过程自动化及仪表题库

第一章 绪 论

? 本章提要

1. 2. 3. 4. 5.

过程控制系统的基本概念 过程控制的发展概况 过程控制系统的组成 过程控制的特点及分类

衡量过程控制系统的质量指标

? 授课内容

第一节 过程控制的发展概况

1. 基本概念

? 过程控制系统-----指自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位成分、粘度、湿度以及PH

值(氢离子浓度)等这样一些过程变量时的系统。(P3) ? 过程控制-----指工业部门生产过程的自动化。(P3)

2. 过程控制的重要性

? 进入90年代以来自动化技术发展很快，是重要的高科技技术。过程控制是自动化技术的重要组

成部分。在现代工业生产过程自动化电过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生等方面起着越来越大的作用。 3. 过程控制的发展概况

? 19世纪40年代前后(手工阶段)：手工操作状态，凭经验人工控制生产过程，劳动生产率很低。 ? 19世纪50年代前后(仪表化与局部自动化阶段)：过程控制发展的第一个阶段，一些工厂企业实

现了仪表化和局部自动化。主要特点：检测和控制仪表-----采用基地式仪表和部分单元组合仪表(多数是气动仪表)；过程控

第一章 绪 论

? 本章提要

1. 2. 3. 4. 5.

过程控制系统的基本概念 过程控制的发展概况 过程控制系统的组成 过程控制的特点及分类

衡量过程控制系统的质量指标

? 授课内容

第一节 过程控制的发展概况

1. 基本概念

? 过程控制系统-----指自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位成分、粘度、湿度以及PH

值(氢离子浓度)等这样一些过程变量时的系统。(P3) ? 过程控制-----指工业部门生产过程的自动化。(P3)

2. 过程控制的重要性

? 进入90年代以来自动化技术发展很快，是重要的高科技技术。过程控制是自动化技术的重要组

成部分。在现代工业生产过程自动化电过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生等方面起着越来越大的作用。 3. 过程控制的发展概况

? 19世纪40年代前后(手工阶段)：手工操作状态，凭经验人工控制生产过程，劳动生产率很低。 ? 19世纪50年代前后(仪表化与局部自动化阶段)：过程控制发展的第一个阶段，一些工厂企业实

现了仪表化和局部自动化。主要特点：检测和控制仪表-----采用基地式仪表和部分单元组合仪表(多数是气动仪表)；过程控

仪表自动化

一、填空题

1、按误差数值表示的方法，误差可分为（ ）（ ）（ ）误差。

2、弹性式压力计是根据弹性零件的（ ）与所受压力成比例的原理来工作的。当作用于弹性元件上的被测压力越大时，则弹性元件的（ ）越大。

3、电容式压力器可分为（ ）、（ ）、（ ）三种形式。

4、流量有（ ）和（ ）两种表示方法，其间关系为（ ）。

5、当充满管道的液体通过节流装置时流速将在（ ）处发生（ ），从而使（ ）增加，而（ ）降低。

6、管道凸出物和弯道的局部阻力对液体流动稳定性影响很大，所以，在流量计节流孔板前后必须留有适当长度（ ）。

7、热电偶产生热电势的条件是（ ）、（ ）。

8、对热阻与桥路的连接要优先采用（ ）接法，这样可以在很大程度上减小连接导线（ ）变化带来的工作误差。

9、液体的密度与（ ）和（ ）有关系，其中气体的密度随（ ）的升高而减小，随（ ）的增大而增大，液体的密度则主要随（ ）的升高而减小，而与（ ）的变化关

被控对象的数学模型

一、填空题(本大题共1小题,总计1分) 1.滞后时间又叫时滞，它是从输入产生变化的瞬间起，到它所引起的输出量开始变化的瞬间为止的___生变化的瞬间起，到它所引起的输出量开始变化的瞬间为止的___

二、选择题(本大题共31小题,总计62分) 1.当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态之所需的时间称为（ ）。

(A)时间常数 (B)滞后时间 (C)振荡周期 (D)过渡时间

2.被控对象可以存放物料量或能量的能力称为对象的（ ）。 (A)负荷 (B)容量 (C)时间常数 (D)惯性 3.被控对象在受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速的变化，这种现象称为（ ）。 (A)滞后现象 (B)滞后时间 (C)容量滞后 (D)传递滞后

4.被控对象的传递滞后 ,输出变量的变化落后于输入变量变化的时间称为（ ）。 (A)滞后时间 (B)传递滞后 (C)滞后现象 (D)过渡滞后 5.被控对象的传递滞后也称为（ ）。

(A)容量滞后 (B)纯滞后 (C)过渡滞后 (D)系统滞后

6.一个具有容量滞后对象的反应曲如图所示，被控对

被控对象的数学模型

一、填空题(本大题共1小题,总计1分) 1.滞后时间又叫时滞，它是从输入产生变化的瞬间起，到它所引起的输出量开始变化的瞬间为止的___生变化的瞬间起，到它所引起的输出量开始变化的瞬间为止的___

二、选择题(本大题共31小题,总计62分) 1.当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态之所需的时间称为（ ）。

(A)时间常数 (B)滞后时间 (C)振荡周期 (D)过渡时间

2.被控对象可以存放物料量或能量的能力称为对象的（ ）。 (A)负荷 (B)容量 (C)时间常数 (D)惯性 3.被控对象在受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速的变化，这种现象称为（ ）。 (A)滞后现象 (B)滞后时间 (C)容量滞后 (D)传递滞后

4.被控对象的传递滞后 ,输出变量的变化落后于输入变量变化的时间称为（ ）。 (A)滞后时间 (B)传递滞后 (C)滞后现象 (D)过渡滞后 5.被控对象的传递滞后也称为（ ）。

(A)容量滞后 (B)纯滞后 (C)过渡滞后 (D)系统滞后

6.一个具有容量滞后对象的反应曲如图所示，被控对

第二章 过程建模

? 本章提要

1. 过程建模的基本概念 2. 单容过程的数学模型的建立 3. 多容过程的数学模型的建立 4. 用响应曲线法辨识过程的数学模型 5. 用相关统计法辨识过程的数学模型 6. 用最小二乘参数估计方法的系统辨识

? 授课内容 第一节 基本概念

在过程控制系统的分析和设计中，过程的数学模型是极其重要的基础资料。所以，建立过程的数学模型对于实现生产过程自动化有着十分重要的意义。

一个过程控制系统的优劣，主要取决于对生产工艺过程的了解和建立过程的数学模型。

1. 基本概念

? 被控过程-----指指正在运行中的多种多样的工艺生产设备。(P11) ? 被控过程的数学模型-----指过程在各输入量（包括控制量和扰动量）作用

下，其相应输出量（被控量）变化函数关系的数学表达式。(P11) ? 过程模型的两种描述形式：

? ?

非参量形式：即用曲线或数据表格来表示（形象、直观，但对进行系统的设计和综合不方便）。 参量形式：即用数学方程来表示（方便，描述形式有：微分方程、传递函数、差分方程、脉冲响应函数、状态方程和观察方程等）。

? 过程控制系统方框图：

? 内部扰动（基本扰动）-----通常是一个可控性良好的输入量，选作为控制

化工自动化控制仪表 作业安全技术

题 库

1

目 录

一、名词解释 ........................................................................................................................................................... 3 二、单选题 ............................................................................................................................................................... 4 三、多选题 ..................................................................................................................................................

安徽建筑大学自动化自动化仪表与过程控制试卷及答案

注：学生不得在草稿纸上

答

题，答题不得超出框

安徽建筑大学自动化自动化仪表与过程控制试卷及答案

注

：学生不得在草稿纸上答题，答题不得超

出

框体。

安徽建筑大学自动化自动化仪表与过程控制试卷及答案

姓名：

×4＝3.8°所用的时间为9

注

：学生不得在草稿纸上答题，答题不得超

3．(10分)什么？控制系统的（1）被控变量、（入信号、（5）输出信号各是什么？

出

框体。

4．（15（1）画出控制系统方框图。

（2

安徽建筑大学自动化自动化仪表与过程控制试卷及答案

考试课程：

姓名：

1.某台DDZ-Ⅲ型温度比例控制器, 测温范围为200~1200℃。由800℃变化到850℃时, 其输出由12mA变化到16mA注：学生不得在草稿纸上答题，答题不得超

度δ是 (C)。 A．40%

B.25% C.20%

D.80%

A ）。 B.纯积分对象 C.一阶惯性对象 D.纯比例对象

2．热电偶测温系统采用补偿电桥后，相当于冷端温度温定在（A）。A.0℃ B.补偿电桥所处温度 C.补偿电桥平衡温度 D.环境温度 3出量Q为操纵变量时，其控制阀和控制器分别应如何选择作用方向？

A.气关式、正作用 B.气开式、

安徽建筑大学自动化自动化仪表与过程控制试卷及答案

注：学生不得在草稿纸上

答

题，答题不得超出框

安徽建筑大学自动化自动化仪表与过程控制试卷及答案

注

：学生不得在草稿纸上答题，答题不得超

出

框体。

安徽建筑大学自动化自动化仪表与过程控制试卷及答案

姓名：

×4＝3.8°所用的时间为9

注

：学生不得在草稿纸上答题，答题不得超

3．(10分)什么？控制系统的（1）被控变量、（入信号、（5）输出信号各是什么？

出

框体。

4．（15（1）画出控制系统方框图。

（2

安徽建筑大学自动化自动化仪表与过程控制试卷及答案

考试课程：

姓名：

1.某台DDZ-Ⅲ型温度比例控制器, 测温范围为200~1200℃。由800℃变化到850℃时, 其输出由12mA变化到16mA注：学生不得在草稿纸上答题，答题不得超

度δ是 (C)。 A．40%

B.25% C.20%

D.80%

A ）。 B.纯积分对象 C.一阶惯性对象 D.纯比例对象

2．热电偶测温系统采用补偿电桥后，相当于冷端温度温定在（A）。A.0℃ B.补偿电桥所处温度 C.补偿电桥平衡温度 D.环境温度 3出量Q为操纵变量时，其控制阀和控制器分别应如何选择作用方向？

A.气关式、正作用 B.气开式、

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、操纵变量？ 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。

操纵变量：受控制阀操纵的，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，只有负反馈才能使反馈信号升高，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