过程控制模拟考试题
过程控制期末考试题
过程控制期末考试题一、选择题（共40题，每题2分，共80分）请在每题后的括号内选择正确答案，并将其序号写在答题纸上。
1. 过程控制的目标是（）。
A. 使过程控制系统更稳定B. 提高生产效率C. 提高产品质量D. 所有选项都正确2. 下列哪项不是过程控制的主要步骤（）。
A. 建立数学模型B. 采集过程数据C. 制定控制策略D. 评估控制效果3. 过程控制中的反馈控制是指（）。
A. 控制器根据误差信号对过程进行调节B. 控制器根据过程输出信号进行调节C. 控制器通过传感器采集过程数据进行调节D. 控制器根据控制策略进行调节4. 在过程控制中，传感器的作用是（）。
A. 实时监测过程变量B. 收集过程数据C. 发送控制信号D. 都是5. PID控制器中的D表示（）。
A. 比例项B. 积分项C. 微分项D. 都不是6. 过程控制中的SOPC代表（）。
A. Stock-Other-Production-ControlB. Structure-Operate-Produce-ControlC. Structured-Operated-Process-ControlD. Structure-Operate-Produce-Calculate7. 过程控制中，哪种控制策略常用于对连续变量进行控制（）。
A. 分段控制B. 比例控制C. 二值控制D. 都可以8. 在过程控制中，哪种控制策略常用于对离散变量进行控制（）。
A. 分段控制B. 比例控制C. 二值控制D. 都可以9. 控制系统稳定性是指系统（）。
A. 对外界干扰的抵抗能力B. 对控制命令的响应速度C. 对过程参数的适应能力D. 传感器的精度和灵敏度10. 过程控制中的开环控制指的是（）。
A. 控制器不考虑过程输出信号而进行调节B. 控制器根据过程输出信号进行调节C. 控制器根据误差信号对过程进行调节D. 控制器根据控制策略进行调节（以下题目略）二、简答题（共5题，每题10分，共50分）请简述下列问题的答案，并将其写在答题纸上。
过程控制系统模拟试题
过程控制系统试题一、填空题（20'）1、典型的过程控制系统由控制器、执行机构、被控对象和测量变送装置等环节构成。
2、对过程控制系统的基本性能要求有三点，分别为稳定性、快速性、和准确性。
3、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、液动调节阀和电动调节阀三大类。
4、扰动通道静态放大系数越大，则系统的稳态误差越大。
控制通道的静态放大系数越大，表示控制作用越灵敏，克服扰动能力越强。
5、串级控制系统主回路一般是一个定值控制系统，副回路一般是一个随动控制系统。
6、常用的解耦控制设计方法有前馈补偿解耦、反馈解耦法、对角解耦法、单位阵解耦法。
二、单项选择题（10'）1、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,( C )是衡量系统快速性的质量指标。
A）最大偏差B）衰减比C）振荡周期D）余差2、下列叙述中不是串级控制系统的特点的是( C )A．结构上由两个闭环组成B．对二次扰动有很明显的克服作用C．系统中有两个调节阀D．提高了整个系统的响应速度3、串级控制系统系统中存在的二次扰动来源于它的（B）A）主回路B）副回路C）主副回路都有D）不能确定4、下面前馈控制系统中对过程的控制质量没有影响的是（D）A）控制通道放大倍数Ko B）扰动通道放大倍数KfC）扰动通道时间常数D）扰动通道纯滞后时间5、用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( A )特性的调节阀。
A、快开特性B、等百分比特性C、线性D、抛物线特性三、判断题（10'）1、串级控制系统中应使主要和更多的干扰落入副回路。
（√）2、过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。
（√）3、扰动量是作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素（×）答案：扰动量是除操纵变量外作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。
4、对干扰通道时间常数越小越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易。
（×）答案：时间常数越大越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易5、串级控制系统中主调节器以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。
过程控制工程考试题及答案
一、填空题（每空1分，共20分）：1．控制通道的时间常数T的大小，反映了控制作用对系统动态过程的影响的快慢，T越小，控制作用越及时，过渡过程越快，有利于提高系统的稳定性。
2.被控变量是指工艺要求以一定的精度保持恒定或随某一参数的变化而变化的参数。
3．从理论上讲，干扰通道存在纯滞后，不影响系统的控制质量。
4．反映对象特性的参数有放大倍数、时间常数和纯滞后时间。
5．检测变送环节对控制系统的影响主要集中在检测元件的滞后和信号传递的滞后问题上。
6. 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。
7．常见的比值控制系统有开环比值、单闭环比值、双闭环比值、串级比值。
8. 简单控制系统的工程整定法有经验方法，简单、方便，工程实际中广泛采用的特点。
一般有经验凑试法、衰减曲线法、临界比例度法、响应曲线法等。
9、离心泵的控制方案有直接节流法、改变泵的转速、改变旁路回流量。
二、简答题（每题5分，共20分）：1．简述被控量与操纵量的选择原则。
答：(1)被控量的选择原则:①必须尽可能选择表征生产过程的质量指标作为被控变量;②当没有合适的质量指标时,应选择与质量指标由单质对应关系的间接指标作为被控量; ③间接指标必须有足够的灵敏度;④被控变量的选择还应考虑工艺过程的合理性及所用测量仪表的性能、价格等因素.(2) 操纵变量选择的原则①操纵变量应是控制通道放大系数K0较大者;②应使扰动通道的时间常数越大越好，而控制通道的时间常数适当小一些。
③控制通道纯滞后时间则越小越好，并尽量使扰动远离被控变量而靠近调节阀;④当广义过程的控制通道由几个一阶滞后环节组成时，要避免各个时间常数相等或相接近的情况;⑤工艺上的合理性和方便性。
2．简述串级控制系统的特点。
答：(1)串级控制系统由于副回路的存在,能够迅速克服进入副回路的扰动的影响;(2) 串级控制系统由于副回路的存在,改善了对象的特性,提高了系统的工作频率;(3) 串级控制系统由于副回路的存在,使对象非线性特性线性化,提高了系统的自适应能力;(4) 能够更精确控制操纵变量的流量.（5）可以实现灵活的操作方式选择3．设置均匀控制系统的目的和其特点是什么？答：目的是:对表征前后设备供求矛盾的两个变量均匀协调,统筹兼顾.特点是:表征前后供求矛盾的两个变量都应该是缓慢变化的;前后互相联系又互相矛盾的两个变量都应保持在工艺操作所允许的范围内.4．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？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.过程控制工程试题（卷一）三、计算题（10分）已知对象控制通道阶跃响应曲线数据如下表所表示，调节量阶跃变化为Δu=50。
过程控制系统与仪表期末模拟考题
过程控制系统与仪表期末模拟考题一、判断题：1. 过程控制系统中,需要控制的工艺设备塔、容器、贮糟等、机器称为被控对象;√2. 扰动量是作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素;×答案：扰动量是除操纵变量外作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素;3. 在一个定值控制系统中,被控变量不随时间变化的平衡状态,也即被控变量变化率等于零的状态,称为系统的动态; ×答案：在一个定值控制系统中,被控变量不随时间变化的平衡状态,也即被控变量变化率等于零的状态,称为系统的静态,静态是一种相对静止状态;4. 对一个系统总是希望能够做到余差小,最大偏差小,调节时间短,回复快;√5. 时间常数越小,被控变量的变化越慢,达到新的稳态值所需的时间也越长;×答案：时间常数越大,被控变量的变化越慢,达到新的稳态值所需的时间也越长;6. 时间常数指当对象受到阶跃输入作用后,被控变量达到新稳态值的 %所需要的时间; √7. 对干扰通道时间常数越小越好,这样干扰的影响和缓,控制就容易;×答案：时间常数越大越好,这样干扰的影响和缓,控制就容易;8. 放大倍数K 取决于稳态下的数值,是反映静态特性的参数;√9. 对于控制通道来说希望τ越大越好,而对扰动通道来说希望τ适度小点好;×答案：控制通道τ越小越好,而对扰动通道来说希望τ适度大点好10. 对象特性放大系数Κm是动特性,时间常数Tm和滞后时间τm是测量元件和变送器的静态特性; ×答案：对象特性放大系数Κm是静特性, 时间常数Tm和滞后时间τm是测量元件和变送器的动特性;11. 对纯滞后大的调节对象,为克服其影响,可引入微分调节作用来克服;×答案：微分作用能起到超前调节的作用,但不能克服纯滞后;答案：对象特性时间常数越长,则过程反应越慢,易引起较长的过渡时间;12. 纯滞后时间长,将使系统超调量增加,干扰通道中纯滞后对调节品质没有影响;√13. 测量滞后一般由测量元件特性引起,克服测量滞后的办法是在调节规律中增加积分环节; ×答案：微分作用能起到超前调节的作用,因此能克服纯滞后；积分作用能克服余差;14. 目前国内生产调节阀主要有有线性、等百分比、快开 3 种流量特性;√15. 积分作用可以消除余差,但要求用在对象时间常数较小,系统负荷变化较小的控制过程中; √二、填空题：16. 调节阀的流量特性有快开、等百分比和线性 ,流量特性的选择主要是与广义对象特性相匹配;17．被调介质流过阀门的相对流量 Q/Qmax与阀门相对行程 l/L 之间的关系,称为调节阀的流量特性;若阀前后的压差保持不变时,上述关系称为理想特性;实际使用中,阀前后的压差总是变化的,此时上述关系为工作特性;18．直通双座调节阀的不平衡力较直通单座调节阀小 ,泄漏量大 ; 19．控制系统引入积分作用是为了消除余差,但积分的引入会使系统产生振荡现象,引入微分作用是为了克服容量滞后 ;20．某调节系统采用比例积分作用调节器,先用纯比例调整到合适的调节输出,在加入积分作用的过程中,应减小调节器的放大倍数 ;21．自动调节系统常用参数整定方法经验法 , 衰减曲线法, 临界比例度法 ,反应曲线法 ;22．执行器按其能源型式可分为气动,电动, 液动三大类;23．气动执行器由执行机构和调节机构两个部分组成;24．选择控制方案时,总是力图使调节通道的放大倍数增益增大 ,干扰通道的放大倍数增益减小 ;25．简单控制系统由变送器、被调对象、调节器和执行器四个环节组成;26. 由于微分调节规律有超前作用,因此调节器加入微分作用主要是用克服容量滞后;27.选择控制方案时,总是力图使调节通道的放大倍数增益大于干扰28．某调节系统采用比例积分作用调节器,在加入微分作用的后,最大偏差A 减小余差C 不变调节时间ts 缩短稳定性n 提高 ;29．简单均匀控制系统与液位定值控制系统的区别是①调节目的不同；②调节器参数整定不同；③工艺过程不同;30、定值控制系统是按偏差进行控制的,而前馈控制是按干扰进行控制的；前者是闭环控制,后者是开环控制;前馈控制一般应用于扰动可测和扰动显着与扰动频繁的场合;三、选择题：31. A 在阀芯行程比较小时,流量就比较大,随着行程的增加,流量很快地达到最大;A. 快开流量特性B. 线性流量特性C. 抛物线流量特性D. 等百分比流量特性32. 电动调节器控制信号为 A 或 B ,输出信号为 A ;A. 4～20mA DCB. 1～5V DCC. 0～5VD. ～1V DC33. AI-808调节器 CF 系统功能选择,外部给定,反作用调节时设 C ;A. CF＝0B. CF＝1C. CF＝8D. CF＝934. 双容对象特性与单容对象特性相比增加了 D ;A. 纯滞后B. 传送滞后C. 测量滞后D.容量滞后35. PID 调节器变为纯比例作用,则 C ;A. 积分时间置∞、微分时间置∞B. 积分时间置 0、微分时间置∞C. 积分时间置∞,微分时间置 0D. 积分时间置 0,微分时间置36. 某控制系统采用比例积分作用调节器;某人用先比例后加积分的凑试法来整定调节器的参数;若比例带的数值已基本合适,再加入积分作用的过程中,则 BA. 应适当减少比例带B. 适当增加比例带C. 无需改变比例带D. 与比例带无关37. 控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫作 B ;A. 负反馈 B．正反馈 C．前馈 D．回馈38. 过渡过程品质指标中,余差表示 A ;A.新稳态值与给定值之差B.测量值与给定值之差C.调节参数与被调参数之差D.超调量与给定值之差39. 一般认为,经过 B 时间后,动态过程便结束了;A. 2TB. 3TC. 6TD. 10T40．引起被调参数偏离给定值的各种因素称 B ;A. 调节B. 扰动C. 反馈D. 给定四、简答题：41、过程控制系统按其基本结构形式可分为几类其中闭环系统中按设定值的不同形式又可分为几种答：过程控制系统按其基本结构形式可分为闭环自动控制系统和开环自动控制系统;在闭环控制系统中,按照设定值的不同形式又可分为： 1定值控制系统 2随动控制系统 3程序控制系统42、试述热电阻测温原理,常用热电阻的种类有哪些R各为多少答：热电阻温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的,只要设法测出电阻值的变化,就可达到温度测量的目的;工业上常用的热电阻有：铂电阻,铜电阻;目前工业上使用的铂电阻有两种：一种是R=10Ω；另外一种是0R=100Ω;工业上使用的铜电阻也有两种：一种是R=50Ω；另一种是0R=100Ω;43、何为控制阀的理想流量特性和工作流量特性常用的调节阀理想流量特性有哪些答：阀前后压差保持不变时的流量特性称为理想流量特性；在实际使用过程中,阀前后的压差会随阀的开度的变化而变化,此时的流量特性称为工作流量特性;常用的调节阀理想流量特性有：直线流量特性、等百分比对数流量特性、快开特性;五计算题44、某化学反应器,工艺规定操作温度为200±10℃,考虑安全因素,调节过程中温度规定值最大不得超过15℃;现设计运行的温度定值调节系统,在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示,试求：该系统的过渡过程品质指标最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间,并问该调节系统是否满足工艺要求;参考答案：最大偏差 A = 230-200 = 30℃余差C= 205-200 = 5℃衰减比n = y1: y3 = 25:5 = 5:1振荡周期 T = 20 – 5 = 15 min设被控变量进入稳态值的土2％,就认为过渡过程结束,则误差区域=205 ×± 2％＝± 4.1℃在新稳态值205℃两侧以宽度为±4.1℃画一区域阴影线;曲线进入时间点 Ts = 22min工艺规定操作温度为200±10℃,考虑安全因素,调节过程中温度规定值最大不得超过15℃,而该调节系统A=30℃,不满足工艺要求;最大偏差 A = 230-200 = 30℃余差 C= 205-200 = 5℃衰减比 n = y1: y3 = 25:5 = 5:145、如图所示,用差压变送器检测液位;已知ρ1＝1200kg／m3,ρ2＝950kg／m3,h1＝1.0m,h2＝5.0m,液位变化的范围为 0～3.0m,如果当地重力加速度g＝9.8m／s,求差压变送器的量程和迁移量;当液位在0～3.0m变化时,差压的变化量为ρ1gHmax＝ 1200××＝35280 Pa根据差压变送器的量程系列,可选差变的量程为40kPa当H＝0时,有Δp＝－ρ2gh2－h1＝－950××－＝－37240 Pa所以,差压变送器需要进行负迁移,负迁移量为迁移后该差变的测量范围为－～若选用 DDZ-Ⅲ型仪表,则当变送器输出 I＝4mA时,表示 H＝0；当I＝20mA 时,H＝40×／＝3.4m,即实际可测液位范围为 0～3.4m;如果要求H＝3.0m时差变输出满刻度20mA,则可在负迁移后再进行量程调整,使得当Δp＝－＋＝－时,差变的输出达到20mA;46、有一台电动差压变送器,表量程为25000Pa,对应的最大流量为50t/h,工艺要求40t/h时报警;问：①不带开方器时,报警值设定在多少②带开方器时,报警信号设定在多少参考答案：①不带开方器时对应40t/h流量的差压ΔP1= 2500040/502=16000Pa对应40t/h流量的输出I出1=16000/2500016+4=∴报警值S=②带开方器时, ∵ΔQ=KΔP对应40t/h流量的差压ΔP2= 2500040/50=20000Pa对应40t/h流量的输出I出2=20000/2500016+4=∴报警值S=。
期末考试过程控制计算题
期末考试过程控制计算题work Information Technology Company.2020YEAR计算及问答题1．某换热器温度控制系统（设定值为100℃），在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示。
分别求出衰减比、最大偏差、余差、过渡时间和振荡周期（按±3％稳态值来确定过渡时间）。
温度℃解：衰减比ψ=8.011)105110()105130(12=-=---B B最大偏差A ，即超调量σ=%8.23%100%100105105130)()()(=⨯=⨯-∞∞-y y t y p余差C=│y ﹙∞﹚－y ﹙0﹚│=105－100=5过渡时间ts=27min ，（计算稳态值的±3％，即102或108，用尺子量后估算出时间）振荡周期，时间作衰减振荡，所以振荡周期T=20－8=12min ，（两个波峰的时间差）2．已知某被控过程的数学模型为1)()(+=Ts Ks E s U应用前向差分法，求关于u(k)和e(k)的差分方程。
参考计算控制课本p129 解：)()1()(s E K Ts s U •=+•)()()(s E K s U s U Ts •=+•)()()(t Ke t u Tdtt du =+设采样周期为T S ，代入ST k u k u dtt du )()1()(-+=)()())()1((k Ke k u k u k u ST T =+-+第 页)()1()(k Ke k u k u TT TT T TS S S --++= 3．一台仪表的测温范围为100～550℃，绝对误差的最大值为2℃，求这台仪表的相对误差。
解：δ=%44.0%1001005502=⨯-4．某一标尺为0～500℃的温度计出厂前经校验，其刻度标尺各点测量结果值分别为：（1）求出仪表最大绝对误差值；（2）确定仪表的允许误差及精确度等级；（3）仪表经过一段时间使用后，重新校验时，仪表最大绝对误差为±8℃，问该仪表是否还符合出厂时的精确度等级。
过程控制系统复习题
过程控制系统复习题一.选择题（每题2分，共10题，共20分）1.过程控制系统由几大部分组成，它们是：( C )A.传感器、变送器、执行器B.控制器、检测装置、执行机构、调节阀门C. 控制器、检测装置、执行器、被控对象D. 控制器、检测装置、执行器2. 在简单控制系统中，接受偏差信号的环节是( B )。
A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象3. 串级控制系统主、副对象的时间常数之比，T01/T02＝( )为好，主、副回路恰能发挥其优越性，确保系统高质量的运行。
A. 3～10B. 2～8C. 1～4D. 1～24. 过渡过程品质指标中，余差表示( )。
A.新稳态值与给定值之差B.测量值与给定值之差C.调节参数与被调参数之差D.超调量与给定值之差5.PID调节器变为纯比例作用，则( )。
A. 积分时间置∞、微分时间置∞B. 积分时间置0、微分时间置∞C. 积分时间置∞，微分时间置0D. 积分时间置0，微分时间置06.( )在阀芯行程比较小时，流量就比较大，随着行程的增加，流量很快地达到最大。
A. 快开流量特性B. 线性流量特性C. 抛物线流量特性D. 等百分比流量特性7.闭环控制系统是根据( )信号进行控制的。
A.被控量B.偏差C.扰动D.给定值8.衡量控制准确性的质量指标是( )。
A.衰减比B.过渡过程时间C.最大偏差D.余差9.对象特性的实验测取常用的方法是( )。
A.阶跃响应曲线法B.频率特性法C.比例积分法D．最小二乘法10.用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( )的调节阀。
A.快开特性B．等百分比特性C．线性 D.抛物线特性11.调节具有腐蚀性流体，可选用( )阀。
A.单座阀B.双座阀C.蝶阀D．隔膜阀12.调节阀接受调节器发出的控制信号，把( )控制在所要求的范围内，从而达到生产过程的自动控制。
A. 操纵变量B.被控变量C. 扰动量D. 偏差13.串级调节系统主调节输出信号送给( )。
过程质量控制考试试题(含答案)
过程质量控制考试试题
一、填空题（10x2＝20分）：
1. 制造过程中变异的来源是人、机、料、法、环。
2. 企业管理人员在管理过程中，面对不良品的处理，通常有四种不同的态度，
分别是：自我放弃型，归咎他责型，孤芳自赏型，开拓解决型。
3. 当不良品发生后，展开对策的线索分别是：以材料为线索，以时间为线索，
以作业方法为线索。
二、名词解释（3x10＝30分）:
1. 不良品：是指不能满足质量规定的产品。
2. 关键工序：对产品形成质量，特别是可靠性质量起重要、关键作用的工序。
3. 特殊工序：其结果不能通过后面的检验和试验，而只能通过使用后才能完
全验证的工序。
三、问答题（50分）：
1. 简述生产现场管理的方法有哪几种？（15分）
答：生产现场管理的方法，主要有：现场OJT、现场5S管理、现场目视管理、现场改善和现场问题解决等方法。
2. 简述8D工作方法的主要步骤（24分）
答：8D工作方法的主要步骤分别是：
D1：小组成立 D2：问题说明 D3：实施并验证临时措施
D4：确定并验证根本原因 D5：选择和验证永久纠正措施
D6：实施永久纠正措施 D7：预防再发生 D8：小组祝贺
3. 简述过程质量审核的目的（11分）
答：过程质量审核的目的是：为了验证影响生产过程的因素及其控制方法是否满足过程控制和工序能力的要求，及时发现存在的问题，并采取有效
的纠正或预防措施进行改进和提高，确保过程质量处于稳定受控状态。
SPC考试试题
统计过程控制（SPC）培训测试题姓名：工号：部门：考试时间：年月日一、填空题 (以下每题4分，共20分)答题说明：，请将下列各题的正确答案填在其下面相应横线上；1.CPK的中文意思是﹕2.CL，UCL，LCL分别指﹕﹐﹐。
3.PPM含义是﹕4.CPK大于2.0說明了什么﹕5.质量特性数据一般分为﹕和两大类。
二、判断题，正确的题目划“√”，错误的题目划“×”，填在下表相应位置中。
（以下一题4分，共40分）三、单选题 (以下每题4分，共40分)答题说明：下列各题只有一个正确答案，请将其代号填在下表相应位置中；1.现有计量型数据,子组容量为5,应该选择那一种控制图? ( )a) X-R b) X-Sc) X-Rm d）p图2.如过程历史数据计算的平均值AVERAGE=5, σ=0.2, 过程目标值=5.1,则LCL(控制下限),CL(控制中心).UCL(控制上限)分别是____? ( )a) 4.5, 5.1, 5.7b) 4.4, 5.0, 5.6c) 4.5, 5.0, 5.53.X-R控制图是什么意思：（）a）平均值与极差的控制图b）标准差的控制图c）不良率的控制图d）不良数的控制图。
4.以下哪项中包含的全部都是计数型控制图? ( )a) P图, NP图, X-R图, C图b) P图, NP图, X-R图, U图c) P图, NP图,C图, U图d）SPC，DOE，MSA，FMEA5. 统计受控状态是指：（）a）没有变差b）只有普通原因的变差c）只有特殊原因的变差d）变差在技术规范允许范围内6.1.33＜CPK≦1.67說明过程等級是﹕（）a)状況优良﹔B.过程可接受﹔C.过程有条件接受﹔D.必須改進。
7.影响过程的主要因素有那些? ( )a) 人,机.料,法 b) 人,机.料,法,环c) 人,机.料,法,环,测 d）人、机8.计算CP,CPK时数据量不得少于____组? （)a) 25 b) 20c) 30 d）任意数9.SPC的核心思想( )a) 统计 b) 检验c) 预防 d）改善10.在做SPC分析时，下列哪种情况不需要处理? ( )a) 1点超A区外 b) 90%的点落在靠近中心线1/3的C区 c) 连续7点上升或下降 d）连续7点相邻点交替上下波动答案一、填空題。
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过程控制模拟试题(一)1、什么就是过程控制系统? 其基本分类方法有哪几种? (5分)2、什么就是机理分析法建模? 该方法有何特点? (5分)3、何谓调节阀的流通能力？对数流量特性有何特点？ (5分)4、何谓单回路系统？说明组成单回路系统各部分的作用。
(10分)5、选择调节器控制规律的依据就是什么? 若已知过程的数学模型,怎样来选择PID控制规律? (10分)6、什么叫比值控制系统? 常用比值控制方案有哪些? 并比较其优缺点。
(10分)7、试推导单容过程数学模型(输入量为q1,被控量为h1)。
(15分)8、某生产过程中,冷物料通过加热炉对其进行加热。
热物料温度必须满足生产工艺要求,故设计下图所示温度控制系统流程图。
试画出其框图,并确定调节阀的气开、气关形式与调节器的正、反作用。
(20分)加热炉9、对于下图所示的加热炉串级控制系统,试画出系统的结构框图,并分析其工作过程。
与单回路系统相比,串级控制系统有哪些主要特点?(20分)过程控制模拟试题(一)答案1、答案过程控制就是通过各种检测仪表、控制仪表与电子计算机等自动化技术工具,对整个生产过程进行自动检测、自动监督与自动控制。
一个过程控制系统就是由被控过程与过程检测控制仪表两部分组成的。
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:反馈控制系统就是根据系统被控量的偏差进行工作的,偏差值就是控制的依据,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,扰动就是控制的依据。
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就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:它就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:它就是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系统。
其主要作用就是克服一切扰动,使被控量快速跟随给定值而变化。
2、答案机理建模:就是根据过程的内部机理(运动规律),运用一些已知的定律、原理,如生物学定律、化学动力学原理、物料平衡方程、能量平衡方程、传热传质原理等,建立过程的数学模型。
特点:机理分析法建模的最大特点就是当生产设备还处于设计阶段就能建立其数学模型。
由于该模型的参数直接与设备的结构、性能参数有关,因此对新设备的研究与设计具有重要意义。
另外,对于不允许进行试验的场合,该方法就是唯一可取的。
机理分析法建模主要就是基于分析过程的结构及其内部的物理化学过程,因此要求建模者应有相应学科的知识。
通常此法只能用于简单过程的建模。
对于较复杂的实际生产过程来说,机理建模有很大的局限性,这就是因为实际过程的机理并非完全了解,同时过程的某些因素如受热面的积垢、催化剂的老化等可能在不断变化,难以精确描述。
另外,一般来说机理建模得到的模型还需通过试验验证。
3、答案流通能力C表示执行器的容量,其定义为:调节阀全开,阀前后压差为0、1MPa,流体密度为1g／cm3时,每小时流过阀门的流体流量(体积(m3)或质量(kg))。
对数(等百分比)流量特性:就是指单位相对行程的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系。
调节阀对数流量特性曲线的斜率即放大系数就是随行程(开度)的增大而递增的。
在行程变化值相同的情况下,当流量小时,则流量变化亦小;当流量大时,则流量变化亦大。
从过程控制工程来瞧,利用对数(等百分比)流量特性就是有利的。
调节阀在小开度时,调节阀的放大系数小,控制平稳缓与;调节阀在大开度时,其放大系数大,控制作用灵敏有效。
4、答案单回路过程控制系统亦称单回路调节系统简称单回路系统,一般就是指针对一个被控过程 (调节对象),采用一个测量变送器监测被控过程,采用一个控制(调节)器来保持一个被控参数恒定(或在很小范围内变化),其输出也只控制一个执行机构(调节阀)。
从系统的框图瞧,只有一个闭环回路。
检测变送器作用:对被控参数(变量)以及其它一些参数、变量进行迅速、准确地测量的检测与将测量信号传送至控制器,就是设计过程控制系统中的重要一环。
执行器(调节阀)作用:在过程控制中,执行器(亦称执行机构)大多采用阀的形式,控制各种气体或液体的流量与流速,就是过程控制系统的一个重要组成部分,其特性好坏对控制质量的影响就是很大的。
控制器(调节器)作用:将给定信号与过程被控量的检测信号进行综合运算,控制执行器的动作,以保证被控量的稳定或按一定规律变化。
在过程控制中,控制器常称为调节器(控制常称为调节)。
在采用计算机控制时,控制就是由计算机的数字运算来实现的。
在过程控制发展史中,控制器(控制规律)的发展起了决定性作用,并由此来划分过程控制的各个阶段。
可见控制器的选型与控制规律的确定就是系统设计中最重要的环节,必须充分重视。
5、答案根据τ0/T0比值与过程特性来选择控制器的控制规律:根据τ0/T0比值来选择控制器的控制规律1)当τ0/T0<0、2时,选用比例或比例积分控制规律;2)当0、2<τ0/T0<1、0时,选用比例积分或比例积分微分控制规律;3)当τ0/T0>1、0时,采用单回路控制系统往往已不能满足工艺要求,应采用复杂控制方案。
根据过程特性来选择控制器的控制规律:1)比例控制规律(P):适用控制通道滞后较小、负荷变化不大、控制要求不高、被控参数允许在一定范围内有余差的场合。
2)比例积分控制规律(PI):适用控制通道滞后较小、负荷变化不大、被控参数不允许有余差的场合。
3)比例微分控制规律(PD):具有超前作用,对容量滞后过程可改善系统的动态性能指标。
4)比例积分微分控制规律(PID):PID控制规律就是一种较理想的控制规律,它在比例的基础上引入积分,可以消除余差,再加入微分作用,又能提高系统的稳定性。
它适用于控制通道时间常数或容量滞后较大、控制要求较高的场合。
6、答案凡就是两个或多个参数自动维持一定比值关系的过程控制系统,统称为比值控制系统。
常用的比值控制方案1)单闭环比值控制:从动量Q2就是一个闭环随动控制系统,主动量Q1却就是开环的。
Q2跟随Q1的变化而改变。
该控制方案的优点就是能确保Q2／Q1＝K不变。
同时方案结构较简单,因而在工业生产过程自动化中得到广泛应用。
但该方案中Q1不受控制、易受干扰。
2)双闭环比值控制:它就是由一个定值控制的主动量回路与一个跟随主动量变化的从动量随动控制回路组成。
主动量控制回路能克服主动量扰动,实现其定值控制。
从动量控制回路能克服作用于从动量回路中的扰动,实现随动控制。
当扰动消除后,主、从动量都回复到原设定值上,其比值不变。
双闭环比值控制能实现主动量的抗扰动、定值控制,使主、从动量均比较稳定,从而使总物料量也比较平稳,这样,系统总负荷也将就是稳定的。
双闭环比值控制的另一优点就是升降负荷比较方便,只需缓慢改变主动量控制器的给定值,这样从动量自动跟踪升降,并保持原来比值不变。
不过双闭环比值控制方案所用设备较多、投资较高,而且投运比较麻烦。
2)变比值控制单闭环比值控制与双闭环比值控制就是实现两种物料流量间的定值控制,在系统运行过程中其比值系数希望(并设定)就是不变的。
在有些生产过程中,要求两种物料流量的比值随第三个参数的需要而变化。
为了满足上述生产工艺要求,开发了采用除法器构成的变比值控制。
这实际上就是一个以某种质量指标y1(常称为第三参数或主参数)为主变量,而以两个流量比为副变量的串级控制系统。
当Q1、Q2出现扰动时,通过比值控制回路,保证比值一定,从而不影响或大大减小扰动对产品质量的影响。
7、答案 8、答案 1)系统框图W c (s ):调节器(TC);W v (s ):调节阀(控制燃料);W 0(s ):加热炉过程; W m (s ):温度测量变送(TT); F (s ):扰动量;Y (s ):热物200120()()()11H s R K W s Q s R Cs T s ===++式中 T 0——液位过程的时间常数,T 0＝R 2C ;K 0——液位过程的放大系数,K 0＝R 2; C —— 液位过程的容量系数,或称过程容量料温度。
2)调节阀选气开形式(安全考虑)当处在稳定工况时,被加热物料的流量与温度不变,燃料的流量与热值不变,烟囱抽力也不变,炉出口温度与炉膛温度均处于相对平衡状态,调节阀保持一定的开度,此时炉出口温度稳定在给定值上,当扰动破坏了平衡工况时,串级控制系统便开始了其控制过程。
(1)燃料压力、热值变化f2与烟筒抽力变化f3——二次扰动或副回路扰动扰动f2与f3先影响炉膛温度,于就是副调节器立即发出校正信号,控制调节阀的开度,改变燃料量,克服上述扰动对炉膛温度的影响。
如果扰动量不大,经过副回路的及时控制一般不影响炉出口温度;如果扰动的幅值较大,虽然经过副回路的及时校正,仍影响炉出口温度,此时再由主回路进一步调节,从而完全克服上述扰动,使炉出口温度调回到给定值上来。
(2)被加热物料的流量与初温变化f1——一次扰动或主回路扰动扰动f1使炉出口温度变化时,主回路产生校正作用,克服人f1对炉出口温度的影响。
由于副回路的存在加快了校正作用,使扰动对炉出口温度的影响比单回路系统时要小。
(3)一次扰动与二次扰动同时存在假设加热炉串级系统中调节阀为气开式,主、副调节器均为反作用。
如果一、二次扰动的作用使主、副被控参数同时增大或同时减少,主、副调节器对调节阀的控制方向就是一致的,即大幅度关小或开大阀门,加强控制作用,使炉出口温度很快调回到给定值上。
如果一、二次扰动的作用使主、副被控参数一个增大(炉出口温度升高),另一个减小(燃料量减少,即炉膛温度降低),此时主、副调节器控制调节阀的方向就是相反的,调节阀的开度只要作较小变动即满足控制要求。
2)串级控制系统的特点串级控制系统与单回路控制系统相比有一个显著的区别,即其在结构上多了一个副回路,形成了两个闭环——双闭环或称为双环。
串级控制系统在结构上与电力传动自动控制系统中的双环系统相同,其系统特点与分析方法亦基本相同。
串级控制系统,就其主回路(外环)来瞧就是一个定值控制系统,而副回路(内环)则为一个随动系统。
以加热炉串级控制系统为例,在控制过程中,副回路起着对炉出口温度的“粗调”作用,而主回路则完成对炉出口温度的“细调”任务。
与单回路控制系统相比,串级控制系统多用了一个测量变送器与一个控制器(调节器),增加的投资并不多(对计算机控制系统来说,仅增加了一个测量变送器),但控制效果却有显著的提高。