过程控制原理复习提纲

调节器进行状态转换后，输出值不发生跳动，即状态转换无冲 击。
-15 什么是调节器的正作用、反作用？在电路中是如何实现的？ 正作用： 偏差=测量值-给定值 反作用 偏差=给定值-测量值，
2）运放输入端的切换开关实现的。
3-18 给出实用的PID数字表达式，数字仪表中常有哪些改进型PID算 法？ PID运算算式：
调节阀的工作流量特性 在实际的工艺装置上，调节阀由于和其他阀门、设备、管
道等串联使用，阀门两端的压差随流量变化而变化，这时的流量特性称 为~。
4-8 什么叫气动调节阀的气开式与气关式？其选择原则是什么？
气开式：无压力信号时阀全闭，随压力信号增大，阀门逐渐开大的气 动调节阀。
气关式：无压力信号时阀全开，随压力信号增大，阀门逐渐关 小的气动调节阀。
六、系统阶跃响应的单项性能指标：
（1） 衰减比n、衰减率
（2）最大动态偏差A和超调量
（3）残余偏差C（4）调节时间Ts和振荡频率w
系统阶跃响应的综合性能指标：
（1） 偏差积分IE (2)绝对偏差积分IAE （3）
平方偏差积分ISE （4）时间与绝对偏差乘
积积分ITAE
第一章课后题； 1-1 过程控制哪些特点？ 见第1页二题。
比例度P的物理意义：使控制器的输出变化满量程时（就是控制阀从全 关到全开或相反），相应的输入测量值变化占仪表输入量程的百分比。 P=1/Kp ,P越小，Kp越大，控制能力越强。 比例控制的优点;控制及时、反应灵敏、偏差越大、控制力度越大、但 控制结果存在余差。
DDZ-Ⅲ型仪表的特点 （1） 现场传输信号为DC 4~20mA,控制室联络信号为DC 1~5 V， 信号电流与电压的转换电阻为250欧。信号优点是电气零 点不是从零开始，而是从4mA开始，容易识别断电、断线 等故障。同样，因为最小电流不为零，为现场变送器实现 两线制创造了条件。现场变送器与控制室仪表仅用两根线 联系，DC 4~20mA既反映了信号又为现场总线提供了能 源，避免强电进入现场，有利于安全防爆。 （2） 广泛采用集成电路，仪表的电路简化、精度高、可靠性提 高、维修工作量较小。
组态概念：利用标准功能模块组成系统的工作，在数字控制系统中成 为“组态”。
生产商预先将控制中常用的运算控制功能编制成各种标准 功能程序模块，每个模块相当于单元组合式仪表中的一块仪表的功能。 用户根据控制需要，将程序模块用指令连接起来，就完成了编程。
课后题
3-1 什么是控制器的控制规律？有哪些？ 控制规律;:指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。 基本控制规律：位式控制（断续控制）、比例控制、比例积分控制、比 例微分控制、比例积分微分控制。 即P 、PI 、PD、 PID调节。
气开、气关的选择原则：从工艺生产安全考虑，一旦控制系统发生故 障、信号中断时，调节阀的开关状态应能保证工艺设备和 操作人员的安全。
4-9如图所示，蒸汽加热器对物料进行加热。为保证控制系统发生故 障时，加热器的耐热材料不被烧坏，试确定蒸汽管道上调节阀的气开、
气关形式。气开式调节阀。
4-18 安全防爆控制系统指构成该系统的所有设备都应该是安全防爆的 设备吗？为什么？
位置式 和 增量式 公式 会写。 见P90页。
SPLC的数字控制算法 （2） 微分先行的PID算法（2）比例微分先行的PID控制算法 （3）带可变型设定值滤波器的PID算法 （4）采样PI算法 （5）批量PID算法
第四章 执行器及安全栅 气动调节阀由执行机构和调节机构（阀）两部分组装构成。
薄膜式执行机构：有正作用和反作用两种方式。 （1） 正作用：当来自控制器或阀门定位器的信号压力增 大时，阀杆向下移动的叫正作用执行机构； （2） 反作用：当信号压力增大时，阀杆向上移动的叫反 作用执行机构；
椭圆齿轮流量计对介质的要求？ 特别适合于高粘度流体的测量。同时 要求被测流体中不能有固体颗粒。否则很容易将齿轮卡住或引起严重磨 损。 电磁流量计对介质的要求： 常用于测量导电液体流量，被类或气体的流量。优点是不设有任 何节流器件，因此可以测量各种高粘度的导电液体，特别适合测量含有 纤维和固体颗粒的流体。精度达到0.5级。
第一章 绪论
一、过程中的有关参数：温度、压力、流量 、物位、成分、湿度、 ph值和物性。（终点记住前四个就好了）
二、过程控制系统相对于其他系统还具有以下特点： （1） 控制对象复杂、控制要求多样 （2）控制方案丰富 （3） 控制多属慢过程参数控制（4）定值控制是过程控制的一 种主要控制方式（5）过程控制系统由规范化的过程检测 控制仪表组成。
解答：
（1）
（2）框图如图：
（3）
5-10 以为输入、为输出列写图5-10串联双容液位过程的微分 方程组，并求出传递函数。
P133页5.3.2.3单容温度过程建模 到134页结束
被控过程建模（辨别）的任务： 一是确定模型的结构；二是确定模型 结构中的参数。
课后题:
5-3 建立被控过程数学模型的目的是什么？各有什么要求和局限性？
1）方法：机理法和测试法。
-9 对图5-40所示的液位过程，输入量为Q1，流出量为Q2、Q3，液 位h为被控参数，水箱截面为A，并设R2、R3为液阻。 （1） 写出液位过程的微分方程图；（2）画出液位过程框 图；（3）求出传递函数h(s)/Q1(S),并写出放大倍数K 和时间常数T的表达式。
调节阀的工作流量特性 在实际的工艺装置上，调节阀由于和其他阀门、设备、管
道等串联使用，阀门两端的压差随流量变化而变化，这时的流量特性称
为~。 调节器的气开式与气关式：
气开式：无压力信号时阀全闭，随压力信号增大，阀门逐渐开 大的气动调节阀。
气关式：无压力信号时阀全开，随压力信号增大，阀门逐渐关 小的气动调节阀。
答： 不一定，定义中包括危险现场仪表与非危险场所仪表的线路连 线之间设置了安全栅。
第5章 被控过程的数学模型
建立被控过程数学模型的基本方法： 机理法和实验测试法。 机理法建模的步骤：
(1) 根据建模过程和模型使用目的做出合理假设 (2) 根据被控过程内在机理建立数学模型 (3) 简化 大题; P129页5.3.2.1单容过程建模
三、简单过程控制系统：由被控过程、过程检测控制仪表 （包括测量 元件、变送器、调节器、执行器）两部分构成。
四、气动仪表标准信号：0.02~0.1MPa的气动信号。 电动仪表：电流4~20ma
五 、过程控制系统的分类（简答，特点） 1， 按设定值的形式不同划分 （1） 定值控制系统 最常见的一种控制系统。在工控过程 中，大多数场合要求被控参数恒定或在设定值附近小 范围之内，以保持生产过程平稳进行。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 因素就是扰动信号。 （2） 随动控制系统 随动系统就是使被控参数准确而及时地 跟随设定值的变化而变化。 （3） 程序控制系统 在程序控制系统中，被控参数的设定值 按预定的时间程序变化，被控参数自动跟随设定值。 即设定值按程序自动改变，系统按设定程序自动运 行，直到整个程序运行完为止。 2， 按系统的结构特点分类 （1） 反馈控制系统 反馈控制系统是按照被控参数与设定 值的偏差进行调节，达到减小或消除偏差的目的，偏 差值是系统调节的依据。它由被控参数的反馈通道过 程闭合回路，又称闭环控制系统。最基本的过程控制 结构形式。
为什么说过程控制多属慢控制过程参数控制？答：在流程 工业中，常用一些物理量来表征生产过程是否正常。例如石化、 冶金、电力、轻工、建材、制药等生产过程中，这些物理量多半 是以温度、压力、流量、液位、成分等参数表示，被控过程大多 数具有大惯性、大滞后等特点，因此~。
1—2什么是过程控制系统？ 答：通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术最重要
气开、气关的选择原则：从工艺生产安全考虑，一旦控制系统发生故 障、信号中断时，调节阀的开关状态应能保证工艺设备和 操作人员的安全。
课后题 4-4 什么叫调节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？
阀门的固有流量特性：在调节阀前后压差固定的情况下得出的流 量特性。
常用的三种固有流量特性： 1直线流量特性：指调节阀的相对流量与相对开度成直线关 系。 2等百分比（对数）流量特性：指调节阀的相对流量与相对 开度成对数关系。 3快开特性：在阀门开度较小时，流量变化迅速，随着开度 增大，流量很快达到最大值。
（3） 整套仪表可构成安全火花型防爆系统。
调节器的正、反作用？ 正作用： 偏差=测量值-给定值 反作用 偏差=给定值-测量值
P83页 输出电路VO的计算 重点题。
PID运算算式： 位置式 和 增量式 公式 会写。 见P90页。
SPLC的数字控制算法 （1） 微分先行的PID算法（2）比例微分先行的PID控制算法 （3）带可变型设定值滤波器的PID算法 （4）采样PI算法 （5）批量PID算法
的组成部分。
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。
典型控制系统由哪几部分组成？ 答：调节器、执行器、被控过程、测量变送四个环节。
第二章 检测仪表
2-1检测仪表的基本技术指标 （1）绝对误差 检测仪表的指示值X与被测量真值Xt
之间存在的差值。 △=X-Xt
阀门的固有流量特性：在调节阀前后压差固定的情况下得出的流量特 性。
常用的三种固有流量特性： （1） 直线流量特性：指调节阀的相对流量与相对开 度成直线关系。 （2） 等百分比（对数）流量特性：指调节阀的相对 流量与相对开度成对数关系。 （3） 快开特性：在阀门开度较小时，流量变化迅 速，随着开度增大，流量很快达到最大值。
（2） 前馈控制系统 根据扰动大小进行控制，扰动是控制 依据。前馈控制没有被控参数的反馈，也称开环控制 系统。最终无法检测控制效果，故很少单独使用。
（3） 前馈—反馈复合控制系统 是将反馈与前馈控制系统相 结合构成的复合控制系统，它综合了前馈控制对特定 扰动及时进行补偿的优势；有保持了反馈控制能够克 服多种扰动对系统被控参数的影响、使被控参数在稳 态时能准确稳定在设定值的特点。