自动化考试复习题

第一章(15’—20’)

1.什么是化工自动化,它有什么重要意义(目的)?

答:1).在化工设备上,配备上一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行,这种自动化装置来管理化工生产过程的办法;

.加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量;减轻劳动强度,改善劳动条件;能够保证生产安全,防止事故发生或扩大;生产过程自动化的实现,能根本改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。

2.化工自动化主要包括哪些内容?(填空)

答：自控检测，自控保护，自控操纵，自动控制。

3.举例说明自动控制系统的组成,并画出方框图.

答：测量元件与变送器，自动控制器，执行器，被控对象；

4.按给定值形式不同,自动控制系统分哪几类? (填空)

答:定值控制系统,随动控制系统,程序控制系统

5.什么是控制系统的静态与动态?

答：在自动化领域中,把被控变量不随时间变化的平衡状态;而把被控变量随时间变化的不平衡状态.

6.什么是自动控制系统的度过过程,它有哪几种基本形式?

答:系统有一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程;非周期衰减过程,衰减振荡过程,等幅振荡过程,发散振荡过程.

7.自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有哪些,影响这些品质指标的因素是什么?

答:

最大偏差A或超调量B;衰减比;余差C;过渡时间;振荡周期或频率.

8,名词解释:

1).被控对象:在自动控制系统中,将需要控制其工艺参数的生产设备或机械

2).被空变量:被控对象液位就是生产过程中所要保持恒定的变量,在自动控制系统中称为

3).给定值:储藏液位信号是测量元件及变送器的输入信号，而变送器的输出信号进入比较机构与工艺上希望宝石的被拉变量数值。

4).衰减比:衰减过程的指标

5).过渡时间:从干扰作用发生的时刻起，直到系统重新建立新的平衡时止，过渡过程所经历的时间

第二章(5’-7’)

1.什么是对象特性,为什么要研究对象特性? P18

答:各种对象千差万别,有的操作很稳定,操作很容易;有的对象则不然,只要稍不小心就会超越正常工艺条件,甚至造成事故.有经验的操作人员,他们往往很熟悉这些对象,只有冲了解和熟悉这些对象,才能使生产操作得心应手,获得高产优质低消耗.

2.反映对象特性的参数有哪些,各有什么定义,他们对自动控制系统有什么影响? P26-30

答:1).放大系数K,K在数值上等于对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比;对象的放大系数越大,就表示对象的输入量有一定变化,对输出量的影响越大.

2).时间常数T,定量地表示对象的特性,在自动化领域中,用时间常数T表示,时间常数越大,对象收到的干扰作用后,被控变量变化得越慢,到达新的稳定值所需的时间越长.

3).滞后时间τ,有的对象在收到输入作用后,被控变量却不能立即而迅速地变化,这种现象叫

做滞后现象,滞后现象所经历的时间叫做滞后时间.

第三章

1.什么是测量过程? P34

答：将被测参数与其相应的测量单位尽心比较的过程,而测量仪表就是这种比较的工具. 2.何为测量误差,测量误差的表示方法有哪两种,各有什么意义? P34

答:由仪表读得的被测值与被测量真值之间,总是在一定的差距,这一种差距称为测量误差.绝对误差在理论上是指仪表指示值Xi和被测量的真值Xt 之间的差值；相对误差，相对误差等于某一点的绝对误差Δ与标准表在这一点的指示值X0之比.

3.什么叫压力,表压力,绝对压力,负压力(真空度)之间有何关系? P38` 6’

答:P表压=P绝对压力-P大气压力；P真空度=P大气压力-P绝对压力

4.弹簧管压力计的测压原理是什么? P40

答:利用各种形式的弹性元件，在被测介质的作用下，使弹性元件受压后产生弹性形变的原理而制成的侧芽仪表.当通入被测得压力P后,由于椭圆形截面在压力P的作用下,将趋于圆形,而弯成圆弧形的弹簧管也随之产生向外挺直的扩张变形.由于变形,使弹簧管的自由端B 产生位移成正比,所以只要测得B的位移量,就能反映压力P的大小.

5.热电偶测温原理？P80

答：

6．何谓热电现象P79

答：

7．什么叫节流现象，目的是？ P49

答：流体在有节流装置的管道中流动中,在节流装置前后的管壁处,流体的静压力产生差异的现象.

8．试述差压式流量计测量流量的原理？ P50

答;节流装置前后压差的大小与流量有关,管道中流动的流体流量越大,在节流装置前后的压差也越大,我们只要测出孔板前后两侧压差的大小,即可表示流量的大小.

9.转子流量计与差压式流量计有什么不同？ P54

答：差压式流量计是在节流面积（如孔板流通面积）不变的条件下，以压差比来反映流量大小，而转子流量计，却是以压降不变，利用节流面积的变化来测量流量的大小，即转子流量计采用的是恒压降变节流面积的流量测量方法。

10．补偿导线的作用，使用补偿导线时的要求？ P83`84

答：是由两种不同性质的金属材料制成，在一定温度范围（0-100）与所连接的热电偶具有相同的热电特性，其材料是廉价金属.注意型号相配,极性不能接错,热电偶的正负分别与补偿导线的正负相接,热电偶与补偿导线连接端所处的温度不应超过100摄氏度.

11．用热电偶测温时，为什么要进行冷度温度补偿，其冷度补偿的方法有哪些？ P84

答：由于操作室的温度往往高于0 摄氏度,而且是不恒定的,这时,热电偶所产生的热电势必然偏小,而且测量值随着冷端温度变化而变化,这样测量结果就产生误差.五种方法,冷端温度保持0度,冷端温度修正方法,校正仪表零点法,补偿电桥法,补偿热电偶法

12．试述热电阻测温原理，常用热电阻的种类及R0值？ P86`87

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(电阻温度效应)来进行温度测量的.对于呈线性特性的电阻来说,其电阻值与温度关系如下式:Rt=Rt0[1+α(t-t0)] ΔR t =Rt-Rt0=α R t* Δ t 可见，由于温度的变化，导致了金属导体电阻的变化，这样只要设法测出嗲组织的变化就可达到温度测量的目的。铂电阻 P t 10 表示一种是R0=10Ω的铂电阻；Pt 100表示R0=100Ω的电阻；铜电阻 Gu50 RO=50的电阻 Gu100 R0=100Ω。13.差式液位计工作原理P67

第四章

1.什么是控制器的控制规律，控制器有哪些基本控制规律？P113

答：控制器的输出信号与输入信号之间的关系；位式控制，比例控制（P）,积分控制（I）,微分控制（D）,他们的组合形式如比例积分控制（PI）,比例微分控制（PD）和比例积分微分控制（PID）。

2.何谓比例控制器的比例度？P113

答：控制器输入的变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数。

一台DDZ-Ⅲ型温度比例控制器，测量的全量程为0~1000℃,当指示值变化为100℃,控制器比力度为80％,求相应的控制器输出器将变化多少?

答:

3.什么是积分时间,积分时间与积分作用的关系?P118

答：对控制器输入幅值为A的阶段变化，立即记下输出的跃变值并开动秒表计时，当输出达到跃变值的两倍时，此时间称积分时间；积分时间T1越短，积分速度K1越大，积分作用越强，积分时间越长，积分作用越弱。

4.比例、积分、微分控制规律各自的特点?

答：比例控制优点:动作迅速缺点:存在余差

积分控制优点:消除余差缺点:动作缓慢

微分控制优点:超前调节缺点:存在余差

5.电动控制器DDZ-Ⅲ型有何特点？P120

答：采用国际电工委员会（IEC）推介统一标准信号，现场传输出信号为4~20mA，控制室连络信号为1~5VDC;广泛采用集成电路；Ⅲ型仪表统一由电源箱供给24VDC电源；机构合理，功能多样；整套仪表可构成安全火花型防暴系统。

6.数字式控制器的主要特点是什么？P122~123

答：实现了模拟仪表与计算机一体化；具有丰富的运算控制功能；使用灵活方便，通用性强；具有通讯功能，便于系统扩展；可靠性高，维护方便。

第五章执行器 5’

1.气动执行器主要由哪两部分组成？各起什么作用？P140

答：主要由执行机构与控制机构两大部分组成；执行机构是执行器的推动装置，它按照控制信号压力的大小产生相应的推力，推力控制机构动作，所以他是将信号压力的大小转换为阀

杆位移的装置；控制机构是执行器的控制部分，他直接与被控介质接触，控制流体的流量，所以他是将阀杆的唯一转换为流量的装置。

2.什么叫气动执行器的气开式与气关式，其选择原则是什么？P146~147

答：有压力信号时阀关无信号压力时阀开的为气关式；有压力信号时阀开无信号压力时阀关为气开式；选择气开式或气关式主要从工艺生产上安全要求出发，考虑原则是信号压力中断时，应保证设备和操作人员的安全，如果阀处于打开位置时危害性小，则应选用气关式，以是气源系统发生故障，气源中断时，阀门能自动打开，保证安全，反之阀处于关闭时危害性小，则应选用气开阀。例如，加热炉的燃料气或燃料油应采用气开式控制阀，即当信号中断时应切断进炉燃料，以免炉温过高造成事故。

第七章复杂控制系统 5’

1.什么叫串级控制系统？P171

在这个控制系统中，有两个控制器，分别接收来自对象不同部位的测量信号，其中一个控制器的输出作为另一个控制器的给定值，而后者的输出去控制执行器以改变操纵变量，从系统结构来看，这两个控制器是串接供作，因此这样的系统称为串级控制系统。

2.前馈控制的特点？P187

答：基于不变性原理工作，比反馈控制及时有效；属于开环控制；使用的是视对象特性而定的专用控制器；一种前馈作用只能克服一种干扰

3.前馈控制主要的应用场合有几种？P190

答：干扰幅值大而频繁，对被控变量影响剧烈，仅采用反馈控制达不到要求的对象；主要干扰是可测而不可控的变量；当对象的控制通道滞后大，反馈控制不及时，控制质量差，可采用前馈或前馈反馈控制系统，以提高控制变量。

第十章典型化工单元控制方案 15~20’

1.离心泵的控制方案有哪几种，各有什么优缺点？P235-236

答：1）控制泵的出口阀门开度：控制出口阀门开启度的方案简单可行，是应用最为广泛的方案；但此方案总的机械效率较低，特别是控制阀开度较小时，阀上压降较大，对月大功率的泵，损耗的功率相当大，因此是不经济的。2）控制泵的转速：此方案啊从能量消耗的角度较高，但调速机构一般较为复杂，所以多用在蒸汽透平驱动离心泵的场合，此时仅需控制蒸汽量即可控制转速。

2.两侧均无相变化的换热器常采用哪几种控制方案，各有什么特点？P241

答：控制载热体的流量：改变载热体流量是应用最为普遍的控制方案，多是用于载热体流量的变化对温度影响较为灵敏的场合。

3.氨冷器的控制方案有哪几种，有什么特点？P243

答：控制冷却剂的流量：此方案并不以液面为被控变量，弹药注意液面不能过高，液位过高会造成蒸发空间不足，使出去的氨气中夹带大量液氨，引起氨压缩机的操作事故，因此此方案带有上限液位报警，当液位高于某上限值时，自动把液氨阀关小或暂时切断。

4.精馏塔的自动控制有哪些基本要求P249

答：保证质量指标，保证平稳操作，约束条件，节能要求和经济性。

5.精馏塔操作的主要干扰有哪些，那些是可控的，那些是不可控的？P250

答：进料流量F的波动，进料成分Z的变化，进料温度T及进料热焓Q的变化，再沸器加热剂加入热量的变化，冷却剂在冷凝内出去热量的变化，环境温度的变化。进料流量和进料成分的波动是精馏塔操作的主要干扰，而且是不可控的，其他的干扰都小，而且可控或者可以克服和预防。

6.精馏塔的被控变量与操纵变量一般是如何选择的？P251

7.精馏塔温控与提馏塔温控特点，分别使用在什么场合？P252

答：由于采用了提馏段温度作为间接质量指标，他能较直接第反映提馏段产品情况，将提馏段温度恒定后，就能较好地保证塔底产品的质量达到规定值，所以在以塔底采出为主要产品，对塔釜成分要求比对馏出液位高时，采用提馏段温控方案；当干扰首先进入提馏段时，李茹在液相进料时，进料量或进料成分的变化首先要影响塔底的成分，故用提馏段温控比较及时，动态过程也比较快。由于采用了精馏段温度作为间接质量指标，因此他能教直接的反映精馏段的产品情况，当塔顶产品纯度要求比塔底严格，一般采用精馏段温控方案；如果干扰首先采用精馏段温控就比较及时。

8.何谓温差控制与双温差控制，试述他们的使用场合？P253

答：在精密精馏时，产品纯度要求很高，而且塔顶塔底产品的沸点差又不大时，应采用温差控制以进一步提高产品质量。双温差控制亦称温差差值控制，所谓双温差控制，分别在精馏段及提馏段上选择温差信号，然后将两个温差信号相减，作为控制器的测量信号。