化工自动化及仪表习题与答案华理
(带答案版)化工仪表及自动化习题
化工仪表及自动化习题（2014）一.填空题.1.自动控制系统是由被控对象、测量变送装置、控制器(中心环节）和执行器组成.2。
自动控制在阶越干扰作用下的过渡过程有:①非周期衰减过程；②衰减振荡过程;③等幅振动过程；④发散振荡过程几种基本形式.3.描述对象特性的参数有：放大系数K、时间常数T、滞后时间τ。
4。
自动控制系统与自动检测、自动操纵等系统相比较最本质的区别为自动控制系统有负反馈。
5.控制阀的理想流量特性主要有直线流量特性、抛物线流量特性、对数流量特性、快开特性等几种。
6.研究对象的特性就是用数学的方法来描述出对象输入量与输出量之间的关系,这种对象特性的数学模型主要有参量模型和非参量模型两大类。
7。
标准信号是指物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号。
例如,直流电流4～20mA、空气压力0.02～0。
1MPa都是当前通用的标准信号。
8.弹性式压力计是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。
例如弹簧管压力计、波纹管压力计和膜式压力计。
9。
热电阻温度计主要是测量500℃以下的中、低温，目前应用最广泛的热电阻是铂电阻和铜电阻。
10.节流件应用最广泛的是孔板，其次是喷嘴、文丘里管等.11。
化工自动化是一门综合性的技术学科,它应用自动控制学科、仪器仪表学科及计算机学科的理论和技术服务于化学工程学科。
12.为了实现化工生产过程自动化，一般要包括自动检测、自动保护、自动控制和自动操纵等方面的内容。
13。
差压式流量计是基于流体流动的节流原理，采用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的,差压式流量计也称为节流式流量计。
14.气动差压变送器中，当液位高度H为0时，变送器输出信号为0。
02MPa 的气压信号,当液位高度H为最高时，变送器输出信号为0.1MPa 。
15。
电气式压力计的种类有霍尔片式压力传感器、应变片式压力传感器、压阻式压力传感器、力矩平衡式压力变送器、电容式压力变送器，霍尔片式弹簧管压力表的核心是：霍尔元件,它是利用霍尔元件将由压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势,从而实现压力的间接测量。
化工仪表及自动化课后习题答案
第1章自动控制系统基本概念P161. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。
在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。
实现化工生产过程自动化的意义：（1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。
（2）减轻劳动强度，改善劳动条件。
（3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。
（4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
2、一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。
3、闭环控制有反馈环节，通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统. 开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。
4、自动控制系统主要由哪些环节组成？自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
5、p76、PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。
7、方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。
8、测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器；控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去。
《化工仪表及自动化》练习题及参考答案
《化工仪表及自动化》练习题及参考答案一、填空题1.阀门直线理想流量特性的方程为（）2.某微分控制器控制规律为t D e p 39-=∆，已知阶跃干扰值为3，其微分时间为（）3. 如图所示过渡过程，其超调量为（）4.差压式流量计的流量方程为（）5. 如图所示过渡过程，其衰减比为（）6.某一阶对象其方程为ady/dt +by=cx ，其放大系数为（）7.转子式流量计的流量方程为（）8.热电偶温度计工作时，热端温度为t ，冷端温度为t0，该热电偶回路的热电势为（）9.某一阶对象其方程为ady/dt +by=cx ，其时间常数为（）10.热电阻温度计测温热电阻变化值与温度变化值的关系方程式为（）二、简答及论述题1.试写出下图梯形图相对应的助记符号语言.2.用单法兰电动差压变送器来测量敞口罐中硫酸的密度，利用溢流来保持罐内液位H 恒为1m 。
如下图。
已知差压变送器的输出信号为0～10mA ，硫酸的最小和最大密度分别为1.32g/cm3和1.82g/cm3。
（1）计算差压变送器的测量范围；（2）如加迁移装置，请计算迁移量；（3）如不加迁移装置，可在负压侧加装水恒压器（图中虚线），以抵消正压室附加压力的影响，计算出水恒压器所需高度h 。
3.如图：用差压变送器测量密闭容器的液位，已知，ρ1=850kg/m3ρ2=1000kg/m3 h1=0.5m h2=2m h3=1.4m 求液位变送器的测量范围，判断迁移方向，计算迁移值。
4.试写出下图梯形图相对应的助记符号语言.参考答案一、填空题1.Q/Qmax=1/R+(1-1/R)l/L2. 1.53. 304. ΔP5. 3:1或者5:16. a/c7. ΔP8. E=e(t)-e(to)9. a/b 10. ΔR t =αR 0Δt二、简答及论述题1.(1)LD 00000OR 00003LD NOT 00001OR NOT 00004AND LDAND 00002OUT 01000(2)LD 00000LD 00002OR 00005LD 00003OR NOT 00006AND LDOR LDAND 00001OUT 010002. 1）若不考虑零点迁移,那么就要以ρmax 来计算差压变送器的测量范围。
化工仪表及自动化习题解答
化工仪表及自动化习题解答第一章解答p151.简述被控对象、被控变量、操纵变量、扰动（干扰）量、设定（给定）值和偏差的含义？答：被控对象自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。
被控变量被控对象内要求保持设定数值的工艺参数。
操纵变量受控制器操纵的，用以克服扰动的影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量。
扰动量除操纵变量外，作用于被控对象并引起被控变量变化的因素。
设定值被控变量的预定值。
偏差被控变量的设定值与实际值之差。
2.自动控制系统按其基本结构形式可分为几类?其中闭环系统中按设定值的不同形式又可分为几种?简述每种形式的基本含义.答：自动控制系统按其基本结构形式可分为闭环自动控制系统和开环自动控制系统.闭环自动控制是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制.如图1-1(a)即是一个闭环自动控制.图中控制器接受检测元件及变送器送来的测量信号,并与设定值相比较得到偏差的大小和方向,调整蒸汽阀门的开度,改变蒸汽流量,使热物料出口温度回到设定值上.从图1-1(b)所示的控制系统方块图可以清楚看出,操纵变量(蒸汽流量)通过被控对象去影响被控变量,而被控变量又通过自动控制装置去影响操纵变量.从信号传递关系上看,构成一个闭合回路.（a）图1-1 闭环自动控制基本结构在闭环控制系统中,按照设定值的不同形式又可分为:(1)定值控制系统定值控制系统是指设定值恒定不变的控制系统.定值控制系统的作用是克服扰动对被控变量的影响,使被控变量最终回到设定值或其附近.以后无特殊说明控制系统均指定值控制系统而言.(2)随动控制系统随动控制系统的设定值是不断变化的.随动控制系统的作用是使被控变量能够尽快地,准确无误地跟踪设定值的变化而变化（3）程序控制系统程序控制系统的设定值也是变化的，但它是一个已知的时间函数，即设定值按一定的时间程序变化。
开环控制系统是指控制器与被控制对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制系统。
化工自动化控制仪表操作考试题及答案
化工自动化控制仪表操作考试题及答案1、【单选题】CENTUMCS3000R3系统中,现场控制站KFCS中节点单元的ESB总线从接口模件上的指示灯()亮时表示该模件的硬件正常。
（B）A、SELB、STATUSC、RSP2、【单选题】EPKS系统是()公司的DCS产品。
（B）A、EmersonB、HoneywelC、FOXBORO3、【单选题】I/A系统是()公司的DCS产品。
（B）A、HoneywelB、FOXBOROC、浙江中控4、【单选题】一个实际电源的电压随着负载电流的增大而()。
（B）A、增大B、降低C、不变5、【单选题】下面是关于绝压的叙述,其中正确的是()。
（B）A、低于绝对零压的部分叫绝压B、高出绝对零压的部分叫绝压C、高出大气压力的部分叫绝压6、【单选题】下面的叙述中,正确的是()。
（B）A、阀门定位器的输出信号大小与输入信号大小成正比B、输入信号和阀门定位器的输出不一定一致C、阀杆的行程与阀门定位器的输出信号大小成正比7、【单选题】下面选项中()不是电磁阀的技术指标。
（B）A、介质的工作温度B、介质密度C、流通能力8、【单选题】不能够进行反正装导向的调节阀有()。
（A）A、笼式阀B、直通单座调节阀C、直通双座调节阀9、【单选题】串级控制系统利用主、副两个控制器串起来在一起来稳定()。
（A）A、主参数B、副参数C、主对象10、【单选题】使用活塞式压力计校验压力表的常用方法有两种,一种是砝码比较法校验压力表,另一种是()校验压力表。
（C）A、重力比较法B、示值比较法C、压力表比较法11、【单选题】化工用塔设备按内部构件可分为填料塔和()。
（C）A、常压力塔B、浮阀塔C、板式塔12、【单选题】双闭环比值控制系统的主、从动回路应选用()控制规律。
（A）A、比例积分B、比例微分C、比例13、【单选题】同一温度下,相同规格的四段导线,导线的电阻最小的是()。
（A）A、银B、铜C、铝14、【单选题】在事故状态下,为保证设备安全,压力放空系统应选择()特调节阀。
化工仪表及自动化课后习题答案
第1章自动控制系统根本概念P161. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。
在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的局部直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的方法，称为化工自动化。
实现化工生产过程自动化的意义：〔1〕加快生产速度，降低生产本钱，提高产品产量和质量。
〔2〕减轻劳动强度，改善劳动条件。
〔3〕能够保证生产平安，防止事故发生或扩大，到达延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。
〔4〕能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差异创造条件。
2、一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。
3、闭环控制有反响环节，通过反响系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统. 开环控制没有反响环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。
4、自动控制系统主要由哪些环节组成？自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
5、p76、PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。
7、方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。
8、测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号〔如气压信号或电压、电流信号等〕送往控制器；控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比拟得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号〔气压或电流〕发送出去。
化工仪表及自动化课后习题答案
第1章自动控制系统基本概念P161. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。
在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。
实现化工生产过程自动化的意义：（1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。
（2）减轻劳动强度，改善劳动条件。
（3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。
（4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
2、一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。
3、闭环控制有反馈环节，通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统. 开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。
4、自动控制系统主要由哪些环节组成？自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
5、p76、PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。
7、方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。
8、测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器；控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去。
化工自动化控制仪表模拟考试题库及答案
化工自动化控制仪表模拟考试题库及答案1、【单选题】()在理论上是指仪表指示值和被测量值的真实值之间的差值。
（ B ）A、相对误差B、绝对误差C、准确度2、【单选题】1度电可供“220V40W”灯泡正常发光的时间是()。
（ B ）A、20小时B、25小时C、40小时3、【单选题】CENTUMCS3000系统中,SV是()。
（ B ）A、输出值B、给定值C、测量值4、【单选题】CENTUMCS3000系统中,某回路的报警状态显示为LL,可知该回路发生了()报警。
（ C ）A、MV值低低B、SV值低低C、PV值低低5、【单选题】一个实际电源的电压随着负载电流的增大而()。
（ B ）A、增大B、降低C、不变6、【单选题】一个控制器在相同输入偏差的情况下,随着积分时间的增加,最大偏差()。
（ B ）A、逐渐加大B、逐渐减小C、先增加,后减小7、【单选题】一台差压变送器的测量范围为0~30KPa,现零点正迁移50%,则表的量程为()KPa。
（ C ）A、15B、30C、458、【单选题】下列选项中,会造成物料泄漏的是()。
（ C ）A、物料的压力高B、物料的温度高C、管线腐蚀9、【单选题】下面是关于绝对压力的表达式,其中正确的表达式是()。
（ C ）A、P绝=P表-P大B、P绝=P大+P负。
C、P绝=P大-P负10、【单选题】从事有()、热水、热地作业时应穿相应胶鞋。
（ A ）A、腐蚀性B、硬地C、检修作业11、【单选题】以下属于浮力式物位仪表的是()。
（ B ）A、差压变送器B、沉筒式液位计C、压力变送器12、【单选题】仪表精度等级是根据已选定的仪表量程和工艺生产上所允许的最大()求最大允许百分误差(即引用误差、折合误差)来确定的。
（ A ）A、绝对误差B、相对误差C、测量范围13、【单选题】仪表自动化工程设计的基本任务是为生产过程和机组设计一套()。
（ B ）A、监视系统B、监控及管理系统C、控制系统14、【单选题】保护接零就是将电气设备的金属外壳接到()上。
化工自动化及仪表_习题集(含答案)
《化工自动化及仪表》课程习题集一、单选题1.利用各种检测仪表对主要工艺参数进行测量、记录或指示的，称为( )。
A．检测系统B．自动检测系统C．自动问答系统D．自动化系统2.测量元件安装位置不当，会产生纯滞后。
它的存在将引起过渡时间( )。
A 减少B 延长C变化 D 不一定3.在化工行业通常应用的流程图有很多种,下列（）不属于其使用的流程图。
A 工艺流程图B能量流程图C工艺管道及控制流程图 D 现金流量图4.一阶环节的放大系数K是个（）参数。
A 静态B输出C 输入D动态5.方框间用带有( ）的线段表示相互间的关系及检测控制信号的流向。
A 箭头B液相C汽相 D 直线6.影响被控变量波动的外来因素，在自动控制中称为( )。
A控制器C对象B操纵变量D干扰作用7.在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做( )。
A主变量B被控对象或对象C外来干扰D操纵变量8.在化工工艺生产中要求被控变量的给定值不变，就需要采用( )。
A定值控制系统B自动跟踪系统C均匀控制系统D程序控制系统9.在化工生产中以下( )过渡过程是在生产上所不允许的。
A发散振荡过程B等幅振荡过程C非周期衰减过程D衰减振荡过程10.滞后时间是反映对象（）特性的重要参数。
A 动态B 时间C 静态D 滞后11.仪表的灵敏度和灵敏限（）。
A 相同B 大小一样C 等价D 不相同12.工业上（）不是常用的热电偶。
A 双铂铑热电偶B镍铬—镍铝C镍铬—铜镍 D 镍铁—康铜13.减小随机误差常用的方法是（）。
A空白实验B对照实验C多次平行实验D校准仪器14.测试仪表数字显示器的最末位数字间隔所代表的被测参数变化量，指的是仪表的（）。
A分辨率B灵敏限C线性度D干扰作用15.化工上的流量大小指的是（）。
A体积流量 B 对象流量C瞬时流量 D 平均流量16.二次仪表指的是（）。
A 模拟仪表B 数字仪表C 一次仪表D 显示仪表17.虚拟显示仪表属于（）。
化工仪表与自动化复习题及答案
《化工仪表与自动化》课程测试试题一一、填空题（36分）1、过程控制系统是由_控制器__、_执行器__、__测量变送__和_被控对象_等环节组成。
2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有压力、流量、温度、_液位_等控制系统。
3、目前求取过程数学模型的方法有两种。
其中一种是根据过程的内在机理，通过__物料_和_能量_物料平衡关系，用__机理建模__的方法求取过程的数学模型。
4、控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响___越小____;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量__越好____;干扰通道的纯滞后对调节质量_无影响_。
5、选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）大于干扰通道的放大倍数（增益）。
6．某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，再加入积分作用的后，应_减小调节器的放大倍数_,才能使稳定性不变。
7．描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。
8．串级调节系统,一般情况下主回路选择___PID______或__PI__调节规律调节器,副回路选用__P_调节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应采用什么装置_开方器___补偿。
9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是0.02~0.1MPa；电Ⅱ型标准信号范围是4~20mA；电Ⅲ型标准信号范围是0~10mA。
二、综合题（54分）1、（10分）画出气关式类型执行器的两种简单结构示意简图；在控制系统中如何选择执行器类型？举例说明。
答：在控制系统中，执行器是按安全原则选择类型的，也就是当控制信号中断时，要保证设备和操作人员的安全。
如：加热炉温度控制，当燃料量为操纵变量时，其执行器应选择气开类型，当信号中断时，切断燃料，保证安全。
2、（14分）热电偶为什么要进行冷端温度补偿？有哪些冷端温度补偿方法？原理是什么？答：①因为各种显示仪表和热电偶分度表都是在热电偶冷端温度为零的时候做出的。
化工自动化及仪表习题与标准答案-华理
《化工自动化及仪表》补充习题与答案1. 某物料加热后与添加料混合，工艺要求混合时物料温度θo 稳定，工艺采用改变换热器蒸汽流量Qs 来稳定罐内温度θo 。
影响θo 的因素有：阀前蒸汽压力Ps ，冷物料流量Qi 和温度θi ，环境温度θc 等。
1）画出温度控制系统的方块图；2）指出该控制系统的被控变量、操纵变量、被控对象及扰动； 3）若蒸汽阀前压力Ps 突然变大时，简述该系统的控制过程。
解：添加剂1）略2）罐内温度θo ；蒸汽流量Qs ；混合罐；阀前蒸汽压力Ps ，冷物料流量Qi 和温度θi ，环境温度θc3）Ps ↑→Qs ↑→θo ↑→ e ↑→ Qs ↓2. 图a 为流量控制系统，主要克服阀前压力P1波动来稳定流量Q1。
图b 是储槽液位控制系统，主要克服Q2流量变化的扰动，保持液位稳定。
1）指出两图中的各控制系统的被控变量、操纵变量、被控过程及主要扰动； 2）若采用图a图a 图b解：1)图a ：Q1；Q1；管道；P1图b ：h ；Q1；储液槽；Q1、Q22)前馈a ：开环控制，控制及时 b ：闭环控制，控制不及时 3．某换热器的温度控制系统（设定值是30℃）在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示。
试分别求出衰减比、最大偏差、余差、回复时间。
30354575T/解：1）n='B B =35453575--=4 2）|e max |=|B+C |=B-r=75-30=453）e （∞）=r-y （∞）=30-35=-5 4）估测：32min4. 已知某换热器被控变量是出口温度θ，操纵变量是蒸汽流量Q 。
在蒸汽流量作阶跃变化时，出口温度响应曲线如图所示。
该过程通常可以近似作为一阶滞后环节来处理。
试估算该控制通道的特性参数K 、T 、τ。
4043解：1）放大系数=100-11040-43=0.32）时间常数的θ所对应的时间）3）纯滞后τ=1min5. 如果用K 热电偶测量温度，其仪表指示值是600℃，而冷端温度是65℃，则实际温度是665℃，对不对？若不对，正确值应为多少，为什么？ 解答：不对。
化工仪表及自动化-华东理工大学(精)
解：
（1）被控对象：夹套反应釜 被控变量：内容器的温度 操纵变量：可控硅电压 扰动： 内容器进水量q1
q2/(m3/h) TT 内容器进水,q1 夹套进水,q2 ZK 50 电加热器 40 30 0 图a 1 2 图b 3 t/min 20 10 0 1 温度/℃ 2 3 t/min
夹套反应釜
（ 2）
代入：
可得：
t u (t ) K c A 1 TI
t u (t ) K c A 1 TI 5 0.5 0.2 1+ 2 0.35
所以： u(t) u(t ) u(0) 5 0.35=5.35(mA)
K
u 20 2 f 10
由作图可得 T 1.2 min （作图法会有偏差，所以 不绝对）, 1min （也是作图得到） 数学方程式为： d c(t ) 1.2 c(t ) 2 f (t 1) dt
q2/(m3/h) TT 内容器进水,q1 夹套进水,q2 ZK 50 电加热器 40 30 0 图a 1 2 图b 3 t/min 20 10 0 1 温度/℃ 2 3 t/min
例2：某台PID控制器偏差为1mA时，输出表达式为
u 2 8et（t单位为分钟）。试问：
（1）这是什么控制规律？ （2）求出控制器各个控制参数。 （3）画出其开环输出特性图。
例3： 实验室某夹套反应釜通过可控硅电压调整器 （ZK）和电加热器控制夹套反应釜内容器的温度， 如图a。
q2/(m3/h) TT 内容器进水,q1 夹套进水,q2 ZK 50 电加热器 40 30 0 图a 1 2 图b 3 t/min 20 10 0 1 温度/℃ 2 3 t/min
化工自动化及仪表练习题-精品
图6控制系统过渡过程
A.
B.
C.
D.
9.分程控制中，阀A和阀电一气转换器
D.变送器
E.比较器
10.热电阻是基于()原理工作的
A.压电效应
B.压阻效应
C.金属的热效应
D.热电效应
E.电磁感应定律
己知某夹套反应器温度控制系统如图2所示，反应大量放热,
化工自动化及仪表练习题
一单选题
1.下列体积流量检测方法中属于直接法的是（）
A.节流式流量计
B.椭圆齿轮流量计
C.电磁流量计
D,超声波流量计算
E.转子流量计
采用电动in型差压计进行液位测量系统如图3所示。则应方
对仪表进行o操作，使得仪表在液位从o变化到满量利
时，对应的电流输出从4〜20mA.
某液位测量系统示意图
系统相当于()
A.随动控制
B.定值控制
C.程序控制
D.均匀控制
E.预测控制
14.计算机控制系统中，要控制接触器来启、停电机，则该计算
机中应该配接()端口设备。
A.AI
B.A0
C.DI
D.DO
某显示仪表不带冷端温度补偿，用来配接热电偶测温，若我
电偶测量端温度升高L5?,室温（冷端温度）减小1.5?,
则仪表指示约（）
A、升高1.5?B、下降L5?C、不变D、升高3?
16.()是表示控制阀流通能力大小的参数
A.可调比
B.流量系数
C.相对流量
D.相对开度
E.最大流量
17.某压力测量仪表量程为0〜lOMPa,根据工艺要求，温度测量
误差不能超过0.11MPa,则应该选择仪表的精度等级为()
化工仪表及自动化总复习题目及答案
10131313钟晓帆化工仪表及自动化总复习习题及答案第一章自动控制系统基本概念一、基本要求1. 掌握自动控制系统的组成，了解各组成部分的作用以及相互影响和联系；2. 掌握自动控制系统中常用术语，了解方块图的意义及画法；3. 掌握管道及控制流程图上常用符号的意义；4. 了解控制系统的分类形式，掌握系统的动态特性和静态特性的意义；5. 掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下，过渡过程的形式和过渡过程的品质指标。
二、常用概念1.化工自动化的主要内容：化工生产过程自动化，一般包括自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等方面的内容。
2.自动控制系统的基本组成: 被控对象和自动化装置（测量元件与变送器、控制器、执行器）。
3.被控对象：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做被控对象，简称对象。
4.被控变量：过程内要求保持设定数值的物理量。
5.操纵变量：受控制器操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量。
6.干扰作用：指除操纵变量以外的各种因素引起被控变量偏离给定值的作用。
7.设定值：被控变量的设定值。
8.偏差：个别测定值与测定的平均值之差。
9.闭环系统：指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制。
10.开环系统：指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制。
11.控制系统的过渡过程：一个控制系统在处界干扰或给定干扰作用下，从原有的稳定状态过渡到新的稳定状态的过程称为过渡过程。
12.反馈：把系统(或环节)的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输人端的做法叫做反馈。
13.负反馈：反馈信号的作用方向与设定信号相反，即偏差信号为两者之差，这种反馈叫做负反馈。
14.正反馈：反馈信号的作用方向与设定信号相同，反馈信号使原来的信号增强，这种反馈叫做正反馈。
三、问答题1. 控制系统按被调参数的变化规律可分为哪几类？简述每种形式的基本含义。
答：开环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量，但被控变量对操纵变量没有影响。
化工仪表及自动化课后习题答案
1. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。
在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。
实现化工生产过程自动化的意义：（1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。
（2）减轻劳动强度，改善劳动条件。
（3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。
（4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
2、一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。
3、闭环控制有反馈环节，通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统. 开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。
4、自动控制系统主要由哪些环节组成？自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
5、p76、PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。
7、方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。
8、测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器；控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去。
执行器即控制阀，它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度，从而改变操纵变量的大小。
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《化工自动化及仪表》补充习题与答案1. 某物料加热后与添加料混合，工艺要求混合时物料温度θo 稳定，工艺采用改变换热器蒸汽流量Qs 来稳定罐内温度θo 。
影响θo 的因素有：阀前蒸汽压力Ps ，冷物料流量Qi 和温度θi ，环境温度θc 等。
1）画出温度控制系统的方块图；2）指出该控制系统的被控变量、操纵变量、被控对象及扰动； 3）若蒸汽阀前压力Ps 突然变大时，简述该系统的控制过程。
解：换热器混合罐TCTT冷物料添加剂出料θiQ iQ s P sθc热物料1）略2）罐内温度θo ；蒸汽流量Qs ；混合罐；阀前蒸汽压力Ps ，冷物料流量Qi 和温度θi ，环境温度θc3）Ps ↑→Qs ↑→θo ↑→ e ↑→ Qs ↓2. 图a 为流量控制系统，主要克服阀前压力P1波动来稳定流量Q1 。
图b 是储槽液位控制系统，主要克服Q2流量变化的扰动，保持液位稳定。
1）指出两图中的各控制系统的被控变量、操纵变量、被控过程及主要扰动； 2）若采用图a 系统来控制液位，试比较与图b 系统的不同点。
FT FCQ 1Q 2 LT hP 1Q 1Q 2LThP 1LC图a 图b解：1)图a ：Q1；Q1；管道；P1图b ：h ；Q1；储液槽；Q1、Q22)前馈a ：开环控制，控制及时 b ：闭环控制，控制不及时 3．某换热器的温度控制系统（设定值是30℃）在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示。
试分别求出衰减比、最大偏差、余差、回复时间。
∞△ 3035457572025t/minT/10515解：1）n='B B =35453575--=4 2）|e max |=|B+C |=B-r=75-30=453）e （∞）=r-y （∞）=30-35=-5 4）估测：32min4. 已知某换热器被控变量是出口温度θ，操纵变量是蒸汽流量Q 。
在蒸汽流量作阶跃变化时，出口温度响应曲线如图所示。
该过程通常可以近似作为一阶滞后环节来处理。
试估算该控制通道的特性参数K 、T 、τ。
Q(kg/h)0t(min)t(min)012344043θ(℃)解：1）放大系数q c(0)-) c( 100-11040-43=2）时间常数T=3）纯滞后τ=1min5. 如果用K 热电偶测量温度，其仪表指示值是600℃，而冷端温度是65℃，则实际温度是665℃，对不对？若不对，正确值应为多少，为什么？ 解答：不对。
因为E(θ)=E(θ,θ0)+E(θ0,0)所以600=535+65 正确温度应为535℃6. 何谓变送器零点调整、零点迁移和量程调整，试举一例说明之。
7. 热电偶配接温度变送器测温时，为什么除了要确定测量温度的范围外，还需确定分度号？若电动Ⅱ型温度变送器量程为0～150℃，当介质为90℃时，该变送器的输出为多少mA ？若采用电动Ⅲ型温度变送器，量程和介质温度同上，则变送器的输出又为多少mA ？ （设ΔI ∝Δθ）解：1）每一个分度号与一个热电偶一一对应。
2）0-1500-90×(10-0)+0=6mA(电动Ⅱ型0~10mA)3)0-1500-90×（20-4）+4=(电动Ⅲ型4~20mA) 8. 某一标尺为0～500℃的温度计出厂前经过校验，其刻度标尺各点的测量结果值为：被校表读数（℃） 0 100 200 300 400 500 标准表读数（℃） 0103 198 303 406 4951）求出仪表最大绝对误差值；2）确定仪表的允许误差及精度等级；3）仪表经过一段时间使用后，重新校验时，仪表最大绝对误差为±8℃，问该仪表是否还符合出厂时的精度等级？ 解：1）△max =406-400=6℃2）δmax =%100×)-(±-0标尺下限标尺上限X X =%100×0-500)400-406(±=±%因此精度等级为3）δmax =%100×)-(±-0标尺下限标尺上限X X =%100×0-5008±=±%>±%∴不符合出厂时的精度等级 10. 现欲测往复泵出口压力（约），工艺要求± Mpa ，就地指示。
可供选择的弹簧管压力表的精度为：, , , 级，量程为0～, 0～, 0～ Mpa 。
试选择压力表的精度和量程。
解：往复泵出口压力波动较大 mpa 8.1=23×2.1 选量程为0~。
同时 >×31 δmax %2=%100×0-5.205.0±≤∴精度选级11. 热电偶与电子电位差计配套测温应注意什么问题？热电阻与电子自动平衡电桥配套测温应注意什么问题？答：1）①参比端温度补偿②补偿导线正负不能反接③分度号与电子电位差计分度号一致④热电偶参比端要与补偿电阻感受相同温度2）①采用三线制接法，消除环境温度造成导线电阻变化对测量的影响②两者分度号一致12. 热电偶与数字式显示仪表测温线路如图所示。
这种接法是否正确？为什么？θ1θ2现场控制室数显仪表答：不对。
普通铜导线换成补偿导线。
14. 用差压变送器与孔板配套测量过热蒸汽流量，仪表按P ’=3MPa （表压），θ’=400℃的工作状态标定。
现过热蒸汽的工作状态发生了变化。
若P=，θ=380℃，则当仪表示值为6000kg/h 时，实际流量为多少？（设ρ∝P/T ，P ：绝对压力，T ：绝对温度）解：04742.1=)15.273+400/()101325+300000()15.273+380/()101325+3200000(=T /P T /P =ρρC c c c =qm q m =C qm ×q v ’=×6000=h15. 常用的流量计有哪几种？各有何主要特点？16. 常用的压力、液位检测元件有哪些？17. 用差压变送器测量如图所示敞口储槽液位。
已知被测介质密度ρ=900kg/m 3，液位高度量程为0～1m ，静液柱高度Ho=。
1）应该采用正迁移还是负迁移？迁移量是多少？ 2）确定变送器量程及应调整的量程范围。
3）当储槽液位h 是时，变送器（气动）的输出为多少？h通大气H 0+-18. 什么是控制阀理想流量特性？控制阀理想流量特性有哪几种？ 答：控制阀的前后压差保持不变时得到的流量特性。
线性流量特性，对数流量特性，快开流量特性。
19. 为什么气动执行器在工业现场用得最多？电气阀门定位器又有何作用？答：安全防爆。
电气转换，阀门定位（改善阀的静态特性，动态特性，流量特性，用于分程控制，用于阀门的反向动作）。
20. 说明P 、PI 、PD 、PID 控制规律的特点以及这几种控制规律在控制系统中的作用。
答：比例控制，比例积分控制，比例微分控制，比例积分微分控制。
21. 说明比例度、积分时间、微分时间的改变对过渡过程有何影响。
答：比例度越大越稳定，越小越震荡；积分时间越大越稳定，越小越震荡，微分时间过大过小都会剧烈震荡。
22. 某比例调节器输入信号为4～20mA, 输出信号为1～5V , 当比例度δ为60%时，输入变化6 mA 所引起的输出变化量是多少？解：minmax minmax z -z u -u u Δe =δ4-201-5u Δ6=%60v 5.2=u Δ23. 某控制系统采用PI 控制规律，若整定参数过渡过程的曲线如下图。
试判定应如何改变参数δ或Ti ，并简述理由。
t yyttδ↑或Ti ↑ δ↓或Ti ↓ δ↓或Ti ↓24. 已知某夹套反应器温度控制系统如图所示，反应大量放热。
要求控制温度为50℃，在供气中断时保证冷却。
1）选择合适的检测元件及变送器；2）选择调节阀的气开、气关特性并说明理由； 3）确定调节器正、反作用并说明理由。
TTTC冷却水答：1）铜电阻，热电阻温度变送器 2）气关3）正作用 T ↑→e ↑→u ↑→q ↑→Q ↑ 正作用25. 数字式控制器硬件和软件各有哪几个主要部分组成？什么叫组态？26. 可编程序控制器（PLC ）有何主要特点？如何选用PLC ？27. 简述DCS 、FCS 系统特点。
28. 为保证精馏塔提馏段重组分产品质量，拟采用以再沸器热蒸汽流量为副变量、提馏段灵敏板温度为主变量的串级控制方案，工艺要求在供气中断时切断热源，试： 1）确定调节阀气开、气关特性； 2）确定调节器的正反作用； 3）画出控制系统方块图；4）简单说明流量副回路的主要作用。
TTTC提馏段再沸器FTFC 蒸汽B答：1）气开2）主：反；副：反3）4）克服蒸汽流量波动 29. 生产聚乙烯醇时，要求聚醋酸乙烯与氢氧化钠以一定比例混合。
现采用单闭环控制系统，主动量（Q1）是聚醋酸乙烯，从动量（Q2）是氢氧化钠。
正常生产时， Q1=7M 3/h, Q2=h,且Q1m=10M 3/h, Q2m=h 。
若用孔板配差压变送器测量流量，试确定用开方器和不用开方器时，仪表设置的比值系数K 各为多少？当用开方器时，电动III 型调节器FC 设定值约为多少？解：用开方器19.1=10/73.0/25.0=Q /Q Q /Q =K max 21max 22不用开方器42.1=19.1=)10/73.0/25.0(=)Q /Q Q /Q (=K 222max 21max 22 m A 3.17=4+)4-20(×3.025.0=4+)4-20(×m ax 2Q 2Q =y2=r2 30. 下图为某加热炉控制系统，原料油出口温度为被控变量。
1）这是什么控制系统？它对什么扰动的克服能力最强？为什么？2）若要进一步提高控制质量，可对系统如何改进？画出控制流程图并简述理由。
TT TC FTFY原料油加热炉燃料+答：1）前馈加反馈控制系统；原料油流量 2）串级控制系统，出料加温检、温控 31. 均匀控制系统与简单控制系统有何区别？答：结构相同，控制目的不同，主要体现在控制规律选择和参数整定上。
32. 分程控制系统一般是如何实施的？应用在什么场合？答：一个控制器的输出同时送往多个执行器，各执行器的工作范围不同。