遼寧石油化工大學化工自動化及儀表期末考試真題

1、遼寧石油化工大學20 - 20 學年第 學期化工自動化及儀表課程標準答案一、填空題（每空 1分，計 15 分）1、自動控制系統(tǒng)主要由（被控對象） ，（控制器），（執(zhí)行器），（測量變送單元）四個環(huán)節(jié)組成。2、時間常數(shù)越大，表示對象受到干擾作用后，被控變量變化得（越慢 ），到達新的穩(wěn)定值所需的時間（ 越長 ）。3、儀表按其所用能源分類，可分為 （氣動儀表），（電動儀表）和（液動儀表） 。4、比例度數(shù)值越大，比例作用（越強） 。積分時間（越大） ，積分作用越弱。微分時間越大，微分 作用（越強）。5、工業(yè)常用熱電偶的分度號為：（巳型、（K）和（T）型（也可答S型和J型）。 二、單選題（每題 1分，計

2、10 分）1. 在自動控制系統(tǒng)中，最終實現(xiàn)對被控變量控制作用的設備為（ B ）A. 控制器 B. 執(zhí)行器 C. 測量變送器 D. 被控對象2. 熱電偶產(chǎn)生的熱電勢與 （ A ） 有關。A. 熱電極材料及兩端溫度 B. 偶絲的粗細C. 偶絲的長短D.偶絲的形狀3. 儀表精度等級的數(shù)字小，說明儀表的精度（ A ）。A. 高 B. 低 C. 不變 D. 無法判斷4. 壓阻式壓力傳感器是基于（ C ）的原理工作的。A. 擴散硅受壓電容變化 B. 擴散硅受壓電荷變化C. 擴散硅受壓電阻值變化 D. 擴散硅受壓電流變化5. 測氣體壓力時，取壓點應選在管道的（ A ），使引壓管路和儀表內(nèi)不集液。A. 上側(cè)

3、B. 中上側(cè) C. 下側(cè) D. 中下側(cè)6. 差壓式儀表使用時必須安裝 （ B ） ，以防儀表單側(cè)受壓過載，損壞彈性元件。A. 積液灌 B. 三閥組 C. 隔離灌 D. 冷凝灌7. 以下哪一項不是差壓式流量計的主要特點？（ B ）A. 結(jié)構(gòu)簡單，無可移動部件 B. 測量精度高C. 壓力損失較大 D. 適應性強，技術成熟B48.以下關于熱電偶測溫布線要求的說法錯誤的是（ C ）A.按規(guī)定配用補償導線B.應有良好的絕緣屏蔽線C.可以和電源線合管D.應避免交流動力線9.以下關于稱重式液罐計量儀的描述哪一項是錯誤的？（ D ）A.是一種測量儲罐儲量的儀表B.具有很高的精度和靈敏度C.測量不受密度變化的影

4、響D.是一種測量液位的儀表10.在石油化工行業(yè)應用最廣泛的執(zhí)行器是A.電動執(zhí)行器B.氣動執(zhí)行器C.液動執(zhí)行器D.以上都不對三、簡要回答下列問題（每題 5分，計25分）1、什么是自動控制系統(tǒng)的過渡過程？它有哪幾種基本形式?答：系統(tǒng)從一個平衡狀態(tài)過渡到另一個平衡狀態(tài)的過程稱為自動控制系統(tǒng)的過渡過程?；拘问綖榉侵芷冢▎握{(diào)）過程，衰減振蕩過程，等幅振蕩過程，發(fā)散振蕩過程。（答對任意三個即可）2、什么是儀表的精度？精度等級是如何確定的?答：儀表的精度是指儀表的測量值與實際值相互一致的程度。將儀表的相對百分誤差去掉土號和 %號后，按照國家有關部門對精度等級的規(guī)定，確定儀表的精度等級。3、氣動執(zhí)行器由哪兩

5、部分構(gòu)成？各起什么作用?答：氣動執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)兩部分構(gòu)成。執(zhí)行機構(gòu)接受控制器來的信號，推動調(diào)解閥。調(diào)解閥改變閥芯和閥座之間的流通面積，進而改變流量。4、前饋控制有幾種形式？主要應用在什么場合?答：主要有單純前饋控制，前饋反饋控制。應用場合：干擾頻繁、幅值大，反饋控制不及時；干擾是可測不可控的變量；對象控制通道滯后大，反饋控制不及時。5、原來測量水的節(jié)流式流量計，現(xiàn)在用來測量相同測量范圍的油的流量，讀數(shù)是否正確？為什么?答：不正確。因為Q=K .P/ t，油和水的密度不同，所以讀數(shù)不正確。四、（10分）下圖為某塔的部分控制流程圖，試分別說明圖中的符號所代表的意義。圖中有幾個控制回路?

6、各為什么控制回路?答：PI-206為壓力指示儀，就地安裝儀表，工段號為2,儀表序號為06。LICA-202為有報警功能的液位指示控制器，儀表盤面安裝儀表，工段號為2，儀表序號為02。TRC210為溫度記錄控制器，儀表盤面安裝儀表，工段號為2,儀表序號為10。圖中有兩個控制回路，分別為溫度和液位控制回路。干擾給定Q控制器測量變送單元被控對象五、（10分）如圖為儲槽液位系統(tǒng)，若選擇流入量Qi為操縱變量，試設計簡單液位控制系統(tǒng)，畫出控制流程圖及系統(tǒng)的方塊圖,指出被控對象，被控變量，干擾變量。當儲槽液位升高超過給定值, 試說明該系統(tǒng)的工作情況。被控對象：儲槽；被控變量：儲槽液位；干擾變量流出流量Q2工

7、作過程：當儲槽液位升高超過給定值時，控制器將測量值與給定值進行比較， 運算后輸出控制信 號，使控制閥關小，使液位重新回到給定值。六、（10分）如圖所示為聚合釜反應器，工藝要求反應溫度穩(wěn)定、 無余差、超調(diào)量小。已知主要干擾為冷卻水溫度不穩(wěn)定。（1）試設計一串級控制系統(tǒng)，畫出控制流程圖。（2）試確定控制閥的氣開、氣關形式，說明理由。（3）請指出主、副被控變量是什么？（4）確定主、副控制器的正反作用，說明理由。答：（1）控制流程圖如圖所示。（2）氣關式。事故狀態(tài)下，應使控制閥全開，保證聚合釜溫度不過 高。（3）主變量為反應溫度，副變量為夾套內(nèi)水溫。（4）主控制器反作用，副控制器反作用。對于副控制器，

8、當測量信號增加時，應使控制閥開大， 對于氣關閥來說，需要一個小信號，控制器輸入增加，輸出減小，應為反作用。對于主控制器，主 參數(shù)溫度增加，應使副參數(shù)夾套內(nèi)水溫降低，應為反作用。七、計算題（共計20分）1、（7分）某化學反應器工藝規(guī)定操作溫度為 200 4C 考慮安全因素，生產(chǎn)過程中溫度偏離給定值最大不得超 過20C。現(xiàn)在設計的溫度控制系統(tǒng)在最大階躍干擾作用 下的過渡過程曲線如圖所示。試求系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì) 指標：最大偏差，余差，衰減比和過渡時間，根據(jù)這些 指標確定該控制系統(tǒng)能否滿足題中所給的工藝要求，請說明理由解：最大偏差為230-200=300余差為 205-200=5 C衰減比為（230-

9、205） / （210-205） =25:5=5:1過渡時間為22mi n由于最大偏差30C超過了工藝允許的20C,余差5C超過了工藝允許的4C,所以該控制系統(tǒng) 不能滿足題中所給的工藝要求。2、 （8分）如果某反應器最大壓力為 0.8MPa（平穩(wěn)壓力），允許最大絕對誤差為0.01MPa?，F(xiàn)有一臺 測量范圍為01.0 MPa，精度為1級的壓力表，問能否用于該反應器的壓力測量？請選擇合適量程和精度的儀表。解：精度：、.允=- ：max/1*100%= - 0.01/1*100%=1%符合精度要求量程：0.8 MPa2/3*1=0.67 MPa量程不合格，所以不能。若量程選擇 01.6 MPa，則

10、0.8 MPa2/3*1.6=1.072 MPa此時、允=- ：max/1.6*100%=0.01/1.6*100%= -0.62%精度應選 0.5級所選表為精度0.5級，量程01.6 MPa3、 （5分）用E型熱電偶測某設備的溫度，測得的熱電勢為206227，冷端（室溫）為20C，設 備的實際溫度為多少？解：t0 =20CE（t,0） =E（t,t0） + E（t0,O） =20622+1192=21814V查表得設備的實際溫度為310C。E型熱電偶分度表（mV）t/ C010203040506070809000.0000.5911.1921.8012.4023.0483.6854.3304.9855.64820013.42114.16414.91215.66416.