过程控制系统复习资料
过程控制-复习资料
复习要点：一、重点章节：、、第三章：各种过程检测参数的检测方法、温度变送器工作原理。
第四章：PID调节器的作用、DDZ－Ⅲ调节器的组成、数字调节器的结构和特点；执行器的种类、调节阀的选择（5点）、电－气转换器、电－气阀门定位器作用。
第六章：过程控制系统设计的要求、单回路控制系统的设计步骤和方法（§6.2）、单回路控制系统的工程整定方法（三种）第七章: 串级控制系统的特点、串级控制系统设计（重点：副回路的设计）；前馈控制系统的特点、前馈控制系统的结构形式。
二、重点习题：第一章：1－2、1－4第二章：2－1、2－4、2－5第三章：3－2、3－4、3－5（6）、3－9第四章：4－1、4－5、4－8、4－9第六章：6－1、6－5、6－7（8）、6－9、6－10第七章：7－3、7－8综合复习题一、填空题：1.衰减振荡过程的品质指标有：（余差e ）、( 衰减比n和衰减率ψ)、（最大偏差和超调量）、（过渡过程时间t s）、( 峰值时间t p ) 。
p52.下图是定值液位控制系统在扰动作用下的响应曲线，该系统存在的余差e 为（）cm，衰减比n为（）。
3.DDZ—Ⅲ型调节器采用（24 ）VDC供电，接受来自变送器的（1～5VDC）测量信号作为输入, 与1～5VDC 给定信号进行比较，然后对其偏差进行（PID ）运算，输出统一标准信号是（4~20mA ）的直流信号。
4.电磁流量计是根据（电磁感应）原理工作的，它能够测量具有一定（导电介质）的液体的流量。
5.在流量标准节流装置的取压方式有：（孔板）、（喷嘴）、（文丘里管）三种，其中压力损失最小的是（文丘里管）。
p546.典型调节器理想流量特性有快开特性、（直线）特性、（对数）特性和（抛物线）特性四种。
其中应用最广的是（对数）特性调节阀。
p1167.转子流量计是由生产厂家用（常温水）和（空气）在标准状态下进行刻度的。
在实际使用，必须根据（被测介质）与工作状态重新刻度。
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过程控制复习资料* 过程控制系统课后习题解答(不完全版注：红⾊为未作答题⽬)1.1过程控制系统中有哪些类型的被控量？答：被控量在⼯业⽣产过程中体现的物流性质和操作条件的信息。
如：温度、压⼒、流量、物位、液位、物性、成分。
1.2过程控制系统有哪些基本单元组成？与运动控制系统有⽆区别？答：被控过程或对象、⽤于⽣产过程参数检测的检测仪表和变送仪表、控制器、执⾏机构、报警保护盒连锁等其他部件构成。
过程控制系统中的被控对象是多样的，⽽运动控制系统是某个对象的具体控制。
1.3简述计算机过程控制系统的特点与发展。
答：特点：被控过程的多样性，控制⽅案的多样性，慢过程，参数控制以及定值控制是过程控制系统的主要特点。
发展：⼆⼗世纪六⼗年代中期，直接数字控制系统(DDC )，计算机监控系统(SCC );⼆⼗世纪七⼗年代中期，标准信号为4?20mA 的DDZ 川型仪表、DCS 、PLC ;⼋⼗年代以来，DCS 成为流⾏的过程控制系统。
1.4衰减⽐n 和衰减率①可以表征过程控制系统的什么性能？答：⼆者是衡量震荡过程控制系统的过程衰减程度的指标。
1.5最⼤动态偏差与超调量有何异同之处？答：最⼤动态偏差是指在阶跃响应中，被控参数偏离其最终稳态值的最⼤偏差量，⼀般表现在过渡过程开始的第⼀个波峰，最⼤动态偏差站被控量稳态值的百分⽐称为超调量，⼆者均可作为过程控制系统动态准确性的衡量指标。
2.2通常描述对象动态特性的⽅法有哪些？答：测定动态特性的时域⽅法；测定动态特性的频域⽅法；测定动态特性的统计相关⽅法。
2.4单容对象的放⼤系数 K 和时间常数T 各与哪些因素有关，试从物理概念上加以说明，并解释 K , T 的⼤⼩对动态特性的影响？答： T 反应对象响应速度的快慢，T 越⼤，对象响应速度越慢，动态特性越差。
K 是系统的稳态指标，K 越⼤，系统的灵敏度越⾼，动态特性越好。
2.5对象的纯滞后时间产⽣的原因是什么？答: 被控参数位置有⼀段距离，产⽣纯滞后时间。
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1.1过程控制系统发展概述1.仪表化与局部自动化系统特点：采用的过程检测控制仪表为基地式仪表和部分单元组合，而多数是气动式仪表。
其结构方案大多数是单输入—单输出的单回路定制系统。
理论基础是频域法和根轨迹法为主体。
3.集散式控制系统 DCS：传递的信息以引起物质、能量的运动为最终目的。
强调的是其可靠性、安全性、实时性、广泛的适用性。
智能控制方法有以下几种：分级递阶智能控制、专家控制、人工神经网络控制、拟人智能控制理论等。
1.2.1 过程控制系统的特点：（ 1）过程控制系统的多样性；（2）控制方案的多样性；（ 3）物理参数控制；（4）定值控制。
1.2.2 过程控制主要针对六大参数，即温度、压力、流量、液位（物位）、成分、物性。
1.3.1 过程控制系统的组成：由控制器、执行器、被控对象、检测变送装置组成。
将偏差送到控制器。
干扰给定偏差 e(t)u(t)操作变量q(t)被控变量c(t)控制器执行器被控对象-b(t)检测变送1.3.2过程控制的分类1.按系统结构划分：（ 1）反馈控制系统，闭环（ 2）前馈控制系统（开环）（3）前馈 - 反馈复合控制系统。
2.按设定值划分：（1）定值控制系统（ 2）随动（伺服）控制系统（ 3）程序控制系统。
1.4过程控制性能指标：（1）系统必须是稳定的（最重要）（2）系统应能提供尽可能好的稳态调节（3）过渡过程1.单项控制性能指标：（ 1）衰减比和衰减率：为了保证控制席永有一定的稳定裕度，一般要求衰减比为 4:1 ～10:1 ，相当于 75%-90%，稳态。
（ 2）最大动态偏差和超调量；（ 3）残余偏差 e ss（ 4）调节时间 t s和振荡频率（快速性指标）2.1.2建立数学模型的方法1.解析法：对被控过程的工作机理非常熟悉，被控参数与控制变量的变化都与物质和能量的流动与转换有密切关系。
2. 测试法： 1）是根据工业过程输入、输出的实测数据进行某种数学处理后得到数学模型。
过程控制工程复习资料
第一章过程控制系统的概况1.2过程控制系统的基本概念a：自动控制是指在没有直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称为过程控制仪表或装置）使被控对象的工作状态或参数（压力，物位，流量，温度，ph值等）自动的按照预定的规律运行。
b：过程控制概念：采用模拟或数字控制方法对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制通称为过程控制。
1.开环控制与反馈控制的比较开环优点:结构简单，成本低廉，工作稳定，当输入信号和扰动能预先知道时，控制效果较好。
缺点：不能自动修正被控制量的偏离，系统的元件参数变化以及外来的未知扰动对控制精度影响较大。
闭环优点：具有自动修正被控制量出现偏离的能力，可以修正元件参数变化以及外界扰动引起的误差，控制精度高。
缺点：被控量可能出现振荡，甚至发散。
1.3过程控制系统的类别a：定值控制系统b：随动控制系统c：程序控制系统1.4过程控制系统的特点(1)被控对象的多样性(2)对象存在滞后（3）控制系统比较复杂（4）系统有众多过程检测仪表，控制仪表（5）控制方案丰富第二章单回路控制系统设计1.单回路控制系统定义：指由一个被控对象、一个测量变送器、一个调节器和一个执行器组成的单闭环负反馈控制系统。
2、单回路控制系统的设计前提：充分了解具体的生产工艺、生产过程和控制要求。
⏹正确选择被控变量；⏹正确选择控制变量；⏹正确选择测量变送装置；⏹正确选择调节阀的开闭型式及其流量特性；⏹正确选择控制器的类型及其正反作用，控制规律；3.被控变量的选择的一般原则-y(t)a．对控制目标具有决定性作用的工艺变量作为被控参数；b．要有足够大的灵敏度；c．能满足工艺要求；d．仪表能够实现4.被控变量的选择方法1、直接指标：对于以温度、压力、流量、液位为控制指标的生产过程，就选择温度、压力、流量、液位为被控变量。
2、间接指标：若存在仪表无法测量产品成分或物性参数（密度、粘度等）作为被控变量时，可选择一种间接的指标作为被控变量。
过程控制复习资料140515
过程控制技术复习资料考试题型：一、单项选择题（每题2分，共20分）二、填空题（每空2分，共40分）三、简答题（每题5分，共20分）四、分析题（每题10分，共20分）复习范围：一、填空题1.过程控制系统通常是指工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位等一些过程变量的系统。
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.构成控制系统的基本单元有被控对象、测量变送器、控制器、执行器。
4.简单控制系统有两个通道：控制通道和扰动通道。
对被控过程而言，操纵变量至被控变量的信号联系称为控制通道；扰动至被控过程的信号联系称为扰动通道。
5.根据输出相对于输入变化的响应情况可以将过程分为自衡过程和非自衡过程两大类：。
6.自衡过程包括纯滞后过程、单容过程和多容过程。
7.在控制系统方框图中，每一条线代表系统中的一个信号，线上的箭头表示信号传递的方向，每个方块代表系统中的一个环节。
8.执行器由执行机构和调节机构（阀）两部分组成。
9.从保证控制质量的角度，选择控制阀要考虑：阀的类型、阀口径、气开气关特性、流量特性。
10.正常工况下要求控制阀开度处于15～85%之间。
11.气开阀的增益为正、气关阀的增益为负。
12.控制阀接受控制器来的控制信号，通过改变阀的开度来达到控制流量的目的。
13.阀门流量特性主要有直线、等百分比、快开、抛物线四种。
14.为了简化控制系统的分析和设计，常把执行机构、被控对象和测量变送环节合并起来看作是一个广义对象。
15.系统在自动控制作用下，从一个稳态进入另一个稳态的过程称为过渡过程。
16.当被控变量的测量值增大时，控制器的输出增大，则该控制器为“正作用”控制器；当测量值增大时，控制器输出减少，则该控制器为“反作用”控制器。
17.小的比例度对应于大的控制器增益，大的比例度对应于小的控制器增益。
18.调节器的基本控制规律有比例控制规律（P）、比例积分规律（PI）、比例微分规律（PD）、比例积分微分规律（PID）等四种类型。
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1、过程控制就是根据工业生产过程得特点,采用测量仪表执行机构计算机等自动化工具,应用控制理论,设计工业生产过程系统,实现工业生产过程自动化。
2、过程控制有多种方案,包括单回路控制系统前馈控制系统3、控制系统按照结构特点可分为反馈控制系统前馈控制系统复合控制系统。
按给定值信号特点分为定值控制系统、随动控制系统。
4、防爆技术得种类包括隔爆型本安型正压型油浸型充砂型等5、过程控制中压力检测方法有应变片式,压阻式,弹性式,液柱式。
6、半导体热敏电阻包括正温度系数PTC 负温度系数NTC 临界温度电阻CTR。
7、节流流量计基于节流变压降原理,由节流件、导压管及差压检测仪表组成。
8:物位测量方法静压式浮力式电气式超声波式。
9:过程数学模型得求取方法一般有机理建模、试验建模与混合建模。
10调节阀由阀芯阀体组成11调节阀得流量特性有直线流量特性、对数(等百分比)流量特性、抛物线流量特性与快开流量特性四种。
12:DCS得设计思想就是控制分散、管理集中。
13:在工业生产中常见得比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭环比值控制与变比值控制三种。
14、Smith预估补偿原理就是预先估计出被控过程得数学模型 ,然后将预估器并联在被控过程上,使其对过程中得纯滞后进行补偿。
15、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程与测量变送等环节组成。
16、仪表得精度等级又称准确等级 ,通常用引用误差作为判断仪表精度等级得尺度。
17、过程控制系统动态质量指标主要有衰减比n 、超调量σ与过渡过程时间ts。
静态质量指标有稳态误差ess。
18、真值就是指被测变量本身所具有得真实值,在计算误差时,一般用约定真值或相对真值来代替。
19、绝对误差就是指仪表输出信号所代表得被测值与被测参数真值之差20、引用误差就是绝对误差与仪表量程得百分比。
21、调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀、与液动调节阀三大类22、积分作用得优点就是可消除稳态误差(余差),但引入积分作用会使系统稳定性下降。
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Q = (I − 4) ∙
Qmax 16
=
I 2 −4 Q 2 max I 1 −4 Q 1 max
∙
仪表比值K =
I 2 −4 I 1 −4
K=
Q2 Q1
=
I 2 −4 Q 2 max I 1 −4 Q 1 max
∙
2 流量与测量信号成非线性关系 流量监测信号未经过开方处理时，流量与后差的关系为 Q=C ∆P当差压由零变到最大值 ∆Pmax 时，仪表处处电流为 4~20mA ，主动仪表输出电压为 0.001~0.1MP 对于电动仪表
I −4 16
=
∆φ ∆Pmax
=
Q2 Q2 max
Q2 = I − 4 ∙
R2 MAX 16
Q2 2 Q2 1
= K2 =
2 I 2 −4 Q 2 max
I 1 −4
∙
Q 1 max
2
= K′ = K2
Q 2 2 max Q 1 2 max
均匀控制，适用场合 两个被调量，一个控制量 整定 ：调节作用不能强 分程控制系统适用场合 目的：扩大可调比，适用 I（间歇 Q，不灵敏区） 自动选择控制系统：有选择器 无扰切换方法：跟踪，选择控制 场合：系统间，平自动切换，执行机构间切换 第七章 不变性原理：控制系统的被调量与扰动量绝对无关或在一定的准确度下无关 前馈反馈区别：1）控制依据不同，前馈：干扰（一对一） 反馈：偏差 2） 结构不同：前馈：开环，反馈：闭环 3） 对系统的影响不同：前馈：与稳定性无关 反馈：绝对系统的性能， 4） 经济性不同，前馈：只能针对单个干扰信号 反馈：对切干扰，反馈都可控制 前馈—反馈控制
第一章 1，过程控制的任务与目标：生产过程的总目标：应该是在可能获得的原料和能源条件下， 以最经济的途径将原物料加工的合格产品。 生产过程总目标具体表现为：生产过程的安 全性，稳定性和经济性。 2，过程控制系统有哪些部分，作用 答：1 被调量：表征生产过程是否正常运行并需要加以调节的物理量 2 给定值：按生产要求被调量必须维持的希望值，简称给定值 3 控制对象：被调节的生产过程或设备称为控制对象。 4 调节机构：可用来改变进入控制对象的物质或能量的装置 5 控制量（调节量） ：由调节机构（阀门，挡板等）改变的流量或能量，用以控制被调 量的变化 6 扰动：引起被调量偏离其给定值的各种原因 7 控制过程（调节过程） ：原来处于平衡状态的控制对象，一旦受到扰动作用，被调量 就会偏离给定值， 要通过自动控制仪表或运行人员的调节作用便被调量重新恢复到新的平衡 状态的过程。 8 自动控制系统：自动控制仪表和控制对象通过信号的传递互相联系起来构成的一个自 动控制系统。 3 控制系统的分类方法 1 按被控参数分类：可分为温度，压力，流量，液位，物位，物性，成分控制系统 2 按被控量数分类：可分为单变量过程控制系统，多变量过程控制系统 3 按设定值分类：定值控制系统，随动（伺服）控制系统 4 按参数性质分类：集中参数控制系统，分布参数控制系统 5 按控制算法分类：简单，复杂，先进或高级控制系统 6 按控制器形式分类：常规仪表过程控制系统，计算机过程控制系统。 第二章 1 过程典型动态特性分为有自平衡能力和无自平衡能力。 2 建模目的：设计控制系统，参数的设置，离线研究，模型的在线辨识，设备厂家对产品研 发的依据 如何建模： 1 理论建模， 2 实验建模 如何利用： 1 离线： 实验室， matlab 仿真研究 2 在线：在线研究 3 第三章 1 控制通道对象 W(s)=(1+Ts )n ≈ 1+Ts e−τ s 1)k 增加，稳定性下降 2）T 增加控制灵敏度下降过 渡过程加长，2/T≥0.5 时为大纯滞后系统 3）τ增加动态性能下降 干扰通道对象 W(s)=
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1、过程控制是根据工业生产过程的特点，采用测量仪表执行机构计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程系统，实现工业生产过程自动化。
2、过程控制有多种方案，包括单回路控制系统前馈控制系统3、控制系统按照结构特点可分为反馈控制系统前馈控制系统复合控制系统。
按给定值信号特点分为定值控制系统、随动控制系统。
4、防爆技术的种类包括隔爆型本安型正压型油浸型充砂型等5、过程控制中压力检测方法有应变片式，压阻式，弹性式，液柱式。
6、半导体热敏电阻包括正温度系数PTC 负温度系数NTC 临界温度电阻CTR。
7、节流流量计基于节流变压降原理，由节流件、导压管及差压检测仪表组成。
8：物位测量方法静压式浮力式电气式超声波式。
9：过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。
10调节阀由阀芯阀体组成《11调节阀的流量特性有直线流量特性、对数（等百分比）流量特性、抛物线流量特性和快开流量特性四种。
12：DCS的设计思想是控制分散、管理集中。
13：在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭环比值控制和变比值控制三种。
14、Smith预估补偿原理是预先估计出被控过程的数学模型，然后将预估器并联在被控过程上，使其对过程中的纯滞后进行补偿。
15、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环节组成。
16、仪表的精度等级又称准确等级，通常用引用误差作为判断仪表精度等级的尺度。
17、过程控制系统动态质量指标主要有衰减比n 、超调量σ和过渡过程时间ts。
静态质量指标有稳态误差ess。
18、真值是指被测变量本身所具有的真实值，在计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。
19、绝对误差是指仪表输出信号所代表的被测值与被测参数真值之差20、引用误差是绝对误差与仪表量程的百分比。
21、^22、调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀、和液动调节阀三大类23、积分作用的优点是可消除稳态误差（余差），但引入积分作用会使系统稳定性下降。
过程控制复习资料
一、填空题123、第三代电动单元组合仪表普遍使用的电流信号标准为4~20mADC气动组合仪表使用的信号为20~100KPa。
4、有一个控制阀,当此阀全开,阀前后压差为0.1MPa时,每小时能通过的水量为40m3，此阀的C值为40 。
5、电动执行器由执行机构和调节机构两部分组成。
6、DCS是指分布式控制系统，PID控制规律中，P I是指比例积分控制规律，D是指比例微分控制规律。
7、过程计算机控制系统中，计算机的作用主要是实时数据处理、实时监督决策、实时控制及输出。
8、过程控制系统按照系统设定值的不同，主要分为定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统三种。
9、对象在受到输入作用后，被控变量却不能立即而迅速地变化，这种现象称为滞后现象现象。
10、根据数学模型建立的方法不同，可以分为机理分析方法和测试分析方法两种方法。
11、电动执行机构根据输出形式的不同，可以分为角行程电动执行机构、直行程电动执行机构和多转式电动执行机构。
13、单元组合仪表一般有7大类，主要有变送单元、转换单元、调节单元、运算单元、显示单元、给定单元、辅助单元14、热电偶常用的温度补偿方法有冷端温度校正法、仪表机械零点调整法、补偿电桥法。
二、选择题1、比例度越大，反映比例作用越弱。
2、PID控制其中，I是指积分运算控制规律。
3、下列哪些压力计可以用来对弹簧管压力计进行校验。
4、下列气动执行器属于气关式控制阀的是A。
5、气动单元组合仪表的气源压力为20~100KPa。
6、积分时间常数越大，积分作用越小。
7、下列控制规律中能消除余差的控制规律是比例积分运算控制规律。
8、下列流量计可以进行非接触式测量的是 D 。
A、罗茨流量计B、孔板流量计C、转子流量计D、电磁流量计4、某气动执行器，执行机构为正作用，控制阀为反作用，该执行器属于A。
A、气开式B、气关式5、流量控制阀串联管道， B 时流量特性曲线畸变严重。
A、小流量B、大流量C、中间流量D、全部流量三、简答题1、与其他控制系统相比，过程控制系统的特点。
过控复习资料
过控复习资料一、填空、选择、判断1、一个过程控制系统主要由被控对象、检测元件、变送器、调节器和调节阀等几部分组成，或者说一个过程控制系统由被控对象和检测控制仪表组成。
2、闭环自动控制系统中，给定值R，测量值Z和偏差e三者之间的关系是e=R-Z3、集散控制系统的特点结构分散、控制分散、管理集中。
4、定值控制系统是基于偏差进行控制的，而前馈控制系统是基于扰动进行控制的；前者是闭环控制，后者是开环控制。
5、按过程控制系统的结构特点，过程控制系统可以分为反馈控制系统，前馈控制系统，复合控制系统。
6、过程控制系统的控制过程多属慢过程、大惯性、非线性。
7、仪表精度等级越高，价格越贵，维护要求也越高。
8、精度是反映系统稳态误差大小的术语，精度越高，误差越小。
9、弹性式压力表是利用弹性元件在被测介质的压力作用下产生弹性形变的原理而制成的；电气式压力表是将被测压力转化为电量的变化。
10、活塞压力计的工作原理是静压平衡原理。
11、使用热电偶测温时，冷端温度补偿的作用是保持冷端温度在0℃；使用补偿导线的作用是保持冷端温度恒定。
使用热电阻测量温度时，应采用三线制接法。
12、零点调整或零点迁移是调变送器输入输出特性的零点，包括零点正迁移和负迁移；量程调整是调变送器输入输出特性的斜率。
（含义）13、差压式流量计是利用流体经过节流元件（孔板）前后产生的压力差来实现流量测量的（即节流原理）。
安装孔板时，孔板中心必需和管道中心（轴线）重合，孔板端面与管道轴线垂直，孔板尖锐的一侧应迎着流向为入口侧。
14、使用压力检测仪表测量压力时，为了保证测量精度，被测压力的最小值，一般应不低于仪表量程的1/3；在确定仪表量程时应留有余地，即测量较平稳压力时，压力表的上限值应为被侧压力最大值的4/3倍，测量波动较大压力时，压力表的上限值应为被侧压力最大值的3/2倍。
15、电磁流量计既不是容积式流量计，也不是恒压降式流量计，而是一种速度式流量计。
16、可燃气体报警探头不能用来检测氧气的浓度。
过程控制系统复习
过程控制系统复习1.传感器和执行器：传感器负责将生产过程中的物理、化学、机械等参数转换为电信号，执行器负责将控制信号转换为机械运动或者其他控制动作。
2.控制器：控制器是过程控制系统的核心部分，负责接收传感器信号、进行数据处理和分析，并生成相应的控制信号送给执行器进行控制动作。
3.通信网络：通信网络是各个部分之间进行数据传输和信息交换的媒介，它可以是有线的，也可以是无线的，如以太网、无线传感器网络等。
4.数据采集和处理系统：数据采集和处理系统负责对传感器获取到的数据进行采集和存储，并对其进行处理、分析和显示，以便进行后续的控制决策。
5.人机界面：人机界面是过程控制系统与操作人员之间进行交互和信息显示的界面，通过人机界面操作人员可以监控生产过程的状态、设置控制参数和报警设置等。
1.系统需求分析：对控制的对象进行分析，确定需要监测和控制的参数，以及工艺要求和目标。
2.硬件选型：选择合适的传感器、执行器和控制器等硬件设备，以及适配的通信网络和数据采集和处理系统，确保其能够满足系统需求并具有良好的性能和稳定性。
3.软件开发：根据系统需求和控制策略，开发相应的控制算法和逻辑，并编写控制软件，实现数据采集、数据处理、控制计算、控制决策等功能。
4.系统集成和调试：将各个部分组装集成为一个完整的系统，并进行调试和测试，确保其能够正常运行和满足系统需求。
5.运行和维护：系统投入运行后，需要进行日常的监测和维护工作，及时发现和处理问题，确保系统稳定运行。
1.提高生产效率：过程控制系统可以实现对生产过程的实时监测和控制，能够精确地控制各个参数，提高生产效率和产品质量。
2.降低生产成本：过程控制系统可以优化生产过程，提高物料利用率和设备利用率，降低能源消耗和废品产生，从而降低生产成本。
3.提高安全性：过程控制系统可以实时监测生产过程中的各种参数，及时发现异常情况，并进行相应的控制和报警，保证安全生产。
4.数据可追溯：过程控制系统能够对生产过程和操作进行数据采集和存储，实现数据可追溯，方便对生产过程进行分析和改进。
过程控制期末复习
1、过程控制系统的六大被控变量（参数）：温度、压力、流量、液位（物位）、成分和物性。
2、工业生产对过程控制的要求：安全性、稳定性和经济性。
3、过程控制系统一般由被控过程（或称被控对象）、测量变送装置、控制器（或称调节器）和执行器等环节组成。
被控对象是指被控制的生产设备或装置。
常见的被控对象有加热炉、锅炉、分馏塔、干燥炉、压缩机等生产设备，或储存物料的槽、罐以及传送物料的管段等。
被控变量：需要进行自动控制的参数。
测量变送装置测量变送装置一般由测量元件和变送器组成。
被控变量是对象的输出变量，其一般为非电量物理量。
传感器：检测被控变量(非电量)，将其变成相应电信号变送器：将此信号转换为标准电信号标准电信号：一种是0～10mA 直流电流信号一种是4～20mA 直流电流信号或1～5V 的直流电压信号如果是气动仪表，则应转换为1.96×104～9.8×104 Pa 的压力信号控制器控制器（调节器），将被控变量的测量值与设定值进行比较得到偏差信号，并按某种预定的控制规律进行运算，给出控制信号去操纵执行器。
执行器执行器分电动执行器与气动执行器两大类，应用较多的是气动薄膜控制阀。
执行器接收控制器送来的控制信号，直接改变操纵变量，操纵变量通常是执行器控制的某一工艺变量。
4、过程控制系统按设定值的形式不同：定值过程控制系统、随动（伺服）过程控制系统、程序过程控制系统。
定值控制系统将系统被控变量的设定值保持某一定值(或在某一很小范围内不变)的控制系统称为定值控制系统。
如温度、压力、流量、液位等控制系统；恒温箱的温度控制；稳压电源的电压稳定控制等等。
注：化工生产中大都采用定值控制系统。
经热电偶测量并与设定值比较后，其偏差经过放大器放大，控制电动机的转向，然后经过传动装置，移动变压器的活动触点位置，结果使偏差减小，直到温度达到给定值为止。
随动控制系统设定值无规律变化，且事先不知道，要使被控变量准确且及时地跟随设定值的变化而变化。
过程控制系统复习
1.均匀控制系统：
3.均匀控制系统的设计
（1）控制方案的选择——简单均匀、串级均匀 （2）控制规律的选择 （3）调节器参数整定
4.串级均匀控制系统的整定方法。 （1）经验法（2）停留时间法
过程控制系统复习
6.2 选择性控制系统
1. 选择性控制： 是把由工艺生产过程的限制条件所构成的逻辑关系叠加到正常
过程控制系统复习
§ 4 串级控制系统
1.一般串级控制系统框图
2.串级控制系统的主要特点有：
(1)副回路具有快速调节作用，能有效地克服发生于副 回路的扰动影响。 (2)能改善控制通道的动态特性，提高工作频率。 (3)串级控制系统对副对象和控制阀特性的变化具有较 好的鲁棒性。 3.串级控制系统的应用范围
8.工业应用举例
过程控制系统复习
§6 其他典型控制系统
6.1 均匀控制系统
把液位、流量的控制统一在一个系统中，从系统内部解决工艺参数之间 的矛盾。 具体地说，就是让A塔的液位在允许的范围内波动，与此同时，也 让流量平稳缓慢地变化。 2. 均匀控制的三个特点（P214）： （1）系统结构无特殊性 （2）参数均应缓慢地变化 （3）参数变化应限制在允许范围内
过程控制系统复习 4.串级控制系统的设计
主、副调节器正、反作用方式的确定
串级控制系统主、副调节器的正反作用方式选择的方法是：
1）首先根据工艺要求决定调节阀的气开、气关形式。 2）然后再决定副调节器的正、反作用。 3）再依据主、副参数的关系最后决定主调节器的正、反作用。
5.串级控制系统的参数整定
串级控制系统的参数整定目前采用的有如下几种方法。
过程控制系统复习
2.数字PID控制算法
（1）数字PID位置式
过程控制系统 复习总结!讲解
过程控制系统知识点总结）一、概论1、过程控制概念：五大参数。
过程控制的定义：工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。
2、简单控制系统框图。
控制仪表的定义：接收检测仪表的测量信号，控制生产过程正常进行的仪表。
主要包括：控制器、变送器、运算器、执行器等，以及新型控制仪表及装置。
控制仪表的作用：对检测仪表的信号进行运算、处理，发出控制信号，对生产过程进行控制。
3、能将控制流程图（工程图、工程设计图册）转化成控制系统框图。
4、DDZ -Ⅲ型仪表的电压信号制，电流信号制。
QDZ-Ⅲ型仪表的信号制。
它们之间联用要采用电气转换器。
5、电信号的传输方式，各自特点。
电压传输特点：1). 某台仪表故障时基本不影响其它仪表； 2). 有公共接地点；3). 传输过程有电压损耗，故电压信号不适宜远传。
电流信号的特点：1).某台仪表出故障时，影响其他仪表；2).无公共地点。
若要实现仪表各自的接地点,则应在仪表输入、输出端采取直流隔离措施。
6、变送器有四线制和二线制之分。
区别。
1、四线制：电源与信号分别传送，对电流信号的零点及元件的功耗无严格要求。
2、两线制：节省电缆及安装费用，有利于防爆。
活零点，两条线既是信号线又是电源线。
7、本安防爆系统的2个条件。
1、在危险场所使用本质安全型防爆仪表。
2、在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅，以限制流入危险场所的能量。
第一个字母：参数类型 T ——温度（Temperature ） P ——压力（Pressure ） L ——物位（Level ） F ——流量（Flow ） W ——重量（Weight ） 第二个字母：功能符号 T ——变送器（transmitter ） C ——控制器（Controller ） I ——指示器（Indicator ） R ——记录仪（Recorder ） A ——报警器（Alarm ）加热炉8、安全栅的作用、种类。
过程控制系统 复习讲义
第四章 PID调节原理
3、炉出口温度调节，当适当引入微分作用 后，有人说比例度可以比无微分时小些， 积分时间也可短些，对吗？为什么？
答案：这样说是对的。因为微分作用是超 前的调节作用，其实质是阻止被调参数 的变化，提高系统的稳定性，适当的减 小比例度和积分时间有利于提高系统的 质量。
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第五章 串级控制系统
1、有一台PI调节器，δ=100%，Ti=1分，若将P改为200%时，： 1、调节系统稳定程度提高还是降低？为什么？ 2、动差增大还是减小？为什么？ 3、静差能不能消除？为什么？ 4、调节时间加长还是缩短？为什么？
答案：
∵ΔU=Kp*e+Kp/Ti∫edt
其中：ΔU—输出变化量，e—输入变化量，Kp—比例常数，
1. 掌握串级控制系统的结构形式 2. 5.3、5.7、5.8
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第六章 特殊控制系统
1. 比值控制系统的定义、工艺比值与比值系数的含义有什 么不同？比值系数的计算与什么有关？（并说明二者之 间的关系。 ）
2. 比值控制系统的结构形式，各有什么特点？ 3. 均匀控制系统的概念。 4. 分程控制系统的概念、应用于哪些场合？信号分程如何
即Kp减小时，调节器灵敏度降低，则克服动、静差的时间加
长）。
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第四章 PID调节原理
2. 一般常规调节系统在负荷变动或变动较大时， 为什么调节质量会变坏？如何解决？
答案：一般常规调节系统中的调节参数只能人工 调节，在工艺正常运行是调整好的 PID参数， 只能保证在这种状态下的调节质量，而调节对 象特性都为非线性的，在负荷工况变动较大时， 对象特性将发生变化，因此原来的调节器参数 就不再适应，这时要根据具体情况重新整定调 节器参数才有可能使调节质量变好。
过程控制考试复习资料(1)
过程控制工程复习资料一、填空题1．过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程或被控对象、测量变送器等环节组成。
2、调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀。
3、自动控制系统按工作原理可分为三类：反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈控制系统。
按给定值特点分类可分为三类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
4、过程控制系统方案设计的基本要求是：安全、稳定、经济。
5、过程数学模型的求取方法有三种，分别是：机理法建模、系统辨别法建模、混合法（机理分析+系统辨别）建模。
6、理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。
7、定比值控制系统包括：开环比值控制系统、单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统。
8、控制器参数整定法有：经验法、临界比例度法、衰减振荡法、响应曲线法。
9、根据实践经验的总结发现，除少数无自平衡的对象以外，大多数对象均可用一阶、二阶、一阶加纯滞后、二阶加纯滞后这四种典型的动态特性来加以近似描述。
为进一步简化，也可以将所有的对象的动态特性都简化为一阶加纯滞后的形式，用传递函数可以表示为：（）。
其中K表示对象的静态放大系数，T表示对象的时间常数，表示纯滞后时间。
10、调节器的比例度δ越大，则放大倍数Kc越小，比例调节作用就越弱，过渡过程曲线就越平稳，但余差也越大。
积分时间T i越小，则积分速度越大，积分特性曲线的斜率越大，积分作用越强，消除余差越快，微分时间T d越大，微分作用越强。
11、定值控制系统是按测量与给定偏差大小进行调节的，而前馈调节是按扰动量大小进行调节的；前者是闭环调节，后者是开环调节。
采用前馈-反馈调节的优点是利用前馈调节的及时性和反馈调节的静态准确性。
12、防止几分饱和有哪三种方法：限幅法、外反馈法、积分切除法。
13、测量变送器的要求：准确、快速、可靠。
14、在串级控制系统中，调节器参数的整定方法有：逐次逼近法、两步整定法、一步整定法。
二、选择题1、下列控制系统中，哪些是开环控制(C)，哪些是闭环控制（ABD）A、定值控制B、随动控制C、前馈控制D、程序控制2、对某PI控制系统，为了防止积分饱和，采取下列措施，问哪一条是不起作用的（D）C、采用高低阻幅器 B、采用调节器外部积分反馈法C、采用PI-P调节器D、采用PI-D调节器3、如果甲乙两个广义调节对象的动态特性完全相同（如均为二阶对象），甲采用PI作用调节器，乙采用P作用调节器。
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闭环控制系统和开环控制系统有什么不同？
答：开环控制系统中控制装置与被控对象之间只有顺向作用，而无反向联系；开环控制系统较为简单不能保证消除误差，抗干扰能力差，控制精度不高。
闭环控制系统的输出信号通过反馈环节返回到输入端；根据偏差控制被测量可以偏差减小或消除，闭环系统较为复杂，闭环控制系统使系统的稳定性变差。
自动控制系统主要哪几部分组成？各组成部分在系统中的作用是什么？
答：一般自动控系统包括被控对象，检测变送单元，控制器、执行器1、被控对象：是植被控制的工业设备或装置。
2、检测变送单元：测量被控变量，并按一定规律将其转化为标准信号，输出作为测量值，即把被控变量转化为测量值。
3、控制器：被控变量的测量值与设定值进行比较得出的偏差信号，并控制某种预定的控制变量进行运算，给出控制信号。
4、执行器：接收控制器送来的控制信号直接改变操纵变量
按设定值的不同自动控制系统可以分为哪几类？答：按设定值的不同，将自动控制系统分为三大类1、定值控制系统2、随动控制系统3、程序控制系统
对系统运行的基本要求是什么？过程控制系统的单项性能指标有哪些？他们分别表示了对系统哪一方面的性能要求？答：基本要求包括静态和动态两个方面，一般可以归纳为稳准快，过渡过程的单项性能指标1、衰减比n放映了系统的稳定性2、超调量与最大动态偏差Emax，衡量过渡过程动态准确性3、回复时间Ts衡量控制系统快速性4、余差描述静态准确性的指标
一阶自衡非振荡过程的特性参数有哪些（过程特性的一般分析）？各有何物理意义？答：一阶自衡非振荡过程的特性参数有K、T、To K：放大系数T：时间常数To:纯滞后时间
什么是控制器的控制规律，常规控制的基本控制规律有哪些？他们各有什么特点？答：控制器的控制规律是指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律常规控制器的基本控制规律有比例控制P积分控制I和微分控制D各种控制规律的特点：1、比例控制规律，控制速度很快，输出输入成正比，不具备消除偏差的性质是有差调节。
2、积分控制规律：输出与偏差的积分成正比，控制速度较慢主要特点是能够消除余差3、微分控制规律：输出与偏差变化速度成正比，有超前控制的有点，不能消除余差
工业实际使用的控制规律主要有哪几种？试分别简述它们的适用场合。
答：工业生产实际中使用的控制规律有比例控制P，比例积分控制PI比例积分微分控制PID 三种1、液位、一般要求不高，用P或PI控制规律2、流量：时间常数小，测量信息中夹杂有噪音，用PI或加反微分3、压力：液体介质的时间常数小，气体介质的时间常数中等，用P或PI。
4、温度和成分分析：容量滞后较大宜用PID控制规律。
什么是控制阀的理想流量特性和工作流量特性？两者有什么关系？系统设计时应如何选择控制阀的流量特性？答：理想流量特性：控制阀两端压差恒定时的流量特性为理想流量特性，又称固有流量特性。
工作流量特性是指控制阀的相对开度与相对流量之间的关系称为工作流量特性。
理想流量特性：是工作流量特性的理想化模型
何为串级控制？画出一般串级控制系统的典型方框图，并指出它在结构上与简单控制系统有什么不同？答：串级控制系统是由两个控制器想连接组成，其中一个控制器的输出作为另一个控制器的设定值。
与简单控制系统的区别：1、串级控制系统将原被控对象分解为两个串联的被控对象2、主控制器的输出值作为副控制器的设定值3、串级控制系统的主环是一个定值控制系统副回路是一个随动控制系统
如何选择串级控制系统中主、副控制器的正反作用？它们与控制阀的开关形式有关系？答：串级控制系统中副控制器作用方式的选择是根据工艺安全要求在选定控制阀的气开，气关形式后，按照使副回路构成副反馈系统的原则来确定的，因此，副控制器的作用方式与副对象特性及控制阀的气开气关有关，其选择方法与简单控制系统中控制器正反作用的方法相同，串级控制系统中主控制器作用方式的选择完全由工艺情况确定，而与控制阀的气开，气关形式及副控制器的作用方式完全无关，即只需根据主对象特性，选择与其作用方向相反的主控制器的正反作用。
自动控制的基本方式：1、开环控制系统2、闭环控制系统；自动控制系统的分类：1、定值控制系统2、随动控制系统3、程序控制系统；被控量的选择方法：1、选择直接参数作为被控变量2、选择间接参数作为被控变量；操纵变量：在过程控制系统中，把用来克服扰动对被控变量的影响、实现控制作用的变量称为操作变量。
控制阀的组成：执行机构和调节机构
执行机构分为：电动、气动、和液动；控制阀的结构形式：1、直通单座控制阀（结构小、泄漏量小易于保证关闭甚至完全切断）2、直通双座3、角型（流路简单，阻力较小，不易堵塞，适用在高压差，高粘度，含有悬浮物和颗粒物质流体的控制）4、隔膜5、三通；理想流量特性的分类：1、线性流量特性2、等百分比流量特性3、快开流量特性4、抛物线流量特性；控制器参量整定的方法1、理论计算法2、工程整定法（1、经验凑试法2、临界比例度法3、衰减曲线法）。