环境工程仪表及自动化

.自动控制系统：在人不直接参与的情况下，利用外加的设备或装置使整个生产过程或工作机械（被控对象）自动地按预定规律运行，或使其某个参数（被控量）按预定要求变化。控制对象：在生产过程中被控制的反应构筑物或生产设备，可指各种装置、设备、反应器，或反应系统中某一相关部分。

被控量：被控参数y：按工艺要求对某些参数进行调节控制。

调节器输出：按照工艺规律，按一定控制算法，得到的控制调节作用的电信号或其他信号。干扰f：破坏系统平衡，引起被控参数变化的外界因素。

.传感器：直接感受被测参数变化的装置。

.变送器：将感应信号变为标准信号的原件或装置。

方框图：控制系统的元件作用图。图中每一个方框表示组成系统的一个部分（如元件或设备），称之为环节，用带箭头的直线表示信号的相互联系和传递方向。

组成：测量元件、比较元件、调节元件

自动控制系统的分类：1 闭环控制2 开环控制a按给定值控制b按干扰补偿3 复合控制

闭环特点：据被控量与给定值的偏差进行控制，最终达到消除或减少偏差；闭环；反馈控制。开环特点：受控对象是被控量，但控制装置仅接受给定值，信号只有倾向作用，无反向联系。传递函数：一个环节或一个自动控制系统输出拉氏变换与输入拉氏变换之比，称为该系统或该环节的传递函数。

过渡过程

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

第三章填空题（30分）

1．弹性式压力计是根据根据弹性元件变形的（ ）的原理而制成的压力仪表. 2．弹性元件有（ ）弹性元件、（ ）弹性元件、（ ）弹性元件。 3．在工程压力测量中，压力测量常有三种： （ ）、（ ）、（ ）。

4．霍尔片式压力传感器是利用（ ）制成的；应变片式压力传感器是利用（ ）原理构成；压阻式压力传感器是利用单晶硅的（ ）测压的。

5.差压式流量计是基于流体流动的（ ）,利用流体流经节流装置时产生的（ ）而实现流量测量的。

6. ．节流装置适于测量管道直径（ ）的流量，而转子流量计特别适宜于测量管径（ ）

管道的流量。

7．常用的标准节流装置有（ ）、（ ）、（ ）等。 8．孔板流量计的孔板安反了，会使测量结果（ ）

9. 差压式流量计的孔板直角入口端不锐利，将导致测量压差（ ）。 10．转子流量计必须（ ）安装，是将流体的流量转换成（ ）来测量流量的。

11．靶式流量计适

第3章习题解

3-21某压力表的测量范围为0~1MPa，精度等级为1级，试问此压力表允许的最大绝对误差是……

答：允许最大误差Δ允max=±(1-0)×1%=±0.01MPa，在校验点0.5MPa时，绝对误差为Δ=0.508-0.5=0.008MPa，小于允许最大误差，在这点符合1级精度。

3-23如果某反应器最大压力为0.8MPa，允许最大绝对误差为0.01MPa，……

答：对于1级精度0~1.6MPa的压力表，该表的最大绝对误差为Δmax=±(1.6-0)×1%=±0.016MPa，已超出工艺允许的最大绝对误差，不合适。

对于1级精度0~1.0MPa的压力表，该表的最大绝对误差为Δmax=±(1.0-0)×1%=±0.01MPa，等于工艺允许的最大绝对误差，从精度上考虑是合适的，但是此时工作压力工作在量程的2/3以外（0.8/1.0=0.8>2/3），所以从量程范围上说，是不合适的。所以，总的结果是不合适的。

3-24某台空压机的缓冲器，其工作压力范围是1.1~1.6MPa，……

答：工艺允许的最大绝对误差为±1.6×5%=±0.08MPa。该表工作在非脉动压力，最大工作压力应在表上限值2/3之内，所以上限值应大于1.6×3/2=2.4M

想要学好化学化工仪表及自动化首先要把概念性的东西记住了，其次要我们学会分析答案的精华部分，祝大家学好化工每一个学科……………..李国鹏寄语

第一章 自动控制系统基本概念

1. 什么是化工自动化？它有什么重要意义？

答:在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。

实现化工自动化，能加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量、减轻劳动强度、保证生产安全，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。 2. 化工自动化主要包括哪些内容？

答:化工生产过程自动化，一般包括自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等方面的内容。

3. 自动控制系统怎样构成？各组成环节起什么作用？

答:自动控制系统主要由两大部分组成。一部分是起控制作用的全套自动化装置，对于常规仪表来说，它包括检测元件及变送器、控制器、执行器等；另一部分是受自动化装置控制的被控对象。

在自动控制系统中，检测元件及变送器用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号(如气压信号或电压、电流信号等)。控制器将检测元件及变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值信号进行比较得出

《化工仪表及自动化》考试试题

年级: 专业: 姓名:

—、填空题（每空0.5分，共27分）

1、部分的或全部地用自动化装置管理化工生产的办法，称为 。 2、所谓测量，就是用 的方法，求出某个量的大小。

3、仪表的 是衡量仪表质量优劣的重要指标之一，在工业上一般为 级以下。 4、检测系统中的信号传递形式主要有： 、 、 。 5、测量的方法主要有： 和 。 6、在压力检测中，常有 、 、 之分。

7、把 转化为 输出，然后测量电信号的压力表叫电气式压力计。

8、压力计仪表测量范围中，在测量稳定压力式，最大工作压力不应超过量程的 ；测量脉动压力式，最大工作压力不应超过量程的 ；测量高压力时，不应超过量程的 。一般被测压力的最小值不应低于仪表量程的 。

9、差压式流量计是基于流体流动的 原理来

1H413060自动化仪表工程安装技术

自动化仪表工程是对机电设备运行进行监视、测量、调节的主要系统，包括仪表控制系统、集中控制系统。本目重点是：掌握自动化仪表工程安装程序、自动化仪表设备安装要求，熟悉自动化仪表线路及管路安装要求，了解自动化仪表的调试要求。

1H413061掌握自动化仪表工程安装程序

自动化仪表工程安装需与其他专业紧密配合，必须按施工程序进行施工。自动化仪表安装的程序可分为四个阶段，每个阶段都有明确的工作内容，本条主要知识点是：施工准备阶段工作，施工阶段工作，调试阶段工作，竣工验收阶段工作。

一、施工准备阶段工作

施工准备阶段工作是保证工程顺利进行的重要环节。主要工作是：

1．图纸会审。

2，编制自动化仪表工程安装施工组织设计。

3．编制施工进度计划。

4．进行技术交底，明确所承担施工任务的特点、技术质量要求、系统的划分、施工工艺、施工要点和注意事项，强调工程技术的具体要求、安全措施、施工程序、配制等。

5．编制施工预算。

6．工机具和标准仪器的准备。

7．仪表设备及材料的准备，包括仪表设备及材料到达现场的检验或验证，以及验收后按其要求的保管条件分区保管。主要的仪表材料应按照其材质、型号及规格分类保管。

二、施工阶段工作

施工阶段要注意配合土建工程及其

控制仪表的应用与发展

姓名：

学号： 专业：

班级： 学院：

1

摘要：过程控制是满足过程工业自动化需求的一门科学技术，它渗透在石油、化工、电力、冶金、食品、饮料等几乎任何工业领域里。控制仪表和装置是自动化控制系统的重要设备（硬件），本文就控制仪表的分类及特点进行分析，并进一步阐述了在工业自动化生产中的应用，最后对其发展趋势做以展望。 关键词：控制仪表；装置自动化；应用；发展。

2

1 控制仪表的分类

按控制仪表与装置所用能源的不同，可以将其分为电动、气动、液动和混合式等几大类。其中，气动和液动控制仪表和装置发展最早，但电动控制仪表与装置发展趋势宜昌迅速，现在已经占绝对统治地位。

气动控制仪表的特点是：性能稳定，可靠性强，具有本质安全防爆性能，不 受电磁场干扰、结构简单、维护方便。在电子技术和计算机技术高度发展的今天，气动控制仪表所占领域虽然已十分狭小，但在一些大型装置的主体设备周围仍有采用。基地式气动控制仪表对单一的工艺参数进行就地单回路调节。尤其是气动执行器，具有安全、可靠及工作平衡等优点。应用扔十分广阔，在许多由电动控制

期末复习必备

化工仪表及自动化总复习

第一章 自动控制系统基本概念

一、基本要求

1. 掌握自动控制系统的组成，了解各组成部分的作用以及相互影响和联系；

2. 掌握自动控制系统中常用术语，方块图的意义及画法；

3. 掌握管道及控制流程图上常用符号的意义和表示方法；

4. 了解控制系统的分类形式，掌握系统的动态特性和静态特性的意义；

5. 掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下，过渡过程的形式和过渡过程的品质指标。

二、常用名词术语

1. 控制对象：

2. 被控变量：

3. 操纵变量：

4. 干扰：除操纵变量外，作用于被控变量并使其发生变化的因素。

5. 设定值（给定）：

6. 偏差：

7. 控制系统的过渡过程：

8. 反馈：把系统或环节的输出信号直接或（经过一些环节）间接引入到输入端的方法称为反馈。

9. 负反馈：反馈信号的作用方向与设定（给定）信号相反，给定值

期末复习必备

取正，反馈信号取负，即偏差信号为两者之差，反馈信号能使原来的信号减弱，这种反馈称为负反馈。（在控制系统中的重要意义）

10.正反馈：

三、问答题

1. 控制系统按被控变量的变化规律可分为哪几类？简述每种形式的基本含义。

开环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量，但被控变量对

操纵变量没有影响。

闭环自动控制系统：操纵变量可以

二、判断题（每小题1分，共15分）

1． 克服余差的办法是在比例控制的基础上加上微分控制作用。（ ） 2． 在自动调节系统中给定值是指生产中要求保持的工艺指标。（ ） 3． 差压变送器的量值为0-10Kpa，经迁移后的测量范围为5-15Kpa，则迁移量为100%。（ ）

4． 用标准节流装置测量流量时，流体必经充满圆管的节流装置。（ ） 5． 一台地衡，其测量误差为+0.5%，在使用时，会多给用户产品。（ ） 6． 当比例带越小时，调节系统越容易稳定。（ ）

7． 用标准节流装置测量流量，当雷诺数较小时，流量系数а值的变化较小。（ ）

8． 涡街流量计的标定系数，当流体压力温度，密度及成分发生变化时，需重新标定。（ ）

9.电磁流量计的变送器地线接在公用地线或上下水管道上也可以。（ ） 10.电磁流量计不能测量气体介质的流量。（ ）

11.在危险场所和控制室之间设置安全栅，这样构成的系统叫做安全火花型防爆系统（ ）

12.标准孔板是一块具有圆形开孔，并与管道同心，其直角入口边缘非常锐利的薄板。（ ）

13.在差压变送器测量液位中，迁移的实质是同时改变仪表量程的上、下限，而不改变仪表的量程。（