化工仪表及自动化
化工仪表自动化过程控制仪表ppt课件
高精度测量、稳定性好、可靠性高、 适应性强等。
过程控制仪表的选型依据
被测参数的性质和测量范围
根据被测参数的性质和测量范围选择合适的 仪表类型。
环境条件
考虑环境温度、湿度、振动等因素对仪表性 能的影响。
精度等级
根据工艺要求选择合适的精度等级。
经济性
在满足性能要求的前提下，尽量选择价格合 理的仪表。
20世纪50年代至80年代，随着电子技术和计算机技术的发展，化工仪 表自动化开始得到广泛应用。出现了各种新型的测量仪表、控制装置和 自动化系统，实现了生产过程的自动化和智能化。
成熟阶段
20世纪90年代至今，化工仪表自动化技术不断成熟和完善，新型传感 器、执行器、控制器和网络技术等不断涌现，为化工生产提供了更加精 准、高效和智能的控制手段。
化工仪表自动化的应用领域
基础化学工业
无机盐、有机原料、合成材料 等领域。
公用工程
水处理、空分装置、锅炉控制 等领域。
石油化工
石油炼制、石油化工原料生产 、合成橡胶、合成树脂等领域 。
精细化学品工业
医药、农药、染料、涂料等领 域。
环保工程
废气处理、废水处理等领域。
02
过程控制仪表原理及分类
过程控制仪表的工作原理
化工仪表自动化过程控制仪表ppt课 件
contents
目录
• 化工仪表自动化概述 • 过程控制仪表原理及分类 • 常见过程控制仪表介绍 • 过程控制仪表的安装与调试 • 过程控制仪表在化工生产中的应用 • 过程控制仪表的发展趋势与挑战
01
化工仪表自动化概述
化工仪表自动化的定义与意义
定义
化工仪表自动化是指利用先进的测量、控制技术和自动化设 备，对化工生产过程中的各种参数进行实时检测、控制和优 化，以提高生产效率、产品质量和经济效益的一门综合性技 术。
化工仪表及自动化教案
化工仪表及自动化教案一、教学目标：1. 让学生了解化工仪表的分类和基本原理。
2. 使学生掌握化工自动化的基本概念和系统组成。
3. 培养学生运用化工仪表和自动化技术解决实际问题的能力。
二、教学内容：1. 化工仪表的分类和基本原理2. 压力、流量、温度、液位等基本参数的测量方法3. 化工自动化的基本概念和系统组成4. 常用自动控制仪表及其应用5. 自动化控制系统的设计和实施三、教学方法：1. 讲授：讲解化工仪表和自动化技术的基本原理、概念和应用。
2. 演示：通过实物或动画演示化工仪表的工作原理和自动化系统的运行过程。
3. 案例分析：分析实际工程案例，让学生了解化工仪表和自动化技术在实际中的应用。
4. 小组讨论：分组讨论自动化控制系统的设计和实施，培养学生的团队协作能力。
四、教学准备：1. 教材、教案、课件等教学资源。
2. 化工仪表模型、图片、视频等教学素材。
3. 计算机、投影仪等教学设备。
1. 导入：通过提问或情景创设，引发学生对化工仪表和自动化技术的兴趣。
2. 讲解：详细讲解化工仪表的分类、基本原理和应用，以及自动化系统的组成和设计。
3. 演示：展示化工仪表模型或动画，让学生直观地了解其工作原理。
4. 案例分析：分析实际工程案例，让学生了解化工仪表和自动化技术在实际中的应用。
5. 小组讨论：分组讨论自动化控制系统的设计和实施，培养学生解决实际问题的能力。
6. 总结：对本节课的主要内容和知识点进行归纳总结。
7. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学评估：1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对化工仪表和自动化基础知识的理解程度。
2. 小组讨论：评估学生在小组讨论中的参与程度和问题解决能力。
3. 作业批改：检查学生对课堂所学知识的掌握情况，以及对实际问题的分析能力。
4. 期中考试：设置期中考试，全面评估学生对课程内容的掌握情况。
七、教学拓展：1. 邀请相关领域的专家或企业代表进行讲座，分享实际工作经验和行业动态。
化工仪表自动化基础知识
DTCO
1-2自动控制系统的组成 1自动化装置的的三大功能 （1）检测 眼睛 （2）运算（思考） 大脑 （3）执行 手 2自动化装置的三个部分 （1）测量元件及变送器（眼睛及神经) （2）自动控制器（大脑分析发出指令） （3）执行器（手动）
(5)磁翻转式液位计
磁翻转式液位计示意图
四、温度检测及仪表
温度是表征物体冷热程度的物理量，根据测温方式分为接触式和非接触式两种 1、接触式温度测量仪表 ①膨胀式温度计 利用热胀冷缩原理，如玻璃管温度计、双金属温度计 ②压力式温度计 根据封闭系统的液体、气体受热体积膨胀压力升高的原理制成，再用压力表测量压力得到相对应的温度值 ③热电偶温度计 基于热电效应原理，适合500℃以上 ④热电阻温度计 利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性，适合500℃以下 2、非接触式温度测量仪表 ①辐射式光学高温计 基于物体热辐射作用 ②红外线光学测温仪 通过测量物体的红外线强度测量温度
引入两个概念
控制 智能控制
内容综述
第一章化工仪表自动化的基本概念 第二章检测仪表及传感器 第三章计算机控制系统 第四章基本控制理论及专业特点
第一章化工仪表自动化的基本概念
1-1化工仪表自动化的主要内容 化工生产过程自动化，主要包括自动检测、自动保护、自动操纵、自动控制等方面内容。 1.自动检测系统 利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记录称为自动检测系统 2.自动信号和联锁保护系统 在生产中对某些参数超出允许范围进入联锁系统采取紧急措施使系统进入安全状态称为自动信号和联锁保护系统。如ESD、SIS 3.自动操纵及自动开停车系统(顺序控制） 根据预先设定的程序自动对生产设备进行周期性操作的称为自动操纵及自动开停车系统 4.自动控制系统 对生产过程进行监控使其达到预期工艺要求的称为自动控制系统
化工仪表及自动化解读
控制器
控制阀
对象
测量元件变送器
2. 检测仪表与传感器
2.1概述 在工业生产中，为了正确的指导生产操作，对过程进行控制，一项必不可少的工作是准确而及时地检测出生产过程中的各个有关参数，例如压力、流量、物位、温度等。用来检测这些参数的技术工具称为检测仪表。用来将这些参数转换为一定的便于传送的信号（例如电信号或气压信号）的仪表通常称为传感器。当传感器的输出为规定的标准信号时，通常称为变送器。 2.1.1测量误差 在测量过程中，由于所使用的测量工具本身不够准确，观测者的主观性和周围环境的影响等等，使得测量的结果不可能绝对准确。由仪表读得的被测值与被测量真值之间，总是存在一定的差距，这一差距就称为测量误差。误差的分类方法多种多样，按误差出现的规律可分为系统误差、偶然误差和疏忽误差；按仪表使用的条件分为基本误差和附加误差；按被测变量随时间变化的关系分为静态误差和动态误差；按与被测变量的关系分为定值误差、累计误差；按误差的数值表示分为绝对误差、相对误差和引用误差。 测量误差通常有两种表示方法，即绝对误差和相对误差。 绝对误差是指仪表指示值和被测量的真值之间的差值。在实际应用中真实值指得是标准表的读数。 ∆＝X-X0 相对误差等于某一点的绝对误差∆与标准表在这一点的指示值X0之比。 Y＝ ∆/X0= (X-X0)/X0
冷液
热液
压力表
蒸汽
TT-101
流量计
冷凝水
TV-101
1. 自动控制系统基本概念
1.1.3自动信号和联锁保护系统 生产过程中，有时由于一些偶然因素的影响，导致工艺参数超出允许的变化范围而出现不正常情况时，就有引起事故的可能。为此，常对某些关键性参数设有自动信号联锁装置，防止事故的发生和扩大。如下图：
温度
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第一章自动控制系统基本概念3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？答：闭环控制系统是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制系统。
开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制系统，即操纵变量通过被控对象去影响被控变量，但被控变量并不通过自动控制装置去影响操纵变量。
自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统，它与自动检测、自动操纵等开环系统比较，最本质的区别，就在于自动控制系统有负反馈，开环系统中，被控变量（工艺）是不反馈到输入端的。
4.自动控制系统主要由哪些环节组成？答：自动控制系统主要由两大部分组成。
一部分是起控制作用的全套自动化装置，对于常规仪表来说，它包括测量元件与变送器、自动控制器、执行器等；另一部分是受自动化装置控制的被控对象。
8.在自动控制系统中，测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用？答：在自动控制系统中，测量变送装置用来测量被控变量的变化并将它转换成一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）；控制器将测量变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值信号进行比较得出偏差，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号（气压或电流）发送给执行器；执行器能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入（或流出）被控变量的物料量或能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求。
9.试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量?答：①被控对象：在自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产设备或机器等。
②被控变量：被控对象内要求保持设定数值的工艺参数。
③给定值：被控变量的预定值。
④操纵变量：受控制器操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量，实现控制作用的变量。
18.什么是自动控制系统的过渡过程？它有哪几种基本形式？答：对于任何一个控制系统，扰动作用是不可避免的客观存在，系统受到扰动作用后，其平衡状态被破坏，被控变量就要发生波动，在自动控制作用下，由于自动控制系统的负反馈作用，经过一段时间，使被控变量回复到新的稳定状态。
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对于气体，密度受温度、压力变化影响较大， 如在常温常压附近，温度每变化10℃，密度变化 约为3%；压力每变化10kPa，密度约变化3%。
因此在测量气体流量时，必须同时测量流体的 温度和压力。为了便于比较，常将在工作状态下 测得的体积流量换算成标准状态下（温度为20℃， 压力为101325Pa）的体积流量，用符号Qn表示， 单量(Qn)：折算到标准的压力和温度下的体 积流量。（标准状态下） 流量的国际单位是千克/秒（kg/s）、立方米/ 秒（m3/s）。此外，常用的还有吨/小时（t/h）、 千克/小时（kg/h）、立方米/小时（m3/h）等； 总量的国际单位是千克（kg）、立方米（m3）。 此外，常用的总量单位还有吨（t）。
2.压力开关的工作原理是：当被测压力超过额定值时，弹性元件的 自由端（产生位移），直接或经过比较后推动（开关元件）， 改变（开关元件）的通断状态，达到控制被测压力的目的。
3.压力开关采用的弹性元件有（单圈弹簧管）、（膜片）、（膜盒） 及（波纹管）等。 开关元件有（磁性开关）、（水银开关）、 （微动开关）等。
第二章 压力测量仪表
第一节： 压力单位
国际单位制（SI）---帕（Pa）， 工程大气压---at 标准大气压---atm 毫米汞柱---mmHg 毫米水柱---mmH2O
1Pa=1牛/米2（N/m2） 1Mpa=1×105Pa 1 公斤力/厘米2(kgf/cm2) = 0.0981 MPa 1 巴(bar) = 0.1 MPa 1 毫米水柱(mmH2O) = 9.81×10-6 MPa 1 毫米水银柱(mmHg) = 1.333×10-3 MPa 1 标准大气压(atm) = 0.1013 MPa
而涡街流量计： 1、结构简单； 2、涡街变送器直接安装于管道上，克服了管路泄
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C
2L
ln D
d
D外电极的内径，d为内电极的外径。当 D 和 d 一
定时，电容量 C 的大小与极板的长度 L 和介质的
介电常数ε 的Leabharlann 积成比例。将探头插入被测物料中，电极浸入物料中的深度随 物位高低变化，引起电容量变化，可检测出物位。
2.液位的检测
对非导电介质液位测量的电容式液位传感器原理如下图所示。
的仪表。
按其工作原理分为
直读式物位仪表 差压式物位仪表 浮力式物位仪表 电磁式物位仪表 核辐射式物位仪表 声波式物位仪表 光学式物位仪表
二、差压式液位变送器
1.工作原理：利用容器内的液位改变时，由液柱产生的 静压也相应变化的原理而工作的。
图3-39 差压液位变送器 原理图
图3-40 压力表式液位计
迁移弹簧的作用 改变变送器的零点。
迁移和调零 都是使变送器输出的起始值与被测量起始 点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移 量则比较大。
迁移 同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量 范围的平移，它不改变量程的大小
举例
图3-42 正负迁移示意图
某差压变送器的测量范 围为0～5000Pa，当压差由0 变化到5000Pa时，变送器的 输出将由4mA变化到20mA， 这是无迁移的情况，如左图 中曲线a所示。负迁移如曲 线b所示，正迁移如曲线c所 示。
由端产生位移，再由齿轮放大机 构把位移变为指示值，这种温度
1—传动机构；2—刻度盘； 3—指针；计具有温包体积小，反应速度快、 4—弹簧管；5—连杆；6—接头；7— 灵敏度高、读数直观等特点
毛细管；8—温包；9—工作物质
3.辐射式温度计
辐射式高温计是基于物体热辐射作用来测量温度的仪表。 广泛用于测量高于800摄氏度的温度。
化工仪表及自动化课后答案
第一章自动控制系统基本概念1．什么是化工自动化？它有什么重要意义？答：在化工等连续性生产设备上，配备一些自动化装置，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，称为化工自动化。
化工自动化的重要意义是：加快生产速度，降低生产成本，提高产品数量和质量；降低劳动强度，改善劳动成本，改变劳动方式；确保生产安全。
6．图1-16 为某列管式蒸汽加热器控制流程图。
试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。
答：PI-307：表示测量点在蒸汽加热器的一台压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07。
仪表安装在现场。
TRC-303：表示测量点在蒸汽加热器出料管线上的一台温度记录控制仪表，工段号为3，仪表序号为03。
仪表安装在集中仪表盘面上。
FRC-305：表示测量点在蒸汽加热器进料管线上的一台流量记录控制仪表，工段号为3，仪表序号为05。
仪表安装在集中仪表盘面上。
8．自动控制系统中，测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用?答：在自动控制系统中，测量变送装置用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号（如气压信号或电压、电流信号等）；控制器将测量变送装置送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号（如气压信号或电流信号）发送给执行器；执行器能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入（或流出）被控变量的物料量或能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求。
9．试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量?答：被控对象——自动控制系统中，需要实现控制的设备、机械或生产过程等。
被控变量——被控对象内要求保持一定数值（或按某一规律变化）的工艺参数（物理量）。
设定值——工艺规定被控变量所要保持的数值。
操纵变量——受控制器操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持一定数值的物料量或能量。
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第一章自动控制系统基本概念9、试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、控制变量？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者机器叫做被控对象。
被控变量：被控对象内要求保持给定值的工艺参数。
给定值：被控变量的预定值。
控制变量：受控制阀控制的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持给定值的物料量或者能量。
12、什么是负反馈？负反馈在自动控制系统中有什么重要意义？答： (1)系统的输出变量是被控变量，但是它经过测量元件和变送器后，又返回到系统的输入端，能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。
(2)负反馈在自动控制系统中的重要意义是当被控变量， y 受到干扰的影响而升高时，惟独负反馈才干使反馈信号升高，经过比较到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降回到给定值，这样就达到了控制的目的。
16、什么是控制系统的静态与动态？为什么说研究控制系统的动态比研究其静态更为重要？答： (1)在自动化领域中，把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态，把被控变量随时间而变化的不平衡状态称为系统的动态。
(2)因为干扰是客观存在的，是不可避免的。
一个自动控制系统投入运行时，时时刻刻都受到干扰作用，破坏正常的工艺生产状态。
这就需要通过自动化装置不断施加控制作用去对抗或者抵消干扰作用的影响，使被控变量保持在工艺所要求的技术指标上。
一个正常工作的自动控制系统，总受到频繁的干扰作用，总处在频繁的动态过程中。
所以了解系统动态更为重要。
第二章过程特性及其数学模型9、为什么说放大系数 K 是对象的静态特性？而时间常数 T 和滞后时间τ 是对象的动态特征？答：在稳定状态时，对象一定的输入就对应着一定的输出。
这种特性称为对象的静态特征，而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，所以放大系数是对象静态特性。
时间常数 T 和滞后时间τ 都描述的是达到稳态值前的过程，故是对象的动态特性。
第三章检测仪表与传感器11、弹簧管压力计的测压原理是什么？试述弹簧管压力计的主要组成及测压过程。
答： (1)弹簧管压力计的测压原理是弹簧管受压力而产生变形，使其自由端产生相应的位移，只要测出了弹簧管自由端的位移大小，就能反映被测压力 p 的大小。
(2)弹簧管式压力计的主要组成：弹簧管(测量元件) ，放大机构，游丝，指针，表盘。
(3)弹簧管压力计测压过程为：用弹簧管压力计测量压力时，压力使弹簧管产生很小的位移量，放大机构将这个很小的位移量放大从而带动指针在表盘上指示出当前的压力值。
29、什么叫节流现象？流体经节流装置时为什么会产生静压差？答：流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置先后的(1)流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。
(2)节流装置时，由于流速发生变化，使流体的动能发生变化。
根据能量守恒定律，动能的变化必然引起静压能的变化，所以在流体流经节流装置时必然会产生静压差。
33、为什么说转子流量计是定压降式流量计？而差压式流量计是变压降式流量计？答： (1)虽然转子流量计也是根据节流原理测量流量的，但它是利用节流元件改变流体的流通面积来保持转子上下的压差恒定。
所以是定压式。
(2)是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置是产生的压差来实现流量测量的，所以是变压降式46、按工作原理不同，物位测量仪表有哪些主要类型？它们的工作原理各是什么？答： (1)直读式物位仪表：利用连通器的原理工作。
(2)差压式物位仪表：利用液柱或者物料堆积对某定点产生压力的原理而工作。
(3)浮力式物位仪表：利用浮子的高度随液位变化而改变，或者液体对浸沉于液体中的浮子或者沉筒)的浮力随液位高度而变化的原理来工作的。
(4)电磁式物位仪表：把物位的变化转换为一些电量的变化，通过测出电量的变化测出物位。
(5)核辐射式物位仪表：利用核辐射透过物体时，其强度随物质层的厚度而变化的原理来工作。
目前γ 射线应用最多。
(6)声波式物位仪表：由于物位的变化引起声阻抗的变化、声波的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变化即可测出物位。
(7)光学式物位仪表：利用物位对光波的遮断和反射原理工作。
50、什么是液位测量时的零点迁移问题？怎样进行迁移？其实质是什么？答： (1)使用差压变送器位时，普通差压Δ p与液位高度H之间的关系为：Δ p=Hρ g。
这就是“无迁移”的情况。
当H=0时，作用在正、负压室的压力是相等的。
实际应用中，由于安装有隔离罐、凝液罐、或者由于差压变送器安装位置的影响等，使得在液位测量中，当H=0时，正、负压室的压力并不相等，即Δ p≠0，这就是液位测量时的零点迁移问题。
(2)差压变送器上的迁移弹簧，以使当H=0时，尽管差压变送器的输入信号Δ p≠0，但变送器的输出为标准最小值。
(3)移实质上是变送器零点的大范围调整，它改变了测量范围的上、下限，相当于测量范围的平移，而不改变量程的大小。
51、正迁移和负迁移有什么不同？如何判断？答：在液位测量中，当被测液位H=0时，如果差压变送器的输入信号Δ p＞0，则为“正迁移”；反之如果被测液位H=0时，差压变送器的输入信号Δ p＜0，则为“负迁移”。
60、用热电偶测温时，为什么要进行冷端补偿？其冷端补偿的方法有哪几种？答：采用补偿导线后，把热电偶的冷端从温度较高和不稳定的地方，延伸到温度较低和比较稳定的操作室内，但冷端温度还不是0℃。
而工业上常用的各种热电偶的温度-热电势关系曲线是冷端温度保持为0℃的情况下得到的，与它配套的使用的仪表也是根据这一曲线进行刻度的，由于操作室的温度变化而变化，这样测量结果就会产生误差。
因此，要进行冷端补偿。
补偿方法： (1)冷端温度保持为0℃的方法(2)冷端温度修正方法(3)校正仪表零点法(4)补偿电桥法(5)补偿热电偶法第四章自动控制仪表5、9 作业上的原题，详情请看做业本12.试分析比例、积分、微分控制规律各自的特点。
答：比例控制规律：反应快，控制及时；当系统的负荷改变时，控制结果有余差；积分控制规律：控制缓慢，但能消除余差；微分控制规律：有一定的超前控制作用，能抑制系统的振荡，增强稳定性。
第五章执行器1、气动执行器主要由哪两部份组成？各起什么作用？气动执行器由执行结构和控制机构两部份组成。
执行机构是执行器的推动装置，它根据控制信号压力的大小产生相应的推力，推动控制机构动作，所以它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。
控制机构是指控制阀，它是执行器的控制部份，它直接与被控介质接触，控制流体的流量，所以它是将阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置。
4、…………，常用的控制阀理想流量特性有哪些？答： (1)等百分比流量特性等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。
所以它的优点是流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，也就是在不同开度上，具有相同的调节精度。
(2)直线流量特性线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。
单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。
流量大时，流量相对值变化小，流量小时，则流量相对值变化大。
(3)抛物线流量特性流量按行程的二方成比例变化，大体具有线性和等百分比特性的中间特性。
(4)快开特性这种流量特性在开度较小时就有较大流量，随开度的增大，流量很快就达到最大，故称为快开特性。
8、什么是串联管道中的阻力比 s？s 值的变化为什么会使理想流量发生畸变？答：阻力比s表示控制阀全开时阀上压差与系统总压差之比。
当s=1时，说明系统总压差全部降在控制阀上，所以控制阀在工作过程中，随着阀开度的变化，阀两端的压差是不变的，故工作流量特性与理想流量特性是一致的。
当s<1时，系统的总压差一部份降在控制阀上，另一部份降在与控制阀串联的管道上。
随着阀的开度增大，流量增加，降在串联管道上的压差增加，从而使降在控制阀上的压差减少，于是流过控制阀的流量也减少。
所以随着s值减小，会使理想流量特性发生畸变。
阀的开度越大，使实际流量值离开理想值越大。
9、什么是并联管道中的分流比 x？试说明 x 值对控制阀流量特性的影响。
答：分流比x表示并联管道时，控制阀全开时流过控制阀的流量与总管的总流量之比。
当x=1时，说明流过控制阀的流量等于总管的流量，即旁路流量为零，控制阀的工作流量特性与它的理想流量特性相同。
当x<1时，即旁路阀逐渐打开，流过旁路阀的流量会增加。
这时，控制阀即使关死，也有部份流体从旁路通过，所以控制阀所能控制的最小流量比原先的大大增加，使控制阀实际可调范围减小，阀的流量特性发生畸变。
11、什么叫气动执行器的气开式与气关式？其选择原则是什么？答：气开式：输入气压越高时开度越大，气源断开时则全关；气关式：输入气压越高时开度越小，气源断开时则全开。
原则：无信号压力时，阀的状态不会损坏设备和人身的安全第六章简单控制系统2、图 6-24 是一反应器温度控制系统示意图。
试画出这一系统的方框图，指出各方框具体代表什么？5.被控变量选择原则是什么？答： (1)被控变量应代表一定化工工艺操作指示。
(2)是工艺生产过程中时常变化，要于是频繁控制的变量(3)考虑和理性，常选择温度作为被控变量。
(4)被控变量应可测量，具有较大灵敏度(5)被控变量是单独控制的(6)应考虑工艺的合理性与经济性7.控制变量的选择原则是什么？答： (1)控制变量应是可控的，即工艺上允许调节的变量。
(2)控制变量能克服其他干扰来平衡被控变量。
(3)控制变量普通应比其他干扰对被控变量的影响更加灵敏，为此应通过合理选择控制变量，使控制通道的放大系统适当大，时间常数适当小 (不宜过小，否则引起振荡)。
纯滞后时间尽量小，为使其他干扰对被控变量的影响减小，并使干扰通道的放大系数尽可能小，时间常数尽可能大。
(4)在选择控制变量时，除了从自动化角度考虑外，还要考虑工艺的合理性和经济性。
10、为什么要考虑控制器的作用方向？如何选择？答：在控制系统中，要正确选择控制器的作用方向，即“正”、“反”作用。
选择控制器的正、反作用的目的是使系统中控制器、执行器、对象三个环节组合起来，能在系统中起负反馈的作用。
选择控制器正、反作用的普通步骤是首先由控制变量对被控变量的影响方向来确定对象的作用方向，然后由工艺安全条件来确定执行器的气开、气关型式，最后由对象、执行器、控制器；个环节作用方向组合后为“负”来选择执行器的正、反作用。
11.被控对象、执行器、控制器的正反作用各是怎样规定？答：被控对象的正反作用随具体对象的不同而各不相同。
当控制变量增加时，被控变量也增加的对象属于“正作用”的。
反之，被控变量随控制变量的增加而降低的对象属于“反作用”的。