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、被控过程与测量变送等环组成。

2、过程控制系统由工程仪表与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与活塞式两大类。

5、根据使用的能源不同,调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀与液动调节阀三大类。

6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模与混合建模。

7、积分作用的优点就是可消除稳态误差(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

环比值控制与变比值控制三种。

9、造成积分饱与现象的内因就是控制器包含积分控制作用,外因就是控制器

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、执行机构与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:就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、双向传输与多分枝的特点,就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、什么就是PID,它有哪三个参数,各有什么作用?怎样控制？

答: PID就是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为: (1)比例参数KC,作用就是加快调节,减小稳态误差。(2)积分参数Ki,作用就是减小稳态误差,提高无差度(3)微分参数Kd,作用就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:反馈控制的本质就是“基于偏差来消除偏差”,前馈控制就是“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就是落后于扰动作用的发生,就是一种“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就是稳定的,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,其她则没有。

(5)控制规律方面:反馈通常就是P PI PD PID等典型规律;前馈控制规律较为复杂,不好掌握。

3、控制器正反方向判断？

答:所谓作用方向,就就是指输入作用后,输出的变化方向。当输入增加时,输出也增加,则成该环节为“正环节”,反之,当输入增加时,输出减少,则称“反作用”。具体步骤

(1),判断被控对象的正/反作用那个方向,主要由工艺机理确定。

(2)确定执行器的正/反作用方向由安全工艺条件决定。

(3)确定广义对象的正/反作用方向

(4)确定执行器的正/反作用方向

4、如图所示的压力容器,采用改变气体排出量以维持

容器内压力恒定:

(1)调节阀应选择气开式还就是气关式？请说明

原因。

(2)压力控制器(PC)应为正作用还就是反作用？请

说明原因。

答:(1)应选择气关式。因为在气源压力中断时,调节阀可以自动打开,以使容器内压力不至于过高而出事故。

(2) 调节阀应选择气关式,则压力控制器(PC)应为反作用。当检测到压力增加时,控制器应减小输出,则调节阀开大,使容器内压力稳定。或: 当检测到压力减小时,控制器应增大输出,则调节阀开小,使容器内压力稳定。

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)如下图所示的隔焰

式隧道窑烧成带温度控制系统,烧成带

温度就是被控变量,燃料流量为操纵变

量。

试分析: (1)该系统就是一个什么类型

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。

答:(1)该系统就是一个串级控制系统,其方框图为:

(2)当调节阀气源出现故障失去气源时,为保证系统安全,应使阀门处于关闭位置,故调节阀采用气开式。

2、(本小题12分)如下图所示的

液体储罐,设进水口与出水口的

体积流量分别就是q1与q o,

输出变量为液位h,储罐的横截

面积为A 。

试建立该液体储罐的动态数学

模型H(S)/Q t(S)