1、化工仪表及自动化课件资料本文由享有那夜的风贡献doc文档可能在 WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。第一章 基本要求 1,了解化工自动化的主要内容 2,熟练掌握自动控制系统的组成,及各节的定义.熟 练掌握方块图及 PID 的画法 3,掌握自动控制系统的过渡过程的形式,评价其的质量指标,影响其的主 要因素 1 调节系统按给定值是否变化和如何变化来分类,可分为,和类 2 在自动调节系统中,将需要调节其工艺参数的生产设备或机器叫做,简称 3 在调节系统中,将工艺上希望保持的被控变量的数值叫做,与之差叫偏差 4 在调节系统中,将引起被控变量波动的外来因素叫 5 一般地
2、讲,调节系统是具有被控变量的系统 6 在调节系统方块图中,方块与方块之间的连接线,代表方块之间的联系,连接线的箭头,代表 1 在调节系统中,控制阀开度变化引起操纵变量的变化,成为 A 操纵变量 B 控制作用 C 操纵介质 2 在调节系统中,实现调节作用的参数叫 A 操纵变量 B 操纵介质 C 操纵剂 3 等幅振荡过程介于不稳定与稳定之间, 一般认为是 A 稳定过程 B 不稳定过程 C 介于稳定与不稳定过程 4 在衰减振荡过程中,曲线第一个峰值与新稳定值之差叫 A 最大偏差 B 超调量 C 余差 5 过渡过程结束时,被调参数所达到新稳定值与给定值之差叫 A 余差 B 超调量 C 动偏差 1 下图
3、为一加热炉温度调节系统,试画出其调节系统方块图,并指出该调节系统中的被控对象,被控变 量,操纵变量,操纵介质各是什么?注:图为 P162 图 7-15(第四版) 2 某化学反应器的温度调节系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图 试分别指出最大偏差,余差,衰减比,振荡周期各为多少?(给定值为 500)若工艺上要求在单位阶 跃干扰作用下,长时间偏差不能超过40,试问上述系统是否能符合工艺要求?为什么?注:图为 P16 图 1-18(第四版)纵坐标从上到下为 533,515,509,500 横坐标从左至右为 0,4(第一个波峰) , 12(第一个波谷) ,20(第二个波峰) 第二章基本要求 1
4、,了解建立被控对象数学模型的意义及数学建模的建立方法 2,掌握用机理建模的方 法建立简单对象的数学模型 3,掌握表征被控对象特性的三个参数意义及其对控制质量的影响 4,了解 被控对象特性的实验测定方法 PP14 1 当对象受到阶跃输入后,被控变量达到新的稳态值的 63.2%所需的时间称为对象的 A容量滞后时间 B 纯滞后时间 C时间常数 T 2 当对象受到阶跃输入后,被控参数保持初始速度变化,达到新稳态值的时间就是对象的 A 容量滞后时 间 B纯滞后时间 C时间常数 T 3 由于物料的输送需要一段时间引起的滞后叫 A纯滞后 B容量滞后 C过渡滞后 4 有些对象在受到阶跃输入作用后,被控变量开始
5、变化很慢,后来才逐渐加快,最后又变慢,直至逐渐 接近稳定值,这种现象叫 A 容量滞后 B纯滞后 C 传递滞后 5 被调参数为温度的化工对象,滞后时间和时间常数都 A 较小 B 较大 C 属中等 6 被调参数为流量的化工对象,滞后时间和时间常数都 A 较小 B 较大 C 属中等 应用阶跃反应曲线法, 实验测得某对象的特性参数. 得到对象在单位阶跃输入作用下的反应曲线如下图, 求 K,T,. 第三章基本要求 1,掌握测量仪表的性能指标(精度,变差,灵敏度,反应时间)2,根据仪表校验数 据能够正确确定仪表精度等级 3,根据工艺要求正确选择仪表精确等级 4,了解弹性式压力计的使用方 法 5,掌握应变片
6、,电阻式,力矩平衡式,电容式压力计的工作原理 6,掌握差压式流量计的组成,工 作原理,流量公式 1 测量范围为 0100,精度等级为 0.5 级温度表,其允许误差为允许最大绝对误差为 2 仪表测量结果的准确度不仅与仪表的精度等级有关,还与仪表的有关3 一台温度表指针移动 1mm 代表 1,另一台温度表指针移动 2mm 代表 1,这说明前一台仪表的 比后一台仪表 4 有一台测量范围为 0100 升/分,精度等级为 1.0 级流量计,流量为 100 升/分时,仪表允许最大绝对 误差为,流量为 10 升/分时,仪表允许最大绝对误差为 1 精度等级高的仪表,其测量的准确度 A 高 B 低 C 不一定高
7、 2 有一台测量范围为 0800的温度计,校验中发现最大绝对误差6,那么这台温度计的精度等级 符合 A 0.5级 B1.0 级 C0.75 级 3 一台测量范围 4001000, 精度等级为 0.5 级的温度表, 它的最大允许绝对误差为 A2B3 C 5 4 仪表的精度等级数值越小,表示仪表的准确度 A 越低 B 越高 C 不变 1 一台在现场使用多年的转子流量计,测量范围为 0100 升/分,需要重新标定.在标定状况下,校验 结果为下表所示: 正行程 刻度值(升/分) 实际流量(升/分) 0/25/50/75/100 0/25.2/50.6/75.7/100.7 反行程 100/75/50/
8、25/0 100.7/75.6/50.8/25.3/0试问:1 该仪表的最大绝对误差为多少?2 该仪表的最大相对百分误差为多少?3 该仪表的最大变差为 多少?4 该表符合 1 级精度吗? 2 已知一台精度等级为 0.5 级的温度计,下限刻度为负值,标尺的负值部分占全量称的 25%,其仪表的 允许最大绝对误差为1,求该温度计的上下限刻度值为多大 压力测试部分 1 1 帕是的力作用于 1 米 2 的面积上所形成的压力,记作 Pa,1MPa 等于Pa,1KPa 等于 Pa 2 在压力测量仪表中,常用的弹性元件有,和 3 弹簧管式压力表是利用弹簧管,将被测压力转换为自由端的面进行测量 4 电气式压力变
9、送器是将信号成比例地转换成的统一标准信号输出 5 应变片式压力传感器是利用原理构成的 6 弹簧管的截面呈形或形 7 测氧气压力时,不得使用垫片 8 某厂氨罐上的压力表坏了,一时找不到量程合适的氨用压力表,能否采用一般的工业压力表代用? 1 一台装在测压点下方 1.5 米处的压力表(被测介质为液体) ,其指示值与实际的被测压力相比 A 偏低 B 偏高 C 相同 2 在测量压力时,为了延长仪表使用寿命,避免弹性元件因受力过大而损坏,在选择弹性式压力计的测 量范围时,如被测压力比较稳定,最大工作压力不应超过仪表上限刻度值的 A1/2 B2/3 C3/5 3 在测量流动介质的压力时,取压点应与流体流动
10、方向 A 垂直 B 逆向 C 顺向 4 对于单杠杆气动压力变送器如果吧量程支点往上调,那么它的量程将 A 不变 B 变大 C 变小 5 对于气动差压变送器,如果把反馈波纹管的有效面积增大,那么它的量程将 A 不变 B 变大 C 变小 6 压力表的使用范围一般在它的量程的 1/32/3,(1)如果超过了 2/3,则 A 接头或焊口要漏 B 压力表的 传动机构要变形 C 时间长了精度要下降(2)如果低于 1/3,则 A 因压力过低,仪表没有显示 B 精度要下 降 C 相对误差增大 7 某容器内的压力为 1MPa, 为了测量它, 应选用的量程为 A01MPa B01.6MPa C02.5MPa D0
11、4MPa 的工业压力表 1 现准备使用一台型号 Y150,测量范围为 04MPa,精度等级为 1.5 级的普通弹簧管压力表,测量某空压机缓冲器内的压力.已知缓冲器内压力变化范围为 2.02.5MPa,工艺上要求测量结果的误差不得 超过罐内压力的5%,就地指示即可.试通过必要计算,说明该压力表的测量范围及精度等级符合工 艺上的要求否 2 已知有一台气动压力变送器(标准输出气压信号为 0.020.1MPa) ,它的测量范围为 01.6MPa.如 果被测压力 P 为 0.6MPa,试问仪表的输出气压信号 P 为多大?若改用相同测量范围的电动压力变送器 (标准输出电流信号为 010mA)来测量,那么当
12、被测压力 P 仍为 0.6MPa 时,仪表的输出电流信号 i 应为多大? 流量测量部分 1 差压式流量计一般由,和三部分组成 2 用差压式流量计测量时,如果不加开方器,流量标尺刻度是不均匀的,起始部分的刻度,后来逐 渐 3 最常用的节流装置有,和 4 差压式流量计,是在不变,利用的变化来反映流量的大小,而转子流量计却是以不变, 利用的变化来测量流量的大小的 5 转子流量计是一种非标准化仪表,仪表厂为了便于成批生产是在工业基准状态(20,0.10133MPa) 下用或进行刻度的 1 用转子流量计来测量流体流量时,如果转子的大小和形状不变,只是转子材料有铝变为不锈钢,则量 程会 A 变大 B 不变
13、 C 变小 2 流经转子流量计的流量增大时,转子上浮稳定在一个新的位置,在转子上下两侧的压力差 A 变小 B 变 大 C 不变 3 由于孔板使用日久,入口边缘收到磨损变形,流量计指示 A 正常 B 偏高 C 偏低 4 气远传转子流量计的变送器是根据什么原理工作的?A 力平衡 B 力矩平衡 C 位移平衡 5 椭圆齿轮流量计适合测量 A 高粘度流体流量 B 低粘度流体流量 C 含有杂质流体流量 1. 某工厂用转子流量计来测量温度为 40 摄氏度,压力为 0.2MPa(表压)的氧气流量,试问转子流量 计读数为 18Hm3/h 时,氧气的实际流量为多少 Hm3/h(已知 空 1.293kg/Hm3,
14、氧气 1.429kg/Hm3) 2. 如图,用差压计与孔板配合,测量管道中的流量 Q.已知:Qmin=0,Pmin=0;Qmax=2500m3/h, Pmax=1600Pa 试求当 Q=2000 m3/h 时P 为多大?并写出差压计投入运行及停止使用的操作步骤 1 转子流量计必须安装 2 标准孔板应在孔板孔径 d,管道内径 D,直径比条件下使用 1 在管道上安装孔板时,如果将方向装反了,会造成(1)差压计倒指示(2)差压计指示变小(3)差 压计指示变大(4)对差压计指示无影响 2 转子流量计中转子上下的压差由决定 A 流体的流速 B 流体的压力 C 转子的重量 什么是节流现象?标准的节流体有哪
15、几种?应用最广泛的是哪几种? 1 用差压变送器测流量,差压=0.25KPa,仪表的量程 0200t/h,变送器输出电流为 420mA,求流量 为 80t/h 和 100t/h 对应的P 值和电流值 2 有一台转子流量计,其转子材料是耐酸不锈钢,密度为 7.9g/cm3,用来测量密度为 0.75g/cm3 的介质, 当仪表读数为 50L/h 时,被测介质的实际流量为多少? 3 一台气体转子流量计用来测氢气流量,已知工作温度为 27 摄氏度,工作压力为 0.3MPa(表压) ,当 3 流量计的读数为 40Nm /h 时,氢气的实际流量为多少?标准状态下氢气的密度为 0.08988kg/m3 物位测
16、量部分 1 当用差压式液位计来测量液位时,若容器是受压的,则需要将差压计的负压与容器的相连,正压 室与容器的相连2 差压变送器是根据原理工作的 3 称重液罐计量仪是按原理工作的 4 法兰式差压变送器按其结构形式分为及两种 5 在差压变送器中,改变迁移弹簧张力,其实质是改变测量范围的上,下限,相当于的平移,不改 变的大小 1 如果用差压变送器测量液位,当液位 H=0 时,差压变送器的正,负压室分别承受 0.03MPa 和 0.05MPa 的压力,这种情况下需要 A 正迁移 B 负迁移 C 无迁移 有一液位测量系统如下图所示.已知容器中液体的密度=0.8g/cm3,h=1m,生产上要求液位 H=0
17、 时,气动 差压变送器输出 P=0.02MPa,当 H=2m 时,P=0.1Mpa,求 1 在图中标出差压变送器的正负压室 2 差压变 送器需正迁移,负迁移?如需迁移,迁移量为多大?3 经迁移后,仪表的测量压差范围为多大?4 仪表 的量程为多大?5 当变送器的输出气压信号 P=0.06MPa 时,被测液位 H 为多大? 温度测量部分 1 铂铑 10铂,镍铬镍硅及镍铬铜镍热电偶的分度号分别为,及 2 补偿导线的作用是将延伸到温度较低且比较稳定的地方 3 常用的热电偶冷端温度补偿方法有, 4 目前我国使用的铂电阻有两种,一种是 R0=10 欧,另一种是 R0=100 欧,分度号分别是, 5 目前我
18、国使用的铜电阻有两种,一种是 R0=50 欧,另一种是 R0=100 欧,分度号分别是, 6 电动温度变送器主要由,和三部分组成 1 分度号为 E,K,S 的三种热电偶,它们在单位温度变化下的热电热势变化值分别为 a,b,c,下列三 种说法正确的是 Aabc Bbca Ccab 2 现场使用镍铬镍硅热电偶测量高于室温的温度,错用了镍铬铜镍的补偿导线,若极性连接正确, 仪表的指示值 A 正常 B 偏高 C 偏低 3 使用热电偶侧高温,如果补偿导线的极性接反了,仪表的指示值 A 正常 B 偏高 C 偏低 4 在测量管道中流体温度是,要求测温元件与流体的流向 A 正交 B 顺向 C 逆向 5 如下图
19、所示,Eab 的 mV 值为 A E(300,60) B E(300,40)C E(300,25) 1 用分度号为 K 的镍铬镍硅热电偶测量温度,在没有采取冷端温度补偿的情况下,显示仪表的指示值 为 500 摄氏度,而这时冷端温度为 60 摄氏度,试问:实际温度应为多少? 2 热电偶为什么要进行冷端温度补偿? 第四章基本要求 1 了解动圈式显示仪表的基本结构及原理 2 掌握自动电子电位差计的工作原理, 熟悉电 位差计的测量桥路及各个电阻的作用 3 掌握自动电子平衡电桥的工作原理 1 动圈式仪表实质上是一种测量的仪表,配热电偶的动圈表统一规定 R 外为如果不足此值,应 该用绕制的调整电阻凑足 2
20、 为了克服环境温度变化而引起连接导线电阻的变化对测量的影响, XCZ102 型动圈表如热电阻的连接 采用接法 3 电子自动平衡电桥与电子电位差计所测量的电量形式不同,电桥用来测量而电位差计用来测量 4 电位差计的工作原理是以平衡法为基础 5 在电子电位差计的测量桥路中,与滑线电阻并联的量程电阻阻值越大,相应的量程就 1 与热电偶配套的动圈表,若外线路电阻超过规定数值,仪表指示值 A 正常 B 偏低 C 偏高 2 有配镍铬镍硅的电位差计,以温度刻度,现接入镍铬铜镍热电偶,仪表指示值 A正常 B偏低C偏 高 3 用不平衡电桥与热电阻配套测温时,若不采用三线制接法,而采用二线制,当连接热电阻的导线电
21、阻因环境温度升高而增加时,其指示值 A不变 B偏低 C偏高 4 自动电子电位差计与热电偶配套使用时, 如果热电偶烧断, 仪表的指针会 A不动 B移向始端 C移向终 端 5 自动电子平衡电桥与热电阻配套使用时,如果热电阻烧断,仪表的指针会 A 不动 B移向始端 C移向 终端 6 用热电偶测量温度时,若没有冷端温度补偿措施,则当冷端温度升高时,会使温度指示值 A 偏低 B 偏 高 C 不变 1 有配镍铬镍硅热电偶的动圈表一个,机械零点为 20 摄氏度,测温时各接点的温度如下图,求当动 圈表只是 800 摄氏度时的 E(t,0)值.已知:E(800,0)=33.29mV,E(75,0)=3.06mV
22、,E(30,0) =1.2mV,E(20,0)=0.8mV 第五章 基本要求 1,掌握各种基本控制规律及其特点 2,熟悉比例度,积分时间,微分时间对控制系统 的影响 3,了解 DDZ型控制器的特点和基本组成. (软手动,硬手动,无扰动切换)4,了解可编程 调节器和可编程控制器的功能和特点 1 控制规律是指控制器的与的关系 2 在单独分析控制器时,习惯上采用值减去作为偏差 3 控制器的比例度越大,其比例作用越,积分时间越大,其积分作用越,微分时间越长,其微 分作用越 4 正作用的控制器,当加大给定信号时,控制器的输出信号会 5PID 三作用控制规律为 1 在比例控制体统中,若要求过程的衰减比为
23、4:1,但实际过程的衰减比大于 4:1,这时应 A 减小比 例度 B 增加比例度 C 不改变比例度 2 若已知某控制系统的临界比例度为 K,在系统投入实际运行时,要求过渡过程为衰减过渡过程,这 时比例度 K 应 A 大于 K B 等于 K C 小于 K 3 能消除控制系统中的余差的控制规律是 A 比例 B 积分 C 微分 4 控制器的积分时间增大,会使系统消除余差的能力 A 增加 B 减小 C 不改变 5 一台 PID 三作用控制器,=100%,Ti=,Td=0,它的控制作用为 A PI B PD C P 6 对于具有纯滞后的对象,增加控制器的微分作用将 A 改善控制质量 B 降低控制质量 C
24、 没有作用 7 PI 控制器,当测量值等于给定值时,其输出信号 A 与测量值成比例 B 与偏差成比例 C 可为任意值 1 某台 DDZ型 PID 控制器,其比例度=80%,积分时间=0.4min,微分时间=2.4min,微分放大倍数 =10.假定输出初始值为 6mA,在 t=0 时施加 0.4mA 的阶跃输入信号.试分别写出在该阶跃信号作用下, 其比例,积分,微分的输出表达式,画出三部分的输出响应曲线,并计算出在 t=24s 时该控制器的输出 电流为多少? 2 对一台比例控制器做开环试验.已知 Kp=1.5,若输入偏差信号如图所示.试画出该控制器的输出信号 变化曲线 第六章 基本要求 1,了解
25、气动薄膜控制阀的基本结构,主要类型及使用场合 2,掌握控制阀的理想流量 特性,了解串联管道中阻力比和并联管道中分流比对流量特性的影响 3,理解气动执行器的气开,气关 型式及其选择原则 4,了解电动执行器的基本原理 5,了解电气转换器及电气阀门定位器的用途及工 作原理 1 气动执行器由和两部分组成 2 弹簧薄膜执行机构有正作用和反作用形式,正作用是指当输入的信号压力增大是,推杆向动作, 反之,为反作用 3 控制阀有正装和反装两种,当阀芯向下移动时,阀芯与阀座间的流通面积减小的为装4 气动执行器分为气关与气开两种形式,有信号时阀,无信号时阀的为气关式 5 控制阀的流量特性是指流过阀门的与阀门的间的
26、关系 6 控制阀的理想流量特性主要有,等几种 7 控制阀所能控制的最大流量与最小流量的比值,成为控制阀的或 8 在讨论串联管道的工作流量特性时,用 S 表示控制阀时阀上压差与系统压差之比.随着 S 值 的减小,直线特性趋近于特性,等百分比特性接近于特性,实际中 S 不低于 9 并联管道的工作流量特性用 X 表示控制阀流量与总管流量之比,随着 X 的减小,系统的可调 范围大大 10 控制阀的流量系数 C 的定义是:在控制阀特定的行程下,阀两端压差为流体密度为时,流 经控制阀的流量数,控制阀制造厂提供的流量系数是指阀时的流量系数,称为流量系数 11 电气转换器是把输入的电流信号(420mA 或 0
27、10mA) ,转换城气信号,是基于平衡原 理工作的 12 电气阀门定位器具有和作用 1 对于具有等百分比流量特性的控制阀,随着流量的增加,控制阀的放大系数是 A 增大 B 减小 C 不变 2 对于一个对象,加大操纵变量的流量保证安全,控制阀应选择 A 线性 B 气开 C 气关 3 当控制阀的旁路打开时,会使可调范围 A 增大 B 不变 C 减小 4 在控制阀的管线上,串联管路阻力增大,会使阻力比 S 减小,进而使控制阀的放大系数 A 增大 B 减小 C 不变 第七章 1 简单控制系统是由一个,一个,一个和构成的单闭环控制系统 2 合理选择被控变量,使控制通道的放大系数适当,时间常数适当,滞后时
28、间尽量.应使 干扰通道的放大系数尽可能,时间常数尽可能 3是最基本的控制规律,不允许有余差时,应加作用.对象容量滞后较大,负荷变化较大,控 制质量要求较高的系统,应采用控制规律 4 控制器参数的工程整定有临界比例度法, 和等几种. 临界比例度法是先将控制器的 Ti 放在 位置,Td 放在位置,变为纯比例作用,在干扰作用下,从大到小逐渐改变控制器的直至系 统出现等幅振荡,再按经验公式计算出控制器的各参数 5 控制器的手动与自动的切换,应做到 1 经验凑试法整定参数的关键是“看曲线,调参数“,如果观察到曲线振荡很频繁,须把比例度 A 减小 B 增大 C 不变 2 过渡曲线偏离给定值后,长时间不回来须把积分时间 A 减小 B 增大 C 不变 3 正确选择控制器的正, 反作用方式的目的是保证系统是一个 A 具有正反馈的闭环系统 B 具有负反馈的 开环系统 C 具有负反馈的闭环系统 4 控制阀的气开型式或气关型式的选择原则 A 控制质量 B 工艺安全 C 仪表价格1
