华工过程装备控制考试复习资料

《过程装备控制》考试复习

华工14过控（轻机）

教材:《过程装备控制技术及应用第二版》---王毅著

第1章：过程装备控制原理

1.自动控制系统主要是由那几个环节组成的?（P4）（课后习题1-2）

自动控制系统主要由被控对象、测量元件和变送器、调节器、执行器等环节组成。

2.什么是开环控制系统？什么是闭环控制系统？(P6、P40)（课后习题1-5）

闭环控制：是指控制系统的输出信号的改变会返回影响操纵变量的控制方式。开环控制：是指控制系统的输出信号不会影响操纵变量的控制方式。

3.例1-1，控制系统的组成与方框图。 (P5)

4 在阶跃干扰下，控制系统的过渡过程有哪几种基本形式?(P8)

1.发散振荡过程

2.等幅振荡过程

3.衰减振荡过程

4.非振荡的单调过程

5什么是被控对象的控制通道？什么是被控对象的干扰通道？(P13) 被控对象的控制通道：操纵变量与被控变量之间的联系。

被控对象的干扰通道：干扰作用与被控变量之间的联系。

6.被控对象有哪些特性参数？这些参数如何确定？(P16)

放大系数K

时间常数T

滞后时间

确定单点法

7 比例度的计算。(P29)

8.比例积分微分调节器有什么特点？(P26)（课后习题2-12）

比例控制反应快，控制及时，但有余差存在；积分控制作用缓慢，但能消除余差；微分控制具有一定的超前控制作用，能抑制系统振荡，增强稳定性（但微分作用不宜过强）。若将三者结合起来，并选择合适的比例度、积分时间、微分时间，将比例、积分和微分作用结合起来，就可以得到无余差、控制及时又稳定的高质量控制。

9.简述调节控制规律的选择原则。(P29)

第2章：过程参数检测技术

1.粗大误差有哪些判别方法？(P62)

拉依达准则（3 准则）、肖维奈准则、格拉布斯准则

2.各类误差的计算、仪表的选用。(P65)

3.什么是传感器的定义和传感器的作用？(P68)

定义：将被测物理量转换为与之有确定对应关系的输出量器件或装置，或者把从被测对象中感受到的有用信息进行变换、传送的器件称之为传感器。

作用：主要应用在在自动测试与自动控制领域中，将诸如温度、压力、流量等参量转换为电量，然后通过电的方法进行测量和控制。

4.常用的压力测量仪表有哪几种？简述其测压的原理？(P78)

液柱式压力计：将被测压力转化为液柱的高度来进行测量的一种仪表

弹性式压力计:利用测量弹性敏感元件在压力作用下产生的弹性形变的大小来测量压力的一种仪表

电测式压力计：将被测压力转化为电量进行测量的仪器，有压阻式压力计和压电式压力计

5.接触式测温法与非接触式测温法有何特点？(P86)

6.热电偶测温系统主要是由那几个部分组成的？ (P86)

热电偶、电测仪表和连接导线

7.什么是热电偶的基本定律？(P88)

8.热电偶测温系统回路电势和温度的确定。(P89)

9.常用流量计有哪几种？(P94)

压差式流量计、转子式流量计、电磁式流量计

10.液位（物位）检测有那些目的和作用？(P100)

主要目的在于测知容器中物料的存储量，以便对物料进行监控，保证顺利和安全生产。

第3章：过程控制仪表及装置

1.什么是过程控制装置的三大硬件？各有什么作用与功能？(P127)

测量变送单元（变送器）、调节器和执行器（如调节阀）三个环节构成了过程控制装置的三大硬件。

2.变送器的理想输入x 和输出y 特性应为什么关系？ 如何确定？ (P127) 成线性关系 确定：max min min min max min ()()()i i

y y y y x x x x -=+-- 3.变送器有哪些类型？(P127)

压力变送器、差压变送器、温度变送器、流量变送器、液位变送器

4.简述调节器的作用与分类。

(P147)

作用；将参数测量值和规定的参数值（给定值）相比较后，得出被调量的偏差，在根据一定的调节规律产生输出信号，从而推动执行器工作，对生产过程进行自动调节。

分类：

直接作用调节器（自力式调节器）

间接作用调节器

5 PID调节器是由那几个部分电路组成的？(P150)

主要由输入电路、PID运算电路和输出电路三部分组成

6.简述执行器的作用与分类（按照工作能源可分）？(P161)

作用;接受调节器送来的控制信号，自动的改变操纵量（如介质流量、热量等），达到对被调参数（如压力、温度、液位等）进行调节的目的。

按照工作能源可分为三大类：液动、气动和电动执行器

7.何谓安全火花？为什么仪表应具有安全火花防爆性能？(P138)

安全火花是指火花的能量不足以对其周围可燃介质构成点火源。若仪表在正常或事故状态所产生的火花均为安全火花，则称为安全火花型防爆仪器

第4章：计算机控制系统

1.计算机控制系统是由哪几部分组成的？(P178)

计算机控制系统是由工业对象和工业控制计算机两大部分组成。

2. A/D与D/A转换器有什么作用？(P183)

A/D（模/数转换器）主要是把输入的模拟量转化为数字量，而D/A则是把数字量转化为模拟量

3.计算机直接数字控制系统DDC有什么特点？(不要)

4 DDC的PID算法有哪几种？（P197）

DDC的理想PID算法有三种：位置式、增量式、速度式

5. 提高计算机控制系统可靠性有那些措施?(不要)

参考：《安全检测技术》

第5章：机械及压力容器安全测试

1.电阻应变片的工作原理是什么?（P1）

金属电阻应变片：工作原理是基于应变片发生机械变形时，其电阻值发生变化。半导体应变片：工作原理是基于半导体材料的压阻效应，即半导体电阻率变化引起电阻的变化。

2..简述提高应变测量精确度的措施。(P6)

1.选择合适的仪器并进行准确的标定。

2.消除导线电阻引起的影响。

3.减小读数偏移。

4.补偿温度影响,主要方法是采用温度自补偿应变片，或采用电路补偿片。

5.减少贴片误差。

6.力求使应变片实际工作条件和额定条件的一致。

7.排除测量现场的电磁干扰。

3.电阻应变片测量点选择应考虑那些问题?(P9)

1.预先对结构进行大致的受力分析，预测其变形形式，找出危险断面及危险位置。这些地方一般是处在应力最大或变形最大的部位，而最大应力一般又是在弯矩、剪力或扭矩最大的截面上。然后根据受力分析和测试要求，结合实践经验最后选定测点。

2.在截面尺寸急剧变化的部位或因孔、槽导致应力集中的部位，应适当多布置一些测点，以便了解这些区域的应力梯度情况。

3.如果最大应力点的位置难以确定，或者为了了解截面应力分布规律和曲线轮廓段应力过渡的情况，可在截面上或过渡段上比较均匀地布置5-7个测点。

4.利用结构与荷载的对称性，以及对结构边界条件的有关知识来布置测点，往往可以减少测点数目，减轻工作量。

5.可以在不受力或已知应变、应力的位置上安排一个测点，以便在测试时进行监视和比较，有利于检查测试结果的准确性。

4.常用力的测量方法有哪几种？(P10)

1.用已知重力或电磁力去平衡被测力，从而直接测得被测力。

2.通过测量一个在被测力作用力的已知质量的物体的加速度来间接测量被测力。

3.通过测量由被测力产生的流体压力来测得被测力。

4.当被测力张紧一振动弦，该弦的固有频率将随被测力的大小而改变。通过测量

该频率的变化来测得被测力。

5.通过测量在被测力作用下某弹性元件的变形或应变来测得被测力。

5.无损检测有哪几种方法？(P17)

无损检测常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。

6.射线的安全防护有那些措施?各自有何特点?(P25)

屏蔽防护：在射线源与操作人员及其他邻近人员之间加上有效合理的屏蔽物来防止射线的一种方法。

距离防护：是用增大射线源距离的办法来防止射线伤害的一种防护方法。

时间防护：是减少操作人员与射线接触的时间，以达到防止射线损伤的一种防护方法。

7.什么是磁粉探伤法?(P31)

磁粉探伤法：把钢铁等强磁性材料磁化后，利用缺陷部位所发生的磁极能吸附磁粉的探伤方法。

第6章：工业噪声与振动测试

1.噪声有那些主要来源?(P33)

主要来源有：

自然界的噪声：火山爆发、地震、潮汐、下雨和刮风等自然现象所产生的空气声、雷声、地声、水声和风声等。

人类活动产生的噪声：工业噪声、交通噪声、建筑施工噪声、社会噪声。

2.噪声污染的有何特点?(P33)

具有能量性、具有波动性、具有局限性、具有难避性、具有危害潜伏性。

3.什么是听阈声压?(P33)

听阀声压：人耳能够感觉到的最低声压，是5210Pa -?。

4.振动有那些传播途径?(P41)

空气传播、固体传播、液体传播

5.振动的测量时传感器的安装有那些要求?(P62)

原则上要求将传感器设置在无缓冲物，并经过充分砸实的坚硬的、无倾斜（或凹凸不平），并能充分确保为水平面的场所。注意以下几点：

1.当放置在混凝土、钢板等坚硬面上时，注意不得晃动。当表面易滑时，使用橡泥胶粘牢。

2.当放置在坚硬的地表面（如沥青面）上时，轻轻地放平稳即可。使用底部有立爪的传感器时，注意使所有的立爪都能很好的接触地表面。

3.原则上要避开松软的地表面，不得已时，应先充分将地面砸实后再安装传感器。第7章：电气设备故障监测

1.电气设备故障有那些监测方式?(P67)

离线监测—实现初级诊断，人工调控。

在线监测—实现初级诊断或高级（精密）诊断，人工或自动调控。

2.电气设备在线故障监测有那些主要参数？(P70)

1.绝缘电阻

2.温度

3.电流

4.电压

5.其它参数

r≤Ω。

A.接地网接地电阻阻值增大。电气设备接地点接触电阻0.05

B.绝缘油的油质

C.导体连接电阻

D.旋转电机的振动、位移

3.电气设备绝缘值下降有那些原因？(P71)

温度升高绝缘值下降是有机绝缘材料的固有特性，各种绝缘材料绝缘值下降的原因是：

1.绝缘材料老化、破损。

2.绝缘材料吸潮。

3.绝缘材料高温变质。

4.绝缘材料表面不清洁，放电碳化。

5.绝缘材料受瞬变过压冲击表面放电碳化。

6.绝缘层厚度不够或绝缘薄弱点漏电恶化。

7.绝缘油气化、含杂质、受潮等。

4.简述电机温度升高和发生事故的演变过程。(P71、P74)

电机升温原因：

1.受现场环境温度的影响。

2.设备长期过载运行、冷却装置不良。

θ=，3.导体连接点松动，接触电阻大，局部严重发热，其发热量为2

0.24I Rt 散热不及时，热量积累升温。

4.机械部分摩擦生热。

5.空载电流大、绕组功耗损失大发热。

6.匝间、相间短路发热。运行中缺相发热。

7.机械卡住或严重过载，致使电机转速下降或堵转，使绕组中电流增大发热。电机升温会导致短路击穿烧坏绕组，其演变方式如下：

5.简述电压引起电气事故的原因及其后果。(P72)

1,瞬变电压大（dV/dt）击穿绝缘体

2.雷电电压击穿绝缘物

3.网路电压升高，经常或长期过压

4.天气潮湿或绝缘物表面不清洁，放电击穿

5绝缘材料受机械损伤被电压击穿

6.导体间或导体对地距离不足，如空气潮湿或空气中含导电粉尘等物被电压击穿

7.绝缘老化击穿等

电压导致电气事故表

6.电气设备的故障有那些形式？(P74)

两种类型:

1.电气故障。由电气设备的内在质量及安装质量、人为因素等如绝缘、距离、接地、连接、清洁、能源介质不合格及过载运行等引起电流、电压参数的变化，直接或间接引发电击穿、短路事故。

2.机械故障。由电气设备材质、安装、维护、生产条件变化等因素引起动平衡不好、轴不对中、油膜振荡、磁力线偏差、轴承缺陷、安装尺寸误差，能源介质不足等引起轴承振动、机体振动、轴承烧坏、电机部件损坏，造成设备的机械性故障。

7.简述电机的监测有那些主要内容？(不要)

布置的作业及答案：

(P11)

1-7.图1-14为贮糟液位控制系统，工艺要求液位保持为某一数值。(P11)（1）试画出该系统的方框图；

（2）指出该系统中被控对象、被控变量、操纵变量、干扰作用各是什么？

解：（1）系统的方框图

（2）在该液位控制系统中：

被控对象---贮糟液

被控变量---液位h

操纵变量---调节阀控制的液体流量q v2

干扰作用---q v1的变化

2-5.试从图2-67某对象的反应曲线中，表示出该对象的放大系数、时间常数和滞后时间。（P57）

解：如图所示： k=

()(0)()(0)H H x x ∞-∞-=1()(0)H H qv ∞-? T 如图所示，以起始速率变化至新稳态值所对应的时间，

T=10t t -，00τ=

c τ

如图所示，不存在容量滞后，

∴0c τ=

Δq v 1 T H H()

0t