自动化装置复习题及答案

自动化装置第二节的课堂练习
1．假如一台调节器只有比例作用，那么积分时间和微分时间应该等于什么多少（最大和最小）如果比例带的刻度值=100%，相互干扰系数F=。

实际比例带等于多少（KP实=FKP 刻）这时积分时间和微分时间会不会受到影响（TI实=FTI刻，TD实=TD刻/F）答：TI=∞，TD=0；
因为PB=100% 所以KP=1，
KP实=FKP刻=
2．一台调节器，比例带PB=200%，积分时间TI=最大，微分时间TD=0。

手动操作使调节器输出等于12mA，偏差信号发生减小变化后，调节器的输出信号由12 mA变成8 mA，试说明偏差信号的变化量和调节器的正反作用
答：因为ΔX＜0，ΔY=8-12=-4＜0，所以调节器为正作用。

3．根据给定的输入信号波形图和条件P B=100%，T I=，画出调节器输出信号的波形图。

（每分就有一个比例输出值）
|
4．一台PID调节器的初始输出=20mA，最终输出=18mA，PB=50%，偏差=1 mA ，KD=KI=（初始输出=20Ma=KDKPX=2KD，最终输出=18mA=KIKPX=2KI）
~
初始输出=20Ma=KDKPX=2KD
自动化装置第三节课堂练习
1．画图
一台调节器，P B=50%，T I=2min，T D=0min ，偏差信号正向单位阶跃，持续时间4分钟，变成负向单位阶跃，持续时间2分钟结束，画出输出信号的图形。

答：P B=50% ，K B=2,
6
4
2
2
4
61
1
2．推导图1电路的输入输出关系式。

说明该电路是否有电平移动
Ub
R1=R2=R3=R4，U b =10V 图1
…
解：
U i R2R4
U F
9.5V
U b
U 0U F R3R1
所以 有电平移动
U 0以U b 为基准U i 以0V为基准
因为U 0=U i -0.5U i +9.5-10U 0=所以R1=R2=R3=R4
U T
U F=+
R2+R4
R2×9.5U T=
R4U i R2+R4
R1+R3
R1(U 0+U b )U F=
因为
自动化装置第七节的课堂练习
1．把下列SLPC 调节器的程序修改成YS170调节器的程序，并说明YS170调节器的功能什么
X1
—
3ST Y1
答： LD X1
BSC1 ST Y1
END 功能：对输入信号x1做PID 运算。

2． 有个广义对象用一阶滞后环节+纯滞后环节+干扰环节仿真，一阶滞后环节的时间常
数存P1，纯滞后环节的时间常数存P2，干扰环节的干扰量存P3，分别用SLPC调节器和YS170调节器编程。

SPLC YS170
Y1 LD Y1
P1 LD P1
&
LAG1
P2 LD P2
DED1
P3 LD P3
7.+ +
Y2 ST Y2
END
3．对下列YS170调节器编写的程序进行改错。

LD X2
ST A1
/
LD X1
BSC
ST Y1
LD PH1
LD PL1
OR
ST Y3
END
改为：LD X2
ST CSV1
-
LD X1
BSC1
ST Y1
LD PH1
LD PL1
OR
ST DO1
END
4．SLPC调节器和YS17调节器编程时，不同点都是什么
不同点：①YS170没有编号
）
②BSC用BSC1
③可有程序说明字
④AnFLn都读它的寄存器数据量
⑤GIF GO的标志用@
⑥SUB转移用RTN
自动化装置第8节的课堂练习 一、选择题
1．调节阀灵敏度的大小用下列那个参数描述。

( C )
A 、q v /q vmax =f(l/L)，
B 、q vmax /q vmin =R ，
C 、△q v /q v =相对流量的变化率 《
2．如果阀体部件的压力恢复能力很强，那么它的压力恢复系数FL 等于多少( B )
A 、FL>1，
B 、FL<1，
C 、FL=1
3．下列哪一个公式是阀体部件线性流量特性的表达式( A )
A 、1/R+（1-1/R ）l/L ，
B 、[1+(R 1/2-1)l/L]2/R ，
C 、[1+(R 2-1)l/L]1/2/R 4．下列影响阀体部件流量特性的说法，哪一种正确
A 、 改变阀体部件的阀芯形状，
B 、改变阀门定位器反馈凸轮的形状，
C 、改变调节阀两端的压差，
D 、改变阀杆的长度
二、有一对数流量特性的气动调节阀，当它的流量=q Vmax 时，流量系数C max =60，当它的流量q Vmin =2Ncm 3/h 时，流量系数C min =3，若全行程L=4cm ，试求开度l=2cm 时的流量q V =Ncm 3/h 解：R=C max /C min =60/3=20 q Vmax = Rq Vmin =20*2=40
q V = q Vmax R （l/L-1）=40*20（2/4-1）
=
三、液体的体积流量q V =18m 3/h ，密度ρ=1g/cm 3，阀前压力p 1=*102kpa ，阀后压力p 2=1*102kpa ，试问阀体部件的流量系数C= 【
解：C=10q V p
∆ρ
=10×18×
100
)15.1(1
⨯-=
软手动（输出信号和软手操电压对时间的积分成正比） 硬手动（输出信号和硬手操电压的大小成正比）
无平衡无扰动切换（不需要两个信号有相等的过程，在切换的一瞬间，输出没有变化） 热启动（按停电前的状态开始运行）
冷启动（按手操的方式，从输出的下限开始运行） C 状态（外给定）
1、软手动到自动，硬手动到自动的切换： 。

在软手动或硬手动时，C20与R78、R80连接的一端和UB 相连，形成了与Uo2并联的状态，C20两端的电压=Uo2，相当于把Uo2存储在C20之中，任何时候切换，Uo2都被事先存储在C20上的同样大小的电压抵消，使切换过程没有附加输入，因此C21上的电压不会突变，输出信号也不会突变。

2、软手动到硬手动，自动到硬手动的切换：
切换前，必须预先拨动硬手动操作杆，使它的刻度值和调节器的输出信号相对应。

这是因为硬手动操作杆的刻度虽然反映了硬手动操作信号Uh 的大小，并不一定和调节器的输出信号相等。

若事先不进行平衡过程，切换必有扰动。

比例带定义：输入信号的相对变化量和输出信号相对变化量之比。

积分增益定义：在阶跃输入信号的作用下，实际比例积分调节器输出的最终变化量和最初变
化量之比。

反作用：△X 增加时，△Y 减小。

积分时间的定义：在阶跃输入信号的作用下，积分部分的输出到和比例部分的输出相等时所
需的时间。

广义对象：除调节器之外所有的对象总和。

·
微分增益定义：在阶跃输入信号的作用下，实际比例微调节器输出的最初变化量和最终变化
量之比。

两线制仪表的定义：电源线和信号线公用两根导线的仪表。

国际信号制：4-20mA
流量系数：阀体部件全开，阀两端压差，介质密度为1g/cm3时，流经阀体部件的流量数。

串联管道实际可调比：R 实际=R
s
S —阀体部件全开时，阀前后的压差和系统总压差之比，称为阀阻比。

相对流量变化率：特性曲线上某一点的相对流量的变化量和该点的相对流量之比。

直线型流量特性：max ,qv qv
=R
1+（1-R 1）L l
对数流量特性：
max
,qv qv =R （l/L-1）
`
压力恢复系数：是阀体部件内部几何形状的函数，表示阀体部件内部流体流经缩流处后动能变为静压的恢复能力。

不平衡力：阀芯受到轴向合力称为不平衡力。

输出力：就是用于克服负荷的有效力。

阀体部件应限制在一定的压差范围工作，这个压差范围称为允许压差。

气开式/气关式（有气就开/有气就关）
二、根据图1所示偏差信号x 的阶跃特性，按所要求的调节规律，在坐标上画出调节器输
出信号y 的特性曲线。

'
y
1
0 1 8 t 0 t
P B =100%、T I =1min 、T D =0
}
图1
11
1
1
22
三、 根据下列框图用SLPC 调节器编写程序
&
DO4 X1 P3
—
Y1
2
DO4
DO4
四、蒸馏塔温度控制系统如图2所示，试编制YS170调节器的用户程序工作单、数据单和程序单。

条件：广义对象用一阶滞后环节+纯滞后环节+干扰环节仿真。

一阶滞后环节的时间常数=40S 存于P 1；纯滞后环节的时间常数=8S 存于P 2；干扰环节的干扰量=10%存于P 3。

SLPC 调节器的控制单元为BSC ，温度信号=10~1500C 。

<
图2
Y1
Y2
Y1
LAG1
BSC
+
DED1
LAG1
CNT1
SLPC程序MPR
1.LD X1
2.BSC
3.ST Y1
4.END SPR
1.LD Y1
2.LD P1
G1
4.LD P2
5.DED1
6.LD P3
7.+
8.ST Y29.END
YS170程序LD X1BSC1 ST Y1END SUB@LD Y1LD P1LAG1LD P2DED1LD P3+
ST Y2RTN
五、参见图3所示的电路，推导输出Uo 和输入U 1 、U 2的运算关系式。

R
R=500K，UB=10V
图3
U F
U
U F
R R
Ui
Ucm U B
Ucm
R
R
Up
Up-UB-Ui
2
2
Up+Ucm
R+R
RUp
+
+Ui+Ucm
U0+UB
R(Ui+Ucm)
R+R
+
U T=
RUcm
R+R
R+R
R(U0+UB)
U F=
因为U F=U T
所以U0=
）。