《2010-2011过程控制试卷A答案和评分标准(共4页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2010-2011过程控制试卷A答案和评分标准(共4页).doc（4页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上 系 专业 班 姓名 学号 装 订线 系 专业 班 姓名 学号 装 订线南阳理工学院电子与电气工程系20102011学年第一学期期末考试卷课程名称 过程控制工程 试卷编号 A 考试方式 闭卷 满分分值 100分 题 号一二三四五总 分得 分得 分评卷人一、填空题（共20分，每空1分）。1、“过程变量”的英文全称是Process Variable,PV2、“测量值”的英文全称是 Measurement 3、“设定值”的英文全称是 Setpoint Value,SV 4、“操作变量”的英文全称是 Manipulated Variable,MV 5、“扰动变量”的英文全称是
2、 Disturbance Variables,DVs 6、“直接数字控制”的英文全称是 Direct Digital Control,DDC 7、“分布式控制系统”的英文全称是 Distributed Control System ,DCS 8、“前馈控制”的英文全称是 Feedforward Control 9、“反馈控制”的英文全称是 Feedback Control 10、“定值控制”的英文全称是 Regulatory Control 11、S7-300 PLC中FB41的“FB”的英文全称是 Function Block FC105中“FC”的英文全称是 Function Call 在
3、本次过程控制课程设计中：12、你所在的设计组的S7-300 PLC配置的模拟量输入模块的型号是 SM331（SM334），它的分辨率是 12(8) 位。 采用电流输入时， 输入电阻是 50 欧姆。13、温度信号变送输出是 4-20(0-20) mA。14、输入模拟量通道的地址是 PIW288 。15、A/D转换对应的转换结果范围是 0-27648(约5530-27648) ，转换数字量的数据最高位是 符号 位，采用 左 对齐格式。得 分评卷人二、问答题（共25分，第16、17、18题5分，第19题10分）16、自动控制系统主要由哪些环节组成？各环节各起什么作用？答：1,被控对象（也称被控过程）
4、 指在控制系统中被控制的生产设备或装置。2、测量变送器 用于测量被控变量，并按一定的规律将其转换为标准信号作为输出。3、执行器 常用的是控制阀，它接受来自控制器的命令信号u，用于自动改变控制阀的开度。4、控制器（也称调节器） 它将被控变量的测量值与设定值进行比较，得出偏差信号e（t），并按一定的规律给出控制信号u（t）。17、在本次过程控制课程设计中，S7-300 PLC中调用FC105进行标度变换时，转换数据上下限应如何设置？转换结果的上下限应如何设置？答：转换数据上下限0-27648（0-20mA信号）或约5530-27648（4-20mA信号)转换结果的上下限：0.0100.018、画出
5、本次过程控制课程设计中，你所在的设计组的控制系统的管道仪表流程图。 系 专业 班 姓名 学号 装 订线19、在S7-300 PLC程序中PID运算模块FB41放在什么地方？控制周期设为多少？控制周期选择的依据是什么？FB43中PER-TM如何设置？PER-TM定时是如何实现的？答：PID运算放在OB35定时中断服务程序中。 控制周期设为1s(或2s,3s,5s等)，控制周期应该按比滞后时间、对象的时间常数小1-2个数量级来考虑。对于我们的控制过程来说，可以将对象全功率加热10分钟，然后计算温度每升高0.1度需要的时间作为控制周期设置的依据。 PER-TM应该和FB41的cycle设置一样。定时
6、的实现是靠对时基信号的循环计数实现的。设置计数器cnt1，为了实现PER-TM=5s=5000ms的定时，须设计数器的初值为5000/100=50。每个OB35周期，cnt1减一计数，直至为0，本PER-TM=5s周期结束，重装计数初值，开始下一个周期计数。得 分评卷人三、计算题（共25分，第20题15分，第21题10分）20、如下图所示，液位过程的输入量为，流出量为，。液位H为被控变量，A为截面积，并设，均为线性液阻。（1）列写过程的微分方程组；（2）画出过程的方框图；（3）求过程的传递函数。(1) =-(2)（3）经拉氏变换： 21、某水槽的阶跃响应实验数据如下，其中阶跃扰动量。 （1）画
7、出水位的阶跃响应曲线； （2）若该水位对象用一阶惯性环节近似，试确定其增益K和时间常数T。解：（1）水位的阶跃响应曲线如右图(2)增益K=得 分评卷人 系 专业 班 姓名 学号 装 订线四、控制系统设计题（共20分，第22题5分，第23题15分）22、冷凝器温度前馈-反馈控制系统方框图如下图所示。已知扰动通道特性，控制通道特性，温度调节器使用PI规律。试求该前馈-反控制系统中前馈控制器的数学模型。解：由右图所示的前馈-反馈控制系统的传递函数为将不变性条件 时，要求Y（S）=0。23、下图中的4个串级储罐，水的出口温度为被控变量，加热量Q是操纵变量，和为干扰。（1）在设计串级控制时，最合适的副变
8、量应选择在何处？试与选择向前和向后一个罐的情况相比较。（2）在工艺图上表示该串级系统，并画出相应的方块图。（3）确定控制器的正反作用。解：（1）应选择在储罐2出口处温度即Q2，向前一个罐则副回路不能包含干扰F1，Q12;向后一个罐则副回路对象的滞后太大影响副回路的快速调节能力。（2）（3）反作用得 分评卷人 系 专业 班 姓名 学号 装 订线五、控制系统分析（共10分，每题5分）24、有时前馈-反馈控制系统从其结构上看与串级控制系统十分相似。试问如何来区分它们？试分析判断下图所示的控制系统属于什么系统？说明其理由。答：前馈反馈控制系统对主变量的扰动检测并进行补偿控制，而串级控制没有对主变量的扰动提前检测和补偿，上图为前馈反馈控制系统，因为原油变量扰动是直接影响主变量的扰动，将其检测后由燃料油的燃料油的流量补偿实现前馈控制，所以为前馈-反馈控制系统。 25、画出史密斯预估补偿控制方框图。+-专心-专注-专业