化工自動(dòng)化及儀表

化工自動(dòng)化及儀表》課程習(xí)題集一、單選題利用各種檢測儀表對主要工藝參數(shù)進(jìn)行測量、記錄或指示的，稱為()。A.檢測系統(tǒng) B.自動(dòng)檢測系統(tǒng)C.自動(dòng)問答系統(tǒng) D?自動(dòng)化系統(tǒng)測量元件安裝位置不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生純滯后。它的存在將引起過渡時(shí)間()。A減少 B延長C變化 D不一定在化工行業(yè)通常應(yīng)用的流程圖有很多種,下列()不屬于其使用的流程圖A工藝流程圖 B能量流程圖C工藝管道及控制流程圖 D現(xiàn)金流量圖一階環(huán)節(jié)的放大系數(shù)K是個(gè)()參數(shù)。A靜態(tài) B輸出C輸入 D動(dòng)態(tài)方框間用帶有()的線段表示相互間的關(guān)系及檢測控制信號的流向。A箭頭 B液相C汽相 D直線TOC\o"1-5"\h\z影響被控變量波動(dòng)的外來因素，在自動(dòng)控制中稱為( )。A控制器 C對象B操縱變量 D干擾作用在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，將需要控制其工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器叫做( )。A主變量 B被控對象或?qū)ο驝外來干擾 D操縱變量在化工工藝生產(chǎn)中要求被控變量的給定值不變，就需要采用( )。A定值控制系統(tǒng) B自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)C均勻控制系統(tǒng) D程序控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中以下( )過渡過程是在生產(chǎn)上所不允許的。A發(fā)散振蕩過程 B等幅振蕩過程C非周期衰減過程 D衰減振蕩過程滯后時(shí)間是反映對象()特性的重要參數(shù)。A動(dòng)態(tài) B時(shí)間C靜態(tài) D滯后儀表的靈敏度和靈敏限()。A相同 B大小一樣C等價(jià) D不相同工業(yè)上()不是常用的熱電偶。第1頁共11頁A雙鉑銠熱電偶 B鎳鉻—鎳鋁C鎳鉻—銅鎳 D鎳鐵—康銅減小隨機(jī)誤差常用的方法是（）。A空白實(shí)驗(yàn)B對照實(shí)驗(yàn)C多次平行實(shí)驗(yàn)D校準(zhǔn)儀器測試儀表數(shù)字顯示器的最末位數(shù)字間隔所代表的被測參數(shù)變化量，指的是儀表的（）。A分辨率 B靈敏限C線性度 D干擾作用化工上的流量大小指的是（）。A體積流量 B對象流量C瞬時(shí)流量 D平均流量二次儀表指的是（）。A模擬儀表 B數(shù)字儀表C一次儀表 D顯示儀表虛擬顯示儀表屬于（）。A新型顯示儀表 B電壓型C線性型 D模擬型信號變換電器在配接熱電偶時(shí)還有參比端溫度的自動(dòng)（）功能。A接入 B補(bǔ)償C傳送 D定壓開方運(yùn)算電路的作用是將來自差壓變送器的差壓信號轉(zhuǎn)換成（）。A體積流量 B對象流量C流量值 D平均流量以CPU為核心顯示儀表屬于（）。A半人工儀表 B自動(dòng)儀表C模擬儀表 D新型顯示儀表比例控制（P）是依據(jù)（）來進(jìn)行控制。A“偏差大小” B數(shù)字儀表C積分 D微分信號變換電器在配接熱電偶時(shí)還有參比端溫度的自動(dòng)（）功能。A接入 B補(bǔ)償C傳送 D常態(tài)實(shí)現(xiàn)了模擬儀表與計(jì)算機(jī)一體化的是（）控制器。A電壓型 B新型號C數(shù)字式 D微分型比例控制的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)快、控制及時(shí)，其缺點(diǎn)是當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)荷改變時(shí)，控制結(jié)果有（）。C慣性D滯后時(shí)間傳感器的輸出信號為單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時(shí)，通常稱為()。A變送器 B控制器C操作器 D執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)最為常用的是()。A圓柱式 B薄膜式C活塞式 D電動(dòng)式在小口徑、低壓差的場合和一般使用()閥。A蝶型 B雙座型C直通單座控制閥 D角形電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般采用()的方案組成。A隨動(dòng)系統(tǒng) B補(bǔ)償系統(tǒng)C傳送系統(tǒng) D定壓系統(tǒng)電/氣閥門定位器是按()的原理工作的。A電壓型 B新型號C力矩平衡 D微分型根據(jù)對象特性來選擇控制規(guī)律時(shí)，()控制適用于控制對象負(fù)荷變化大和對象滯后較大、工藝要求無偏差，控制質(zhì)量要求較高的系統(tǒng)。A比例積分微分 B比例微分C比例積分 D比例()指先通過試驗(yàn)得到臨界比例度％和臨界周期Tk，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來的關(guān)系求出控制器各參數(shù)值。A臨界比例度法 B微分比例C積分式 D衰減曲線法構(gòu)成復(fù)雜控制系統(tǒng)的基本單元是()。A復(fù)線型 B自動(dòng)化C學(xué)習(xí)系統(tǒng) D簡單控制系統(tǒng)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用于調(diào)節(jié)被控變量的參數(shù)，稱為()。A隨動(dòng)系統(tǒng) B操縱變量C傳送變量 D控制對象檢測系統(tǒng)特性的影響主要表現(xiàn)為()的作用。A時(shí)間滯后 B體積滯后C容量滯后 D隨機(jī)滯后串級控制系統(tǒng)中的主回路是()，副回路是隨動(dòng)控制系統(tǒng)。A單向系統(tǒng) B定值控制系統(tǒng)C隨動(dòng)控制系統(tǒng) D穩(wěn)定過程串級控制系統(tǒng)是在()基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。A簡單控制系統(tǒng) B均勻控制系統(tǒng)C積分控制系統(tǒng) D衰減控制系統(tǒng)

比值控制系統(tǒng)通常是（）比值控制系統(tǒng)。A流量 B自動(dòng)C系統(tǒng) D簡單前饋控制系統(tǒng)屬于（）控制系統(tǒng)。A變性原理 B分批C積分 D開環(huán)開關(guān)型選擇性控制系統(tǒng)一般都用做系統(tǒng)的（）。A限值保護(hù) B控制器C執(zhí)行器 D控制對象在多沖量控制系統(tǒng)中的沖量指（）。A變量 B執(zhí)行對象C輸出變量 D輸入變量現(xiàn)代控制理論是在（）基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。A傳統(tǒng) B 相以論C狀態(tài)空間法D 自動(dòng)化變增益控制系統(tǒng)的參數(shù)補(bǔ)償是按（）工作方式進(jìn)行的A開環(huán) B 閉環(huán)C系統(tǒng) D 對象自適應(yīng)控制起始于20世紀(jì)（）年代。A60B40C50D70模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)（MRACS）包含內(nèi)外兩個(gè)環(huán)路：內(nèi)環(huán)由控制器和對象組成一般的反饋回路，外環(huán)用于整定（）的參數(shù)。A控制器 B分批C對象 D輸出對象）的某些結(jié)構(gòu)和功能。人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)就是利用物理器件來模擬生物（）的某些結(jié)構(gòu)和功能。A神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)限A神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)限C行為46.DDC表示（A直接數(shù)學(xué)控制C直接數(shù)據(jù)控制B對象D控制對象）。B直接數(shù)字控制D自動(dòng)化47.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集是實(shí)時(shí)采集來自（）的被控變量的瞬時(shí)值。A47.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集是實(shí)時(shí)采集來自（）的被控變量的瞬時(shí)值。A傳感器C系統(tǒng)DCS的A批量C集中B控制器D對象）結(jié)構(gòu)已成為它的顯著特征B一體化D層次化CENTUM-CS的操作站畫面有（）三大類。ACENTUM-CS的操作站畫面有（）三大類。A控制器、分批、輸出對象B操作畫面、應(yīng)用畫面、組態(tài)畫面C操作畫面、輸入畫面、組態(tài)畫面D輸出畫面、應(yīng)用畫面、組態(tài)畫面現(xiàn)場總線是一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是（）儀表A智能化 B數(shù)字C電子 D電位二、簡答題儀表的位號由哪幾部分組成？各表示什么意義？對象建立數(shù)學(xué)模型的對象實(shí)驗(yàn)測取法有那幾種？各自有何優(yōu)缺點(diǎn)？什么是自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖？請簡述建立對象數(shù)學(xué)模型的目的？什么是自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程?在階躍擾動(dòng)作用下，其過渡過程有哪些基本形式?請簡要說明物位測量的意義及目的？何為節(jié)流現(xiàn)象?標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)流體有哪幾種?用熱電偶測溫時(shí)，為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償?59.何為智能檢測儀表?它有什么特點(diǎn)?電子平衡電橋的測量原理是什么？怎樣測出溫度的？什么是比例積分控制規(guī)律?它有什么特點(diǎn)?試述DDZ—III電動(dòng)控制器的特點(diǎn)。數(shù)字閥具有什么特點(diǎn)?什么叫氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開式與氣關(guān)式？氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝和維護(hù)應(yīng)該注意什么？被控變量的選擇原則是？請簡述衰減曲線法的具體方法及使用條件。請簡要回答機(jī)理分析法中的微分方程建立的步驟。控制器參數(shù)整定的任務(wù)是什么?工程上常用的控制器參數(shù)整定有哪幾種方法?串級控制系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)?主要使用在哪些場合?預(yù)測控制系統(tǒng)有何特點(diǎn)?請簡述增益調(diào)度自適應(yīng)控制系統(tǒng)工作原理。新型控制系統(tǒng)具有什么樣的主要特征？計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)?FCS具有什么樣的特點(diǎn)？三、填空題2略）答案一、單選題BBDAADBAA10.A11.D12.D13.C14.A15.C16.D17.A18.B19.C20.D21.A22.B23.C24.A25.A26.B27.C28.A29.C30.A31.ADBABAADAACACAABADBA二、簡答題在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，構(gòu)成一個(gè)回路的每一個(gè)儀表都有自己的儀表位號。儀表位號由字母代號組合和回路編號兩部分組成。儀表位號中第一位字母表示被測變量，后續(xù)字母表示儀表的功能。回路編號中第一位數(shù)表示工序號，后續(xù)數(shù)字表示順序號。(1)階躍反應(yīng)曲線法通過調(diào)節(jié)量的一個(gè)階躍變化尋找對象的動(dòng)態(tài)特性。優(yōu)點(diǎn)：簡單易行。缺點(diǎn)：精度低。矩形脈沖波法通過調(diào)節(jié)量的周期變化(矩形波)，獲取對象的動(dòng)、靜態(tài)特性。優(yōu)點(diǎn)：能反應(yīng)條件波動(dòng)時(shí)的結(jié)果。缺點(diǎn)：不能用于大滯后系統(tǒng)。共同點(diǎn):都是在對象上人為地外加干擾作用即測試信號。自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖是由傳遞方塊、信號先(帶有箭頭的線段)、綜合點(diǎn)、分支點(diǎn)構(gòu)成的表示控制系統(tǒng)組成和作用的圖形。其中每一個(gè)方塊代表系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分，方塊內(nèi)填入表示其自身特征的數(shù)學(xué)表達(dá)式；方塊間用帶有箭頭的線段表示相互間的關(guān)系及信號的流向。采用方塊圖可直觀的顯示出系統(tǒng)中各組成部分以及它們之間的相互影響和信號的聯(lián)系，以便對系統(tǒng)特性進(jìn)行分析和研究。54.(1)控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)；控制系統(tǒng)的調(diào)試和控制器參數(shù)的確定；制定工業(yè)過程操作優(yōu)化方案；新型控制算法和方案的確定；計(jì)算機(jī)仿真與過程培訓(xùn)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)工業(yè)過程的故障診斷。對于任何一個(gè)控制系統(tǒng)，擾動(dòng)作用是不可避免的客觀存在。系統(tǒng)受到擾動(dòng)作用后，其平衡狀態(tài)被破壞，被控變量就要發(fā)生波動(dòng)，在自動(dòng)控制作用下，經(jīng)過一段時(shí)間，使被控變量回復(fù)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。把系統(tǒng)從一個(gè)平衡狀態(tài)進(jìn)入另一個(gè)平衡狀態(tài)之間的過程稱為系統(tǒng)的過渡過程。過渡過程中被控變量的變化情況與干擾的形式有關(guān)。在階躍擾動(dòng)作用下，其過渡過程曲線有以下幾種形式：發(fā)散振蕩過程、非振蕩發(fā)散過程、等幅振蕩過程、衰減振蕩過程、非振蕩衰減過程。若采用物位的測量，可以正確獲知容器設(shè)備中所儲(chǔ)物料的體積或重量；監(jiān)視或控制容器內(nèi)的介質(zhì)物位，使它保持在一定的工藝要求的高度，或?qū)λ纳?、下限位置進(jìn)行報(bào)警，以及根據(jù)物位來連續(xù)監(jiān)視或調(diào)節(jié)容器中流入與流出物料的平衡。所以，一般測量物位有兩種目的：一種是對物位測量的絕對值要求非常準(zhǔn)確，借以確定容器或儲(chǔ)存庫中的原料、輔料、半成品或成品的數(shù)量；另一種是對物位測量的相對值要求非常準(zhǔn)確，要能迅速正確反映某一特定水準(zhǔn)面上的物料相對變化，用以連續(xù)控制生產(chǎn)工藝過程，即利用物位儀表進(jìn)行監(jiān)視和控制。流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)流件有：標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘里管。采用補(bǔ)償導(dǎo)線后，把熱電偶的冷端從溫度較高和不穩(wěn)定的地方，延伸到溫度較低和比較穩(wěn)定的操作室內(nèi)，但冷端溫度還不是o°C。而工業(yè)上常用的各種熱電偶的溫度一熱電勢關(guān)系曲線是在冷端溫度保持為o°C的情況下得到的，與它配套使用的儀表也是根據(jù)這一關(guān)系曲線進(jìn)行刻度的，由于操作室的溫度往往高于oC,而且是不恒定的，這時(shí)，熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢必然偏小，且測量值也隨冷端溫度變化而變化，這樣測量結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生誤差。因此，在應(yīng)用熱電偶測溫時(shí)，又有將冷端溫度保持為oC,或者進(jìn)行一定的修正才能得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果。這樣做，就稱為熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償。智能檢測儀表就是在普通壓力或差壓傳感器的基礎(chǔ)上增加微處理器電路而形成的儀表。具有特點(diǎn)：(1)可進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，利用手持通信器，可對現(xiàn)場變送器進(jìn)行各種運(yùn)行參數(shù)的選擇與標(biāo)定，(2)精確度高，使用與維修方便，(3)通過編制各種程序，使變送器具有自修正、自補(bǔ)償、自診斷及錯(cuò)誤方式告警等多種功能，因而提高了變送器的精確度，簡化了調(diào)整、校準(zhǔn)與維護(hù)過程；(4)使變送器與計(jì)算機(jī)、控制系統(tǒng)直接對話，(5)長期穩(wěn)定工作能力強(qiáng)，每五年才需校驗(yàn)一次。電子平衡電橋是根據(jù)電橋平衡原理工作的，測量橋路為平衡電橋。當(dāng)溫度變化時(shí)，對應(yīng)的熱電阻阻值發(fā)生變化，原有電橋失去平衡，通過自動(dòng)調(diào)整，可使電橋重新處于平衡狀態(tài)，利用平衡電橋測出熱電阻的變化，就能測出待測溫度。在比例控制的基礎(chǔ)上，再加上積分控制作用，便構(gòu)成比例積分控制規(guī)律，其輸p=ke+kJedt丿出與輸入P的關(guān)系為："pi 。積分控制規(guī)律的特點(diǎn)是控制緩慢，但能消除余差。比例積分控制規(guī)律的特點(diǎn)是控制既及時(shí)，又能消除余差。DDZ—III電動(dòng)控制器特點(diǎn)：采用國際電工委員會(huì)(IEC)推薦的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號；廣泛采用集成電路，可靠性高，維修量少；全系統(tǒng)統(tǒng)一采用24VDC電源供電，有蓄電池作為備用電源，單元儀表無須單獨(dú)設(shè)置電源；功能齊全，結(jié)構(gòu)合理；整套儀表可構(gòu)成安全火花型防暴系統(tǒng)。高分辨率；高精度；反應(yīng)速度快，關(guān)閉特性好；直接與計(jì)算機(jī)相連；沒有滯后、線性好，關(guān)閉特性好。隨著送往執(zhí)行器的氣壓信號的增加，閥逐漸打開的稱為氣開式，反之稱為氣關(guān)式。特別應(yīng)注意：位置選擇應(yīng)注意方便安裝維修,為便于維護(hù)檢修，氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)安裝在靠近地面或樓板的地方；環(huán)境溫度：+60°C?-40°C；盡量直立安裝在水平管道上，其它安裝方式應(yīng)加設(shè)支撐架；控制閥前后一般應(yīng)安裝手動(dòng)截止閥，以便維修；安裝前應(yīng)進(jìn)行清洗；閥的公稱通徑與管道公稱通徑不同時(shí)，兩者之間應(yīng)加一段異徑管。同時(shí)定期維護(hù)檢修。注意觀察密封與磨損情況；通過控制閥的流體方向在閥體上有箭頭標(biāo)明，不能裝反。(1)工藝過程的重要參數(shù)，被控變量應(yīng)能代表一定的工藝操作指標(biāo)或能反映工藝操作狀態(tài)，一般是工藝過程中較重要的變量；在工藝系統(tǒng)中易受干擾變化，需要經(jīng)常調(diào)節(jié)的參數(shù)；盡可能選用直接指標(biāo)作為被控參數(shù)，必要時(shí)可用與直接指標(biāo)有單值對應(yīng)關(guān)系的間接指標(biāo)作為被控變量。被控變量應(yīng)方便檢測，并有足夠的靈敏度；適當(dāng)考慮系統(tǒng)測控代價(jià)，且必須考慮工藝合理性和國內(nèi)儀表產(chǎn)品現(xiàn)狀；被控變量應(yīng)是獨(dú)立可控的。具體方法：首先在純比例控制(Ti=0,TD=8)條件下通過試驗(yàn)選擇適宜的比例度&使系統(tǒng)呈現(xiàn)4：1的衰減比；其次再根據(jù)所得的比例度和衰減周期通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算實(shí)際參數(shù)值6、Ti、TD。使用條件：干擾作用不太頻繁；干擾作用的規(guī)律性較強(qiáng)。微分方程建立的步驟如下：⑴根據(jù)實(shí)際工作情況和生產(chǎn)過程要求，確定過程的輸入變量和輸出變量；⑵依據(jù)過程的內(nèi)在機(jī)理，利用適當(dāng)?shù)亩ɡ矶?，建立原始方程式；⑶確定原始方程式中的中間變量，列寫中間變量與其他因素之間的關(guān)系；⑷消除中間變量，即得到輸入、輸出變量的微分方程；⑸若微分方程是非線性的，需要進(jìn)行線性化處理；⑹標(biāo)準(zhǔn)化。即將與輸入有關(guān)的各項(xiàng)放在等號右邊，與輸出有關(guān)的各項(xiàng)放在等號左邊，并按冪排序。控制器參數(shù)整定的任務(wù)是：根據(jù)已定的控制方案，來確定控制器的最佳參數(shù)值（包括比例度積分時(shí)間T微分時(shí)間T），以便使系統(tǒng)能獲得好的控制質(zhì)量?？刂破鲄?shù)整定的1D方法有理論計(jì)算和工程整定兩大類，其中常用的是工程整定法。屬于控制器參數(shù)的工程整定法主要有臨界比例度法、衰減曲線法和經(jīng)驗(yàn)湊試法等。串級控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)為：（1） 在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，它是由兩個(gè)串接工作的控制器構(gòu)成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)；（2） 系統(tǒng)的目的在于通過設(shè)置副變量來提高對主變量的控制質(zhì)量｝（3） 由于副回路的存在，對進(jìn)入副回路的干擾有超前控制的作用，因而減少了干擾對主變量的影響；（4） 系統(tǒng)對負(fù)荷改變時(shí)有一定的自適應(yīng)能力。串級控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于：對象的滯后和時(shí)間常數(shù)很大、干擾作用強(qiáng)而頻繁、負(fù)荷變化大、對控制質(zhì)量要求較高的場合。它具有如下的特點(diǎn)：（1） 從控制方式上來預(yù)測系統(tǒng)，從基本思想上優(yōu)于PID控制。（2） 預(yù)測系統(tǒng)的預(yù)測和優(yōu)化模式是對傳統(tǒng)最優(yōu)控制的修正，使建模簡化且考慮了不確定性及其它復(fù)雜性因素，使之能適合復(fù)雜工業(yè)過程的控制，也是其首先廣泛應(yīng)用于過程控制領(lǐng)域。（3） 預(yù)測控制對數(shù)學(xué)模型要求不高且模型的形式是多樣化的；能直接處理具有純滯后過程；具有良好的跟蹤性能和較強(qiáng)的抗擾動(dòng)能力；對模型誤差具有較強(qiáng)的魯棒性。工作原理是直接檢測引起參數(shù)變動(dòng)的環(huán)境條件（輔助變量f）,直接查找預(yù)先設(shè)計(jì)好的