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过程控制工程综合复习资料

过程控制概念：采用模拟或数字控制方法对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制通称为过程控制。过程控制系统的特点:(1)被控对象的多样性(2)对象存在滞后（3）控制系统比较复杂（4）系统有众多过程检测仪表，控制仪表（5）控制方案丰富

1.单回路控制系统定义：指由一个被控对象、一个测量变送器、一个调节器和一个执行器组成的单闭环负反馈控制系统。2、单回路控制系统的设计:正确选择被控变量和操纵变量；正确选择测量变送装置；正确选择调节阀的开闭型式及其流量特性；正确选择控制器的类型及其正反作用，控制规律；

3.被控变量的选择的一般原则a．对控制目标具有决定性作用的工艺变量作为被控参数；b．要有足够大的灵敏度；c．能满足工艺要求；d．仪表能够实现

7控制变量（操纵变量）的选择a控制变量首先必须是可控的：b有的系统控制变量唯一，c当有几个控制变量可以选择时,可选择克服干扰能力最强,动态特性最好的作为控制变量。8如何选择控制变量？a干扰作用通过干扰通道使被控变量偏离给定值；b控制作用通过控制通道克服干扰作用影响，对被控变量起主导作用，使被控变量维持在给定值。

c输入(干扰或控制变量)对被控变量的影响，由相对应通道的特性对控制质量的影响和输入大小决定。

10.时间常数Tf的影响：相当于增加一个极点，-1/Tf，Tf越大，对控制质量影响越大。过渡过程幅值是1/Tf。时间常数个数越多，或者说干扰进入系统的位置愈远离被控变量而靠近调节阀，干扰对被控变量的影响愈小，系统的控制质量则愈高。

11.干扰通道特性a.扰动通道的放大系数Kf尽可能小；扰动通道的时间常数Tf应尽可能大。b．如果有几个扰动同时作用于控制系统，应使主要扰动进入的位置靠近调节阀，远离被控变量的检测元件，这样更有利于克服主要扰动的影响。

12.控制通道特性对控制质量的影响

（1）放大倍数Ko的影响；（2）时间常数To的影响；（3）控制通道纯滞后τ0的影响。13.可控性的分析

通过实验分析可得：控制通道时间常数T0越大；控制通道阶数n越高；纯时延环节τ0的存在；都使得可控性指标大为减小。

14.控制通道特性影响

a.放大倍数Ko的影响

b.时间常数T0的影响

T0越大，经过的容量数越多，可控性指标越小，控制越不及时，系统的控制质量越低。T0减小，控制作用越及时，克服扰动快，过渡时间短。但T0太小控制作用太强，易引起振荡，稳定性下降。所以T0要适当小一点，使得控制及时又保证控制质量。

c．纯延迟的τ0影响。τ0会降低系统稳定性(通过频率特性分析可得到)；

纯延迟使得调节器作用要滞后τ0，将引起超调增大，最大偏差增加，动态指标下降。从而严重降低控制质量。容量延迟τc可以引入微分环节显著改善,对τ0基本没有作用。τ0越小越好,尽量避免引入纯延迟环节。

小结: 控制通道特性影响

a．所选的控制变量的控制通道放大倍数应较大，最好大于干扰通道的放大倍数；

b．所选的控制变量控制通道的时间常数适当小一些为好，但不宜过小；而使扰动通道时间

常数愈大愈好c．控制变量其控制通道纯滞后时间愈小愈好；

控制变量q(t)的选择一般原则

①控制变量是工艺上允许的量, 是可控的; ②控制变量对被控变量与干扰相比应该更灵敏。对应通道K0尽可能大一些（比Kf大），T0要适当小一点，τ0越小越好；τ0/ T0要小一些(小于1)③扰动通道的放大系数Kf尽可能小；扰动通道的时间常数Tf应尽可能大。

④如果有几个扰动同时作用于控制系统，应使主要扰动进入的位置靠近调节阀，远离被控变量的检测元件，这样更有利于克服主要扰动的影响。

⑤广义过程（包括调节阀和测量变送器）由几个一阶环节组成，在选择控制变量时，应尽量设法把几个时间常数错开，使其中一个时间常数比其他时间常数大得多，同时注意减小第二、第三个时间常数⑥注意工艺操作的合理性和经济性。

第3章复杂控制系统

复杂控制系统的概念：具有两个以上的检测元件和变送器，或调节器，或执行器的控制系统。

3.1 串级控制系统

?一次扰动——不包括在副回路内的扰动。二次扰动——包括在副回路内的扰动。3.1.4串级控制系统的应用场合

用于克服被控过程较大的容量滞后；用于克服被控过程的纯滞后；用于抑制变化剧烈而且幅度大的扰动；用于克服被控过程的非线性。

3.1.5串级控制系统的设计原则:副回路应包括尽可能多的扰动；应使主、副过程的时间常

数适当匹配。原则上，主副过程时间常数之比应在3到10范围内；副回路设计应考虑工艺上的合理性；副回路设计应考虑经济性原则。

3.1.6串级主和副调节器的选择

?主调节器一般选PI或PID控制规律；

?副调节器一般只要选P控制规律即可：

–若采用积分规律，会延长控制过程，减弱副回路的快速作用。

–若引入微分规律会使调节阀动作过大，对控制不利。

3.2.2前馈与反馈控制特点比较

反馈控制的特点：基于偏差来消除偏差；“不及时”的控制；存在稳定性问题；对各种扰动均有校正作用；控制规律通常是P、PI、PD或PID等典型规律。

前馈控制的特点：基于扰动来消除扰动对被控量的影响；动作“及时” ；只要系统中各环节是稳定的，则控制系统必然稳定；具有指定性补偿的局限性；控制规律取决于被控对象的特性。

3.2.7前馈控制的局限性: 前馈控制属于开环控制方式；

完全补偿难以满足，因为：要准确掌握过程扰动通道特性Wf（s）及控制通道特性Wo（s）是不容易的；即使前馈模型Wm（s）能准确求出，有时工程上也难以实现；对每一个扰动至少使用一套测量变送仪表和一个前馈控制器，这将会使控制系统庞大而复杂。

3.2.8前馈反馈控制系统3.2.9前馈串级控制系统

3.2.10前馈控制的设计原则

?实现前馈控制的必要条件是扰动量的“可测及不可控性”：“可测”：指扰动量可

以通过测量变送器，在线地将其转换为前馈补偿器所能接受的信号。

“不可控”：指这些扰动量难以或不允许通过专门的控制回路予以控制，如生产中的负荷。

?扰动量变化频繁且幅值较大；

?通常选用静态前馈-反馈控制方案即可得到满意的控制效果。

3.3 比值控制系统,双闭环比值控制,变比值控制

变比值控制系统是一个以第三参数或称主参数（质量指标）、以两个流量比为副参数的串级控制系统。在变比值控制系统中，流量比值只是一种控制手段，不是最终目的，而第三参数往往是产品质量指标。

第四章过程控制仪表

4.1 概述

过程控制仪表的组成：控制器、执行器、运算器、可编程控制等。

分类：信号形式分：模拟式：传输信号为连续变化的模拟量

这类仪表线路较简单，操作方便，价格较低使用上均有较成熟的经验。

数字式：传输信号为断续变化的数字量,以微型计算机为核心，功能完善、性能优越

单元组合式控制仪表:电动单元组合仪表：DDZ-Ⅰ型；DDZ-Ⅱ型；DDZ-Ⅲ型

电源：220V AC ；24V DC ；电信号：电流：0～10mA DC ；4～20mA DC；

电压：1～5V DC 气动单元组合仪表：气源：140 kPa；气信号：20～100 kPa

5.集散控制系统将集中一台计算机完成的任务分派给各个微型过程控制计算机，再配上数字总线以及上一级过程控制计算机，组成各种各样的、能适应于不同过程的积木式分级分布计算机控制系统。实现了“控制分散”或“危险分散”，管理高度集中。

6.现场总线控制系统。是计算机网络技术、通信技术、控制技术和现代仪器仪表技术的最新发展成果。它将具有数字通信能力的现场智能仪表连成网络系统，并同上一层监控级、管理级联系起来成为全分布式的新型控制网络。

能源形式分：气动执行仪表：（以压缩空气为能源）特点：结构简单，维修方便，价格便宜，防火防爆。电动执行仪表：（以电为能源）优点：能源取用方便，信号传输速度快，传输距离远，便于信号处理。缺点：结构复杂，推力小，不太适用于防爆场合（Ⅲ型仪表已采用了安全防爆措施）。液动执行仪表：（以高压液体为能源）

优点：推力最大，动作可靠，精度高。缺点：高压液源价格高。

4.2 执行器

气动执行器、电动执行器、液动执行器

执行器的组成：执行机构，调节机构（调节阀）

作用：接受调节器输出的控制信号，经执行机构将

其转换为相应的角位移或直线位移，来改变调节机

构（调节阀）的流通截面积，以控制流入或流出被

控过程的物料或能量，从而实现对过程参数的自动

控制。

实现调节阀气开、气关的四种方式：

调节阀的流量特性：指介质流过阀门的相对流量与

阀芯相对位移之间的关系。理想流量特性：① 直线流量特性

② 对数（等百分比）流量特性 ③ 抛物线流量特性 ④ 快开流量特性

三种常规的反馈控制模式:1.比例控制器，比例积分控制器，比例积分微分控制器分别了解三种控制模式的特点以及适用范围。2. PID 控制器的选取和整定方法。参数整定方法（1）经验法（2）临界比例度法（3）衰减振荡法（4）响应曲线法。 3. 积分饱和的概念已经防积分饱和的方法。

串级系统PID 参数的整定方法:逐次逼近法Step 1: 先断开主回路，按单回路方式整定副调节器的PID 参数。Step 2: 在主调节器为“手动”、副回路闭环的情况下，测试得到主回路广义对象的动态特性与相应特征参数。Step 3: 采用单回路调节参数的工程整定法（如动态响应法），确定主回路的PID 参数。

变比值控制系统比值系统计算

过程控制复习3.PPT12-17有关流体输送设备的流量控制、18-24一般传热设备自控系统

)(max L

f Q Q 即：

第一章概述

过程控制系统的组成（P2）

四个基本组成部分：被控对象、检测与变送仪表、调节器（控制器）、执行机构。

过程控制系统基本结构图;

控制系统系统的性能指标（工程意义是什么，给出阶跃响应，会计算相应的指标值）

第二章过程控制系统建模方法

什么是对象的数学模型？（表达对象输出与输入关系的数学表达式）

过程控制系统建模的基本方法有哪些？其基本原理是什么？

要求：掌握机理法的建模步骤，会用机理法对简单对象进行建模。

要求：记住自衡单容对象、双容对象、无自衡单容对象的数学模型及其单位阶跃响应曲线。

时域法测定对象动态特性的数据处理：作图法、两点法（主要针对一阶对象的K、T、τ）

第三章过程控制系统的设计

1.掌握过程控制系统设计的步骤;

2.掌握被控量、控制量的选择原则;

3.根据工艺条件，能够设计简单控制系统（选择控制量、被控量、执行机构的气开、气关特性、调

节器的正反作用、画控制原理图、方框图）;

4.调节阀流量系数P50、流量特性P53、可调比p51的定义

5.根据调节阀的理想流量特性，可以分为哪几种？P53

6.调节阀气开、气关是如何规定的？选择原则是什么？

第四章PID调节原理

1.比例度的定义。P71（会计算）

2.PID参数对调节过程的影响。

3.调节器的正、反作用是如何规定的？如何确定控制系统中调节器的正、反作用？

4.调节器参数的工程整定方法有哪些？了解其整定过程。

1、有一台PI调节器，δ=100%，Ti=1分，若将P改为200%时：（1）调节系统稳定程度提高还是降低？为什么？（2）动差增大还是减小？为什么？（3）静差能不能消除？为什么？（4）调节时间加长还是缩短？为什么？

答案：∵ΔU=Kp*e+Kp/Ti∫edt其中：ΔU—输出变化量，e—输入变化量，Kp—比例常数，Kp=1/δ;当δ从100%变为200%、Ti不变时，偏差e不变，输出信号ΔU变小。所以：

（1）稳定程度提高（因为δ增大后，ΔU变小，不易振荡）。

（2）动差增大（由于ΔU变小后，调节幅度小即调节作用弱，造成动差增大）。

（3）静差会消除（因有积分作用存在）。

（4）调节时间加长（因Kp是调节器的放大系数，当比例度P增大即Kp减小时，调节器灵敏度降低，则克服动、静差的时间加长）。

2. 一般常规调节系统在负荷变动或变动较大时，为什么调节质量会变坏？如何解决？

答案：一般常规调节系统中的调节参数只能人工调节，在工艺正常运行是调整好的PID参数，只能保证在这种状态下的调节质量，而调节对象特性都为非线性的，在负荷工况变动较大时，对象特性将发生变化，因此原来的调节器参数就不再适应，这时要根据具体情况重新整定调节器参数才有可能使调节质量变好。

3、炉出口温度调节，当适当引入微分作用后，有人说比例度可以比无微分时小些，积分时间也可短些，对吗？为什么？

答案：这样说是对的。因为微分作用是超前的调节作用，其实质是阻止被调参数的变化，提高系统的稳定性，适当的减小比例度和积分时间有利于提高系统的质量。

掌握串级控制系统的结构形式

1. 比值控制系统的定义、工艺比值与比值系数的含义有什么不同？比值系数的计算与什么有关？（并说明二者之间的关系。）

2. 比值控制系统的结构形式，各有什么特点？

3. 均匀控制系统的概念。

4. 分程控制系统的概念、应用于哪些场合？信号分程如何实现？

5. 如何处理分程信号的衔接问题？

6. 什么是自动选择性系统？有哪些结构形式？

6.1 分程调节系统常要加装（）来达到分程的目的。

A．调节器 B.变送器 C.阀门定位器 D.测量仪表

6.2 设制分程调节系统的目的是（）

A．为了满足工艺的特殊要求B．扩大可调比

C．为了满足工艺的特殊要求，扩大可调比 D. 为了系统安全

6.3 均匀调节系统调节器参数应为（）。

A．比例度小于100% B．比例度大于100%

C．比例度等于100% D. 比例度大于100%～200％

6.4 如图控制系统为（ B ）

A．单闭环控制系统 B．单闭环比值控制系统 C

6.5 如图控制系统为（ C ）

A．双闭环比值控制系统 B．单闭环比值控制系统

C．变比值控制系统、 D、串级控制系统

6.6 如图控制系统为（）

A．单回路控制系统 B．分程控制系统

C．串级控制系统、 D、均匀控制系统

6.7 甲的正常流量为240Kg/h，仪表量程为0-360Kg/h；乙的常用流量为120Nm3/h，仪表量程为0-240Nm3/h，设计控乙的单闭环比值控制系统，画出流程图并计算引入开方运算与不引入开方运算所分别设置的比值系数。15分。

解：单比值控制流程图：

引入开方器：

无开方器：

第七章补偿控制

1. 掌握前馈控制系统的基本结构。静态前馈、动态前馈控制器的的数学模型。

2. 前馈－反馈控制在哪些优点？P170（或者：工业控制中为什么不用纯前馈，而选用前馈加反馈。）

3. 何为大迟延过程系统？如何对大迟延对象进行控制？

4. Smith 预估器的设计思想是什么？

5. 引入前馈必须遵循哪些原则？答：1）系统中的振动量是可测不可控的。2）系统中的振动量的变

化幅值大、频率高。3）控制通道的滞后时间较大或干扰通道的时间常数较小。

前馈控制适用于什么场合？为什么它常与反馈控制构成前馈－反馈控制系统？对于扰动通道传递函数，控制通道传递函数的前馈－反馈控制系统，求前馈控制器Gff(s)。

答：1.前馈控制是按扰动而进行的控制，因此，前馈控制常用于以下场合：一是扰动必须可没，否则无法实施控制;二是必须经常有比较显著和比较频繁的扰动，否则没有必要。三是存在对被控参数影响较大且不易直接控制的扰动。

2.前馈控制是一种补偿控制。一般来讲，前馈控制无法全部补偿扰动对被控量的影响。因此，单纯的前馈控制系统在应用中具有一定的局限性。为克服这一弊端，前馈控制常与反馈控制联用，构成前馈－反馈控制系统。对最主要的、显著的、频繁的无法直接控制的扰动，由前馈来进行补偿控制;对无法完全补偿的扰动影响，由反馈控制根据被控制量所产生的偏差的大小来进行控制。

3.系统原理图如图所示。

1. 如图示加热炉，采用控制燃料气流量来保证加热炉出口温度恒定。20分。 1.若进料量是主要扰动且不可控制时，设计合理的控制方案，

并作简要说明。

2.当燃料气阀前压力是是主要扰动且不可控时，设计合理的控制方案，并作简要说明。答：当总进料量是主要扰动时，控制方案如图所示。该方案为前馈－反馈控制系统方案。如果负荷是主要扰动，我们将总进料量测出，将流量信号送到前馈补偿装置，其输出与温度控制器的输出相迭加，作为总的控制作用。这时，当进料量发生变化后，不需要等到出现偏差，燃料量就会及时作相应的调整，结果使控制过程中的温度偏差大为减小。

当燃料压力是主扰动时，控制方案如图年示。该方案为被加热物料出口温度对燃料气流量的串级控制系统方案。当燃料气压力发生变化是，利用副环的作用，可以迅速地对扰动作出反应，调整燃料阀的开度，调整较为及时。但是这只是一个粗略的调整，扰动对温度的影响还需通过主环作进一步的细调，使被控的主变量――被加热物料出口温度保持在期望值。

1max 212max

)()0.5625F F K F F =?=1max 212max 120360

'0.75240240

F F K F F =

?=?

某一管式加热炉的控制系统如图1所示，被控变量为工艺介质出口温度T；P为控制阀后的燃气压力，而Ps为燃气气源压力（系统主要干扰之一）；Tm与Pm分别表示T、P的测量信号；u 为控制阀的开度；Psp、Tsp分别表示控制器TC11、PC21 的设定值。

试描述该控制系统完整的方块图，并注明每一模块的输入输出信号；

选择控制阀的气开/气关形式，并解释选择的原因；

确定控制器PC21、TC11的正反作用，以构成负反馈控制系统。

燃气

图1 管式加热炉工艺介质出口温度控制系统

2、考虑上述温度控制系统，当控制器PC21为“自动”、控制器TC11为“手动”时，对于PC21的设定值阶跃变化，对应的过程响应曲线如图2所示。假设压力变送器PT21的量程为0.0 ~ 0.40 MPa；而温度变送器TT 11的量程为200 ~ 400℃。

试指出温度控制器TC11对应的广义被控对象的输入输出信号；

计算该广义对象的特征参数K、T、τ；

若TC11采用PID 控制器，试整定其PID 参数Kc、Ti、Td。

图2 针对控制器PC21设定值变化的过程阶跃响应

3．根据工艺过程的要求，需要用水将NaOH 溶液稀释，对应的控制系统如图3所示。假设NaOH 溶液质量流量计FT31的仪表量程为0~ 30 T/hr ，而FT32的仪表量程为0~ 120 T/hr ，而且两流量计均为线性DDZ-III 仪表，输出信号为 4 ~ 20 mA DC 。另外，K 为某一比值计算单元，其输入输出满足以下关系

324(4)I K I mA =+?-。

试获得K 值与实际流量比F1/F2之间的函数关系；

假设NaOH 溶液的质量浓度为20%，需要将其浓度稀释成5%。试确定K 值。若F1的变化范围为10 ~ 20T/hr ，试计算I2 与 I3 的变化范围。

F 2

F 1

NaOH 溶液

水

图3 溶液稀释过程的比值控制

4．某一锅炉汽包水位的三冲量控制系统如题图4所示，图中加法器的运算式为

W S L O I C I C I C C I 3210+++=，其中I L 为液位调节器LC 41的输出，I S 为经开方后的蒸汽质量流量

测量值，I

W 为经开方后的给水质量流量测量值（假设I L 、I S 、I W 的单位均为百分量%，取值范围0 ~ 100）。为确保锅炉安全，给水阀选用气关阀。

（1）试画出该系统的完整方块图，并注明每一模块的输入输出信号；

（2）选择LC 41的正反作用与系数C1、C2、C3的符号，以构成负反馈系统，并说明你的选择原理；

（3）若蒸汽流量仪表FT 32的量程范围为0 ~ 20 T/hr，给水流量仪表FT 33的量程范围为0 ~ 25 T/hr。假设给水阀为线性阀，其开度的最大变化范围为0 ~ 100 %。对于调节阀开度的变化，对应的水量变化量为K V = 0.2（T/hr）/ %。为实现对蒸汽量的理想静态前馈控制，试确定系数C2、C3应满足的关系。

汽

包

省

煤

器

5. 某一锅炉的空燃比逻辑比值控制方案如图5所示，其中FC23.SP（FC24.SP）与FC23.PV（FC24.PV）分别表示流量控制器FC23（FC24）的给定值与过程值，PC22.OP 表示压力控制器PC22的输出；“LS”模块表示低选器，其输出FC23.SP取两输入中的较小者；“HS”模块表示高选器，其输出FC24.SP 取两输入中的较大者。假设燃料量与空气量的检测仪表FT23、FT24均为质量流量仪，且仪表量程分别为

0 – 5T/hr、0 – 100T/hr，流量仪测量输出RFm、RAm的范围均为0

–

100%；乘法器输出为KFA×RAm，其中KFA

为无因次的乘法系数。假设工艺过程所希望的

空气/燃料质量比为18:1。试回答：

KFA如何设定，以满足工艺要求？

该系统采用蒸汽压力变送器PT 22来反映产汽

与用汽的平衡关系，试确定压力控制器PC 22

的正反作用，以构成负反馈控制系统。

假设该系统初态为稳定状态，当蒸汽用量增加或减少时，试描述该系统的自动控制过程。

图5 锅炉空燃比逻辑比值控制方案

6. 某一换热器如图6所示，要求采用蒸汽流量RV 控制工艺介质的出口温度 T2。试依据下列情况设计相应的控制方案，并给出带控制的流程图。

情况 #1：工艺介质流量RF 与蒸汽入口压力PV 均比较稳定；情况 #2：RF 稳定，而 PV 变化频繁；情况 #3：RF 变化频繁，而PV 比较稳定；情况 #4：RF 与PV 均变化频繁。

蒸汽

凝液

图6 换热器被控对象

7．考虑某一氨冷却器，控制目标为维持工艺介质出口温度T 的恒定，操作变量为液氨的流量Ra ，目前采用如图7所示的单回路控制方案。操作经验表明该方案存在一定的危险性：当工艺介质入口温度过高时，温度控制器TC31将大幅度地增加液氨流量，这样可能导致氨冷却器内的液面过高，使液氨进行氨气管线而损坏压缩机。工艺过程要求控制工程师设计一新的控制方案以防止液面超高，这里假设控制阀为气开阀。

（1）试设计一个多回路控制方案，以实现正常情况下的温度定值控制，同时确保异常情况下氨冷却

器内液位也不会超上限（液位上限对应的测量值为Lmax ），并将控制方案标注在工艺流程图上；（2）画出该控制系统的控制方块图，并标明每一个方块的输入输出信号；（3）确定每一个控制器的正反作用，以构成

负反馈控制回路；

（4）假设所有的控制器均采用PI 控制律，试

提出相应的防积分饱和措施，并给出控制器的内部结构；

（5）

假设新的控制系统初态为稳定状态，且液

位较高但不超上限。若此时工艺介质入口温度突然大幅度升高，试描述该系统的自动控制过程。

8．考虑如图8 所示的油罐，要求隔离外部的空气，

以避免油品氧化或污染环境，工业上常用N2作为

气封气体。为保护油罐，要求通过调节进气阀与排

空阀来控制罐顶压力P，使其稳定并略大于大气压。

为安全起见，进气阀V A为气开阀，而排空阀V B为气

关阀。图中，u1、u2分别为施加到控制阀上的实际

控制信号，可操作范围均为0 – 100%。

（1）试设计一个控制方案以实现上述要

求，并将其标注在工艺流程图上；

（2）描述该控制系统的控制方块图，并标

明每一个方块的输入输出信号；

（3）给出两控制阀的分程函数（假设压力控制器的输出为u，可操作范围为0 – 100%）；

（4）确定控制器的正反作用，以构成负反馈控制回路；

（5）若该控制系统初态为稳定状态、且无进出油品，若此时环境温度突然下降，试描述该系统的自动控制过程。

9．天然气（主要成分为CH4）能够在催化剂的作用下与水蒸汽发生下列反应：CH4 + H2O = 3H2 + CO 以产生H2与CO，而H2为氨合成的重要原料之一。在工业生产过程中，天然气与水蒸汽的比值须满足以下条件：

（1）在正常工况下，天然气与水蒸汽的比值应维持恒定；

（2）控制系统应确保在任意动态条件下水蒸汽的相当过量。

试设计一逻辑比值控制系统以满足上述要求，并标注在工艺流程图上。此外，若生产要求提高H2产量，

试说明你的控制系统如何实现自动调节。

天然气

图9

10．某一连续放热反应器如图10所示，其反应方程为A + B→C，仅有的控制回路为反应温度单回路控制，其操作变量为冷却水量。

（1）试设计一控制方案，以使进入反应器的两物料流量之比恒定，即满足R =F A / F B，其中R为过程所希望的流量比值；

（2）操作经验显示：冷却水温度变化频繁，为过程主要干扰之一，试改进原控制方案，以改善反应温度的控制性能；

（3）操作经验也显示，在某些特殊情况下，冷却系统可能不能提供充足的冷却量；

此时控制反应温度TT17唯一的手段是减少反应物流量。试设计一控制方案以

自动实现上述要求。注：当冷却量充分时，该方案要求能返回到正常状态，即：

反应物流量可由人工根据生产任务设定。

图10 放热反应器控制方案

11．某一管式加热炉如图11所示，用于产生饱和蒸汽。液态水经该加热炉加热后，形成饱和蒸汽与水的混合物；该水汽混合物经后续的分离罐分离成饱和蒸汽与饱和水。工艺工程师定义该加热炉的效率为饱和蒸汽质量流量占进炉液态水的比率（称为汽化率），期望的汽化率为80%。

（1）试设计一个比值控制方案以维持空燃比稳态恒定、动态过程空气过量，并标注在过程流程图上；

（2）设计一控制方案：通过操作燃料流量以使汽化率维持在期望值，并在过程流程图上加以标注；

（3）若控制器FC30的设定值突然提量，试说明整个控制系统的自动调节过程（假设各控制阀均处于可调范围内）。

燃料

空气

12. 某一精馏塔两端产品质量控制系统如题图12所示，并选择T 1（精馏段灵敏板温度）、T 2（提馏段灵敏板温度）为被控变量；而操作变量为R L （冷回流量）、R V （塔底加热蒸汽量）。在某一稳定操作工况下，经阶跃响应测试，得到下列对象特性

???? ???

????

? ??++-++-=???? ??---Vsp Lsp s s s m m R R e s e s e s s T T 224215.00.1145.2142.1135.3。（1）试计算两个质量控制回路之间的静态增益阵及其相对增益矩阵，并分

析上述配对是否合适；

（2）请设计静态前馈解耦控制系统，并在流程图上予以表示；

（3）若需要降低精馏段灵敏板温度T 1的设定值，试解释该解耦控制系统的

动态调节过程，并与原多回路控制方案的调节过程进行比较。

R V

图12精馏塔两端产品质量控制系统

13．某一调合过程如图13所示，调合罐为恒液面装置，两进料的流量分别为F 1、F 2，经调合进行后续工艺。希望通过调节两进料流量F 1、F 2来控制混合物的总流量F 与浓度C ，主要干扰来自两进料浓度C 1、C 2的缓慢变化（假设C 1＞C 2）。

（1）试设计相应的多变量控制方案以满足上述控制要求，同时减少回路间的耦合，并将控制方案标注在流程图上；

（2）当混合物总

流量需要增加时或进料浓度C 1增大时，你的控制方案如何工作，如何能减少回路间的耦合？

14．某炼油厂汽油催化重整装置预分馏塔如图14所示，其操作目标是切除进料中的轻组分，为后续重整反应器提供原料。工艺工程师提出的要求包括：（1）塔底产品流量R B必须恒定，（2）提馏段灵敏板温度T S、回流罐液位L D与塔底液位L B 需要得到有效的控制；而可操作变量包括进料量R F、回流量R L、塔顶产出量R D与加热蒸汽量R S。试设计一多回路控制方案以满足上述要求，并尽可能减少回路间的关联。具体包括：

（1）确定被控变量CVs与操作变量MVs的合适配对；

（2）将控制方案标注在工艺流程图上；

（3）若后续反应器的生产需求量突然提高（即FC34的设定值提高），试解释你所设计的控制系统如何响应直至达到新的稳态？

R B

图14

过程控制工程试题（卷一）

一、填空题（每空1分，共20分）：

1．控制通道的时间常数T0的大小，反映了控制作用对系统动态过程的影响的快慢，T0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.

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。

1. 用一阶惯性环节加纯迟延近似对象，求出K 、T 和τ值。

2. 应用动态特性参数法选择PID 调节器参数。

四、计算题 (10分)某电动比例调节器的测量范围为100～200℃，其输出为0～10mA 。当温度从140℃变化到160℃时，测得调节器的输出从3 mA 变化到7mA 。试求该调节器比例带。

五、设计题(20分) 下图为管式加热炉温度控制系统。试确定： 1．这是一个什么系统？画出其方框图。 2．调节阀的作用形式；调节器的正反作用方式； 3．分析系统的可能经受的扰动及主要扰动；

4．简述当扰动或负荷变化使炉膛温度T2升高时该串级控制系统工作过程；

5．如果燃料油的管道压力经常波动，上述系统应如何改进？画出改进后的结构原理图. 5、应该选择燃料油流量作为副变量，出口温度为主变量，组成串级控制系统，如右图所示：

燃料油

六、设计题（10分）如图所示为锅炉液位双冲量控制系统。试问：当供水压力波动较大时, 该方案是否能够满足控制要求?说明理由.如果不能,请设计出改进的方案。当供水压力波动较大时，由于主要扰动没有能够及时的克服，所以该方案不能满足控制要求。此时应该选择供水流量作为副变量，以水位为主变量，蒸汽压力为前馈信号，组成前馈串级复合控制系统。改进的方案如右图所示:

七、设计题（10分）如图所示为自来水氯气净化工艺控制流程，请分析图中有几个控制系

统，分别是什么系统，各系统的作用如何？

答：图中有3个控制系统。一个是气化器压力控制系统，以稳定气化器压力，保证设备安全；一个是气化器温度控制系统，为液氯正常气化提供热源；一个是氯气与自来水的比值控制系统，保证氯气与自来水的比例关系，既达到灭菌的效果，又不造成浪费和腐蚀设备的目的。

过程控制工程试题（卷二）答案填空题（每空1分，共20分）：

1．随着控制通道的增益K 0的增加，控制作用增强，克服干扰的能力最大，系统的余差减小，最大偏差减小。

2．从理论上讲，干扰通道存在纯滞后，不影响系统的控制质量。 3．建立过程对象模型的方法有机理建模和系统辨识与参数估计。 4．控制系统对检测变送环节的基本要求是准确、迅速和可靠。

5. 控制阀的选择包括结构材质的选择、口径的选择、流量特性的选择和正反作用的选择。

6．防积分饱和的措施有对控制器的输出限幅、限制控制器积分部分的输出和积分切除法。7．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。

8．在离心泵的控制方案中，机械效率最差的是通过旁路控制。三、简答题（每题6分，共24分）： 1、电气阀门定位器有哪些作用答：

①改善阀的静态特性 ②改善阀的动态特性 ③改变阀的流量特性 ④用于分程控制 ⑤用于阀门的反向动作

蒸汽

汽

包省煤器

给水

2.简述串级控制系统的设计原则。

答：（1）副回路的选择必须包括主要扰动，而且应包括尽可能多的扰动；（2）主、副对象的时间常数应匹配；（3）应考虑工艺上的合理性和实现的可能性；（4）要注意生产上的经济性。

3. 简单控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？

答：简单控制系统由一个被控对象，一个检测元件和变送器，一个调节阀和一个调节器组成。检测元件和变送器用于检测被控变量，并将检测到的信号转换为标准信号，输出到控制器。控制器用于将检测变送器的输出信号与设定值进行比较，得出偏差，并把偏差信号按一定的控制规律运算，运算结果输出到执行器。执行器是控制系统回路中的最终元件，直接用于改变操纵量，以克服干扰，达到控制的目的。

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？

三、(10分)一个如图1所示的换热器,用蒸汽将进入其中的冷物料加热到一定温度,生产工艺要求热物料出口温度维持恒定(1

?℃).试设计一简单温度控制系统,选择被控量和操纵量，

T≤

画出其结构原理图，并选择调节器的控制规律。

四、(25分) 图2为管式加热炉温度控制系统。试确定：

6．这是一个什么系统？画出其方框图。

7．调节阀的作用形式；主、副调节器的正反作用；

8．分析系统的可能经受的扰动及主要扰动；

9．简述进料流量增大时的控制过程；

10．如果进料流量是注意扰动，上述系统应如何改进？

道，因此控制质量有所提高。

六、（10分）在制药工业中，为了增强药效，需要对某种成分的药物注入一定量的镇定剂、缓冲剂，或加入一定量的酸、碱，使药物呈酸性或碱性。这种注入过程一般都在混合槽中进行。工艺要求生产药物与注入剂混合后的含量必须符合规定的比例，同时在混合过程中不允许药物流量突然发生变化，以免混合过程产生局部的化学副反应，为此设计如下图所示的控制系统。

试分析：1图中停留槽的作用是什么？

2图中有几个控制系统，分别是什么系统，各系统的作用如何？

答: 停留槽的作用是稳定药物流量,防止其发生急剧变化.图中共有两个控制系统,一个是停留槽液位与出口流量的均匀控制系统,是药物流量缓慢变化;另一个是药物与添加剂的比值控制系统,保持二者的比例关系.

过程控制系统试卷B

《过程控制系统》（B）卷一、填空题（每空1.5分）（本题33分） 1、过程控制系统中，有时将、和统称为过程仪表，故过程控制系统就由过程仪表和两部分组成。 2、仪表的精度等级又称，级数越小，仪表的精度就越。 3、过程控制主要是指连续生产过程，被控参数包括、、、和成分等变量。 p三种。 4、工业生产中压力常见的表示方法有、和负压(真空度) a 5、调节阀的流量特性有、、和快开流量特性四种。 6、时域法建模是试验建模中的一种，可分为法和法。 7、对于滞后小，干扰作用频繁的系统，PID调节器不应采用作用。 8、分程控制根据调节阀的开闭形式分为两类，即和。 9、DCS的设计思想是分散、集中。二、名词解释题（每小题5分）（本题15分） 1、串级控制系统 2、现场总线 3、调节阀的流量特性三、简答题（每小题8分）（本题32分） 1、简述执行器在过程控制系统中的作用。 2、简述单回路控制系统临界比例度法参数整定的步骤。 3、什么是积分饱和现象？ 4、如图所示的锅炉汽包液位控制系统，为保证锅炉不被烧干： (1)给水阀应该选择气开式还是气关式？请说明原因。 (2)液位控制器(LC)应为正作用还是反作用？请说明原因

四、分析与计算题（第1小题8分，第2小题12分）（本题20分） 1、（本小题8分）如下图所示的管式加热炉出口温度控制系统，主要扰动来自燃料流量的波动，试分析：（1）该系统是一个什么类型的控制系统？画出其方框图；（2）确定调节阀的气开、气关形式，并说明原因。 2、（本小题12分）如下图所示液位过程，它有两个串联在一起的储罐。来水首先进入储罐1，然后再通过储罐2流出。试建立系统的动态数学模型 ) ()(2s Q s H i 。（1R 、2R 分别是两个阀门的线性液阻）

过程控制系统复习资料

闭环控制系统和开环控制系统有什么不同？答：开环控制系统中控制装置与被控对象之间只有顺向作用，而无反向联系；开环控制系统较为简单不能保证消除误差，抗干扰能力差，控制精度不高。闭环控制系统的输出信号通过反馈环节返回到输入端；根据偏差控制被测量可以偏差减小或消除，闭环系统较为复杂，闭环控制系统使系统的稳定性变差。自动控制系统主要哪几部分组成？各组成部分在系统中的作用是什么？答：一般自动控系统包括被控对象，检测变送单元，控制器、执行器1、被控对象：是植被控制的工业设备或装置。2、检测变送单元：测量被控变量，并按一定规律将其转化为标准信号，输出作为测量值，即把被控变量转化为测量值。3、控制器：被控变量的测量值与设定值进行比较得出的偏差信号，并控制某种预定的控制变量进行运算，给出控制信号。4、执行器：接收控制器送来的控制信号直接改变操纵变量按设定值的不同自动控制系统可以分为哪几类？答：按设定值的不同，将自动控制系统分为三大类1、定值控制系统2、随动控制系统3、程序控制系统对系统运行的基本要求是什么？过程控制系统的单项性能指标有哪些？他们分别表示了对系统哪一方面的性能要求？答：基本要求包括静态和动态两个方面，一般可以归纳为稳准快，过渡过程的单项性能指标1、衰减比n放映了系统的稳定性2、超调量与最大动态偏差Emax，衡量过渡过程动态准确性3、回复时间Ts衡量控制系统快速性4、余差描述静态准确性的指标一阶自衡非振荡过程的特性参数有哪些（过程特性的一般分析）？各有何物理意义？答：一阶自衡非振荡过程的特性参数有K、T、To K：放大系数T：时间常数To:纯滞后时间什么是控制器的控制规律，常规控制的基本控制规律有哪些？他们各有什么特点？答：控制器的控制规律是指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律常规控制器的基本控制规律有比例控制P积分控制I和微分控制D各种控制规律的特点：1、比例控制规律，控制速度很快，输出输入成正比，不具备消除偏差的性质是有差调节。2、积分控制规律：输出与偏差的积分成正比，控制速度较慢主要特点是能够消除余差3、微分控制规律：输出与偏差变化速度成正比，有超前控制的有点，不能消除余差工业实际使用的控制规律主要有哪几种？试分别简述它们的适用场合。答：工业生产实际中使用的控制规律有比例控制P，比例积分控制PI比例积分微分控制PID 三种1、液位、一般要求不高，用P或PI控制规律2、流量：时间常数小，测量信息中夹杂有噪音，用PI或加反微分3、压力：液体介质的时间常数小，气体介质的时间常数中等，用P或PI。4、温度和成分分析：容量滞后较大宜用PID控制规律。什么是控制阀的理想流量特性和工作流量特性？两者有什么关系？系统设计时应如何选择控制阀的流量特性？答：理想流量特性：控制阀两端压差恒定时的流量特性为理想流量特性，又称固有流量特性。工作流量特性是指控制阀的相对开度与相对流量之间的关系称为工作流量特性。理想流量特性：是工作流量特性的理想化模型何为串级控制？画出一般串级控制系统的典型方框图，并指出它在结构上与简单控制系统有什么不同？答：串级控制系统是由两个控制器想连接组成，其中一个控制器的输出作为另一个控制器的设定值。与简单控制系统的区别：1、串级控制系统将原被控对象分解为两个串联的被控对象2、主控制器的输出值作为副控制器的设定值3、串级控制系统的主环是一个定值控制系统副回路是一个随动控制系统如何选择串级控制系统中主、副控制器的正反作用？它们与控制阀的开关形式有关系？答：串级控制系统中副控制器作用方式的选择是根据工艺安全要求在选定控制阀的气开，气关形式后，按照使副回路构成副反馈系统的原则来确定的，因此，副控制器的作用方式与副对象特性及控制阀的气开气关有关，其选择方法与简单控制系统中控制器正反作用的方法相同，串级控制系统中主控制器作用方式的选择完全由工艺情况确定，而与控制阀的气开，气关形式及副控制器的作用方式完全无关，即只需根据主对象特性，选择与其作用方向相反的主控制器的正反作用。自动控制的基本方式：1、开环控制系统2、闭环控制系统；自动控制系统的分类：1、定值控制系统2、随动控制系统3、程序控制系统；被控量的选择方法：1、选择直接参数作为被控变量2、选择间接参数作为被控变量；操纵变量：在过程控制系统中，把用来克服扰动对被控变量的影响、实现控制作用的变量称为操作变量。控制阀的组成：执行机构和调节机构

分离工程

《分离工程》课程综合复习资料一、填空题 1、分离过程是将混合物分成的两种或几种产品的操作。 2、请在下列选项中选择：（写上字母即可）超滤属于、过程；沉降属于；共沸精馏属于、过程。（A. 平衡分离 B. 传质分离 C. 机械分离 D. 速率分离） 3、膜分离的推动力可以是、或。 4、宽沸程混合物闪蒸的热衡算更主要地取决于，因此将热衡算放在循环中。 5、相平衡状态下，从热力学上看，整个物系自由焓处于；从动力学来看，相间。 6、化学工业中最常使用的结晶技术是和。 7、MESH 方程分别指；；；。在BP 法中用M 、E 方程求解。 8、汽相为理想气体，液相为非理想溶液时，活度系数法计算相平衡常数的简化形式是。 9、液液平衡的分离因子又称为。 10、相平衡指的是混合物或溶液形成若干相，这些相保持着而的状态。二、单项选择题 1、气液平衡的分离因子又称为（） A. 相对挥发度 B. 分配系数 C. 相对选择性 D. 回收率 2、根据图中恒浓区（阴影部分）的位置，判断下列说法正确的是（） A. HNK 为分配组分，LNK 为非分配组分； B. HNK 为非分配组分，LNK 为分配组分； C. HNK 为分配组分，LNK 为分配组分； D. HNK 为非分配组分，LNK 为非分配组分； 3、公式V i L i i f f K / 适用于下面哪种情况？（） A. 汽相为理想溶液，液相为理想溶液； B. 汽相为理想气体，液相为理想溶液； C. 汽相为理想溶液，液相为非理想溶液； D. 汽相为理想气体，液相为非理想溶液。

N表示（） 4、在设计变量中，e a A.装置设计变量数 B. 单元固定设计变量数 C．单元可调设计变量数 D. 装置固定设计变量数 5、HNK表示（） A.分配组分 B.重关键组分 C. 重非关键组分 D. 轻非关键组分 6、液液平衡的分离因子又称为（） A. 相对挥发度 B. 分配系数 C. 相对选择性 D. 回收率 7、分离丙酮-甲醇的共沸物，加入下面哪种物质可使的丙酮成为轻组分？（） A. 水 B. 乙酸甲酯 C. 正己烷 D. 乙醚 8、图Ⅰ中的汽相浓度变化曲线，描述的是图Ⅱ中的哪个区域？（） A. 属于1区 B. 属于3区 C. 属于4区 D. 属于6区三、判断题 1、在共沸精馏中，共沸剂的加入量既不能多也不能少，必须根据物料平衡严格控制。( ) 2、物理吸收过程的吸收热，对理想溶液来说就等于溶解热。( ) 3、在用焓做换热器热量衡算时。不同组分焓值的基准态可以不相同。( ) 4、在最小回流比下操作塔内会出现恒浓区，同样在最少理论板下操作塔内也会出现恒浓区。( ) 5、对于萃取精馏塔，在溶剂回收段，原溶液中各个组分的分离作用仍很大。( ) 6、所谓最低共沸物，是指共沸物的沸点温度比构成共沸物中任一组分的沸点温度都低。( ) 四、名词解释 1、分离媒介： 2、萃取精馏五、简答题 1、如何核实闪蒸问题？（写出一种方法即可。） 2、画出萃取精馏的流程简图，指出萃取剂的加入位置，并说明原因？ 3、请将萃取精馏与共沸精馏相比较，说明它们的共同点和不同点。

过程控制工程试题考试题及其答案

过程控制工程试题一、填空题（每空1分，共20分）：的增加，控制作用增强，克服干扰的能力最1．随着控制通道的增益K 大，系统的余差减小，最大偏差减小。 2．从理论上讲，干扰通道存在纯滞后，不影响系统的控制质量。 3．建立过程对象模型的方法有机理建模和系统辨识与参数估计。4．控制系统对检测变送环节的基本要求是准确、迅速和可靠。 5. 控制阀的选择包括结构材质的选择、口径的选择、流量特性的选择和正反作用的选择。 6．防积分饱和的措施有对控制器的输出限幅、限制控制器积分部分的输出和积分切除法。 7．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。 8．在离心泵的控制方案中，机械效率最差的是通过旁路控制。二、简答题（每题6分，共24分）： 1、电气阀门定位器有哪些作用

答： ①改善阀的静态特性 ②改善阀的动态特性 ③改变阀的流量特性 ④用于分程控制 ⑤用于阀门的反向动作 2.简述串级控制系统的设计原则。答：（1）副回路的选择必须包括主要扰动，而且应包括尽可能多的扰动；（2）主、副对象的时间常数应匹配；（3）应考虑工艺上的合理性和实现的可能性；（4）要注意生产上的经济性。 3. 简单控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：简单控制系统由一个被控对象，一个检测元件和变送器，一个调节阀和一个调节器组成。检测元件和变送器用于检测被控变量，并将检测到的信号转换为标准信号，输出到控制器。控制器用于将检测变送器的输出信号与设定值进行比较，得出偏差，并把偏差信号按一定的控制规律运算，运算结果输出到执行器。执行器是控制系统回路中的最终元件，直接用于改变操纵量，以克服干扰，达到控制的目的。 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. 三、(10分)一个如图1所示的换热器,用蒸汽将进入其中的冷物料加热到一定温度,生产工艺要求热物料出口温度维持恒定(1 T≤ ?℃).试设计一简单温度控制系统,选择被控量和操纵量，画出其结构原理图，并选择调节器的控制规律。

过程控制系统试卷c卷

过程控制系统试卷c卷过程控制系统试卷C卷一、填空题(每空1.5分)(本题33分) 1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环组成。 2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3、压力检测的类型有三种，分别为:弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测。 4、气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类。 6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。 7、积分作用的优点是可消除稳态误差(余差)，但引入积分作用会使系统稳定性下降。 8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭环比值控制和变比值控制三种。 9、造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长期存在偏差。二、名词解释题(每小题5分)(本题15分) 1、过程控制:指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。

2、串级控制系统:值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。 3、现场总线:是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。三、简答题(每小题8分)(本题32分) 1、什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制, 答: PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为: (1)比例参数KC，作用是加快调节，减小稳态误差。 (2)积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度 (3)微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用，减少超调量，减少调节时间。 2、前馈与反馈的区别有哪些, 答:(1)控制依据:反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”，前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”。 (2)控制作用发生时间方面:反馈控制器的动作总是落后于扰动作用的发生，是一种“不及时”的控制;扰动发生后，前馈控制器及时动作。 (3)控制结构方面:反馈为闭环控制，存在稳定性问题，即使闭环环节中每个系统都是稳定的，但闭环后稳定与否，还需要进一步分析;前馈属于开环控制，各环节稳定，系统必然稳定。 (4)校正范围方面:反馈对各种扰动都有校核作用;前馈，只对被校核的前馈扰动有校正作用，其他则没有。 (5)控制规律方面:反馈通常是P PI PD PID等典型规律;前馈控制规律较为复杂，不好掌握。

过程控制系统与仪表复习材料

过程控制系统与仪表复习题一、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. 由调节器输出至被调参数间的所有环节称为干扰通道。（×）答案：由调节器输出至被调参数间的所有环节称为调节通道。 4. 过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。（√） 5. 由控制阀操纵，能使被控变量恢复到设定值的物料量或能量即为操纵变量。（√） 6. 按控制系统的输出信号是否反馈到系统的输入端可分为开环系统和闭环系统。（√） 7. 在闭环控制系统中，按照设定值的情况不同，可分为定值控制系统、前馈控制系统、程序控制系统。（×）答案：在闭环控制系统中，按照设定值的情况不同，可分为定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。 8. 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。 9. 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。（√） 10. 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。 11. 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63.2 %所需要的时间。（√） 12. 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。 13. 放大倍数K 取决于稳态下的数值，是反映静态特性的参数。（√） 14. 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 15. 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。 16. 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。 17. 当调节过程不稳定时，可增大积分时间或加大比例度，使其稳定。（√） 18. 比例调节过程的余差与调节器的比例度成正比，比例度越大则余差越大。（√） 19. 临界比例度法是在纯比例运行下通过试验，得到临界比例度δK 和临界周期TK，然后根据经验总结出来的关系，求出调节器各参数值。（√） 20. 采用PID 调节器的条件是对象纯滞后较大。（×）答案：采用PID 调节器的条件是对象纯滞后不能太大，否则应考虑采用其他控制方法。 21. 当生产不允许被调参数波动时，选用衰减振荡形式过渡过程为宜。（×）答案：当生产不允许被调参数波动时，选用非周期衰减过程为宜。 22. 时间常数越小，对象受干扰后达到稳定值所需时间越短。（√） 23. 化工过程中，通常温度控制对象时间常数和滞后时间都较短。（×）答案：化工过程中，通常温度控制对象时间常数和滞后时间都较大。应合理选择检测点。 24. 自动调节系统干扰通道放大倍数越大，则超调量越大；调节通道放大倍数越大，则超调量越小。（√） 25. 对象特性时间常数越长，则过程反应越快，易引起较长的过渡时间。（×）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。 26. 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。（√） 27. 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。 28. 目前国生产调节阀主要有有线性、等百分比、快开3 种流量特性。（√） 29. 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。（√）

分离工程综合复习资料

《分离工程》综合复习资料一、填空题 1. 请在下列选项中选择：超滤属于、过程；沉降属于；共沸精馏属于、过程。 A. 平衡分离 B. 传质分离 C. 机械分离 D. 速率分离 2. 膜分离的推动力可以是、或。 3. 相平衡状态下，从热力学上看，整个物系自由焓处于；从动力学来看，相间。 4. 宽沸程混合物闪蒸的热衡算更主要地取决于，因此将热衡算放在循环中。 5. 推导Underwood 公式所用假设是：1）；2）。 6. 根据右图中恒浓区（阴影部分）的位置， HNK 为，LNK 为。 7. 汽相为理想气体，液相为非理想溶液时，活度系数法计算相平衡常数的简化形式是。 8. 液液平衡的分离因子又称为。 9. 化学工业中最常使用的结晶技术是和。 10. MESH 方程分别指；；；。 11.分离过程是将分成的两种或几种产品的操作。 12.平衡分离过程是借助，使均相混合物系统变成，再以混合物中各组分在处于的两相中为依据而实现分离。 13.传质分离过程用于各种混合物的分离，其特点是有发生，依据的不同，传质分离过程又分为过程和过程。 14.活度系数的基准态是指活度系数等于的状态。 15.从动力学上讲，相平衡是指相间为零的状态。 16.膜分离过程包括、、、、微孔过滤、气体分离等多种分离过程。（第6

17.恩特伍德公式的假设条件是（1）；（2）数。 18.由设计者指定浓度或提出要求的两个组分称为，其中相对易于挥发的组分成为，不易挥发的组分称为。 19.相平衡指的是混合物或溶液形成若干相，这些相保持着而的状态。 20．吸收过程是用液体处理气体混合物，是利用不同而达到分离有关组分的传质分离过程。 21．分离媒介包括和。 22．离子交换的步骤分为、、交换反应、、五步。 23．相平衡常数计算方法有、两种计算方法。 24．最小理论塔板数与无关，只取决于。 25．萃取剂的作用是和。二、简答题 1. 试描述“逆行精馏”效应，实际操作中如何减弱或消除？ 2. 萃取精馏流程中，溶剂加入口如何确定？解释原因。 3.某厂一多组分精馏塔，正常操作时塔顶底产品都合格，乙班接班后操作两小时分析发现塔顶产品不合格，请你告诉操作工如何调节操作参数? 4．非均相催化反应精馏的定义是什么？利用非均相催化反应精馏进行反应与固定床反应器相比有什么优点? 5．萃取精馏和共沸精馏的相同点和不同点是什么？ 6．画出萃取精馏的流程简图，指出萃取剂的加入位置，并说明原因？ 7．计算最小回流比所用恩特伍德公式的假设条件是什么？当简单精馏塔在最小回流比下操作时，当轻重组分均为分配组分和均为非分配组分两种情况下，塔内恒浓区的位置分布情况。 8．物理吸收过程与精馏相比，传质特点是什么？吸收塔内气液相浓度和温度如何变化？ 9．如何判断闪蒸问题是否成立？ 10.简述简单分离塔序排列的五条经验原则。三、综合题（20分）

过程控制系统试卷及答案

过程控制系统试卷C卷一、填空题（每空1.5分）（本题33分） 1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环组成。 2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3、压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测。 4、气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类。 6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。 7、积分作用的优点是可消除稳态误差(余差)，但引入积分作用会使系统稳定性下降。 8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭环比值控制和变比值控制三种。 9、造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长期存在偏差。二、名词解释题（每小题5分）（本题15分） 1、过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。 2、串级控制系统：值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。 3、现场总线：是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。三、简答题（每小题8分）（本题32分） 1、什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制？答：PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为：（1）比例参数KC，作用是加快调节，减小稳态误差。（2）积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度（3）微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用，减少超调量，减少调节时间。 2、前馈与反馈的区别有哪些？答：（1）控制依据：反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”，前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”。

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. 3～10 B. 2～8 C. 1～4 D. 1～2 4. 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0 D. 积分时间置0，微分时间置0 6.( )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( )控制在所要求的围，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( )。 A．调节阀B．副调节器 C. 变送器 D. 主对象 14.在阶跃扰动作用下，过程控制系统的过渡过程出现的形式如下，( )是一种稳定控制系统 A.发散振荡过程 B.等幅振荡过程 C.衰减振荡过程 D.非振荡发散过程 15. 串级控制系统参数整定步骤应为( )。 A. 先主环，后副环 B.先副环后主环 C.只整定副环 D.没有先后顺序 16. 引起被调参数偏离给定值的各种因素称( )。 A.调节 B.扰动 C.反馈 D.给定

《过程控制工程》期末考试复习题及参考答案

过程控制工程复习题（课程代码392217）一、选择题（请从下列选项中选出正确的一项） 1、下列不属于单回路反馈控制系统的是（）选项A）被控对象选项B）被测对象选项C）测量变送选项D）控制器和控制阀答案：B 2、在工业控制中，使用最多的控制系统是（）选项A）单回路反馈控制系统选项B）串级控制系统选项C）比值控制系统选项D）前馈控制系统答案：A 3、下列中对干扰通道特性对控制质量影响描述错误的是（）选项A）K f增加，余差增加，系统稳定性不变选项B）T f增加，过渡过程时间减小选项C）T f增加，振荡幅值减小选项D）τf增加，余差减小答案：D 4、下列中对控制对象特性对控制质量影响描述错误的是（）选项A）一般希望放大倍数K0大些好，易于调节选项A）一般希望控制通道时间常数小些好，但不能过小选项C）控制通道时间常数越小越好，系统才灵敏选项D）时间常数大，系统的工作频率低答案：D 5、下列对操纵变量选择原则描述错误的是（）选项A）操纵变量必须可控选项A）选择通道放大倍数相对大的选项C）选择干扰通道时间常数小一点的选项D）选择通道的纯滞后尽量小答案：C 6、下列中对控制通道特性对控制质量影响描述错误的是（）选项A）K0增加，余差增加，系统稳定性不变选项B）T0增加，过渡过程时间增加选项C）T0增加，系统频率变慢选项D）τ0增加，稳定程度大大降低答案：A 6、下图的曲线中，哪一条是对数流量特性的是（）

选项A）1 选项B）2 选项C）3 选项D）4 答案：B 7、在控制系统中，能准确、快速、及时地跟踪设定值的变化的系统属于（）选项A）随动系统选项B）定值系统选项C）程序系统选项D）以上都不是答案：A 8、在过程控制系统中，系统的设定值保持不变的系统属于（）选项A）随动系统选项B）定值系统选项C）程序系统选项D）以上都不是答案：B 9、在过程控制系统中，系统的设定值有规律变化的系统属于（）选项A）随动系统选项B）定值系统选项C）程序系统选项D）以上都不是答案：C 10、用来表征生产设备或过程运行是否正常而需要加以控制的物理量是（）选项A）被控对象选项B）被控变量选项C）操纵变量选项D）测量值答案：B 11、受控制器的操纵，使被控变量保持在设定值的物理量是（）选项A）被控对象选项B）设定值选项C）操纵变量选项D）测量值答案：C 12、一阶环节的传递函数是（）选项A）K/(Ts+l) 选项B）K/Tis

《分离工程》综合复习资料.docx

《分离工程》综合复习资料一、填空题 1.在分离工程中，分离过程分为机械分离和传质分离两大类。传质分离过程用于___________ 混合物的分离。工业上的传质分离过程可分为 _____________________ 和____________________________ O 2.膜分离的推动力可以是________ 、_______ 或___________ 。 3.相平衡状态下，从热力学上看，整个物系自由焙处于_；从动力学来看，相间_______________ □ 4.宽沸程混合物闪蒸的热衡算更主要地取决于_________ ,因此将热衡算放在________ 循环屮。 5.MESH方程分别指_____________ ; _____________ ; __________ ; ________________ o 6.分离媒介包括 __________________和____________________ o 7.吸收过程是用液体处理气体混合物，是利用___________________ 不同而达到分离有关组分的传质分离过程。 8.____________________________________________ 离子交换的步骤分为________ 、、交换反应、_________________ 、___________________ 五步。 9.液液平衡的分离因子又称为____________________ o 二、选择题 1?膜分离属于（）。 A.平衡分离 B.吸附分离 C.机械分离 D.传质分离 2.下列不属于速率分离过程的是（）o A.超滤 B.反渗透 C.过滤 D.电渗析 3.公式KU〕f：适用于下面哪种情况？（）汽相为理想溶液，液相为理想溶液；汽相为理想气体，液相为理想溶液；汽相为理想溶液，液相为非理想溶液；汽相为理想气体，液相为非理想溶液。 4.在设汁变量中，表示（）装置设计变量数 B.单元固定设计变量数

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Kf C）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。（×）答案：串级控制系统中主调节器以“慢调”、“细调”作用，使主参数稳定在设定值上，副调节器则以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。 6、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。

《过程控制系统》复习题

《过程控制系统》复习题一、填空题 1．随着控制通道的增益K 0的增加，控制作用，克服干扰的能力，系统的余差，最大偏差。 2．从理论上讲，干扰通道存在纯滞后，系统的控制质量。 3．建立过程对象模型的方法有和。 4．控制系统对检测变送环节的基本要求是、和。 5. 控制阀的选择包括、、和。 6．防积分饱和的措施有、和。 7．如果对象扰动通道增益f K 增加，扰动作用，系统的余差，最大偏差。 8．在离心泵的控制方案中，机械效率最差的是。 9．DDZ-Ⅱ型仪表由220V 交流电压单独供电，DDZ-Ⅲ型仪表由统一供电。 10．对PID 调节器而言，当积分时间I T →∞，微分时间0D T =时，调节器呈调节特性。 11．在相同的条件下，用同一仪表对某一工艺参数进行正反行程的测量，相同的被测量值得到的正反行程测量值的最大差值称为。 12．由于系统中物料或者能量的传递需要克服一定的阻力而产生的滞后被称为___________。 13．在被控对象的输入中，_______________应该比干扰变量对被控变量的影响更大。 14．按照给定值对控制系统进行分类，如果给定值按事先设定好的程序变化，则控制系统为_______________。 15．当系统的最大超调量与最大偏差相等时，系统的余差值等于___________。 16．确定调节阀气开气关型式主要应考虑________________。 17．常用的抗积分饱和措施有限幅法和____________。 18与反馈控制能够克服所有干扰不同，前馈控制能够克服_________种干扰。二、单选题 1. 下列（）不是测量仪表的技术性能指标。

分离工程复习资料

第一章绪论 1、生物工程学的概念：生物工程学亦称生物技术，是指通过技术手段，利用生物体或生物过程生产有经济价值产品的学科，生物工程是基础科学和应用科学相结合的产物。生物工程学的研究领域：基因工程、细胞工程、微生物工程、酶工程。 2、生物分离工程的概念：是生物化学工程的一个重要组成部分，指从发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程，因它处于整个生物产品生产过程的后端，又称为生物工程下游技术。它描述了生物产品分离、纯化过程的原理、方法和设备。 3、生物分离加工过程按工艺流程顺序可分为四个主要阶段：发酵液的预处理、提取、精制和成品加工。第二章发酵液的预处理 1、发酵液的一般特征有哪些？发酵液预处理的目的和要求有哪些？（1）组分大部分是水；（2）产物浓度低；（3）固形物主要是菌体和蛋白的胶状物；（4）含有培养基残留成分；（5）含有代谢副产物；（6）含有色素、毒性物质、热原质等有机杂质。（一）发酵液预处理的目的 1）改变发酵液中固体粒子的物理性质，提高固液分离的效率； 2）使产物转入便于后处理的某一相中； 3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。总之，改变发酵液的性质，以利于固液分离。（二）、发酵液预处理的要求 1、菌体的分离(正确控制发酵终点); 2、固体悬浮物的去除； 3、蛋白质的去除； 4、重金属离子的去除； 5、色素、热原质、毒性物质等有机杂质的去除； 6、改变发酵液的性质，以利于提取和精制后续工序的操作顺利进行； 7、调节适宜的pH值。 2、发酵液预处理的方法有哪些？并简述各种方法的原理和特点？（一）凝聚和絮凝 1、凝聚：在投加的化学物质作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm大小块状凝聚体的过程。(使胶体粒子间的排斥电位降低而发生沉淀) 2、絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。（二）、加热法 ①降低发酵液的粘度； ②去除某些热变性蛋白等物质； ③降低悬浮液的最终体积，破坏凝胶结构，增加滤饼的孔隙度，使固液分离变得十分容易。关键取决于产品的热稳定性。（三）、调节悬浮液的pH值全细胞的聚集作用高度依赖于pH的大小，恰当的pH能够促进聚集作用。一般用草酸、无机酸或碱来调节pH值。（四）加水稀释法主要适用于离心沉降分离发酵液预处理过程。同重量悬浮固体的发酵液，稀释到适当倍数，对后续的离心沉降分离速度非常有利。（五）、加入助滤剂法是一种颗粒均匀，质地坚硬，不可压缩的粒状物质，用于扩大过滤表面的适用范围。使用方法：在滤布上预涂或按一定比例混入悬浮液中。（六）、加吸附剂法或加盐法加吸附剂法是使细菌细胞吸附在吸附剂上的方法；无机盐在发酵液中形成庞大的絮状物，把发酵液中的悬浮粒子裹住，吸附在其中。（七）高价无机离子去除法 1、Ca2+的去除常用草酸去除； 2、Mg 2+的去除常用磷酸盐去除； 3、Fe 3+的去除常加入黄血盐，也可加入碱化剂。（八）、可溶性杂蛋白质的去除法 1、等电点沉淀法； 2、热处理法； 3、化学变性沉淀法； 4、吸附法。（九）色素及其他杂质的去除方法常用的脱色法有离子交换和活性炭吸附。 3、发酵液过滤的目的是什么？影响发酵液过滤速度的因素有哪些？目的：一是为了获得含所需产物的细胞（菌丝）或发酵液；二是为了去除发酵液中的固形杂质。影响因素：（一）菌种，菌种决定了各种悬浮粒子的大小和形状。如真菌较粗大，易过滤，不需做特殊处理，用真空过滤即可；而放线菌较小，且菌丝体细而分枝，过滤困难，需进行预处理。（二）发酵液的粘度，1、发酵条件，发酵条件包括培养基组成、未用完培养基的量、消沫剂、发酵周

过程控制系统复习题

过程控制系统复习题 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

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( )。 A．调节阀 B．副调节器 C. 变送器 D. 主对象 14.在阶跃扰动作用下，过程控制系统的过渡过程出现的形式如下，( )是一种稳定控制系统 A.发散振荡过程 B.等幅振荡过程 C.衰减振荡过程 D.非振荡发散过程 15. 串级控制系统参数整定步骤应为( )。 A. 先主环，后副环 B.先副环后主环 C.只整定副环 D.没有先后顺序 16. 引起被调参数偏离给定值的各种因素称( )。 A.调节 B.扰动 C.反馈 D.给定 17.依据所测物理量的不同, 控制系统可分为( )。 A.压力控制系统、物位控制系统、流量控制系统、温度控制系统等 B.指示型、记录型、讯号型、远传指示型、累积型等 C.离散型和连续型

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