过程控制部分习题答案分解

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2017年监理工程师《进度控制》精华辅导习题及答案(第一章)

2017年监理工程师《进度控制》精华辅导习题及答案解析（第一章）第一章建设工程进度控制概述第一节建设工程进度控制的概念一、影响进度的常见因素在工程建设过程中，常见的影响因素有：①业主因素;②勘察设计因素；③施工技术因素;④自然环境因素;⑤社会环境因素；⑥组织管理因素；⑦材料、设备因素；⑧资金因素。

【例】下列对工程进度造成影响的因素中，属于业主因素的有( )。

A.不能及时向施工承包单位付款B.不明的水文气象条件C.施工安全措施不当D。

不能及时提供施工场地条件E。

临时停水、停电、断路【答案】AD【例】下列影响建设工程进度的情况中,属于组织管理原因的是（)。

A.合同签订时遗漏条款、表达失当B.节假日交通、市容整顿的限制C。

有关方拖欠资金，资金不到位D.不可靠技术的应用【答案】A【例】下列影响建设工程进度的不利因素中，属于建设单位因素的有（）。

A.不能及时向施工承包单位付款B.组织协调不利，导致停工待料C.由于使用要求改变而进行设计变更D.提供的场地不能满足工程正常需要E。

邻近工程施工干扰【答案】ACD【例】在建设工程实施过程中，影响工程进度的组织管理因素是（)。

A.临时停水、停电B。

合同签订时遗漏条款或表达失当C。

未考虑设计在施工中实现的可能性D.施工设备不配套、选型失当【答案】B二、进度控制的措施分类:组织措施、技术措施、经济措施及合同措施。

【例】为了确保建设工程进度控制目标的实现，可采取的合同措施包括（)。

A.推行CM承发包模式B。

对工期提前给予奖励C。

建立进度信息沟通网络 D.公正地处理工程索赔E。

建立进度计划检查分析制度【答案】AD【例】为了确保建设工程进度控制目标的实现,监理工程师可采取的组织措施包括（）。

A.推行CM承发包模式，对建设工程实行分段设计、发包和施工B。

建立进度控制目标体系,明确项目监理机构中进度控制人员及其职责分工C。

建立进度计划审核制度和进度计划实施中的检查分析制度D.建立图纸审查、工程变更和设计变更管理制度E。

过程控制习题以及详解

一、单回路控制系统1. 画出图示系统的方框图：2. 一个简单控制系统总的开环增益（放大系数）应是正值还是负值？仪表行业定义的控制器增益与控制系统中定义的控制器的增益在符号上有什么关系？为什么？3. 试确定习题1中控制器的正反作用。

若加热变成冷却，且控制阀由气开变为气关，控制器的正反作用是否需要4. 什么是对象的控制通道和扰动通道？若它们可用一阶加时滞环节来近似，试述K P 、K f 、τp 、τf 对控制系统质量的影响。

5. 已知广义对象的传递函数为1)S (T e K P SτP P +-，若P P T τ的比值一定时，T P 大小对控制质量有什么影响？为什么？6. 一个简单控制系统的变送器量程变化后，对控制质量有什么影响？举例说明。

7. 试述控制阀流量特性的选择原则，并举例加以说明。

8. 对图示控制系统采用线性控制阀。

当负荷G 增加后，系统的响应趋于非周期函数，而G 减少时，系统响应震荡加剧，试分析其原因，并设法解决之。

9. 一个简单控制系统中，控制阀口径变化后，对系统质量有何影响？10. 已知蒸汽加热器如图所示，该系统热量平衡式为：G 1C 1(θ0-θi )=G 2λ(λ为蒸汽的冷凝潜热)。

（1）主要扰动为θi 时，选择控制阀的流量特性。

（2）主要扰动为G 1时，量特性。

（3特性。

11.作用后，对系统质量有什么影响？为了保持同样的衰减比，比例度δ要增加，为什么？12. 试写出正微分和反微分单元的传递函数和微分方程；画出它们的阶跃响应，并简述它们的应用场合。

13. 什么叫积分饱和？产生积分饱和的条件是什么？14. 采用响应曲线法整定控制器参数，选用单比例控制时，δ=K P τP /T P ×100%,即δ∝K P ，δ∝τP /T P ,为什么？而选择比例积分控制时，δ=1.44K P τP /T P ×100%，即比例度增加，为什么？15. 采用临界比例度法整定控制器参数，在单比例控制时，δ=2δK (临界比例度)，为什么？16. 在一个简单控制系统中，若对象的传递函数为)1T )(1S 1)(T S (T K W P V P +-+S ，进行控制器参数整定时，应注意什么？ 17. 已知广义对象的传递函数为1)S (T e K P SτP P +-，采用比例控制，当系统达到稳定边缘时，K C =K CK ，临界周期为T K 。

过程控制系统与仪表习题答案

一、某化学反应器,工艺规定操作温度为200±10℃,考虑安全因素,调节过程中温度规定值最大不得超过15℃;现设计运行的温度定值调节系统,在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示,试求：该系统的过渡过程品质指标最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间,并问该调节系统是否满足工艺要求;参考答案：最大偏差 A = 230-200 = 30℃余差C= 205-200 = 5℃衰减比n = y1: y3 = 25:5 = 5:1振荡周期T = 20 – 5 = 15 min设被控变量进入稳态值的土2％,就认为过渡过程结束,则误差区域=205 ×±2％＝±4.1℃在新稳态值205℃两侧以宽度为±4.1℃画一区域阴影线;曲线进入时间点Ts = 22min 工艺规定操作温度为200±10℃,考虑安全因素,调节过程中温度规定值最大不得超过15℃,而该调节系统A=30℃,不满足工艺要求;最大偏差 A = 230-200 = 30℃余差C= 205-200 = 5℃衰减比n = y1: y3 = 25:5 = 5:1二、如图所示,用差压变送器检测液位;已知ρ1＝1200kg／m3,ρ2＝950kg／m3,h1＝1.0m,h2＝5.0m,液位变化的范围为0～3.0m,如果当地重力加速度g ＝9.8m／s,求差压变送器的量程和迁移量;当液位在0～3.0m变化时,差压的变化量为ρ1gHmax＝1200××＝35280 Pa根据差压变送器的量程系列,可选差变的量程为40kPa当H＝0时,有Δp＝－ρ2gh2－h1＝－950××－＝－37240 Pa所以,差压变送器需要进行负迁移,负迁移量为迁移后该差变的测量范围为－～若选用DDZ-Ⅲ型仪表,则当变送器输出I＝4mA时,表示H＝0；当I＝20mA时,H＝40×／＝3.4m,即实际可测液位范围为0～3.4m;如果要求H＝3.0m时差变输出满刻度20mA,则可在负迁移后再进行量程调整,使得当Δp＝－＋＝－时,差变的输出达到20mA;三、有一台电动差压变送器,表量程为25000Pa,对应的最大流量为50t/h,工艺要求40t/h时报警;问：①不带开方器时,报警值设定在多少②带开方器时,报警信号设定在多少参考答案：①不带开方器时对应40t/h流量的差压ΔP1= 2500040/502=16000Pa对应40t/h流量的输出I出1=16000/2500016+4=∴报警值S=②带开方器时, ∵ΔQ=KΔP对应40t/h流量的差压ΔP2= 2500040/50=20000Pa对应40t/h流量的输出I出2=20000/2500016+4=∴报警值S=四、某比例控制器,温度控制范围为400～800℃,输出信号范围是4～20mA;当指示指针从600℃变到700℃时,控制器相应的输出从8mA变为16mA;求设定的比例度;即：温度的偏差在输入量程的50％区间内即200℃时,e和y是2倍的关系;五、有一台比例积分调节器,它的比例度为50%,积分时间为1分,开始时,测量、给定和输出都在50%,当测量变化到55%时,输出变化到多少1分钟后又变化到多少1当测量由50%跃变到55%的一瞬间,时间t=0;已知调节器的比例度δ=50%,积分时间TI=1分,ε=ΔI入=55%-50%=5%代入上式可得Δy0+= ΔI出0+= =10%即输出变化为10%加上原有的50%,所以输出跃变到60%;2一分钟后,输出变化为Δy1= ΔI出1=20%加上原有的50%,所以一分钟后输出变到50%+20%=70%六、请判定图所示温度控制系统中,调节阀和调节器的作用型式;T物料1.当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质,调节介质为过热蒸汽时； A2.当物料为温度过高时易结焦或分解的介质,调节介质为过热蒸汽时； B3.当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质,调节介质为待加热的软化水时； C4.当物料为温度过高时易结焦或分解的介质,调节介质为待加热的软化水时； DA.气关调节阀,正作用调节器；B.气开调节阀,反作用调节器；C.气开调节阀,正作用调节器；D.气关调节阀,反作用调节器.七、对于图示的加热器串级控制系统;要求：1画出该控制系统的方框图,并说明主变量、副变量分别是什么主控制器、副控制器分别是哪个2若工艺要求加热器温度不能过高,否则易发生事故,试确定控制阀的气开气关型式；3确定主、副控制器的正反作用；4当蒸汽压力突然增加时,简述该控制系统的控制过程；5当冷物料流量突然加大时,简述该控制系统的控制过程；注：要求用各变量间的关系来阐述解：1该控制系统的方框图扰动1扰动22由于工艺要求加热器温度不能过高,否则易发生事故,所以控制阀应选用气开型式,一但气源故障断气,控制阀自动关闭,蒸汽不再进入加热器,以避免介质温度过高发生事故;3确定主、副控制器的正反作用：在副回路中,由于流量对象是“＋”作用阀开大,流量增加的Ko2>0,控制阀也是“＋”作用气开式的Kv>0,故副控制器FC是“＋”特性Kc2>0,选反作用,这样才起到负反馈的控制作用；在主回路中,由于主对象是“＋”作用副变量蒸汽流量增大,主变量出口温度也增大的Ko1>0,故主控制器TC是“＋”特性Kc1>0,选反作用,这样才起到负反馈的控制作用;4当蒸汽压力突然增加时,该控制系统的控制过程如下：蒸汽压力增加,则蒸汽流量增加,由于FC为反作用,故其输出降低,因而气开型的控制阀关小,蒸汽流量减少以及时克服蒸汽压力变化对蒸汽流量的影响,因而减少以致消除蒸汽压力波动对加热炉出口物料温度的影响,提高了控制质量;5当冷物料流量突然加大时,该控制系统的控制过程如下：冷物料流量加大,加热炉出口物料温度降低,反作用的TC输出增加,因而使FC的给定值增加, FC为反作用,故其输出也增加,于是气开型的控制阀开大,蒸汽流量增加以使加热炉出口物料温度增加,起到负反馈的控制作用; 九、试判断图示两系统各属于何种控制系统说明其理由,并画出相应的系统方框图;右图是以加热器出口温度为主被控变量,以燃料油流量为副被控变量和操纵变量构成的典型串级控制系统；左图是一种形似串级控制但实际是一种前馈－反馈控制系统;两个控制器TC与FC串级工作,TC的输出作为FC的给定,形似串级控制,但并没有副回路,只有一个反馈回路,执行器的输出并不能改变原料的流量,所以不能认为是一个串级控制系统;为静态前馈-反馈控制的非标准形式;有时前馈－反馈控制系统从其系统结构上看与串级控制系统十分相似,试问任何区分它们试分析图示的两个系统各属于什么系统说明其理由;•前馈－反馈控制系统也有两个控制器,但在结构上与串级控制系统是完全不同的;•串级控制系统是由内、外两个控制回路所组成；•而前馈－反馈控制系统是由一个反馈回路和另一个开环的补偿回路叠加而成;图b是以加热器出口温度为主被控变量,以燃料油流量为副被控变量和操纵变量构成的典型串级控制系统；图a是一种形似串级控制但实际是一种前馈－反馈控制系统;两个控制器TC与FC串级工作,TC的输出作为FC的给定,形似串级控制,但并没有副回路,只有一个反馈回路,执行器的输出并不能改变原料的流量,所以不能认为是一个串级控制系统;为静态前馈-反馈控制的非标准形式;参考答案：FCTC进料出料燃料油T被加热原料FT FC燃料油出口温度TTTC +炉出口温度对燃料油流量的串级控制加热炉的前馈－反馈控制系统十、图示的热交换器中,物料与蒸汽换热,要求出口温度达到规定的要求;试分析下述情况下应采取何种控制方案为好;画出系统的结构图与方块图;1物料流量F比较稳定,而蒸汽压力波动较大;2蒸汽压力比较稳定,而物料流量F波动较大;3物料流量F比较稳定,而物料入口温度及蒸汽压力波动都较大;1物料流量F比较稳定,而蒸汽压力波动较大;可设计出口温度为主变量,蒸汽压力为副变量的的串级控制系统;2蒸汽压力比较稳定,而物料流量F 波动较大;可设计出口温度为被控变量,物料流量为前馈量的前馈－反馈控制系统; 压力控制器PC 执行器压力对象温度T 设定值扰动f1 控制系统方块图温度对象温度控制器TC － + － + 扰动f2测量、变送y1测量、变送y2P3物料流量F 比较稳定,而物料入口温度及蒸汽压力波动都较大;可设计物料入口温度为前馈量、出口温度为主变量,蒸汽压力为副变量的前馈－串级控制系统;给定前馈－反馈控制系统方块图温度控制器执行器热交换器对象测量、变送－＋流量控制器测量、变送干扰＋出口温度。

过程控制作业答案分解

作业第二章：2-6某水槽如题图2-1所示。

其中A 1为槽的截面积，R 1、R 2均为线性水阻，Q i 为流入量，Q 1和Q 2为流出量要求：(1)写出以水位h 1为输出量，Q i 为输入量的对象动态方程；(2)写出对象的传递函数G(s)并指出其增益K 和时间常数T 的数值。

图2-1解：1）平衡状态： 02010Q Q Q i +=2）当非平衡时： i i i Q Q Q ∆+=0；1011Q Q Q ∆+=；2022Q Q Q ∆+= 质量守恒：211Q Q Q dthd A i ∆-∆-∆=∆ 对应每个阀门，线性水阻：11R h Q ∆=∆；22R h Q ∆=∆ 动态方程：i Q R hR h dt h d A ∆=∆+∆+∆2113) 传递函数：)()()11(211s Q s H R R S A i =++ 1)11(1)()()(211+=++==Ts KR R S A s Q s H s G i2Q11这里：21121212111111R R A T R R R R R R K +=+=+=；2-7建立三容体系统h 3与控制量u 之间的动态方程和传递数,见题图2-2。

解：如图为三个单链单容对像模型。

被控参考△h 3的动态方程： 3233Q Q dth d c ∆-∆=∆；22R h Q ∆=∆；33R hQ ∆=∆； 2122Q Q dth d c ∆-∆=∆；11R h Q ∆=∆ 111Q Q dth d c i ∆-∆=∆ u K Q i ∆=∆ 得多容体动态方程：uKR h dth d c R c R c R dt h d c c R R c c R R c c R R dt h d c c c R R R ∆=∆+∆+++∆+++∆333332211232313132322121333321321)()(传递函数：322133)()()(a s a s a s Ks U s H s G +++==；这里：32132133213213321321332211232132131313232212111;c c c R R R kR K c c c R R R a c c c R R R c R c R c R a c c c R R R c c R R c c R R c c R R a ==++=++=2-8已知题图2-3中气罐的容积为V ，入口处气体压力，P 1和气罐内气体温度T均为常数。

自动化仪表部分习题答案

《自动化仪表与过程控制》部分习题答案小编：ZZR【概述】：自动化仪表指哪一类仪表？什么叫单元组合式仪表？答:a:是由若干自动化元件构成的具有较完善功能的自动化技术工具.b:由具有不同功能的若干单元仪表按调节系统具体要求组合而成的自动调节仪表.●DDZ-II型与DDZ-III型仪表的电压.电流信号传输标准是什么在现场与控制室之间采用直流电流传输信号有什么好处答:在DDZ-I型和DDZ-II型以表中采用010mA直流电流作为标准信号而在DDZ-III型和DDZ-S型仪表中采用国际上统一的420mA 直流电流作为标准信号.这两种标准信号都以直流电流作为联络信号.采用直流信号的优点是传输过程中易于和交流感应干扰相区别且不存在相移问题可不受传输线中电感.电容和负载性质的限制.采用电流制的优点首先可以不受传输线及负载电阻变化的影响适于信号的远距离传送其次由于电动单元组合仪表很多是采用力平衡原理构成的使用电流信号可直接与磁场作用产生正比于信号的机械力.此外对于要求电压输入的仪表和元件只要在电流回路中串联电阻便可得到电压信号故使用比较灵活.●什么叫两线制变送器它与传统的四线制变送器相比有什么优点试举例画出两线制变送器的基本结构说明其必要的组成部分.答:a.就是将供电的电源线与信号的传输线合并起来一共只用两根导线.b.1有利于识别仪表的断电断线等故障2不仅节省电缆布线方便而且大大有利与安全防爆易抗干扰.3上限值较大有利于抑制干扰4上下限的比值为5:1与气动仪表信号制对应便于相互折算产生较大的磁力c.图.●什么是仪表的精确度？试问一台量程为-100~100℃.精确度为0.5级的测量仪表在量程范围内的最大误差为多少答:模拟式仪表的合理精确度应该以测量范围中最大的绝对误差和该仪表的测量范围之比来衡量这种比值称为相对百分误差仪表工业规定去掉百分误差的称为仪表精确度.一般选用相对误差评定看相对百分比相对误差越小精度越高.x/1001000.5x1℃.【1-4章】●1-1试述热电偶的测温原理工业上常用的测温热电偶有哪几种什么热电偶的分度号在什么情况下要使用补偿导线答:a.当两种不同的导体或半导体连接成闭合回路时若两个接点温度不同回路中就会出现热电动势并产生电流.b.铂极其合金镍铬-镍硅镍铬-康铜铜-康铜.c.分度号是用来反应温度传感器在测量温度范围内温度变化为传感器电压或电阻值变化的标准数列.d.在电路中引入一个随冷端温度变化的附加电动势时自动补偿冷端温度变化以保证测量精度为了节约作为热偶丝在低温区的替代品.●1-2热电阻测温有什么特点为什么热电阻要用三线接法答:a.在-200到500摄氏度范围内精度高性能稳定可靠不需要冷端温度补偿测温范围比热电偶低存在非线性.b.在使用平衡电桥对热电阻进行测量时由电阻引出三根导线一根的电阻与电源E相连接不影响电桥的平衡另外两根接到电桥的两臂内他们随环境温度的变化可以相互抵消.●1-3说明热电偶温度变送器的基本结构.工作原理以及实现冷端温度补偿的方法.在什么情况下要做零点迁移答:a.结构:其核心是一个直流低电平电压-电流变换器大体上都可分为输入电路.放大电路及反馈电路三部分.b.工作原理:应用温度传感器进行温度检测其温度传感器通常为热电阻热敏电阻集成温度传感器.半导体温度传感器等然后通过转换电路将温度传感器的信号转换为变准电流信号或标准电压信号.c.由铜丝绕制的电阻Rcu安装在热电偶的冷端接线处当冷端温度变化时利用铜丝电阻随温度变化的特性向热电偶补充一个有冷端温度决定的电动势作为补偿.桥路左臂由稳压电压电源Vz约5v和高电阻R1约10K欧建立的恒值电流I2流过铜电阻Rcu在Rcu上产生一个电压此电压与热电动势Et串联相接.当温度补偿升高时热电动势Et下降但由于Rcu增值在Rcu 两端的电压增加只要铜电阻的大小选择适当便可得到满意的补偿.d.当变送器输出信号Ymin下限值即标准统一信号下限值与测量范围的下限值不相对应时要进行零点迁移.●1-4什么叫共模干扰和差模干扰为什么工业现场常会出现很强的共模干扰共模干扰为什么会影响自动化仪表的正常工作怎样才能抑制其影响答:共模干扰:电热丝上的工频交流电便会向热电偶泄漏使热电偶上出现几伏或几十伏的对地干扰电压这种在两根信号线上共同存在的对地干扰电压称为.差模干扰:在两根信号线之间更经常地存在电磁感应、静电耦合以及电阻泄漏引起的差模干扰.工业上会出现共模干扰是因为现场有动力电缆形成强大的磁场.造成信号的不稳.共模干扰是同时叠加在两条被测信号线上的外界干扰信号是被测信号的地和数字电压表的地之间不等电位由两个地之间的电势即共模干扰源产生的.在现场中被测信号与测量仪器间相距很远.这两个地之间的电位差会达到几十伏甚至上百伏对测量干扰很大使仪表不能正常工作有时会损坏仪表.共模干扰在导线与地机壳之间传输属于非对称性干扰共模干扰幅度大.频率高.还可以通过导线产生辐射所造成的干扰较大.消除共模干扰的方法包括:1采用屏蔽双绞线并有效接地2强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽3布线时远离高压线更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线4不要和电控锁共用同一个电源5采用线性稳压电源或高品质的开关电源纹波干扰小于50mV.●1-5力平衡式压力变换器是怎样工作的为什么它能不受弹性元件刚度变化的影响为什么它能不受弹性元件刚度变化的影响在测量差压时为什么它的静压误差比较大答:a.被测压力P经波纹管转化为力Fi作用于杠杆左端A点使杠杆绕支点O做逆时针旋转稍一偏转位于杠杆右端的位移检测元件便有感觉使电子放大器产生一定的输出电流I.此电流通过反馈线圈和变送器的负载并与永久磁铁作用产生一定的电磁力使杠杆B点受到反馈力Ff形成一个使杠杆做顺时针转动的反力矩.由于位移检测放大器极其灵敏杠杆实际上只要产生极微小的位移放大器便有足够的输出电流形成反力矩与作用力矩平衡.b.因为这里的平衡状态不是靠弹性元件的弹性反力来建立的当位移检测放大器非常灵敏时杠杆的位移量非常小若整个弹性系统的刚度设计的很小那么弹性反力在平衡状态的建立中无足轻重可以忽略不计.●1-6试述差动电容式和硅膜片压阻式压力变送器的工作原理它们与力平衡式压力变送器相比有何优点硅:被测介质的压力直接作用与传感器的膜片上使膜片产生与介质压力成正比的微位移使传感器的电阻值发生变化用电子线路检测这一变化并转换输出一个对应与这一压力的标准测量信号.差:电容式压力变送器主要由完成压力/电容转换的容室敏感元件及将电容转换成二线制4-20mA电子线路板构成当进程压力从从测量容室的两侧或一侧施加到隔离膜片后经硅油灌充液传至容室的重心膜片上重心膜片是个边缘张紧的膜片在压力的作用下发生对应的位移该位移构成差动电容变化并经历电子线路板的调理.震荡和缩小转换成4-20mA信号输入输入电流与进程压力成反比.优点:他们不存在力平衡式变送器必须把杠杆穿出测压室的问题.●1-7试述节流式.容积式.涡流式.电磁式.漩涡式流量测量仪表的工作原理精度范围及使用特点.答:a.节流式.工作原理:根据流体对节流元件的推力或在节流元件前后形成的压差等可以测定流量的大小.差压流量计:根据节流元件前后的压差测流量.精度:正负0.5到1.使用特点:保证节流元件前后有足够长直管段.靶式流量计:使用悬在管道中央的靶作为节流元件.精度:2到3.使用特点:可用于测量悬浮物沉淀物的流体流量.转子流量计:以一个可以转动的转子作为节流元件.使用特点:可从转子的平衡位置高低直接读出流量数值.b.容积式.工作原理:直接安装固定的容积来计量流体.精度:可达2较差时亦可保证0.51.使用特点:适用于高黏度流体的测量.c.涡轮式:工作原理:利用导流器保证流体沿轴向推动涡轮并且根据磁阻变化产生脉冲的输出.精度:0.251.使用特点:只能在一定的雷诺数范围内保证测量精度.由于有转子易被流体中的颗粒及污物堵住只能用于清洁流体的流量测量.d.电磁式:工作原理:以电磁感应定律为基础在管道两侧安放磁铁以流动的液体当作切割磁力线的导体由产生的感应电动势测管内液体的流量.精度:0.51.使用特点:只能测导电液体的流量.e.漩涡式:工作原理:根据漩涡产生的频率与流量的关系测定流量.精度:正负0.2正负1.使用特点:量程比达到30:1可测液体和气体.●1-9试述热导分析仪.红外线分析仪.色谱分析仪及氧化锆氧分析仪的工作原理及用途.答:1热导分析仪的工作原理.热导式气体分析仪多采用半导体敏感元件与金属电阻丝作为热敏元件将其与铂线圈烧结成一体而后与对气体无反应的补偿元件共同形成电桥电路也就是热导式气体分析仪的测量回路对热导系数进行测量.在测量气体组分时热敏元件吸附被测量气体其电导率和热导率就会发生变化元件的散热状态也就随之改变当铂线圈感知元件状态后电阻会相应变化电桥平衡被破坏而输出电压通过对电压的测定即可得到气体测量结果.用途:热导式气体分析仪在工业生产中多应用气体.氨气.二氧化碳和二氧化硫等气体的测定并可作为低浓度可燃性气体的测定工作另外热导式气体分析仪还能够在色谱分析仪中用于其他成分分析.2.红外线气体分析仪的基本原理.其工作原理是基于某些气体对红外线的选择性吸收.红外线分析仪常用的红外线波长为212m.简单说就是将待测气体连续不断的通过一定长度和容积的容器从容器可以透光的两个端面的中的一个端面一侧入射一束红外光然后在另一个端面测定红外线的辐射强度然后依据红外线的吸收与吸光物质的浓度成正比就可知道被测气体的浓度.用途:使用范围宽可分析气体也可分析溶液.色谱分析仪是应用色谱法对物质进行定性.定量分析及研究物质的物理.化学特性的仪器.工作原理是基于色谱法对样品进行检测利用检测器对分离出来的色谱柱进行分析对各成分进行测定.氧化锆氧分析仪工作原理:这是一种利用氧化锆固体电解质特性制成的氧浓差电池传感器在一片氧化锆固体电解质的两个表面分别烧结一层多孔的铂电极并将其置于800℃以上的高温中当上、下两侧的气体中氧浓度不同时在两极间就会出现电动势E称为氧农差电动势.利用此电动势与两侧气体中的氧浓度差的单值关系便可之城氧浓度分析仪.用途:在燃烧控制中得到广泛应用●平衡式压力变送器工作原理:被测压力经过纹波管的作用转化为力Fi作用杠杆的A端杠杆绕O点做逆时针旋转.稍一旋转位于右端的位移检测元件便有感觉位移监测放大器变输出一定的输出电流Io此电流流经反馈线圈和变送器的负载并与永久磁铁作用产生一定的磁力是杠杆在B点受力顺时针转动使杠杆处于平衡状态时输出电流和被测压力成正比由此便可以测出压力.●电容式差压变送器的工作原理:被测压力分别加到左右两个隔离膜片上通过硅油将压力传到测量膜片.在测量膜片左右有两个玻璃凹球面制成的金属固定电极当测量膜片向一边鼓起使它与两个固定的金属电极之间的电容一个增大一个减小通过引线测出这两个电容的变化便可知道差压的数值.●电容式差压变送器与力平衡式差压变送器的区别:它不存在力平衡式必须把杠杆插出测压室的问题.在力平衡式差压变送器中为使输出杠杆既能密封又能转动使用了弹性密封膜片带来了静压误差.●容积式流量计:在金属壳内有一对啮合齿轮当液体自左向右流过通过时再输入压力的作用下产生力矩驱动齿轮转动.主齿轮在力矩的作用下作顺时针得转动带动B齿轮转动将半月形内的液体排出至出口这样连续转动椭圆齿轮每转动一周就像出口排出四个半月形溶剂的液体.测量椭圆齿轮的转速便可知道液体的体积流量累计齿轮的转动圈数便可知道一段时间内流过液体的体积.●P加快系统的动作速度减小超调克服震荡减小系统的稳态误差提高稳态精度但是系统存在静差虽然增大比例系数可以减小静差但是不能消除静差.I积分作用是消除静差但是积分时间常数太大积分作用不明显太小可能引起震荡时系统不稳定增大系统的调节时间动态品质变坏.D微分作用加快系统的响应速度较小调节时间减小超调量但系统抗干扰的能力变弱单独的微分有严重的不足就是对静差毫无抑制的能力因此不能单独使用.调节器的调节规律:输出量与输入量偏差信号之间的函数关系.为了适应工艺过程的启动和提车和发生事故等情况调节器除需要有自动调节的工作状态外还需要在特殊情况下有操作人员切除PID运算控制电路直接根据易仪表的指示作出判断调节调节器的手动工作状态.PID输入电路的作用:输入电路能实现测量信号与给定值的相减获得放大两倍的偏差信号输出电压与公共地线上的压降Vcm1Vcm2无关.输入电路接受两个零线为起点的测量信号和给定信号而输出以Vb10V为起点的电压实现了电平的平移.PID输出电路:是一个电压电流转换电路.将PID1----5V的输出电压变成4----20mA的电流为了保持切换过程中软启动有较好的保持特性必须选用偏置电流极小的运算放大器和漏电极极小的电容器.●2-3PID调节器中比例度p积分时间常数Ti微分时间常数Td积分增益Ki微分增益Kd分别有什么含义在调节器动作过程中分别产生什么影响若令Ti取∞Td取0分别代表调节器处于什么状态答:1在比例积分运算电路中RICI组成输入电路CM为反馈元件.1比例度PCm/CiX100表示在只有比例作用的情况下能使输出量做满量程变化的输入量变化的百分数.2积分时间TiRICITi愈小由积分作用产生一个比例调节效果的时间愈短积分作用愈强.Ti越大积分作用越弱.3积分增益KiCM/CIXAA为放大器增益Ki越大调节静差越小.比例微分运算电路中由RdCd及分压器构成无源比例微分电路.4kd为比例微分调节器输出地最大跳变值与单纯由比例作用产生的输出变化值之比.5微分时间TdKdRdCd.2Ti取无穷时调节器处于PD状态.Td取零时调节器处于PI状态.●2-4什么是PID调节器的干扰系数答:用PIPD串联运算获得PID 调节规律时在整定参数上存在相互干扰的现象常用干扰系数F1Td/Ti表示.●2-5调节器为什么必须有自动/手动切换电路怎样才能做到自动/手动双向无扰切换答:为了适应工艺过程启动.停车或发生事故等情况调节器除需要”自动调节”的工作状态外还需要在特殊情况时能由操作人员切除PID运算电路直接根据仪表指示做出判断操纵调节器输出的”手动”工作状态.在DDZ-III型调节器中自动和手动之间的平滑无扰切换是由比例积分运算器上的开关S1实现的如图1所示其中开关接点”A”为自动调节”M”为软手动操作”H”为硬A””M”手动操作.切换分析:”→持M””A”为保无扰切换.”→:S1.2在MS2把CI接VBVO2以10V起对CI充电但CI右端电位被钳位不变10VA3的V-≈V10V当”M”→”A”两点电位几乎相等所以为无扰切换.”M”→”H”:断开前必然先断开S4M为保持.切换后接入”H”V-与RH的电位相同时则为无扰切换所以切换前应平衡H””M”RPH有条件无扰切换.”→:切换后S41S44瞬间是断开的CM和V-为保持状态所以为无扰切换.●2-7什么是调节器的正反作用调节器的输入电路为什么要采取差动输入方式输出电路是怎样将输出电压转换成4-20mA电流的答:1测量值增加偏差信号e减少调节器输出增加则调节器静态放大放大系数为负KC为负值称正作用调节器反之测量值增加偏差减小调节器输出减小则调节器静态放大系数为正KC为正值称反作用调节器.2由于所有的仪表都用同一个电源供电在公共电源地线上难免出现电压降为了避免这些压降带来误差输入电路需要采用差动输入方式.3调节器的输出电路是一个电压-电流转换器它将PID电路在1-5V间变化的输出电压转换为4-20mA的电流输出电路实际就是一个比例运算器通过强烈的电流负反馈使输出电流保持在4-20mA输出电路的电路图如图2:其中经过运算得出公式1取Rf62.5则当V031-5V时输出电流为4-20mA.●集散控制系统DCS也叫分布式控制系统即控制功能分散操作监视与管理集中主要由操作站现场控制通信网络三大部分组成.其中操作站作为人机接口进行系统的集中监视操作维护与工程组态.现场控制站则是分散执行控制功能他们几只通过内部的高速通道总线相连组成计算机的局域网.控制功能分散操作监视管理集中可以使系统在某个站发生故障时其他回路不受影响不至于系统全部瘫痪.其次集中控制保证了系统实时性的要求让操作人员以最短的时间迅速掌握整个生产过程的状态及时进行整定调节.集中控制的缺点:随着控制功能的集中事故的危险性也集中了当一台控制几百个回路的计算机发生故障时整个生产装置全面瘫痪.●现场总线:现场总线是连接智能测量和控制设备的全数字式双向传输具有多节点分支结构的通信链路.现场总线的优点:首先双向传输通信是我们可以从现场获取大量的信息而且可以根据需要实施远程组态与维护.其次现场总线可以大大节省电缆降低安装费用.最后现场总线的一致性和相互操作性保证了现场总线的开放性互换性●4-1执行器在控制系统中处于什么地位其性能对控制系统的运行有什么影响答:执行器是安全测控中不可缺少的重要部分它在系统中的作用是根据调节器的命令直接控制被测物体的状态和参数.●4-2调节阀有哪些结构形式分别适用于什么场合执行机构是指执行器中的哪一部分执行器选用气开气关的原则是什么答:调节阀根据结构分为九个大类:1单座调节阀适用于泄漏要求严.工作压差小的干净介质场合2双座调节阀适用于泄漏要求不严.工作压差大的干净介质场合3套筒调节阀适用于单座阀场合4角形调节阀适用于泄漏要求些压差不大的干净介质场合及要求直角配管的场合5三通调节阀用于分流和合流及两相流.温度差不大于150℃的场合6隔膜阀适用于不干净介质.弱腐蚀介质的两位切断场合7蝶阀适用于不干净介质和大口径.大流量.大压差的场合8球阀适用于不干净.含纤维介质.可调比较大的控制场合9偏心旋转阀.故适用于不干净介质.泄漏要求小的调节场合执行机构是执行器的推动部分.规则:气开气闭的选择主要从生产安全角度考虑当工厂发生断电或其他事故引起信号压力中断时调节阀的开闭状态应避免损坏设备和伤害操作人员如阀门在此时打开危险性小则宜选气闭式执行器反之则选用气开式执行器.●4-3什么是调节阀的固有流量特性和工作流量特性为什么流量特性的选择对控制系统的工作至关重要答:①在调节阀前后压差固定的情况下得出的流量特性称为固有流量特性也叫理想流量特性.在各种具体的使用条件下阀芯位移对流量的控制特性称为工作流量特性.②从自动控制的角度看调节阀一个最重要的特性是他的流量特性即调节阀阀芯位移与流量之间的关系值得指出调节阀的特性对整个自动调节系统的调节品质有很大的影响.●4-4为什么合理选择调节阀的口径也就是合理确定调节阀的流通能力C非常重要答:在控制系统中为保证工艺操作的正常进行必须根据工艺要求准确计算阀门的流通能力合理选择调节阀的尺寸.如果调节阀的口径选的太大将是阀门经常工作在小开度位置造成调节质量不好.如果口径选的太小阀门完全打开也不能满足最大流量的需要就难以保证生产的正常进行.●4-5电-气阀门定位器含电-气转换器和阀门定位器是怎样工作的它们起什么作用答:①由电动调节器送来的电流I通入线圈该线圈能在永久磁铁的气隙中自由地上下运动当输入电流i增大时线圈与磁铁产生的吸引增大使杠杆作逆时针方向旋转并带动安装在杠杆上的挡板靠近喷嘴改变喷嘴和挡板之间的间隙②使气动执行器能够接收电动调节器的命令必须把调节器输出的标准电流信号转换为20100kPa的标准气压信号.●4-6电动仪表怎样才能用于易燃易爆场所。

自动控制原理习题及答案

1. 采样系统结构如图所示，求该系统的脉冲传递函数。

答案:该系统可用简便计算方法求出脉冲传递函数。

去掉采样开关后的连续系统输出表达式为对闭环系统的输出信号加脉冲采样得再对上式进行变量替换得2. 已知采样系统的结构如图所示，，采样周期=0.1s。

试求系统稳定时K的取值范围。

答案:首先求出系统的闭环传递函数。

由求得，已知T=0.1s，e-1=0.368，故系统闭环传递函数为，特征方程为D(z)=1+G(z)=z2+(0.632K-1.368)z+0.368=0将双线性变换代入上式得+1 4 +( 7 -0.632K)=0要使二阶系统稳定，则有K＞0，2.736-0.632K＞0故得到K的取值范围为0＜K＜4.32。

3. 求下列函数的z变换。

(1). e(t)=te-at答案:e(t)=te-at该函数采样后所得的脉冲序列为e(nT)=nTe-anT n=0，1，2，…代入z变换的定义式可得E(z)=e(0)+P(T)z-1+e(2T)z-2+…+e(n )z-n+…= + e-aT z-1+2Te-2aT z-2+…+n e-naT z-n+…= (e-aT z-1+2e -2aT z-2+…+ne-naT z-n+…)两边同时乘以e-aT z-1，得e-aT z-1E(z)=T(e-2aT z-2+2e-3aT z-3+…+ne-a(n+1)T z-(n+1)+…)两式相减，若|e-aT z-1|＜1，该级数收敛，同样利用等比级数求和公式，可得最后该z变换的闭合形式为(2). e( )=答案 e( )=对e( )= 取拉普拉斯变换．得展开为部分分式，即可以得到化简后得(3).答案:将上式展开为部分分式，得查表可得(4).答案:对上式两边进行z变换可得得4. 求下列函数的z反变换(1).答案:由于所以得所以可得(z)的z反变换为e(nT)=10(2n-1)(2).答案:由于所以得所以E(z)的z反变换为e(nT)=-n-1n+2n=2n-n-1(3).答案:由长除法可得E(z)=2z-1-6z-3+10z-5-14z-7+…所以其反变换为e*( )= δ( -T)- δ( - )+1 δ( -5T)-14δ( -7 )+18δ( -9 )+…(4).答案:解法1：由反演积分法，得解法2：由于所以得最后可得z 反变换为5. 分析下列两种推导过程：(1). 令x(k)=k1(k)，其中1(k)为单位阶跃响应，有答案:(2). 对于和(1)中相同的(k)，有x(k)-x(k-1)=k-(k-1)=1试找出(2)与(1)中的结果为何不同，找出(1)或(2)推导错误的地方。

工业过程与过程控制7单元课后习题

1.6 图1-43为热交换器出口温度控制系统，要求确定在下面不同情况下控制阀的开闭形式及控制器的正反作用：①被加热物料在温度过高时会发生分解、自聚；②被加热物料在温度过低时会发生凝结；③如果操纵变量为冷却水流量，该地区最低温度在0℃以下，如何防止热交换器被冻坏。

答：TC冷却水物料被冷却物料①控制阀选气关阀，选反作用控制器。

②控制阀选气开阀，选正作用控制器。

③控制阀选气关阀，选反作用控制器。

2．7 图2-20所示的反应釜内进行的是化学放热反应，，而釜内温度过高会发生事故，因此采用夹套通冷却水来进行冷却，以带走反应过程中所产生的热量。

由于工艺对该反应温度控制精度要求很高，单回路满足不了要求，需用串级控制。

⑴当冷却水压力波动是主要干扰时，应怎样组成串级？画出系统结构图。

⑵当冷却水入口温度波动是主要干扰时，应怎样组成串级？画出系统结构图。

⑶对以上两种不同控制方案选择控制阀的气开、气关形式及主、副控制器的正、反作用方式。

(1)选冷水流量为副变量,釜内温度为主变量组成串级系统.(2)夹套温度为副变量,釜内温度为主变量组成串级系统.答案h /kg 2000F ,h /kg 3600F max 2max 1==，要求：① 画出该比值控制系统方块图。

② 如果要求1:2F :F 21=，应如何设置乘法器的设置值0I ？解：①方框图如下：1I 2F ② 12I I =‘系统稳定时：2111'1004444(4)(4)44,0.811616I I K I I I I I I K --==-----'=+⇒==‘’0164160.81416.96I K mA'=+=⨯+=21221max 2max 1213600((0.8122000F K F F K K F =='==⨯=，由于流量用孔板配差压变送器，没加开方器，所以7--1-15图2-21为一管式炉原油出口温度与炉膛温度串级控制系统。

过程控制复习资料(2)

1、试述串级控制系统的的工作原理,它有哪些特点？2、某加热炉出口温度控制系统，经运行后发现扰动主要来自燃料流量波动，试设计控制系统克服之，如果发现扰动主要来自原料流量波动，应如何设计控制系统以克服之画出带控制点工艺流程图和控制系统框图。

3、为什么一些液位控制系统中，减小控制器的增益反而使系统出现持续震荡，是从理论角度分析之。

4、液位均匀控制系统与简单液位控制系统有什么异同那些场合需要采用液位均匀控制系统？5、某加热炉出口温度控制系统中，副被控变量是炉膛温度，温度变送器的量程都选用0--500℃，控制阀选用气开阀。

经调试后系统已经正常运行，后因副回路的的温度变送器损坏，该用量程为200--300℃的温度变送器，问对控制系统有什么影响？6、题5中，如果损坏的是主回路温度变送器，问改用量程为200--300℃的温度变送器，对控制系统有什么影响如何解决？7、某反应器由A和B两种物料参加反应，已知，A物料时供应有余，B物料可能供用不足，他们都可测可控。

采用差压变送器和开方器测量它们的流量，工艺要求正常工况时，Fa=300Kg/h,Fb=600Kg/h,拟用DDZ-III 型仪表，设计双闭环（相乘方案）控制系统，确定乘法器的输入电流，画出控制系统框图和带控制点的工艺流程图。

8、题7中，控制系统已正常运行，后因两台差压变送器均损坏，改用相同量程的变送器（注：量程能够满足工艺要求），试问控制系统应作什么改动为什么？9、什么情况下前馈控制系统需要设置偏置信号应如何设置？10、某加热炉出口温度控制系统，原采用出口温度和燃料油流量的串级控制方案，为防止阀后压力过高造成脱火事故，是设计有关控制系统，说明该控制系统是如何工作的1．调节器的Kc值愈大，表示调节作用（），Ti值愈大，表示积分作用（），Td值愈大表示微分作用（）。

答案：越强;减弱;增强。

2．选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）（），干扰通道的放大倍数（增益）（）。

软件项目管理案例教程课后习题答案第2版.

软件项⽬管理案例教程课后习题答案第2版.软件项⽬管理案例教程习题答案第0章软件项⽬管理概述1、项⽬集成管理是什么？项⽬集成管理是在项⽬的整个⽣存期内，协调项⽬管理其他各管理知识域，将项⽬管理的⽅⽅⾯⾯集成为⼀个有机整体，保证项⽬的总⽬标的实现。

项⽬集成管理从⼀个宏观的⾓度将项⽬作为⼀个整体来考察。

包括的过程包括：项⽬章程编制、初始项⽬范围编制、项⽬计划编制、指导与管理项⽬执⾏、项⽬监控、集成变更控制、项⽬结束等过程。

项⽬管理的⽬标在于对项⽬中的不同组成元素进⾏正确⾼效的协调，他不是所有项⽬组成元素的简单相加。

2、项⽬管理的9⼤知识领域是什么？1）项⽬集成管理2）项⽬范围管理3）项⽬时间管理4）项⽬成本管理5）项⽬质量管理6）项⽬⼈⼒资源管理7）项⽬沟通管理8）项⽬风险管理9）项⽬采购管理3、项⽬的成本管理包括哪些过程？包括成本估算、成本预算、成本控制等过程4、项⽬管理的5个过程组是什么？启动过程组、计划过程组、执⾏过程组、控制过程组、收尾过程组5. 判断下⾯活动哪些是项⽬？上课野餐活动√集体婚礼√社区保安开发微软的操作系统√每天的卫⽣保洁神州飞船计划√⼆、判断题1. 项⽬开发过程中可以⽆限制地使⽤资源。

（X ）2. 项⽬具有暂时的特征。

（√）3. 项⽬管理核⼼的三⾓形是范围、进度、风险。

（X ）⽽过程管理⽤于管理最佳实践。

（√）5. 运作管理(Operation Management)是从宏观上帮助企业明确和把握企业发展⽅向的管理。

（√）第1章软件项⽬初始过程⼀、名次解释1．项⽬章程项⽬章程是指项⽬执⾏组织⾼层批准的⼀份以书⾯签署的确认项⽬存在的⽂件，包括对项⽬的确认、对项⽬经理的授权和项⽬⽬标的概述等。

严格地说，姓名章程包扩开始⼀个项⽬或项⽬阶段的正式授权，但是通常⽽⾔，在每个项⽬阶段都对项⽬进⾏⼀次授权的做法并不多见。

项⽬章程是⼀个正式的⽂档，它正式的认可⼀个项⽬的有效性，并指出项⽬的⽬标和管理⽅向。

过程控制习题以及详解

过程控制系统部分习题讲解6.1说明一下名词术语的含义：被动对象、被控变量、操纵变量、扰动（干扰）量、设定（给定）值、偏差。

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——受控制器操作的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料或能量。

扰动量——除操作变量外，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。

6.3下列控制系统中，哪些是开环控制，哪些是闭环控制？A．定制控制B．随动控制C．前馈控制D．程序控制答：C——开环控制；A、B、D——闭环控制。

（程序控制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。

）6.6在石油化工生产过程中，常常利用液态丙烯汽化吸收裂解气体的热量，使裂解气体的温度下降到规定数值上。

图6-3是一个简化的丙烯冷却器温度控制系统。

被冷却的物料是乙烯裂解气，其温度要求控制在（15±1.5）℃。

如果温度太高，冷却后的气体会包含过多的水分，对生产造成有害影响；如果温度太低，乙烯裂解气会产生结晶析出，杜塞管道。

图6-3（１）指出系统中被控对象、被控变量和操作变量各是什么？（２）试画出该控制系统的组成方块图。

答：（１）被控对象为丙烯冷却器；被控变量为乙烯裂解气的出口温度；操作变量为气态丙烯的流量。

（３）该系统的方块图如图6-4所示。

图6-46.7图6-5所示是以反应温度控制系统示意图。

Ａ、Ｂ两种物料进入反映，通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度保持不变。

图中ＴＴ表示温度变送器，ＴＣ便是温度控制器。

试画出该温度控制系统的方块图，并指出该控制系统中的被控对象、被控变量、操作变量及可能影响被控变量变化的扰动各是什么？图6-5答：反应器温度控制系统中被控对象为反应器；被控变量为反应器内温度；操作变量为冷却水流量；干扰为Ａ、Ｂ物料的流量、温度、浓度、冷却水的温度、压力及搅拌器的转速。

模块三答案电气控制与PLC课后习题答案

模块三答案任务一思考与练习主要应用在哪些场合答：（1）开关量逻辑控制；（2）模拟量过程控制；（3）运动控制；（4）现场数据采集处理；（5）通讯联网、多级控制2. PLC 的基本结构如何试阐述其基本工作原理。

答：（1）PLC主要有CPU（中央处理器）、存储器、输入/输出（I/O）接口电路、电源、外设接口、I/O（输入/输出）扩展接口组成；（2）PLC采用循环扫描工作方式，其工作过程大致分为3个阶段：输入采样、程序执行和输出刷新；每个扫描周期大概需要1~100ms。

3. PLC 硬件由哪几部分组成各有什么作用答：（1）PLC硬件由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元构成。

（2）基本单元用于接收、存储和处理数据；扩展单元和扩展模块都用于增加PLC的I/O点数，区别在于前者内部设有电源而后者内部没有电源；特殊功能单元是一些专门用途的装置，如模拟量I/O 单元、高速计数单元、位置控制单元、通信单元等。

4. PLC输出接口按输出开关器件的种类不同，有几种形式分别可以驱动什么样的负载答：（1）PLC有3种输出方式：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。

（2）继电器输出为有触点输出方式，可用于直流或低频交流负载；晶体管输出型和晶闸管输出型都是无触点输出方式，前者适用于高速、小功率直流负载，后者适用于高速、大功率交流负载。

5. PLC 控制系统与传统的继电接触控制系统有何区别答：（1）组成的器件不同继电接触控制系统是由许多硬件继电器、接触器组成的，而PLC则是由许多“软继电器”组成。

（2）触点的数量不同继电器、接触器的触点数较少，一般只有4～8对，而“软继电器”可供编程的触点数有无限对。

（3）控制方法不同继电接触控制系统是通过元件之间的硬接线来实现的，控制功能就固定在线路中。

PLC控制功能是通过软件编程来实现的，只要改变程序，功能即可改变，控制灵活。

（4）工作方式不同在继电接触控制线路中，当电源接通时，线路中各继电器都处于受制约状态。

《给排水工程仪表与控制》第二版思考题与习题答案

《给排水工程仪表与控制》第二版思考题与习题答案义？常规检测项目：（1）流量与其他有关量：○1各处理设施的进水流量○2沉砂池的水位○3沉砂量、筛渣量○4初次沉淀池的排泥量○5供气量，气水比，单位曝气池容积的供气量○6回流污泥量，回流比○7剩余污泥量○8浓缩污泥量○9消化气产量、循环气量⑩投药量（混凝剂等）、投药率○11滤饼或脱水污泥重量○12其他杂用水量○13各种设施与设备的耗电量○14燃料用量（重油、消化气等）○15焚烧的灰分量（2）污水与污泥的质：水温、pH值、ss、 vss 、DO、BOD、COD、有机氮、总磷、污水沉降比等指标意义：3、取样位置对检测结果有何影响？举例说明。

沉砂池：了解进入污水处理厂污染物总量的最重要场所，取水应避开返回废水，为了避开大块的漂浮物，应当从水面以下50cm处取样并迅速移至试样瓶；初次沉淀入口池：进口浓度高，其浓度变化受其他处理设施排水泵的运行时间的影响很大，应当增加取样次数；初次沉淀出口：沉淀后污水能较好的混合，可以说曝气池入口是最好的取样位置；曝气池内：不同位置的水样检测值大不相同，应当依次从其进口至出口几个位置取样。

鼓风曝气时，在扩散器上释放气泡的位置附近取样；机械搅拌时，在稍微远离搅拌叶片处取样；回流污泥泵：短时间浓度可能变化很大，应短时间内取样；二次沉淀池出口或排放口：每个二次沉淀池出水ss浓度不同，在汇集各池出水渠道或排放口钱计量槽取样；检测方法和检测设备的质量和可靠性，还要考虑湿度、腐蚀气体、可燃性气体、振动等周围环境，传送距离，产生误差的可能性等影响因素，海英注意不同检测设备对环境条件与场所的特殊要求，以及检测设备与控制设备的接口对检测场所的要求等。

5、在选择仪表类型与检测方法时，应综合考虑那些因素与条件？当有些因素相互矛盾时，应如何考虑？答：应考虑因素与条件：（1）检测的目的（2）检测的环境条件（3）检测精度、重现性与响应性（4）维护管理性（5）检测对象的特殊性（6）各种信号的特征（7）检测范围当有些因素相互矛盾时，应：根据仪表设备的设计安装的基本原则与注意事项，来选择最合适的检测方法必要的最小限度的仪表设备，使之既能满足工艺设计与自动控制提出的检测要求，又尽可能降低建设与运行费用。

自动化仪表与过程控制部分课后习题答案

绪论0-1自动化仪表:是由若干自动化元件构成的，具有较完善功能的自动化技术工具单元组合式调节仪表: 由具有不同功能的若干单元仪表按调节系统具体要求组合而成的自动调节仪表0-2 P5 第二段0-3 P5~60-4 一般选用相对误差评定，看相对百分比，相对误差越小精度越高x/(100+100)=0.5% x=1摄氏度1-4定义：第十五页第二段工业上会出现共模干扰是因为现场有动力电缆，形成强大的磁场。

造成信号的不稳。

共模干扰是同时叠加在两条被测信号线上的外界干扰信号，是被测信号的地和数字电压表的地之间不等电位，由两个地之间的电势即共模干扰源产生的在现场中，被测信号与测量仪器间相距很远。

这两个地之间的电位差会达到几十伏甚至上百伏，对测量干扰很大使仪表不能正常工作有时会损坏仪表共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，属于非对称性干扰，共模干扰幅度大、频率高、还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。

消除共模干扰的方法包括：（1）采用屏蔽双绞线并有效接地（2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽（3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线（4）不要和电控锁共用同一个电源（5）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)1-6硅：被测介质的压力直接作用与传感器的膜片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应与这一压力的标准测量信号。

差：电容式压力变送器主要由完成压力/电容转换的容室敏感元件及将电容转换成二线制4-20mA电子线路板构成，当进程压力从从测量容室的两侧（或一侧）施加到隔离膜片后，经硅油灌充液传至容室的重心膜片上，重心膜片是个边缘张紧的膜片，在压力的作用下，发生对应的位移，该位移构成差动电容变化，并经历电子线路板的调理、震荡和缩小，转换成4-20mA信号输入，输入电流与进程压力成反比。

优点：他们不存在力平衡式变送器必须把杠杆穿出测压室的问题1-9 1、热导分析仪的工作原理热导式气体分析仪多采用半导体敏感元件与金属电阻丝作为热敏元件，将其与铂线圈烧结成一体，而后与对气体无反应的补偿元件，共同形成电桥电路，也就是热导式气体分析仪的测量回路，对热导系数进行测量。

过程控制部分习题答案-完整版

第一章思考题与习题1－3 常用过程控制系统可分为哪几类?答：过程控制系统主要分为三类：1. 反馈控制系统：反馈控制系统是根据被控参数与给定值的偏差进行控制的，最终达到或消除或减小偏差的目的，偏差值是控制的依据。

它是最常用、最基本的过程控制系统。

2．前馈控制系统：前馈控制系统是根据扰动量的大小进行控制的，扰动是控制的依据。

由于没有被控量的反馈，所以是一种开环控制系统。

由于是开环系统，无法检查控制效果，故不能单独应用。

3. 前馈－反馈控制系统：前馈控制的主要优点是能够迅速及时的克服主要扰动对被控量的影响，而前馈—反馈控制利用反馈控制克服其他扰动，能够是被控量迅速而准确地稳定在给定值上，提高控制系统的控制质量。

3－4 过程控制系统过渡过程的质量指标包括哪些内容？它们的定义是什么？哪些是静态指标？哪些是动态质量指标？答：1. 余差(静态偏差）e ：余差是指系统过渡过程结束以后，被控参数新的稳定值y(∞)与给定值c 之差。

它是一个静态指标，对定值控制系统。

希望余差越小越好。

2.衰减比n:衰减比是衡量过渡过程稳定性的一个动态质量指标，它等于振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比，即：n ＜1系统是不稳定的，是发散振荡；n=1,系统也是不稳定的，是等幅振荡；n ＞1,系统是稳定的，若n=4,系统为4：1的衰减振荡，是比较理想的。

衡量系统稳定性也可以用衰减率φ4．最大偏差A ：对定值系统，最大偏差是指被控参数第一个波峰值与给定值C 之差，它衡量被控参数偏离给定值的程度。

5．过程过渡时间ts ：过渡过程时间定义为从扰动开始到被控参数进入新的稳态值的±5%或±3％（根据系统要求）范围内所需要的时间。

它是反映系统过渡过程快慢的质量指标，t s 越小，过渡过程进行得越快。

6．峰值时间tp: 从扰动开始到过渡过程曲线到达第一个峰值所需要的时间，（根据系统要求）范围内所需要的时间。

称为峰值时间tp 。

《过程控制原理及应用》阶段练习题—3

《过程控制原理及应用》阶段练习题—3第三章过程检测技术3.1 检定一只量程为5A 的电流表，结果如下：（1）试求仪表各示值的绝对误差﹑ 实际相对误差﹑示值相对误差和引用误差。

（2）确定仪表的精度等级。

解：（1）取ΔI 为绝对误差， δI 为相对误差， δIr 为示值相对误差，q 为引用误差。

相应各值如下表所示：（2）由于 q max =q 1=2.0 因此该仪表的精度等级为2。

3.2 某台测温仪表的测温范围为0~500℃，校验该表时得到的最大绝对误差为±3℃。

试确定该仪表的精度等级。

解：该仪表的最大引用误差为：国家规定的精度等级中没有0.6级仪表，而该仪表的最大引用误差超过了0.5级仪表的允许误差，故该台仪表的精度等级应为1.0级。

3.3 现有精度等级为1.5级，2.0级各2.5级的三块仪表，测量范围分别为0~ 100 ℃，-50~550 ℃和-100~500 ℃。

现需测量500 ℃左右的温度，要求测量的相对误差不超过2.5%，选用哪块仪表比较合适？%6.05003%100max max ±=±=⨯∆=N x δ解：测量所允许的最大误差为Δt max =500×2.5%=12.5℃1.5级仪表测量范围上限只有100 ℃，直接排除之。

2.0级仪表所允许的最大误差为Δt max,2=（550+50）×2.0%=12℃2.5级仪表所允许的最大误差为Δt max,3=（500+100）×2.5%=15℃故只有2.0级满足Δt max,2＜Δt max 的情况。

因此，测量500℃左右的温度，应选2.0级量程是-50~550 ℃的仪表。

3.4 已知被测压力在范围0.7~1MP 内波动，要求测量的绝对误差不得超过0.02MPa ，试选定弹簧管压力计的量程和精度等级。

可供选用的压力计量程系列为：0~0.6MPa ；0~1MPa ；0~1.6MPa ； 0~2.5MPa. 解：因为压力有波动，故仪表上限应大于最大工作压力的3/2，即MPa N 5.1)2/3(1=⨯>为了满足测量精度的要求，被测压力的最小值不应低于满量程的1/3，即MPa N 1.237.0=⨯<故应选择量程范围为0~1.6MPa 的压力表。

过程控制习题集选择题

*
答案：B
通常可以用时间常数T和放大系数K来表示一阶对象的特性。现有甲乙两个液体贮罐对象，其甲的截面积大于乙的截面积，假定流入和流出侧的阀门、管道尺寸及配管均相同,放大系数K（）。甲大于乙乙大于甲甲乙相等
*
答案：a.积分时间太短，b.比例度太小,c.微分时间太长
26下面三组记录曲线分别是由于比例度太小，积分时间太短，微分时间太长引起，你能加以鉴别吗？
4.一线性调节系统的稳定性（稳定或不稳定）取决于： A.干扰作用的形式及强弱。 B.系统本身的结构及参数。 C.干扰作用的形式、强弱和系统本身的结构、参数。
Hale Waihona Puke 答案：A*答案：B
6．调节系统中调节器正、反作用的确定是根据： A．实现闭环回路的正反馈。 B．实现闭环回路的负反馈。 C．系统放大倍数恰到好处 D．生产的安全性。
答案：C 由于微分调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用主要是用来: 克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc和纯滞后τ0. 克服调节对象的滞后τ0. 克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc.
单纯的前馈调节是一种能对（）进行补偿的调节系统。
答案：C
测量与给定之间的偏差被调量的变化干扰量的变化
*
28.当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调节介质为过热蒸汽时； A.气关调节阀，正作用调节器； B.气开调节阀，反作用调节器； C.气开调节阀，正作用调节器； D.气关调节阀，反作用调节器.
TC
物料
蒸汽
答案：B
*
29.当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质，调节介质为待加热的软化水时； A.气关调节阀，正作用调节器； B.气开调节阀，反作用调节器； C.气开调节阀，正作用调节器; D.气关调节阀，反作用调节器.

过程控制章习题答案完整版

过程控制章习题答案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】第一章单回路控制系统1.1 何谓控制通道何谓干扰通道它们的特性对控制系统质量有什么影响控制通道——是指操纵变量与被控变量之间的信号联系；干扰通道——是指干扰作用与被控变量之间的信号联系。

（1）控制通道特性对系统控制质量的影响：（从K、T、τ三方面）控制通道静态放大倍数越大，系统灵敏度越高，余差越小。

但随着静态放大倍数的增大，系统的稳定性变差。

控制通道时间常数越大，经过的容量数越多，系统的工作频率越低，控制越不及时，过渡过程时间越长，系统的质量越低，但也不是越小越好，太小会使系统的稳定性下降，因此应该适当小一些。

控制通道纯滞后的存在不仅使系统控制不及时，使动态偏差增大，而且还还会使系统的稳定性降低。

（2）干扰通道特性对系统控制质量的影响：（从K、T、τ三方面）干扰通道放大倍数越大，系统的余差也越大，即控制质量越差。

干扰通道时间常数越大，阶数越高，或者说干扰进入系统的位置越远离被控变量测量点而靠近控制阀，干扰对被控变量的影响越小，系统的质量则越高。

干扰通道有无纯滞后对质量无影响，不同的只是干扰对被控变量的影响向后推迟一个纯滞后时间τ0。

1.2 如何选择操纵变量？1）考虑工艺的合理性和可实现性；2）控制通道静态放大倍数大于干扰通道静态放大倍数；3）控制通道时间常数应适当小些为好，但不易过小，一般要求小于干扰通道时间常数。

干扰动通道时间常数越大越好，阶数越高越好。

4）控制通道纯滞后越小越好。

1.3 控制器的比例度δ变化对控制系统的控制精度有何影响对控制系统的动态质量有何影响比例度δ越小，系统灵敏度越高，余差越小。

随着δ减小，系统的稳定性下降。

1.5图1-42为一蒸汽加热设备，利用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。

试问：影响物料出口温度的主要因素有哪些如果要设计一温度控制系统，你认为被控变量与操纵变量应选谁为什么如果物料在温度过低时会凝结，应如何选择控制阀的开闭形式及控制器的正反作用答：影响物料出口温度的因素主要有蒸汽的流量和温度、搅拌器的搅拌速度、物料的流量和入口温度。

过程控制

3-6.被控对象、执行器、控制器的正、反作用方向各是怎样规定的？3-6答：被控对象的正、反作用方向规定为：当操纵变量增加时，被控变量也增加的对象属于“正作用”的；反之，被控变量随操纵变量的增加而降低的对象属于“反作用”的。

执行器的作用方向由它的气开、气关型式来确定。

气开阀为“正”方向；气关阀为“反”方向。

如果将控制器的输入偏差信号定义为测量值减去给定值，那么当偏差增加时，其输出也增加的控制器称为“正作用”控制器；反之，控制器的输出信号随偏差的增加而减小的称为“反作用”控制器。

也可参考下表：各环节作用方向如表：4、什么是简单控制系统？试画出简单控制系统的典型方块图。

答：所谓简单控制系统，通常是指由一个被控对象、一个检测元件及传感器（或变送器）、一个调节器和一个执行器所构成的单闭环控制系统，有时也称为单回路控制系统。

简单控制系统的典型方块图如图所示。

10、积分饱和的危害是什么?有哪几种主要的抗积分饱和措施?答：当控制器处于积分饱和状态时，它的输出将达到最大或最小的极限值，该极限值已超出执行器的有效输入信号范围(对于气动薄膜控制阀来说，其有效输入信号范围一般为20～100kPa)。

出现这种现象，对控制系统的工作是很不利的。

因为当需要该控制器恢复工作状态(在取代控制系统中，控制器重新被选择器选中)时，它不能马上动作，必须待它的输出退出饱和区，返回到执行器的有效输入信号范围内后，才能使执行器开始动作。

所以取代是不及时的，这样会对系统的工作带来严重的后果，甚至会造成事故。

抗积分饱和的主要方法有限幅法和积分切除法等。

四、分析题。

1、图中的液面调节回路，工艺要求故障情况下送出的气体中也不许带有液体。

试选取调节阀气开、气关型式和调节器的正、反作用，再简单说明这一调节回路的工作过程。

答：因工艺要求故障情况下送出的气体不许带液，故当气源压力为零时，阀门应打开，所以调节阀是气关式。

当液位升高时，要求调节阀开度增大，由于所选取的是气关调节阀，故要求调节阀输出减少，调节器是反作用。