1、第一章 绪论过程控制系统的组成环节,变量,方框图, 特点;工艺管道及控制流程图过程控制系统的分类* 有多种分类方法：按被控变量来分：温度、压力、流量、液位等控制系统；按控制器控制规律来分：比例、比例积分、比例微分、比例积分微分等控制系统；按给定值来分：按给定值是否变化和如何变化来分：* 1、定值控制系统：* 被控变量的给定值不变。* 2、随动控制系统：* 给定值是随机变化的。* 3、程序控制系统（顺序控制系统）* 给定值是一个已知的时间函数。过程控制系统的过渡过程和品质指标* 过程控制系统的过渡过程：* 在阶跃干扰作用下，过渡过程的几种形式：调节器 调节阀 过 程测量元件及变送器给定值 被控参
2、数干扰作用偏差 控制信号控制参数测量值过程控制系统的品质指标：* 1、最大偏差或超调量A* 2、衰减比n* 3、余差C* 4、过渡时间* 5、振荡周期或频率第二章 被控过程的数学模型过程特性的类型过程特性：控制通道特性;干扰通道特性解析法建立过程的数学模型（机理建模）一阶对象响应曲线辨识过程的数学模型（实验建模）阶跃响应曲线法描述过程特性的参数* 放大系数K；时间常数T；滞后时间（时滞）* 对象特性对控制质量的影响：控制通道特性对控制质量的影响；干扰通道特性对控制质量的影响单调衰减过程 ty衰减振荡过程ty等幅震荡过程ty振荡发散过程ty单调发散过程tyyABCBt0第三章 变送单元变送器在自
3、动检测和控制系统中的作用，是将各种工艺参数，如温度、压力、流量、液位、成分等物理量转换成统一的标准信号，以供显示、记录或控制之用。变送器的分类变送器的构成原理变送器的一些共性问题* 量程调整；零点调整和零点迁移；线性化；变差；变送器信号传输方式力矩平衡式压力（差压）变送器：作用；分类；构成方块图；工作原理典型线路分析：矢量机构；反馈机构；低频位移检测放大器电容式压力（差压）变送器：构成方框图；工作原理测量部分杠杆系统位移检测放大器反馈机构P i FiFfS Po(Io)01()ifyKxz差压变送器的应用零点迁移；量程调整；应用：测压力、差压、流量、液位、密度（重度） 、分界面。温度变送器 作
4、用；分类；四线制温度变送器的构成方框图、工作原理感压膜片 差动电容 放大和输出 限制电路P i Io位移电容变化 电容-电流转换电路电流信号+反馈电路调零、迁移信号反馈信号+ -Hhp0正迁移示意图 1+ -Hp1 p2Pa无迁移示意图+-h2h1Hp0 1 2 2负迁移示意图+ -Hp1 p2 x+ -Hp1 p2 1 2输入回路反馈回路整流滤波电压放大功率放大隔离输出直流- 交流变换器ViEtVz Vf VoIo量程单元 放大单元温度变送器的典型线路分析：折线电路（热电偶温变）0VaVfVa5Va4Va3Va2Va1Vf1 Vf2 Vf3 Vf4 Vf5 1 2 3 41 2 3 4 5
5、6 7 8ABCD87654321DCBATitleNumber RevisionSizeA3Date: 7-Oct-2001 Sheet of File: D:Design Explorer 99 SEwsh.ddbDrawn By:IC2RoR115RaR116 R117 R118 R119R120R121R122R123DW103DW104DW105DW106Vs4 Vs3 Vs2 Vs1Va Vf线性化电路（热电阻温变）流量检测* 测量的分类：* 速度式流量计：差压式、转子、电磁、涡轮、堰式；* 容积式流量计：椭圆齿轮流量计、活塞式；* 质量流量计：直接式、间接式。* 差压式流量计 标
6、准节流装置：孔板、喷嘴、文丘里管 转子流量计；椭圆齿轮流量计；涡轮流量计；电磁流量计；旋涡流量计（涡街流量计）质量流量计物位检测 物位仪表的类型（按其工作原理）： 直读式物位仪表：有玻璃管液位计、玻璃板液位计等 差压式物位仪表： 浮力式物位仪表：恒浮力法，变浮力法 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：差压式液位变送器：零点迁移问题；电容式物位传感器；核辐射物位计第六章 显示记录单元* 动圈式显示仪表* XCZ-101型动圈式显示仪表*测量热电偶的热电势* XCZ-102型动圈式显示仪表*测量热电阻的变化值在不平衡电桥上产生的电位差* 自动平衡式显示仪表* 自动电子
7、电位差计：*用来测量电压信号。* 自动电子平衡电桥：*对于能转换成电阻值的各种变量都可以显示。第四章 调节单元 调节器的作用 各种基本运算规律及其特点 比例度、积分时间、微分时间的测定方法 DDZ-型调节器的特点及基本组成一、 调节器的运算规律节流装置 差压计 显示仪表（差压变送器）正偏差、负偏差正作用调节器、反作用调节器PID 运算规律：)1( 0 dtdTdtTKy DtIP ()1)PDIYsWKTsE其中F相互干扰系数， 1DITF实际PID： ()DIPIsYsFWKE1、比例（P）运算规律： pyK()PWsK* 阶跃响应* 特点：控制器的输出与偏差成比例；克服干扰能力强、控制及时
8、、过渡时间短；但存在余差，负荷变化越大，余差就越大。* 适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺上没有提出无差要求的系统。比例度定义，K P的关系： 10%p2、比例积分（PI）运算规律：积分特点：与偏差存在时间有关；可消除余差；控制缓慢。积分时间T I的定义，测定方法。理想PI： 01()tPIyKdT1()PIWsKTs实际PI：1()IPITsWsK阶跃偏差下，理想PI输出：阶跃偏差下，实际PI输出： 1()ItKTPIyKe控制点偏差、调节精度定义。适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺参数不允许有余差的系统。3、比例微分（PD）运算规律：微分特点：超前调节，与偏差变化速度有关。
9、理想 PD： ()PDdyKTt(1)PDWsKTs实际 PD： 1()DPTsWsK斜坡信号输入时，理想 PD 输出： (yat阶跃偏差下，实际 PD 输出： 1()DKtTPye微分增益 KD,微分时间 TD 的定义，测定方法。二、基型调节器：* 作用；构成方框图典型线路分析4、比例积分微分（PID）运算规律：实际PID：1()DIPITsYsFWKE理想PID： 01)tPIdyTt()DIs1()PIs阶跃偏差下，实际PID输出： ()1)()DIt KtKTTPIyeFe适用于容量滞后较大、负荷变化大、控制质量要求较高的系统。自动软手动 硬手动表示无平衡无扰动切换表示需预平衡* 工作
10、状态* 无扰动切换典型线路分析输入电路（偏差差动电平移动电路） 特种调节器：抗积分饱和调节器；前馈调节器；非线性调节器 附加单元：偏差报警单元；输出限幅单元VS VO 调节器（反作用）ViV 调节器（正作用）VSVi VOV* PI电路* PD电路V02V02/mCIRICMFTIC3V03闭环跟踪实验线路* 调节器置“自动” 、 “反作用” ，若该调节器使用积分作用，当给定信号V S改变时，输出信号V O就跟随V S而变化* 调节器置“自动” 、 “正作用” ，若该调节器使用积分作用，当测量信号V i改变时，输出信号V O就跟随V i而变化三、数字式调节器* 特点；类型；PID控制算法；基本
11、构成第五章 执行单元* 气动执行器的组成* 执行机构* 控制机构* 气动执行器的气开、气关型式* 气开式：信号压力增大，流通截面积增大，阀开度增大，失气时阀全关；* 气关式：信号压力增大，流通截面积减小，阀开度减小，失气时阀全开。* 气动执行器的组合形式（四种）。控制阀的特性：* 流量方程式* 流量系数C的定义* 可调比R的定义* 流量特性的定义和表示形式：* 理想流量特性* 有四种形式：直线、等百分比（对数）、抛物线及快开等。由阀芯的形状决定。* 工作流量特性调节阀的选择： 调节阀结构型式的选择 流量特性的选择 气开、气关型式的选择 控制阀口径的选择电动执行器： * 电动执行器组成方框图、工
12、作原理* 电-气转换器工作原理伺服放大器 伺服电动机 减速器操纵器位置发送器输入信号+-位置反馈信号输出* 阀门定位器* 作用* 气动阀门定位器、电-气阀门定位器工作原理* 应用* 组成自控系统的常用单元* 开方器第七章 安全栅* 仪表防爆的基本知识* 构成安全火花防爆系统的条件* 安全栅的作用* 常用的安全栅第八章 单回路控制系统1、被控参数的选择；直接指标：间接指标：2、控制参数的选择，控制方案的确定；找出影响被控参数的所有因素，根据过程控制通道特性和扰动通道特性对控制质量的影响，正确选择可控性良好的变量作为控制参数。3、过程检测控制仪表的选用；（1）测量元件及变送器：（2）调节阀： 根据生产安全原则及被控介质特点，选气开、气关阀。 根据过程特性与控制要求选用对应流量特性的控制阀。 根据被控介质流量选择阀的口径。（3）调节器： 根据过程特性与工艺要求，可选择控制规律。 根据构成系统负反馈原则，确定调节器的正、反作用。4、调节器参数整定的方法：临界比例度法：衰减曲线法：经验凑试法：题 型 填空题（1020 分） 选择题（1020 分） 简答题（2040 分） 计算题（2030 分） 设计题（1520 分）
