控制仪表测试题答案.pdf

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1、T),容量滞后TC和纯滞后。自动化仪表与过程控制.填空、选择题 1.被调介质流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀门相对行程(l/L)之间的关系,称为 调节阀的(流量)特性;若阀前后的压差保持不变时,上述关系称为(理想)特性;实际使用中,阀前后的压差总是变化的,此时上述关系为(工作)特性。2.根据下列情况,填空(大,小,好,差):A.关小与调节阀串联的切断阀,会使可调比变(小),流量特性变(差);B.打开与调节阀并联的旁路阀,会使可调比变(小),流量特性变(差);C.对可调比来说,切断阀比旁路阀的影响要(小);D.对流量特性来说,切断阀比旁路阀的影响要(差)。3.流通能力C的定义是:调节阀全开

2、,阀前后压差为(0.1MPa),流体重度为(1g/cm3),每(小时)所通过的流体(流量/体积/质量)数。4.加热炉的燃料油系统应选用(气开)式调节阀;锅炉液位控制的冷水阀应采用(气关)式调节阀。5.控制系统引入积分作用是为了(消除余差),但积分的引入会使系统(产生振荡现象),引入微分作用是为了(克服容量滞后)。6.执行器按其能源型式可分为(气动),(电动),(液动)三大类。7.气动执行器由(执行机构)和(调节机构)两个部分组成。8.执行器常用的辅助装置有(阀门定位器)、(手动操作机构)。9.调节阀的流量特性有(直线特性)、(对数/抛物线特性)和(快开特性),流量特 性的选择主要是与(被控对象

3、的过程特性)相匹配。10.根据下列情况,选择调节阀的流量特性:A.调节阀经常在小开度工作时,易选用(等百分比/M数)特性;B.双位调节应选用(快开)特性;C.当被调介质含有固体悬浮物时,宜选(直线)特性;D.程序控制应选用(快开)特性。11.调节系统中调节器正、反作用的确定是根据:(B)A.实现闭环回路的正反馈。B.实现闭环回路的负反馈。C.系统放大倍数恰到好处 D.生产的安全性。12.由于微分调节规律有超前作用,因此调节器加入微分作用主要是用来:(C)A.克服调节对象的惯性滞后(时间常数 B.克服调节对象的滞后 a C.克服调节对象的惯性滞后(时间常数 T),容量滞后.二.简答题 1.据你所

4、知,写出十种常见的调节阀结构型式。【参考答案】直通单座调节阀,直通双座调节阀,角型调节阀,高压调节阀,三通调节阀,隔膜调节 阀,偏心调节阀,套筒型调节阀,蝶阀,球阀。2.执行器的选择,主要是从哪三方面考虑?【参考答案】遵循调节阀特性的选用原则,从提高过程控制质量和系统安全角度,还应包括以下内容:1选择合适的调节工作区间 2选择合适的流量特性 3选择合适的调节阀开关形式 3.调节器的正、反作用方式的选择原则和步骤?【参考答案】调节器有正反两种作用方式,选取原则是必须保证使整个单回路构成负反馈系统。步骤:首先根据生产工艺安全等原则确定调节阀的开关形式,然后按被控过程特性确定 其正反作用,最后根据上

5、述组成该系统的开环传递函数各环节的静态放大系数记性相乘必须 为正的原则来确定调节器的正反作用。4.调节阀的流量系数 KV的意义是什么?是不是就是实际工艺条件下的最大流量 Qmax?【参考答案】所谓调节阀的流量系数,是指在调节阀全开时,单位时间内通过调节阀的流体体积或质 量。它表明了调节阀根据工艺要求应具有的尺寸大小,是调节阀选择的重要参数。可以定义 为:在调节阀前后压差为 100kPa,流体密度为1000kg/m 3的条件下,每小时通过阀门的流 体数量(m3)。不是实际工艺条件下的最大流量 Qmax,存在差压。5.电动执行机构由伺服放大器和执行单元两大部分,其典型结构原理方框图如图所示,请 对

6、位置发生器工作原理作解释。L .1 撮件事 JL 厂 1 伺服电机 减速邪 1 r 1 1 1 i 来自调节器的Ii作为伺服放大器的输入信号,与位置反馈信号进行比较,其差值经伺服 放大器放大后控制伺服电机的正反转,再经减速器减速后,改变输出轴即调节阀的开度(或 挡板的角位移),与此同时,输出轴的位移经位置发送器检测后变成电信号,作为阀位指示 及反馈信号I f,当Ii=I f相等时,伺服电机停止转动,这时调节阀的开度就定在了与调节 器输出的位置上。控制框图:6.阐述调节器在自动控制系统中的作用。【参考答案】对被控量和设定值产生的偏差信号,按照某一控制规律进行运算,并将产生的控制信号 作用于执行机

7、构,使执行机构根据接收到的控制信号,对被控对象进行控制,以达到所需的 工艺要求。调节器实现的功能有:输入、运算、输出处理的功能;自动平衡的功能;自诊断的功能以及通信功能。7.什么是比例度?【参考答案】比例度又称比例带,是调节器放大倍数 KP的倒数,是调节器的一个重要参数。实质上 是表示调节阀开度的百分比与被调量偏差变化的百分比的比值。加大比例度能提高系统稳定 性,但静态偏差要增加;反之,能提高系统的精度,但调节过程的振荡程度要增加。8.用变送器的输出直接控制调节阀,能否起调节作用?【参考答案】不能。工业上的控制过程一般都是基于偏差的过程控制。如果把变送器的输出直接控制 调节阀,而不跟设定值作比

8、较,就不会产生偏差信号,控制器失去了对整个系统的控制作用。三.分析题 1.有一液位控制系统如图 1所示,根据工艺要求调节阀选用气开式,调节器的正反作用应 该如何?图2中的液面调节回路,工艺要求故障情况下送出的气体中不允许带有液体。试选取调 节阀气开、气关型式和调节器的正、反作用,再简单说明这一调节回路的工作过程。辎出轴&0 I OF 位般筮送器 埋大胃 拘有器 图1液位控制系统 【参考答案】图1先做两条规定:(1)气开调节阀为+A,气关调节阀为一A;(2)调节阀开大,被调参数上升为+B,下降为Bo 则 A XB=+”调节器选反作用;A XB=“一”调节器选正作用。在图中,阀为气开+A,阀开大,

9、液位下降一 B,则有:(+A)X(B)=”调节器选正作用。图2因工艺要求故障情况下送出的气体不允许带液,故当气源压力为零时,阀门应打 开,所以调节阀是气关式。当液位上升时,要求调节阀开度增大,由于所选取的是气关调节 阀,故要求调节器输出减少,调节器是反作用。其工作过程如下:液体f 液位变送器输出f 调节器输出$调节阀开度f r液体输出f 2.图3所示为加热炉温度控制系统。根据工艺要求,出现故障时炉子应当熄火。试说明 调节阀的气开、气关型式,调节器的正反作用方式,并简述控制系统的动作过程。因工艺要求故障情况下炉膛熄火,从安全角度分析,调节阀要选取气开式 根据:KcKvKpKm A0,KpKm A

10、0,由于调节阀为气开式,知KvA0,那么Kc 0,所以调节器为正作用。动作过程:当检测到炉膛温度正常时,阀门开度不变,燃料流量恒定,当故障时,如果炉膛温度过 高,阀门开度减小,燃料流量减小,使炉膛温度降低。3.一台PID调节器,为什么当测量等于给定时,输出能稳在任意值上?根据PID调节器数学表达式:1 d xdt 气 x T dx 式中:P一比例度,Ti一积分时间,Td一微分时间,y一输出信号,x输入偏差 当外界有一干扰,使测量值偏离给定值,则AxP,由于积分作用,使输出 M 不断变化。输出的变化引起调节作用的改变,当某一时刻测量重新回到给定值时,贝修 x=0,代入(1)式得:1 1 v=0+P 1 1八-,C P T(2)(2)式中C为任意常数,所以,输出信号 y稳定在任意值上。图2液位控制系统

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