过程控制与自动化仪表 第二版 基础练习题一
过程装备控制技术习题及参考答案(第二版已经整理)
过程装备控制技术习题及参考答案（第二版已经整理）第一章控制系统的基本概念1.什么叫生产过程自动化？生产过程自动化主要包含了哪些内容？答：利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。
主要包含：①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。
2.自动控制系统主要由哪几个环节组成？自动控制系统常用的术语有哪些？答：一个自动控制系统主要有两大部分组成：一部分是起控制作用的全套自动控制装置，包括测量仪表，变送器，控制仪表以及执行器等；另一部分是自动控制装置控制下的生产设备，即被控对象。
自动控制系统常用的术语有：被控变量y——被控对象内要求保持设定数值的工艺参数，即需要控制的工艺参数，如锅炉汽包的水位，反应温度；给定值（或设定值）y——对应于生产过程中被控变量的期望值；测量值ym——由检测原件得到的被控变量的实际值；操纵变量（或控制变量）m——受控于调节阀，用以克服干扰影响，具体实现控制作用的变量称为操纵变量，是调节阀的输出信号；干扰f——引起被控变量偏离给定值的，除操纵变量以外的各种因素；偏差信号（e）——被控变量的实际值与给定值之差，即e=ym-y控制信号u——控制器将偏差按一定规律计算得到的量。
3.什么是自动控制系统的方框图？它与工艺流程图有什么不同？4.在自动控制系统中，什么是干扰作用？什么是控制作用？两者有什么关系？答：干扰作用是由干扰因素施加于被控对象并引起被控变量偏离给定值的作用；控制作用是由控制器或执行器作用于被控对象，通过改变操纵变量克服干扰作用，使被控变量保持在给定值，两者的相同之处在于都是施加于被控对象的作用，不同之处在于干扰作用是使被控变量偏离给定值，而控制作用是使被控变量接近给定值。
5.什么是闭环控制？什么是开环控制？定值控制系统为什么必须是一个闭环负反馈系统？量，从信号传递关系上看，未构成闭合回路。
定值控制系统要求给定值恒定不变，控制系统的输出即被控变量应稳定在与给定值相对应的工艺指标上，或在工艺指标的上下一定范围内变化，因此需要闭环控制。
过程控制与自动化仪表试卷
过程控制与自动化仪表考题和复习资料一填空题1过程控制系统按设定值不同可以分为定值控制系统、随动控制系统、顺序控制系统。
2Ⅲ型电动单元组合仪表的电压信号标准是1-5V DC电流信号标准是4-20mA DC，气动仪表输入输出模拟信号统一使用Pa的气压信号。
7构成安全火花防爆系统必须具备两个条件是现场仪表必须设计成安全火花型和现场仪表与非危险场所间必须经过安全栅。
9比例调节是基于偏差的大小；积分调节是基于偏差的有无；微分调节是基于偏差的变化速率。
12已知扰动通道的传递函数是Gf(s)=Kf/(TfS+1),从控制的角度看，Kf越小对控制参数的影响越小Tf越大对提高控制质量越有利，干扰进入系统的位置越远离被控参数，对系统的动态控制质量越有利。
13.串级控制系统中，主调节器起定值控制作用，负调节器起随动控制作用，一般主调节器选PI或者PD调节规律，负调节器选P调节规律。
14.在调节参数的工程整定法中，临界比例度法和衰减曲线法属于闭环整定，反应曲线法属于开环整定，它是利用系统广义过程的阶跃响应曲线对调节器参数进行整定的。
15.当广义过程控制通道时间常数较小，负荷变化不大，且工艺要求无静差时，应选用PI控制规律。
16.对于大多数控制系统而言，当系统的瞬太响应曲线达到Ψ=的衰减率时，则接近最佳的过渡过程曲线。
此时衰减比为4:1。
二简要回答问题7.对一个单容水箱施加一个X0=5MM的阶跃扰动，施加扰动前水位是150mm，施加扰动系统平衡后水位是180mm，其响应曲线如图，确定被控过程的数学模型。
答：增益K=6时间常数T=10min数学模型为G(s)=6/(10S+1)8画出串级控制系统框图，说明串级控制系统的特点特点：1)对进入副回路的干扰有很强的抑制能力2）能改善控制通道的动态特性，提高系统的快速反应能力3）对非线性情况下的负荷或操作条件的变化，有一定的自适应能力。
三下图为DDZ-|||型电动调节器比例积分PI等效电路，推导实际PI电路的传递函数。
过程控制与自动化仪表试题
过程控制与自动化仪表试题过程控制与自动化仪表试题一(填空:1(过程控制仪表按信号分(模拟式)、(数字式)两大类。
2(测定对象动态特性的实验方法主要有(时域测定法)、(频域测定法)、(统计研究法)。
3(电接点压力表在压力低于下限或压力高于上限时均可发出(报警信号)。
4(气体压力变送器可分为两大类，分别是按(位移平衡)原理构成的压力变送器和按(力平衡)原理构成的压力变送器。
5(.过程控制系统的分类(开环控制系统)、(闭环控制系统)。
6(浮筒式液位计测量液位是基于(阿基米德)原理。
7(过程控制仪表的主体是(气动控制仪表)、(电动控制仪表)。
8(反馈分为(正)反馈和(负)反馈。
9(调节器的比例度越大，则放大倍数(越小)，调节作用就(越弱)，余差也(越大)。
10(差压式流量计包括(节流装置)、(导压管)、(变送器)三部分。
11(自动调节系统常用的参数整定方法有(经验法)、(衰减曲线法)、(临界比例度法)、(反应曲线法)。
12(构成A/D转换器的方法有:(计数式A/D转换)、(逐次逼近型A/D转换)、(双积分式A/D转换)、(并行A/D转换)、(串-并行A/D转换)。
13(在生产过程中应用的基本控制规律主要有(位式控制)、(比例控制)、(积分控制)、(微分控制)。
14(过程控制仪表按结构形式分(基地式控制仪表)、(单元组合式控制仪表)、(组装式综合控制装置)、(集散控制系统)、(现场总线控制系统)。
15(温度变送器有(毫伏变送器)、(热电阻温度变送器)、(热电偶温度变送器)几种类型。
16.自动控制系统由被控对象、检测元件(包括变送器) 、调节器和调节阀, 部分组成。
17.常见的比值控制系统有单闭环比值、双闭环比值和串级比值3种。
二(选择题。
1(热电偶供电为:(1)A)直流 B)交流 C)三相交流 D)不供电2(向差压变送器的正、负压室同时输入相同的的压力时，变送器的输出零位产生偏移，偏移值随着静压的增加而发生变化，这种由于静压而产生的误差叫什么,(1)1)静压误差3(电容式差压变送器无输出时可能原因是(1、2)1)无电压供给 2)无压力差 3)线性度不好三、简答题1. 温度测量有哪几种常用元件,答:温度测量的常用元件有4种，它们是:热电阻、热电偶、双金属温度计、膨胀温度计。
自动化仪表与过程控制习题共83页
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
Hale Waihona Puke 21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
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《过程控制及仪表》期末复习题(基础题目)
一、填空题二、自动调节系统方块图中，给定值R，测量值Z和偏差e三者之间的关系是e=R-Z。
一、过渡过程结束时，被控变量所达到的新的稳态值与原稳态值之差叫做余差二、串级调节系统中，主回路是一个定值调节系统。
1．电子电位差计是根据电压补偿原理工作的。
三、积分时间愈____长_____，积分作愈弱。
四、当一个调节器的输出信号同时送给两个调节阀，这两个调节阀工作在不同的信号区间，则构成的控制系统为___分程__控制系统。
五、在自动控制系统中，能够测量某物理量的大小并把它转化为一种特定信号的自动化装置是测量变送器。
1．过程控制仪表包括控制器、执行器、操作器以及可编程控制器等各种新型控制仪表及装置。
2．一台仪表性能的优劣通常可以用精确度、变差、灵敏度来评价。
3．基本控制规律包括双位控制、比例控制、比例积分控制、积分控制、微分控制、比例微分控制、以及比例积分微分控制。
4．二、选择题1.在自动化仪表中，显示仪表用于各种检测变量的显示、记录，按显示方式可分为三大类，下面哪项不属于显示方式。
（ B ）A 模拟式显示仪表B高端显示仪表 C 屏幕显示仪表 D 数字式显示仪表2.对于始点为0℃的电子电位差计，当输入端短路时，仪表指针应指在（ C ）。
A．始点B．终点C．室温D．原位置3. 下列（ A ）不是描述对象特性的参数。
A.过渡时间B.时间常数C.放大系数D.滞后时间4. 下面哪项不属于复杂控制系统。
（ A ）A. 自动控制系统与编程控制系统B. 比值控制系统均匀控制系统C 分程控制系统与选择性控制系统D 串级控制系统与前馈控制系统5. 串级控制系统中，副调节器一般采用（D ）调节规律A.PIB.PIDC.PDD.P6. 下面哪项不属于过程控制系统的分类。
CA过程自动检测系统 B 过程自动控制系统C过程自动显示系统D过程自动报警与联锁保护系统7. 如图为一个加热器控制系统，通过将进料与蒸汽进行换热达到对物料进行加热的目的，希望出料温度恒定。
自动化仪表与过程控制考试题
1什么是过程控制系统? 其基本分类方法有哪几种答：过程控制是指在工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成分、粘度、湿度和PH等这样一些过程变量的系统。
按过程控制系统的结构特点可进行如下分类：1）反馈控制系统：反馈控制系统是根据系统被控量的偏差进行工作的，偏差值是控制的依据，最后达到消除或减小偏差的目的。
2）前馈控制系统：前馈控制系统直接根据扰动量的大小进行工作，扰动是控制的依据。
由于它没有被控量的反馈，所以也称为开环控制系统。
3）前馈—反馈控制系统(复合控制系统)：开环前馈控制的最主要的优点是能针对主要扰动及时迅速地克服其对被控参数的影响；对于其余次要扰动，则利用反馈控制予以克服，使控制系统在稳态时能准确地使被控量控制在给定值上。
按给定值信号的特点可进行如下分类： 1）定值控制系统：就是系统被控量的给定值保持在规定值不变，或在小范围附近不变。
2) 程序控制系统：它是被控量的给定值按预定的时间程序变化工作的。
控制的目的就是使系统被控量按工艺要求规定的程序自动变化。
3) 随动控制系统：它是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系统。
其主要作用是克服一切扰动，使被控量快速跟随给定值而变化。
2—51DDZ-III型调节器的输入回路主要起什么作用？采用偏差差动电平移动电路有什么好处？如果不采用偏差差动电平移动电路行不行？为什么？P74DDZ-III型的输入回路功能：输入电路的主要作用是获得与输入信号Ui和给定信号Us只差成比例的偏差信号。
采用偏差差动电平移动电路的好处是不仅保证输入回路的运算放大器以零伏为基准的输入信号DC1~5V输入信号作用下，能使其工作在规定的共模输入电压范围内，同时能保证该调节器的比例微分电路、比例积分电路等运算电路满足输入电压范围要求。
3-3简单归纳过程控制系统设计的主要内容。
答：过程控制系统设计包括系统的方案设计、工程设计、工程安装和仪表调校、调节器参数整定等四个主要内容3-4通常过程控制系统设计步骤应包括哪些？1）建立被控过程的数学模型2）选择控制方案3）控制设备选型4）实验（和仿真）3-5、什么叫单回路系统？控制方案设计包括哪些内容？怎样理解方案设计是系统设计的核心？只有一个闭环回路的简单控制系统叫单回路控制系统；过程控制系统设计包括系统的方案设计，工程设计，工程安装和仪表调校，调节器参数整定四个主要内容；控制方案是系统设计得核心，若控制方案不正确，则无论如何选用何种先进的过程控制仪表或计算机系统，无论其安装如何细心，都不可能是系统在工业生产过程中发挥良好的控制作用，甚至系统不能运行前馈控制：①前馈控制器是基于扰动来消除扰动对被控量的影响；②扰动发生后，前馈控制器及时动作，对抑制被控量由于扰动引起的动、静态偏差比较有效；③前馈控制属于开环控制；④只适合用来克服可测而不可控的扰动，而对系统的其他扰动无抑制作用；⑤前馈控制器的控制规律，取决于被控对象的特性。
自动化仪表与过程控制部分课后习题答案
绪论0-1自动化仪表: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单元组合式调节仪表: 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0-2 P5 第二段0-3 P5~60-4 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摄氏度1-4定义：第十五页第二段工业上会出现共模干扰是因为现场有动力电缆，形成强大的磁场。
造成信号的不稳。
共模干扰是同时叠加在两条被测信号线上的外界干扰信号，是被测信号的地和数字电压表的地之间不等电位，由两个地之间的电势即共模干扰源产生的在现场中，被测信号与测量仪器间相距很远。
这两个地之间的电位差会达到几十伏甚至上百伏，对测量干扰很大使仪表不能正常工作有时会损坏仪表共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，属于非对称性干扰，共模干扰幅度大、频率高、还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。
消除共模干扰的方法包括：（1）采用屏蔽双绞线并有效接地（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线（4）不要和电控锁共用同一个电源（5）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)1-6硅：被测介质的压力直接作用与传感器的膜片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应与这一压力的标准测量信号。
差：电容式压力变送器主要由完成压力/电容转换的容室敏感元件及将电容转换成二线制4-20mA电子线路板构成，当进程压力从从测量容室的两侧（或一侧）施加到隔离膜片后，经硅油灌充液传至容室的重心膜片上，重心膜片是个边缘张紧的膜片，在压力的作用下，发生对应的位移，该位移构成差动电容变化，并经历电子线路板的调理、震荡和缩小，转换成4-20mA信号输入，输入电流与进程压力成反比。
优点：他们不存在力平衡式变送器必须把杠杆穿出测压室的问题1-9 1、热导分析仪的工作原理热导式气体分析仪多采用半导体敏感元件与金属电阻丝作为热敏元件，将其与铂线圈烧结成一体，而后与对气体无反应的补偿元件，共同形成电桥电路，也就是热导式气体分析仪的测量回路，对热导系数进行测量。
过程控制系统与仪表课后习题答案完整版
第1章思考题与习题 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？解答：．控制对象复杂、控制要求多样 控制方案丰富．控制多属慢过程参数控制．定值控制是过程控制的一种主要控制形式．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？解答：过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。
组成：参照图 。
说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？解答：分类方法说明：按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（ ）控制、比例积分（ ✋）控制，比例、积分、微分（ ✋）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。
通常分类：．按设定值的形式不同划分：（ ）定值控制系统（ ）随动控制系统（ ）程序控制系统．按系统的结构特点分类：（ ）反馈控制系统（ ）前馈控制系统（ ）前馈 反馈复合控制系统 什么是定值控制系统✍解答：在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？解答：被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。
被控对象的动态特性：。
系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。
二者之间的关系： 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。
为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动态特性？解答：稳态：对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达 到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。
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A卷
一、填空题
1、．过程控制仪表按信号传输形式分为（ ）、（ ）两大类。
2．测定对象动态特性的实验方法主要有（ ）、（ ）、统计研究法。
3．过程控制系统的分为开环控制系统、（ ）控制系统。
4．物位的检测方法主要有，（ ）式测量、（ ）式测量、声学式测量和射线式测
量。
5. 温度变送器有（ ）、热电阻温度变送器、（ ）三种类型。
6． 定值控制系统是按照（ ）值与给定值的偏差进行调节的，而前馈控制是按照（ ）
的大小进行调节的；前者是（ ）环控制，后者是（ ）环控制。
二、简答
1、给出静态物料（能量）平衡关系、动态物料（能量）平衡关系、自平衡能力
过程、无自平衡能力过程、过程容量系数C等五个概念的定义。
2、前馈控制和反馈控制各有什么特点？为什么采用前馈-反馈复合系统将能较大
地改善系统的控制品质？
3、依据阀芯的性状的不同，调节阀的流量特性有四种类型，是给出其名称，那
种类型的节阀在小开度时控制作用太强，而大开度时控制作用又太弱？。与其它
设备串联的调节阀，若其系统总压不变，随着调节阀开度的增大，设备上压降如
何变化，当流量增大时阀门控制迟钝，分析原因。
简述节流式流量计的工作原理。
5、安全栅有哪些作用？
6为什么热电偶输入回路要具有冷端温度补偿的作用？
三、计算
1、用差压变送器测流量，差压为25Kpa，二次表量程为０－200T／h，差压变送器输出电流
为4—20mA，试求流量为80T/h、100T/h时对应的差压值和电流值是多少？
2、利用镍洛镍硅热电偶测温，工作时冷端温度to=30℃,测得的热电势E(t,
to)=40.096mv ，求被测介质的实际温度。（已知E(30,0)=1.203mv，
E(1000,0)=41.269mv，E(900,0)=38.893mv，）
四、分析
1、某仪表的测量范围为—200--600℃，仪表的精度为0.5级，在600℃该仪表
指示为604℃，问该仪表是否超差？
过程控制与动化仪表练习题A答案
1、模拟式、数字式。
2．时域测定法、频域测定法。
3．闭环
4．静压，电气
5、毫伏变送器、热电偶温度变送器
6．测量值；扰动；闭环；开环；
二、简答
1
静态平衡关系：单位时间内进入被控过程的物料（能量）等于单位时间内从被控
过程流出的物料（能量）。
动态平衡关系：单位时间内进入被控过程的物料（能量）减去单位时间内从被
控过程流出的物料（能量）等于被控过程的物料（能量）贮存量的变化率。
自衡：指过程在扰动作用下，其平衡状态被破坏后，不需操作人员或仪表等干扰，
依靠其自身重新恢复平衡的过程。
无自衡：过程在扰动作用下，其平衡状态被破坏后，不需操作人员或仪表干扰
无法恢复平衡的过程。
容量系数：被控过程贮存物料或能量的能力，也指引起单位被控量变化时被控
过程贮存量变化的大小。
2．答:前馈控制的特点是:根据干扰工作;及时;精度不高,实施困难;只对某个干
扰 有克服作用. 反馈的特点作用依据是偏差;不及时:精度高,实施方便,对所有
干扰都有克服作用.由于两种控制方式优缺点互补, 所以前馈-反馈复合系统将
能较大地改善系统的控制品质.
3 直线阀，等百分比（对数阀），快开，抛物线；直线阀
（2）设备压降指数上升。
（3）流量大时，调节阀压降变小，相同开度下控制迟钝。
4、答：节流式流量计的工作原理是在管道内装入节流件，流件流过节流件时流
束被收缩，于是在节流件前后产生差压。对于一定型式和尺度的节流件，一定的
取压位置和前后直管段情况以及流体参数条件下，节流件前后产生的差压（△
P=P+—P-）随被测流量qm变化而变化，两者之间具有确定的关系。因此，可通
过测量节流后的差压来推知流量。
5. 答：安全栅是构成安全火花防爆系统的关键仪表，其作用是：一方面保证信
号的正常传输；另一方面控制流入危险场的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物
的点火能量以下，以确保系统的安全火花性能。
6答：因为当用热电偶测量温度时，总希望冷端温度恒定不变，但这在工业生产
中是难以做到的。因此，就要求变送器的输入回路具有“冷端温度补偿器”的功
能。这就是说，当热电偶的输出随冷端温度的变化而变化时，桥路的输出也应随
着变化，并且应使两者的变化量大小相等，方向相反。这样，就可以自动补偿因
冷端温度变化所引起的测量误差。
二、计算
1解：根据差压流量公式：F2=K×△p
△px/△p=（Fmax/F）2
△px=△p（Fmax/F）2=2500（80/200）2=4000Pa
I=（Fmax/F）×16+4=6.56mA
△px=2500(100/200) 2=6250
I=(100/200) 2 ×16+4=8 mA
2、
E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=41.299mv
查表E(1000,0)= 41.269mv，
被测温度为1000℃
四、分析
答：最大误差（600—（—200））×0.5=4℃
所以 该仪表不超差。