都行
11. 微分环节的频率特定相位移θ（ω）=（）。 [单选题]
A.90°(正确答案)
B.-90°
C.0°
D.-180
12. 系统的稳态误差，除了比例增益外，主要取决于系统中的（）。 [单选题]
A.积分环节多少(正确答案)
B.惯性环节
C.比例微分环节
D.振荡环节
13. 阻尼比0<ζ<1时的振荡环节对单位阶跃的响应为（）。 [单选题]
A.按指数规律上升
B.等幅振荡
C.减幅振荡(正确答案)
D.单调上升曲线
14. PD控制规律指的是（）。 [单选题]
A.比例、微分(正确答案)
B.比例、积分
C.积分、微分
D.比例、积分、做分
15. 对数频率特性曲线横坐标轴单位长度代表（）。 [单选题]
A.两倍频程
B.。倍频程
C.十倍频程(正确答案)
D.半倍频程
16. 对数幅频特性中，低频渐近线不为等分贝的环节有（）。 [单选题]
A.惯性
B.比例微分
C.振荡
D.积分(正确答案)
17. 收应器、压缩机、锅护都可以作为自动控制系统中心（）。 [单选题] A被控变量
B.被控对象(正确答案)
C.控制系统
D.操纵介质
18. 压力的单位是（）。 [单选题]
A.N牛顿(正确答案)
B.Kg公斤
C.Pa帕斯卡
D.Kgm²公斤米²
19. 流量、压力调节系统的调节规律，通常选用（）。 [单选题]
A.PI(正确答案)
B.PD
C.PID
D.P
20. DCS的中文含意是:（）。 [单选题]
A.比例、积分、微分控制
B.集散控制系统(正确答案)
C.可编程序控制器
D.以上三个都不正确。
21. 以下过渡过程，哪一种阶跃响应是稳定的（）。 [单选题]
A.单调上升
B.衰减振荡(正确答案)
C.等幅振荡
D.发散振荡
22. 衡量控制系统准确性的指标是（）。 [单选题]
A.余差(正确答案)
B.超调量
C.振荡周期
D.调整时间
23. 微分环节的频率特性相位移θ（ω）=（）。 [单选题]
A.90°(正确答案)
B.-90°
C.0°
D.-180°
24. 根据对象特性来选择控制规律时，对于控制通道滞后小，控制要求不高，工艺参数允许有余差的系统，应当选用（）控制。 [单选题]
A.比例(正确答案)
B.积分
C.比例积分
D.比例积分微分
25. 仪表若采用串联型信号传输，则应选（）。 [单选题]
A.1-5V电压信号
B.0-10V电压信号
C.4-20mA电流信号(正确答案)
D.0-100Ω电阻信号
26. 如果被测物质为酸、碱等腐蚀性液体，测流量时应选择（）。 [单选题]
A.差压式流量计
B.转子式流量计
C.超声波流量计(正确答案)
D.涡轮流量计
27. 在工艺流程图中，容器的设备代号是（）。 [单选题]
A.E
B.V(正确答案)
C.T
E B.V C.T
E B.V C.T D.R
28. 压力控制系统的调节规律，通常选用（）。 [单选题]
A.PI(正确答案)
B.PD
C.PID
D.P
29. 调节阀的流量特性选择中，使用得比较多的是（）。 [单选题]
A. 直线流量特性
B.等百分比流量特性(正确答案)
C.快开流量特性
D.抛物线流量特性
30. 常用于汽车制造行业的现成总线是（）。 [单选题]
A. Lonwork
B. Profibus
C. FF
D. Can(正确答案)
31. 过程控制系统的主要形式是（）。 [单选题]
A.定值控制系统(正确答案)
B.随动控制系统
C.程序控制系统
D.时间控制系统
32. 单位阶跃信号的拉氏变换式为（）。 [单选题]
A.1
B.l/s(正确答案)
C.1/S+a
D.s
33. 阻尼比ζ>l时的振荡环节对单位阶跃的响应为（）。 [单选题]
A.按指数规律上升
B.等幅振荡
C.减幅振荡
D.单调上升曲线(正确答案)
34. PID控制规律指的是（）。 [单选题]
A.比例、微分
B.比侧、积分
C.积分、微分
D.比例、积分、微分(正确答案)
35. 标准电动信号是一种（）。 [单选题]
A.直流电压信号
B.直流电流信号(正确答案)
C.交流电压信号
D.交流电流信号
36. 对数幅频特性中，高频渐近线为-40dB/dec分贝的环节有（）。 [单选题]
A.惯性
B.比例微分
C.振荡(正确答案)
D.积分
37. 家庭常用的温标是（）。 [单选题]
A.摄氏温标(正确答案)
B.华氏温标
C.热力学温标
D.国标实用温标
38. 不能将压力转换成电量，并进行远距离传输的是（）。 [单选题]
A.电容式压力变送器
B.扩散硅式压力变送器
C.霍尔式压力变送器
D.弹簧管压力计(正确答案)
39. 液位系统的调节规律，通常选用（）。 [单选题]
A.PI
B.PD
C.PID
D.P(正确答案)
40. FCS的中文含意是: （）。 [单选题]
A.比例、积分、微分控制
B.集散控制系统
C.可编程序控制器
D.以上三个都不正确(正确答案)
三、判断题（10题/10分）
1. 有的仪表所用电压是直流电.有的用交流电。 [判断题] 对(正确答案)
错
2. 温度变送器是用来测量介质温度的。 [判断题]
对
错(正确答案)
3. 质量流量与体积流量相同。 [判断题]
对
错(正确答案)
4. 引起自动调节系统被调量波动的因素叫干扰。 [判断题] 对(正确答案)
错
5. 在自动调节中，PID调节器主要靠比例作用避免过分振荡，靠积分作用消除静态偏差，靠微分作用减少动态偏差。 [判断题]
对(正确答案)
错
6. 串级调节系统就是将调节系统的各个环节串联起来。 [判断题]
对
错(正确答案)
7. 调节器的输出值随测最值增加而增加的称为正作用。 [判断题]
对(正确答案)
错
8. 为了消除余差，应引入微分调节作用来克服。 [判断题]
对
错(正确答案)
9. 计算机控制系统就是自动控制系统。 [判断题]
对(正确答案)
错
10. 在自控系统中，安全栅处于现场仪表与控制室仪表之间 [判断题]
对(正确答案)
错
11. 热电阻应采用两线制。 [判断题]
对
错(正确答案)
12. 电磁流量计可以测量气体介质流量。 [判断题]
对
错(正确答案)
13. 铜电阻的测温范围比铂电阻测温范围宽。 [判断题]
对
错(正确答案)
14. 在闭环自动调节系统中，反馈是不可缺少的。 [判断题]
对(正确答案)
错
15. 调节器的比例度越大，则放大倍数越小，比例调节作用越强。 [判断题]
对
错(正确答案)
16. 在串级调节系统中，主回路是个定值调节系统，而副回路是个随动系统。 [判断题]
对(正确答案)
错
17. 调节器的输出值随测量值增加而减少的称为反作用。 [判断题]
对(正确答案)
错
18. 当调节过程不稳定时，可增大积分时间或加大比例度，使其稳定。 [判断题] 对(正确答案)
错
自动化仪表与过程控制练习题及参考答案
一、填空题 1、过程控制系统一般由 控制器 、 执行器 、 被控过程 和测量变送等环节组成。 2、仪表的精度等级又称 准确度级 ，通常用 引用误差 作为判断仪表精度等级的尺度。 3、过程控制系统动态质量指标主要有 衰减比n 、 超调量σ 和过渡过程时间s t ；静 态质量指标有 稳态误差e ss 。 4、真值是指被测变量本身所具有的真实值，在计算误差时，一般用 约定真值 或 相对真值 来代替。 5、根据使用的能源不同，调节阀可分为 气动调节阀 、 电动调节阀 和 液动调节阀 三大类。 6、过程数学模型的求取方法一般有 机理建模 、 试验建模 和混合建模。 7、积分作用的优点是可消除 稳态误差(余差)，但引入积分作用会使系统 稳定性 下降。 8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为 单闭环比值控制 、 双闭环比值控制 和 变比值控制 三种。 9、Smith 预估补偿原理是预先估计出被控过程的 数学模型 ，然后将预估器并联在被控过程上，使其对过程中的 纯滞后 进展补偿。 10、随着控制通道的增益K 0的增加，控制作用 增强 ，克制干扰的能力 最大 ， 系统的余差 减小 ，最大偏差 减小 。 11、从理论上讲，干扰通道存在纯滞后， 不影响 系统的控制质量。 12、建立过程对象模型的方法有 机理建模 和 系统辨识及参数估计 。 13、控制系统对检测变送环节的根本要求是 准确 、 迅速 和 可靠 。 14、控制阀的选择包括 构造材质的选择、 口径的选择 、 流量特性的选择 和 正反作用的选择。 15、防积分饱和的措施有 对控制器的输出限幅 、限制控制器积分局部的输出和 积分切除法。 16、如果对象扰动通道增益f K 增加，扰动作用 增强 ，系统的余差 增大 ， 最大偏差 增大 。 17、在离心泵的控制方案中，机械效率最差的是 通过旁路控制 。 二、名词解释题 1、衰减比
自动化仪表与过程控制课后习题答案 (1)
●自动化仪表指哪一类仪表?什么叫单元组合式仪表? 1答:a:是由若干自动化元件构成的,具有较完善功能的自动化技术工具.b:由具有不同功能的若干单元仪表按调节系统具体要求组合而成的自动调节仪表. ●DDZ-II型与DDZ-III型仪表的电压.电流信号传输标准是什么?在现场与控制室之间采用直流电流传输信号有什么好处? 答:在DDZ-I型和DDZ-II型以表中采用0~10mA直流电流作为标准信号,而在DDZ-III型和DDZ-S型仪表中,采用国际上统一的4~20mA直流电流作为标准信号.这两种标准信号都以直流电流作为联络信号.采用直流信号的优点是传输过程中易于和交流感应干扰相区别,且不存在相移问题,可不受传输线中电感.电容和负载性质的限制.采用电流制的优点首先可以不受传输线及负载电阻变化的影响,适于信号的远距离传送;其次由于电动单元组合仪表很多是采用力平衡原理构成的,使用电流信号可直接与磁场作用产生正比于信号的机械力.此外,对于要求电压输入的仪表和元件,只要在电流回路中串联电阻便可得到电压信号,故使用比较灵活. ●什么叫两线制变送器?它与传统的四线制变送器相比有什么优点?试举例画出两线制变送器的基本结构,说明其必要的组成部分. 答:a.就是将供电的电源线与信号的传输线合并起来,一共只用两根导线.b. 1有利于识别仪表的断电断线等故障2不仅节省电缆布线方
便,而且大大有利与安全防爆易抗干扰.3上限值较大,有利于抑制干扰4上下限的比值为5:1与气动仪表信号制对应,便于相互折算,产生较大的磁力c.图. ●什么是仪表的精确度?试问一台量程为-100~+100℃.精确度为0.5级的测量仪表,在量程范围内的最大误差为多少? 答:模拟式仪表的合理精确度,应该以测量范围中最大的绝对误差和该仪表的测量范围之比来衡量,这种比值称为相对百分误差,仪表工业规定,去掉百分误差的%,称为仪表精确度.一般选用相对误差评定,看相对百分比,相对误差越小精度越高.x/(100+100)=0.5%x=1℃. ●1-1试述热电偶的测温原理,工业上常用的测温热电偶有哪几种?什么热电偶的分度号?在什么情况下要使用补偿导线? 答:a.当两种不同的导体或半导体连接成闭合回路时,若两个接点温度不同,回路中就会出现热电动势,并产生电流.b.铂极其合金,镍铬-镍硅,镍铬-康铜,铜-康铜.c.分度号是用来反应温度传感器在测量温度范围内温度变化为传感器电压或电阻值变化的标准数列.d.在电路中引入一个随冷端温度变化的附加电动势时,自动补偿冷端温度变化,以保证测量精度,为了节约,作为热偶丝在低温区的替代品. ●1-2热电阻测温有什么特点?为什么热电阻要用三线接法?
过程控制与自动化仪表实训心得体会500字
过程控制与自动化仪表实训心得体会500字 转眼之间，两个月的实习期即将结束，回顾这两个月的实习工作，感触很深，收获颇丰。这两个月，在领导和同事们的悉心关怀和指导下，通过我自身的不懈努力，我学到了人生难得的工作经验和社会见识。我将从以下几个方面总结过程装备与控制工程岗位工作实习这段时间自己体会和心得： 一、努力学习，理论结合实践，不断提高自身工作能力。 在过程装备与控制工程岗位工作的实习过程中，我始终把学习作为获得新知识、掌握方法、提高能力、解决问题的一条重要途径和方法，切实做到用理论武装头脑、指导实践、推动工作。思想上积极进取，积极的把自己现有的知识用于社会实践中，在实践中也才能检验知识的有用性。在这两个月的实习工作中给我最大的感触就是：我们在学校学到了很多的理论知识，但很少用于社会实践中，这样理论和实践就大大的脱节了，以至于在以后的学习和生活中找不到方向，无法学以致用。同时，在工作中不断的学习也是弥补自己的不足的有效方式。信息时代，瞬息万变，社会在变化，人也在变化，所以你一天不学习，你就会落伍。通过这两个月的实习，并结合过程装备与控制工程岗位工作的实际情况，认真学习的过程装备与控制工程岗位工作各项政策制度、管理制度和工作条例，使工作中的困难有了最有力地解决武器。通过这些工作条例的学习使我进一步加深了对各项工作的理解，可以求真务实的开展各项工作。
二、围绕工作，突出重点，尽心尽力履行职责。 在过程装备与控制工程岗位工作中我都本着认真负责的态度去 对待每项工作。虽然开始由于经验不足和认识不够，觉得在过程装备与控制工程岗位工作中找不到事情做，不能得到锻炼的目的，但我迅速从自身出发寻找原因，和同事交流，认识到自己的不足，以至于迅速的转变自己的角色和工作定位。为使自己尽快熟悉工作，进入角色，我一方面抓紧时间查看相关资料，熟悉自己的工作职责，另一方面我虚心向领导、同事请教使自己对过程装备与控制工程岗位工作的情况 三、转变角色，以极大的热情投入到工作中。 从大学校门跨入到过程装备与控制工程岗位工作岗位，一开始我难以适应角色的转变，不能发现问题，从而解决问题，认为没有多少事情可以做，我就有一点失望，开始的热情有点消退，完全找不到方向。但我还是尽量保持当初的那份热情，想干有用的事的态度，不断的做好一些杂事，同时也勇于协助同事做好各项工作，慢慢的就找到了自己的角色，明白自己该干什么，这就是一个热情的问题，只要我保持极大的热情，相信自己一定会得到认可，没有不会做，没有做不好，只有你愿不愿意做。转变自己的角色，从一位学生到一位工作人员的转变，不仅仅是角色的变化，更是思想观念的转变。 四、发扬团队精神，在完成本职工作的同时协同其他同事。 在工作间能得到领导的充分信任，并在按时完成上级分配给我的各项工作的同时，还能积极主动地协助其他同事处理一些内务工作。
自动化仪表与过程控制课后习题答案
第1章(P15) 1、基本练习题 (1)简述过程控制的特点。 Q：1)系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成；2)被控过程复杂多样，通用控制系统难以设计；3)控制方案丰富多彩，控制要求越来越高；4)控制过程大多属于慢变过程与参量控制；5)定值控制是过程控制的主要形式。 (2)什么是过程控制系统？试用框图表示其一般组成。Q：1)过程控制是生产过程自动化的简称。它泛指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，是自动化技术的重要组成部分。过程控制通常是对生产过程中的温度、压力、流量、液位、成分和物性等工艺参数进行控制，使其保持为定值或按一定规律变化，以确保产品质量和生产安全，并使生产过程按最优化目标自动进行。2)组成框图： f(t) r(t) e% u(t) q(t)》, 一上fo_U捽制器一►执行器一— z(t) --------------------- ----------- 测量变送装置」------- (3))单元组合式仪表的统一信号是如何规定的？Q：各个单元模块之间用统一的标准信号进行联络。1)模拟仪表的信号：气动0.02~0.1MPa、电动皿型：4~20mADC或1~5V DC。2) 数字式仪表的信号：无统一标准。 (4)试将图1-2加热炉控制系统流程图用框图表示。Q：是串级控制系统。方块图： 热油出 (5)过程控制系统的单项性能指标有哪些？各自是如何定义的？Q：1)最大偏差、超调量、衰减比、余差、调节时间、峰值时间、振荡周期和频率。2)略 (8)通常过程控制系统可分为哪几种类型？试举例说明。Q：1)按结构不同，分为反馈控制 系统、前馈控制系统、前馈•反馈复合控制系统；按设定值不同，分为定值控制系统、随动控制系统、顺序控制系统。2)略 (10)只要是防爆仪表就可以用于有爆炸危险的场所吗？为什么？Q：1)不是这样。2)比如对安全火花型防爆仪表，还有安全等级方面的考虑等。
[第4讲]-自动化仪表及过程控制-第四章-过程控制仪表
第四章过程控制仪表 ⏹本章提要 1.过程控制仪表概述 2.DDZ-Ⅲ型调节器 3.执行器 4.可编程控制器 ⏹授课内容 第一节概述 ✧过程控制仪表---是实现工业生产过程自动化的重要工具，它被广泛地应用于石油、化工等各工业部门。 在自动控制系统中，过程检测仪表将被控变量转换成电信号或气压信号后，除了送至显示仪表进行指示和记录外，还需送到控制仪表进行自动控制，从而实现生产过程的自动化，使被控变量达到预期的要求。 过程控制仪表包括调节器（也叫控制器）、执行器、操作器，以及可编程调节器等各种新型控制仪表及装置。 过程控制仪表的分类： ●按能源形式分类：液动控制仪表、气动控制仪表和电动控制仪表。 ●按结构形式分类：基地式控制仪表、单元组合式控制仪表、组件组装式控制仪表、集散控制装置等。 [基地式控制仪表]以指示、记录仪表为主体，附加某些控制机构而组成。基地式控制仪表特点：—般结构比较简单、价格便宜．它不仅能对某些工艺变量进行指示或记录，而已还具有控制功能，因此它比较适用于单变量的就地控制系统。 目前常使用的XCT系列动圈式控制仪表和TA系列简易式调节器即属此类仪表。 [单元组合式控制仪表]将整套仪表划分成能独立实现一定功能的若干单元，各单元之间采用统一信号进行联系。使用时可根据控制系统的需要，对各单元进行选择和组合，从而构成多种多样的、复杂程度各异的自动检测和控制系统。特点：使用灵活，通用性强，同时，使用、维护更作也很方便。它适用于各种企业的自动控制。 广泛使用的单元组合式控制仪表有电动单元组合仪表(DDZ型)和气动单元组合仪表(QD2型)。 [组件组装式控制仪表]是一种功能分离、结构组件化的成套仪表(或装置)。它以模拟器件为主，兼用模拟技术和数字技术。整套仪表(或装置)在结构上由控制柜和操作台组成，控制柜内安装的是具有各种功能的组件板，采用高密度安装，结构紧凑。这种控制仪表(或装置)特别适用于要求组成各种复杂控制和集中显示操作的大、中型企业的自动控制系统。 其中国产的TF型、MZ—Ⅲ型以及SPEC200等组装仪表即属此类控制仪表。 ●按信号形式分类：模拟控制仪表和数字控制仪表两大类。其中DDZ型仪表和QDZ型仪表都属于模拟控制 仪表；SLPC可编程调节器、KMM可编程调节器、PMK可编程调节器等都属于数字控制仪表。 过程控制仪表的发展： 过程控制仪表的主体是气动控制仪表和电动控制仪表，它们的发生和发展分别经历了基地式、单元组合式(Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型)、组装式及数字智能式等几个阶段。 过程控制仪表的信号制与传输方式： 为方便有效地把自动化系统中各类现场仪表与控制室内的仪表和装置连接起来，构成各种各样的控制系统，仪表之间应有统—的标准信号进行联络和合适的传输。 调节器（控制器）分类： ●按能源形式可分电动、气动等 ●按信号类型可以分为模拟式和数字式两大类 ●按结构形式可分为基地式、单元组合式、组装式以及集散控制系统。 第二节DDZ-Ⅲ型调节器（模拟式控制器）
过程控制与仪表第六版答案
过程控制与仪表第六版答案 1、计算机引入到过程控制中，实现了设定值控制，其英文缩写为：（） A、DDC； B、SPC； C、DCS； D、PLC。 答案：SPC ； -------------------------------- 2、过程控制系统采用经典控制理论进行分析与设计时，以下说法错误的是：（） A、可以应用频率法与根轨迹法； B、只能解决单输入-单输出控制系统的问题； C、可以解决多输入-多输出控制系统的问题； D、可以应用状态空间法。 答案：可以解决多输入-多输出控制系统的问题；; 可以应用状态空间法。 -------------------------------- 3、过程控制通常指的是温度、压力、流量、液位、机械位移等物理量的自动控制。 答案：错
-------------------------------- 1、自动化仪表可以根据不同的标准进行分类，比如（）： A、现场类仪表与控制室类仪表； B、液动、气动与电动仪表； C、模拟式仪表与数字式仪表； D、基地式仪表、单元组合式仪表、组装式仪表与数显式仪表。 答案：现场类仪表与控制室类仪表；; 液动、气动与电动仪表；; 模拟式仪表与数字式仪表； -------------------------------- 2、有关自动化仪表信号制的描述，正确的是：（）。 A、气动模拟式仪表统一使用20-100KPa的数字气压信号； B、我国DDZ-III型电动模拟式仪表统一使用0-20mA电流或0-5V电压信号； C、数字式仪表必须使用微处理器芯片作为控制单元； D、我国DDZ-II型电动模拟式仪表统一采用0-10mA电流信号。 答案：数字式仪表必须使用微处理器芯片作为控制单元；; 我国DDZ-II型电动模拟式仪表统一采用0-10mA电流信号。 -------------------------------- 3、在自动化仪表的能源供给中，下列描述正确的是：（） A、气动模拟式仪表由140KPa的气源信号提供能源； B、电动模拟式仪表目前常由直流低电压电源箱供电；
过程控制与自动化仪表
第一章绪论 1、过程控制概述 过程控制是生产过程自动化的简称。它泛指石油、化工、电力、冶金、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，是自动化技术的重要组成部分。在现代工业生产过程自动化中，过程控制技术可实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生等方面起着越来越大的作用。 过程控制通常是对生产过程中的压力、液位、流量、温度、PH值、成分和物性等工艺参数进行控制，使其保持为定值或按一定规律变化，以确保产品质量和生产安全，并使生产过程按最优化目标自动尽行。 2、过程控制的特点 （1）系统由被控过程和检测控制仪表组成；（2）被控过程复杂多样，通用控制系统难以设计；（3）控制方案丰富多彩，控制要求越来越高；（4）控制过程大多属于慢变过程与参量控制；（5）定值控制是过程控制的主要形式。 3、过程控制的要求与任务 要求：（1）安全性：针对易燃易爆特点设计；参数越线报警、链锁保护；故障诊断，容错控制。（2）稳定性：抑制外界干扰，保证正常运行。（3）经济性：降低成本提高效率。掌握工艺流程和被控对象静态、动态特性，运用控制理论和一定的技术手段（计算机、自动化仪表）设及合理系统。 任务：指在了解、掌握工艺流程和被控过程的静态与动态特性的基础上，应用控制理论分析和设计符合上述三项要求的过程控制系统，并采用适宜的技术手段（如自动化仪表和计算机）加以实现。 4、过程控制的功能 测量变送与执行功能；操作安全与环境保护功能；常规控制与高级控制功能；实时优化功能；决策管理与计划调度功能。 5、过程控制系统的组成 被控参数（亦称系统输出）y(t)：被控过程内要求保持稳定的工艺参数； 控制参数（亦称操作变量控制介质）q(t)：使被控参数保持期望值的物料量或能量； 干扰量f(t)：作用于被控过程并引起被控参数变化的各种因数； 设定值r(t)：与被控参数相对应的设定值；
《过程控制与自动化仪表》—教学教案
《过程控制与自动化仪表》 课程教案
一、相关知识 1. 自动控制定义 是指在没有人直接参与的情况下，利用外加设备或控制装置使生产 过程或被控对象中的某一物理屋或多个物理虽自动地按照期望的规律 运行或变化。这种外加的设备或控制装置就称为自动控制装置。 2. 过程控制定义 是指根据工业生产过程的特点，采用测虽仪表、执行机构和计算机 等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业 生产过程的自动化。 3. 发展过程 (1 ) 20世纪50年代，单输入单输出的单回路定值控制系统，多采 用基地式仪 表、气动组合仪表和气动仪表控制器来完成简单控制。 (2 ) 20世纪60年代，集中控制及直接数字控制。电动仪表开始使 用，并逐步 取代气动仪表，单元组合式仪表和组装式仪表。 (3 ) 20世纪70年代，集散控制系统(DCS 先进控制技术、数字 化仪表、计 算机，特别是网络通信技术的进一步发展，体现“分散控制， 集中管理“的理念。 (4 ) 20世纪70年代，集散控制系统(DCS 先进控制技术、数字 化仪表、计 算机，特别是网络通信技术的进一步发展，体现“分散控制， 集中管理“的理念。 4. 开环与闭环的概念 (1 )开环控制系统 开环控制是最简单的一种控制方式。它的特点是，仅有从输入到输 出的前向通路，而没有从输出到输入的反馈通路。 缺点：控制精度取决于组成系统的元件的精度，因此对元器件的要 求比较高。由 于输出屋不能反馈回来影响控制部分，所以输出虽受扰动 信号的影响比较大，系统抗干扰能力差。 案例分析： 教学 时间 教学内容 85 分钟 (大屏幕投 影) 讲解过程控 制的基本 概 (大屏幕投 影) 解说开环控 制 系统，举例 分析，让学生 加深印象
自动化仪表及过程控制
第二章过程建模 ⏹本章提要 1.过程建模的基本概念 2.单容过程的数学模型的建立 3.多容过程的数学模型的建立 4.用响应曲线法辨识过程的数学模型 5.用相关统计法辨识过程的数学模型 6.用最小二乘参数估计方法的系统辨识 ⏹授课内容 第一节基本概念 在过程控制系统的分析和设计中,过程的数学模型是极其重要的基础资料;所以,建立过程的数学模型对于实现生产过程自动化有着十分重要的意义; 一个过程控制系统的优劣,主要取决于对生产工艺过程的了解和建立过程的数学模型; 1.基本概念 ✧被控过程-----指指正在运行中的多种多样的工艺生产设备;P11 ✧被控过程的数学模型-----指过程在各输入量包括控制量和扰动量作用下,其 相应输出量被控量变化函数关系的数学表达式;P11 ➢过程模型的两种描述形式： ●非参量形式：即用曲线或数据表格来表示形象、直观,但对进行系统的 设计和综合不方便; ●参量形式：即用数学方程来表示方便,描述形式有：微分方程、传递函 数、差分方程、脉冲响应函数、状态方程和观察方程等; ➢过程控制系统方框图： ✧内部扰动基本扰动-----通常是一个可控性良好的输入量,选作为控制作用, 即调节器的输山量ut作为控制作用;基本扰动作用于闭合回路内,所以对系 统的性能起决定作用; ✧外部扰动------其他的输入量则称为扰动作用f1t～f n t;外部扰动对过程控制 也有很大影响; ✧输入量-----u1t、u2t、、、u n t,f1t、f2t、、、f n t
✧输出量-----y1t、y2t、、、y n t ✧通道-----被控过程输入量与输出量之间的信号联系; ✧控制通道-----控制作用与被控变量之间的信号联系; ✧扰动通道-----扰动作用与被控变量之间的信号联系; 注：xt为系统的设定值给定值、比较值 ✧单输入单输出系统------ ✧多输入单输出系统------ ✧多输入多输出系统------需要解耦控制 ➢过程的阶跃响应曲线： 注：大多数被控过程特性的特点是被控量的变化往往是不振荡的、单调的、有时延的和惯性的; 上图表示在输入扰动x其实应该是u或f作用下,输出y被控量的具有时延的响应; ✧自衡过程-----过程对扰动的响应有时延,被控量变化最后达到新的平衡,即 过程具有自平衡能力;如图2—2a所示； ✧无自衡过程-----被控量不断交化最后不再平衡下来,过程无自平衡能力;如 图2—2b所示; 2.建立过程数学模型的目的 ●设计过程控制系统和整定调节器参数; 过程控制系统设计时选择控制通道、确定控制方案、分析质量指标、探索最优工况以及调节器参数的最佳整定都是以被控过程的数学模型为重要依据的; ●指导生产工艺设备的设计; 确定有关因素对整个被控过程特性的影响,从而提出对生产设备的结构设计的合理要求和建议; ●进行仿真试验研究; 不需要建造小的物理模型,只要根据过程的数学模型通过计算机进行仿真试验研究; 3.被控过程数学模型的应用与要求 ➢被控过程数学模型的部分应用与要求可见表2—l所示;
过程控制与自动化仪表复习
1.过程控制概念：采用模拟或数字控制方法对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制通称为过程控制。 2.过程控制系统发展阶段：①基于仪表的局部自动化阶段②基于仪表/计算机综合自动化阶段③基于网络的全盘自动化阶段。 3.过程控制系统的基本组成：被控过程，自动化仪表。 4.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。 5.过程控制系统的分类：①结构分类：反馈控制系统，前馈控制系统，前馈-反馈复合控制系统 ②定值分类：定值，随动，顺序控制系统。 6.过程控制系统的性能指标：稳定性，快速性，准确性。 7.过程控制系统的单项性能指标：①衰减比：两个相邻的同向波峰之比n=B1/B2，衰减比在4:1到10:1的范围内。②最大动态偏差和超调量：最大动态偏差是指设定值阶跃响应中,系统过渡过程的第一个峰值超出稳态值的幅度，即最大振幅与最终稳态值之和的绝对值。超调量：最大动态偏差占被控量稳态值的百分比。③残余偏差：残余偏差是系统的最终稳态偏差，即过渡过程结束时新稳态值与给定值之差。④调节时间、峰值时间和振荡频率：调节时间从干扰开始到被控量进入新稳态值的±5%所需的时间ts，峰值时间是从干扰开始到被控量达到最大值所需的时间tp。愈短愈好。在同样的振荡频率下，衰减比越大，则调节时间越短。而在同衰减比下，振荡频率越高，则调节时间越短。 8.自动化仪表的分类：安装场地（现场类，控制室类），能源形式（液动，气动，电动），信号类型（模拟式，数字式），结构形式（基地式，单元组合式，组装式，集中/分散式）。 9.模拟仪表的信号4～20mA 直流电流信号或1～5V 的直流电压信号。 10.引用误差：它是相对仪表满量程的一种误差。 11.检查误差的规律性：①系统误差：对同一被测参数进行多次重复测量时，按一定规律出现的误差②随机误差：对同一被测参数进行多次重复测量时，误差绝对值的大小和符号不可预知的随机变化，但就总体而言具有一定的统计规律性的误差③粗大误差：由于测量者疏忽大意或环境条件的突然变化引起的显著偏离实际值的误差。 12.零点调整和零点迁移：零点调整使变送器的测量起点为零，而零点迁移是把测量的起始点由零迁移到某一数值（正值或负值）。测量的起始点由零变为某一正值，称为正迁移；反之称为负迁移。 13.热电阻及其测温原理：①热电阻：500℃以下，基于电阻的热-阻效应②热电偶：500℃~1600℃，基于热电效应。 14.压力：垂直作用在单位面积上的力。①差压△p：两个压力之间的相对差值②绝对压力Pabs：相对于绝对真空所测得的压力③表压Pg：绝对压力与当地大气压力之差④负压Pv：当绝对压力小于大气压力时，绝对压力与当地大气压力之差。 15.比例积分微分调节规律PID：调节器的输出分别与输入偏差的大小、偏差的积分和偏差的变化率成比例。①P：优点：灵敏简单只有一个整定参数。缺点：存在静差。应用：负荷变化不显著，工艺指标要求不高的对象②PI：优点：能消除静差又控制灵敏。缺点：对于滞后较大的对象PI太慢效果不好。应用：调节通道容量滞后较小负荷变化不大精度要求高的系统③PD：优点：增进调节系统的稳定度可调小比例度而加快调节进程减小动态偏差及静差。缺点：系统对高频干扰特别敏感系统输出易夹杂高频干扰。应用：调节通道容量滞后较大精度要求不高的系统④PID：优点：综合了各类调节作用的优点所以有更高的调节质量。缺点：对于滞后很大负荷变化很大的对象PID无法满足要求。应用：⑤调节通道容量滞后较大负荷变化大精度要求高的系统。 16.气动执行机构：①类型：气动、电动、液动。②当输入气压信号增加，阀杆向下移动时称正作用；当输入气压信号增加，阀杆向上移动时称反作用。 17.电动执行机构：①分类：直行程，角行程，多转式②组成：伺服放大器和伺服电动机。
过程控制与自动化仪表知识点
1.过程控制系统由被控过程和自动化仪表两部分组成。 2.自动化仪表按能源形式分为：液动、气动和电动。按信号类型分为：模拟式和数字式。 3.模拟仪表的信号可分为气动仪表的模拟信号与电动仪表的模拟信号。 4.气动仪表的输入/输出模拟信号统一使用0.02~0.1MPa 的模拟气压信号。 5.按照国际电工委员会规定，过程控制系统的模拟直流电流信号为4~20mA DC ，负载电阻为250Ω；模拟直流电压信号为1~5V DC 。DDZ-Ⅲ型电动单元组合仪表就是这种信号标准。 6.气动仪表与电动仪表的能量供给分别来自于气源和电源。 1.过程参数检测仪表通常由传感器和变送器组成。 2.引用误差计算公式：%100x x min max ⨯-∆=γ（其中△为最大绝对误差，等于实测值x 减真值a x 的最大差值，即a1x x -=∆，min max x x 与为测量表的上下限值） 3.精确度及其等级：最大引用误差去掉“±”与“%”。例：±5%的精度等级为0.5。 4.热电阻在500℃以下的中、低温度适合作测温元件（理解公式()()[]00t t 1t -+=αR R ，其中R(t)为被测温度t 时的电阻值；R 0为参考温度t 0时的电阻值，通常t 0=0℃，α为正温度系数）；金属热电阻适用于-200℃~500℃； 热敏电阻为-50~300℃。 5.热电阻接线有二线制、三线制、四线制三种接法，其中三线制可利用电桥平衡原理消去导线电阻。 6.热敏电阻由于互换性较差，非线性严重，且测温范围在-50~300℃左右，所以通常较多用于家电和汽车的温度检测和控制。 7.由于热电偶具有测温精度高、在小范围内线性度与稳定性好、测温范围宽、响应时间快等优点，因此在工业生产过程中应用广泛。当温度高于2000℃时热电偶不能长期工作，需采用非接触式测温方法。 8.当被测为运动物体时，采用非接触式测温方法。 体积流量表示瞬时流量与累积流量：瞬时：A A A υυ==⎰d q v 累积：⎰=t 0v v dt q Q 质量流量表示瞬时流量与累积流量：瞬时：v m q q ρ= 累积：v m Q Q ρ=（ρ为流量密度） 标准状态下的体积流量：n v n m vn /q /q q ρρρ==（n ρ为标准状态下气体密度） 9.典型流量检测仪表有容积式流量计、速度式流量计、直接式质量流量计。 10.红外式气体检测仪缺点：①不能保证被测组分的含量与电容量一定存在线性关系；②它不能用于对双原子分子气体（如氧气、氯气等）和单原子分子气体（如氩气等）的检测；③一台仪表只能检测一种被测气体的成分。 11.氧气成分检测常用的检测方法有热磁式、电化学式等。
《自动化仪表与过程控制》复习题
控制系统，被控变量和操作变量的选择原则是什么？ 选取被控参数的一般原则为：选择对产品的产量和质量、安全生产、经济运行和环境保护具有决定性作用的，可直接测量的工艺参数为被控参数；当不能用直接参数作为被控参数时，应该选择一个与直接参数有单值函数关系的间接参数作为被控参数；被控参数必须具有足够大的灵敏度。 控制参数的选择原则：扰动作用由扰动通道对过程的被控参数产生影响，力图使 被控参数偏离给定值；控制作用由控制通道对过程的被控参数起主导影响，抵消扰动 影响，以使被控参数尽力维持在给定值；正确选择控制参数就是正确选择控制通道的问题。一般希望控制通道克服扰动的能力要强，动态响应要比扰动通道快。 2.用反应曲线法、衰减曲线法、临界比例度法整定调节器参数的要点是什么？ 整定是指决定控制器的比例带5(或KP)、积分时间TI、微分时间TD和采样周期Ts的具体数值。整定的实质是通过改变控制器的参数，使其特性和过程特性相匹配，以改善系统的动态和静态指标，取得最佳的控制效果。整定控制器参数的方法可分为两大类，即理论计算整定法和工程整定法。理论计算整定法有频率特性法、根轨迹法等。工程整定法有现场试凑法、临界比例度法、衰减曲线法和响应曲线法等。工程整定不需要事先知道过程的数学模型，直接在过程控制系统中进行现场整定，特点是方法简单实用；计算简便；易于工程应用。 现场试凑法:按照先比例，再积分，最后微分的顺序；比例度由大到小整定；积分时间由大到小整定；微分时间由小到大整定。 临界比例度法：在闭环控制系统里，将控制器置于纯比例作用下(TI=-,TD=O),从大到小逐渐改变控制器的比例度，得到等幅振荡的过渡过程。此时的比例度称为临界比例度 5k,相邻两个波峰间的时间间隔，称为临界振荡周期Tk。据此确定控制器其它参数。根据5k 和Tk值，采用经验公式，计算出调节器各个参数，即5、TI、TD的值。按“先P后I最后D”的操作程序将控制器整定参数调到计算值上。若不够满意，可作进一步调整。 衰减曲线法：和前面一种差不多，只是跳到4：1的衰减率。 3、什么是调节阀的流量特性？什么是调节阀的理想流量和工作流量特性？理想流量特性的类别？在自控系统设计中，调节阀流量特性选择原则是什么？ 调节阀的流量特性：指阀芯位移与流量之间的关系。理想(固有)流量特性：调节阀前后压差不变时，得到的流量特性。工作流量特性：实际应用时，调节阀两端的压差是变化的，此时调节阀的流量与阀芯位移之间的关系称为工作流量特性。典型理想流量特性有4种： 1、快开 2、直线 3、抛物线 4、等百分比 流量特性的选择：先根据过程控制系统的要求，确定工作流量特性，再根据流量特性的畸变程度确定理想流量特性。 4、说明串级调节、比值调节、均匀调节特点及应用场合。 串级调节：a.特点：1、减小了被控对象的等效时间常数；2、提咼了抗干扰能力；3、提高了系统工作频率；4、对负载变化具有一定的自适应能力；5、可实现更灵活的操作方式。 b.应用场合：被控过程存在较大的容量滞后或纯滞后；被控过程变化剧烈而且扰动幅度较大；被控过程存在非线性。 比值调节：实现主动量定值控制，使总物料量稳定。可克服主动量和从动量的扰动，适用于要求负荷变化平稳的场合，但控制稍复杂。 均匀调节：均匀控制就是使被控量y(t)与控制量q(t)在一定范围内均匀缓慢地变化。 (一)、简单均匀控制：结构方面：均匀控制与定值控制在控制结构上没有任何区别，其区别在于控制的目的不同。控制律方面：比例作用是基本的；不能引入微分；积分是否引入视情况而定。适用场合：通常适用于扰动较小、对均匀程度要求较低的场合。 （二）、串级均匀控制系统：结构方面：均匀控制与典型串级控制在控制结构上没有任何区别，其区别在于控制的目的不同。控制律方面：主副回路都不能加微分作用；主回路宜
过程控制与自动化仪表(第2版)课后答案1.docx
第一章绪论 2.（1） 解： 图为液位控制系统，由储水箱（被控过程）、液位检测器（测量变送器）、液位控制器、调节阀组成的反馈控制系统，为了达到对水箱液位进行控制的目的，对液位进行检测，经过 液位控制器来控制调节阀，从而调节q1（流量）来实现液位控制的作用。 系统框图如下： 控制器输入输出分别为：设定值与反馈值之差e(t )、控制量u(t )； 执行器输入输出分别为：控制量u(t )、操作变量q1 (t )； 被控对象的输入输出为：操作变量q1 (t )、扰动量q2 (t )，被控量h； 所用仪表为：控制器（例如 PID 控制器）、调节阀、液位测量变送器。 2.（4） 解： 控制系统框图： 蒸汽流量变化液位设定 实际液位 液位控制器上水调节阀汽包 液位变送器 被控过程：加热器+汽包 被控参数：汽包水位 控制参数：上水流量 干扰参数：蒸汽流量变化 第二章过程参数的检测与变送 1.（1） 答：在过程控制中，过程控制仪表：调节器、电/气转换器、执行器、安全栅等。 调节器选电动的因为电源的问题容易解决，作用距离长，一般情况下不受限制；调节精 度高，还可以实现微机化。执行器多数是气动的，因为执行器直接与控制介质接触，常常在 高温、高压、深冷、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、易爆等恶劣条件下工作，选气动的执行 器就没有电压电流信号，不会产生火花，这样可以保证安全生产和避免严重事故的发生。 气动仪表的输入输出模拟信号统一使用 0.02~0.1MPa 的模拟气压信号。 电动仪表的输入输出模拟信号有直流电流、直流电压、交流电流和交流电压四种。各国 都以直流电流和直流电压作为统一标准信号。过程控制系统的模拟直流电流信号为 4~20mA DC，负载 250 &；模拟直流电压信号为 1~5V DC。 1.（2） 解：
仪表自动化专业课程
仪表自动化专业课程 【仪表自动化专业课程】从基础到实践的探索 Introduction 仪表自动化是现代工程领域的重要组成部分，它涉及到各个行业的自动化过程控制和测量技术。本文将从仪表自动化的基础知识、实践案例及未来发展趋势三个方面，全面探讨仪表自动化专业课程。 1. 仪表自动化的基础知识 1.1 仪表自动化的概念与定义 仪表自动化是指利用各类仪器仪表、传感器和控制装置，在工业过程中进行自动化控制和测量的技术手段。它涵盖了传感器、信号调节与整形、数据传输与处理以及控制系统等多个方面。 1.2 仪表自动化的重要性和应用领域 仪表自动化在化工、电力、石油、航空航天等行业中扮演着重要的角色。它不仅可以提高生产效率和保证产品质量，还能降低人力成本和资源消耗，对于现代工业的可持续发展至关重要。 1.3 仪表自动化的基本原理和技术 仪表自动化的基本原理涉及到传感器原理、信号调节与整形、数据传
输与处理以及控制系统等技术。利用传感器获取被测量参数的数据， 经过信号调节与整形后，传输到控制系统进行分析与处理，并根据结 果控制执行机构的动作。 2. 仪表自动化的实践案例 2.1 温度测量与控制 温度是工业过程控制中常见的被测量参数，如炼油、制药、化纤等生 产过程中的温度控制。仪表自动化课程应该包含温度测量原理、传感 器选型、控制回路设计和实践案例，以便学生能够全面理解和掌握温 度测量与控制的关键技术。 2.2 压力测量与控制 压力是工业过程中另一个重要的被测量参数，如石油化工、电力和空 气压缩机等领域。仪表自动化课程应该包含压力传感器的原理与选型、控制阀的选择与调节以及压力控制系统的设计与应用等内容，使学生 能够熟悉压力相关技术并应用于实际工程案例。 2.3 流量测量与控制 流量是许多工业过程中必须监测和控制的关键参数，如供水系统、燃 气管道和化学反应器。仪表自动化课程应该包含流量测量原理、传感 器选型、流量控制阀的选择与调节以及流量控制系统的设计与应用等 内容，使学生能够掌握流量测量与控制的核心技术。
自动化仪表与控制系统的重要性
自动化仪表与控制系统的重要性在现代工业生产中，自动化仪表与控制系统扮演着至关重要的角色。它们通过监测、控制和调节各种工艺参数来确保生产过程的稳定性和 高效性。本文将探讨自动化仪表与控制系统的重要性以及它们在工业 领域中的应用。 一、自动化仪表的作用 自动化仪表通过测量和监测系统中的各种参数，如压力、温度、流 量和液位等，提供准确的实时数据。这些数据对于工程师和操作人员 来说都是宝贵的资源，能够帮助他们了解和掌控生产过程中的关键变量。 自动化仪表的主要作用包括： 1.实时监测：自动化仪表能够实时监测和记录各种参数的数值，为 工程师提供准确的数据分析基础。他们能够及时发现异常情况，预测 潜在的问题，并采取必要的措施加以解决。 2.控制调节：自动化仪表通过反馈控制系统实现对生产过程的精确 控制。它们能够根据设定值和反馈信号，自动调节各种参数，确保生 产过程的稳定性和一致性。 3.安全保障：自动化仪表能够监测有害气体、压力过高等危险情况，并及时发出警报。这有助于保障工作人员的安全，防止事故的发生。 二、控制系统的重要性
控制系统是自动化工程中的核心组成部分，它与自动化仪表紧密配合，共同完成工艺控制的任务。控制系统主要由传感器、执行器、控 制器和运算器等组成。 控制系统的重要性主要体现在以下几个方面： 1.提高生产效率：控制系统可以对生产过程进行精确的调节和控制，消除了人为因素的干扰，从而提高了生产效率。它们能够自动化完成 一系列操作，减少了人工操作的时间和成本。 2.降低人力成本：自动化控制系统减少了对人力资源的依赖，减少 了人力成本。人力资源可以转移到其他更有价值的工作领域，提高整 体工作效率和效益。 3.优化产品质量：自动化控制系统能够精确地控制各个环节的参数，确保产品的一致性和质量。通过实时监控和调整，可以有效降低产品 的次品率。 4.提高工作安全性：控制系统能够监测危险情况，并采取相应的措施，以确保工作场所的安全。它们能够自动执行操作，降低了人工操 作的风险和危险性。 三、自动化仪表与控制系统的应用 自动化仪表与控制系统广泛应用于各个行业和领域，包括能源、化工、石油、电力、制造业等。它们被用于监测和控制各种工业生产设备，以确保生产过程的安全、高效和可持续。
工业自动化仪表与过程控制分析
工业自动化仪表与过程控制分析 摘要：随着科技的高速发展，自动化技术逐渐运用于多个领域，尤其是工业 领域。在工业化生产中，采用自动化仪表及自动化控制技术，不仅能够提升产品 的产量及质量，也有利于保障生产的安全性与稳定性。根据当前我国工业自动化 仪表与自动化控制技术的发展情况来看，该技术在使用过程中仍旧存在有多种问题，导致生产活动难以高效开展。基于此，本文针对工业自动化仪表与过程控制 进行探讨分析，以供参考。 关键词：工业自动化仪表；过程控制；简要分析 引言 近些年科学技术的发展带动了自动化技术的广泛运用，工业生产逐渐朝着自 动化、智能化推进，不仅大大的为企业节约了人力成本，带来了巨大的经济效益，也使得工业生产效率和质量都大大提升。要想推动工业自动化仪表的发展需要不 断创新自动化控制技术，结合计算机网络技术及电子技术，改变传统落后的生产 模式，使得生产更加先进化、智能化，从而降低生产成本，增加利润空间，促进 工业企业的长远发展。 1工业自动化仪表和自动化技术的特点 1.1工业自动化仪表特点 谈到工业自动化仪表的特点，不得不讨论一下工业自动化仪表测量技术的分类。工业自动化仪表测量技术分两种类型，一种是传统的被动式测量仪表，一种 是当前普遍使用的主动式测量仪表。被动式测量仪表的特点是：根据整个自动化 控制系统的测量需求，在相应的位置安装好所需仪表，根据功能不同分为压力表、流量表、温度表等，通过对这些仪表所测量的数据进行处理与传递，以传递到整 个工业自动化的自动控制系统中，从而进行数据统计分析其整个运行控制体系可 能存在的问题、故障或安全隐患[1]。主动式测量仪表的特点是：自动化控制系统
自动化仪表与过程控制实验一报告
自动化仪表与过程控制实验报告 实验名称单容水箱液位数学模型的测定实验 实验小组第一组 组员 实验日期：2011年3月31日 自动化仪表与过程控制实验报告 一：实验名称 单容水箱液位数学模型的测定实验 二：实验目的 1、熟练掌握液位测量方法。
2、熟练掌握调节阀流量调节特性。 3、获得单容水箱液位数学模型。 三：实验原理 1、实验结构介绍 水流入量Qi 由调节阀u 控制，流出量Qo 则由用户通过闸板开度来改变。被调量为水位H 。分析水位在调节阀开度扰动下的动态特性。 直接在调节阀上加定值电流，从而使得调节阀具有固定的开度。(可以通过智能调节仪手动给定，或者AO 模块直接输出电流。) 调整水箱出口到一定的开度。 突然加大调节阀上所加的定值电流观察液位随时间的变化，从而可以获得液位数学模型。 通过物料平衡推导出的公式： μμk Q H k Q i O ==, 那么 )(1H k k F dt dH -=μμ， 其中，F 是水槽横截面积。在一定液位下，考虑稳态起算点，公式可以转换成μμR k H dt dH RC =+。 公式等价于一个RC 电路的响应函数，C=F 就是水容，k H R 0 2=就是水阻。 给定值 单容水箱液位数学模型的测定实验 FV101
如果通过对纯延迟惯性系统进行分析，则单容水箱液位数学模型可以使用以下S 函数表示： ) 1()(0+=TS S KR S G 。 2、控制系统接线表 四：实验内容与步骤 1、在现场系统A3000-FS 上，将手动调节阀JV201、JV206完全打开，使下水箱闸板具有一定开度，其余阀门关闭。 2、在控制系统A3000-CS 上，将下水箱液位(LT103)连到内给定调节仪输入端，调节仪输出端连到电动调节阀(FV101)控制信号端。 3、打开A3000-CS 电源，调节阀通电。打开A3000-FS 电源。 4、在A3000-FS 上，启动右边水泵(P102)，给下水箱注水。 5、调节内给定调节仪设定值，从而改变输出到调节阀(FV101)的电流，然后调节JV303开度，使得在低水位时达到平衡。 6、改变设定值，记录水位随时间的曲线。 7、实验结束后，关闭阀门，关闭水泵。关闭全部电源设备，拆下实验连接线。 五：实验要求 1、要求使用不同的给定值获得不同的曲线。 2、给出数学模型。 六：实验结果 单容水箱水位阶跃响应曲线，如图所示：
过程控制与自动化仪表介绍
过程控制与自动化仪表介绍 1. 引言 过程控制是指在工业生产中，通过监测和调整工艺参数，以实现对生产过程的 控制和优化。自动化仪表则是过程控制的重要工具，用于测量、传输和处理工艺参数，为控制系统提供准确的反馈信息。本文将详细介绍过程控制与自动化仪表的基本概念、原理和应用。 2. 过程控制的基本概念 过程控制是指通过监测和调整工艺参数，使生产过程达到预期目标的过程。这 里的工艺参数可以是温度、压力、流量、液位等物理量，也可以是其他关键的过程指标。过程控制分为反馈控制和前馈控制两种方法。 反馈控制是根据测量到的实际过程参数值与预期目标值之间的差异，通过调整 控制器输出信号来纠正偏差，使过程参数保持在合理范围内。前馈控制则是根据已知的过程变化规律，提前调整控制器输出信号，以使过程参数能够在预期的变化中保持稳定。 3. 自动化仪表的基本原理 自动化仪表是过程控制的关键设备，可以完成对工艺参数的测量、传输和处理。常见的自动化仪表包括温度传感器、压力传感器、流量计、液位计等。 3.1 温度传感器 温度传感器用于测量和监控物体或环境的温度。常见的温度传感器有热电偶、 热电阻和红外线传感器。热电偶利用两种不同金属的电动势差来测量温度，热电阻则利用电阻与温度呈线性关系的特性来测量温度。 3.2 压力传感器 压力传感器用于测量和监控气体或液体的压力。常见的压力传感器有压阻式传 感器和压电式传感器。压阻式传感器通过测量电阻的变化来间接测量压力，而压电式传感器则是利用压电晶体的压电效应来直接测量压力。 3.3 流量计 流量计用于测量和监控液体或气体的流量。常见的流量计有浮子流量计、涡轮 流量计和电磁流量计等。浮子流量计通过测量浮子位置的变化来间接测量流量，涡轮流量计则是利用涡轮的旋转速度与流体的流速成正比关系来测量流量。