过程控制原理复习提纲

第一章绪论

一、过程中的有关参数：温度、压力、流量、物位、成分、湿度、ph值和物性。（终点记住前四个就好了）

二、过程控制系统相对于其他系统还具有以下特点：

（1）控制对象复杂、控制要求多样（2）控制方案丰富（3）控制多属慢过程参数控制（4）定值控制是过程控制的一种主要控制方式（5）过程控制系统由规范化的

过程检测控制仪表组成。

三、简单过程控制系统：由被控过程、过程检测控制仪表（包括测量元件、变送器、调节器、执行器）两部分构成。

四、气动仪表标准信号：0.02~0.1MPa的气动信号。

电动仪表：电流4~20ma

五、过程控制系统的分类（简答，特点）

1，按设定值的形式不同划分

（1）定值控制系统最常见的一种控制系统。在工控过程中，大多数场合要求被控参数恒定或在设定值附近小范围之内，以保持生产过程平稳进行。在定值控

制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的因素就是扰动信号。

（2）随动控制系统随动系统就是使被控参数准确而及时地跟随设定值的变化而变化。

（3）程序控制系统在程序控制系统中，被控参数的设定值按预定的时间程序变化，被控参数自动跟随设定值。即设定值按程序自动改变，系统按设定程序

自动运行，直到整个程序运行完为止。

2，按系统的结构特点分类

（1）反馈控制系统反馈控制系统是按照被控参数与设定值的偏差进行调节，达到减小或消除偏差的目的，偏差值是系统调节的依据。它由被控参数的反馈

通道过程闭合回路，又称闭环控制系统。最基本的过程控制结构形式。

（2）前馈控制系统根据扰动大小进行控制，扰动是控制依据。前馈控制没有被控参数的反馈，也称开环控制系统。最终无法检测控制效果，故很少单独使

用。

（3）前馈—反馈复合控制系统是将反馈与前馈控制系统相结合构成的复合控制系统，它综合了前馈控制对特定扰动及时进行补偿的优势；有保持了反馈控

制能够克服多种扰动对系统被控参数的影响、使被控参数在稳态时能准确稳

定在设定值的特点。

六、系统阶跃响应的单项性能指标：

（1）衰减比n、衰减率（2）最大动态偏差A和超调量（3）残余偏差C（4）调节时间Ts和振荡频率w

系统阶跃响应的综合性能指标：

（1）偏差积分IE (2)绝对偏差积分IAE （3）平方偏差积分ISE

（4）时间与绝对偏差乘积积分ITAE

第一章课后题；

1-1 过程控制哪些特点？见第1页二题。

为什么说过程控制多属慢控制过程参数控制？答：在流程工业中，常用一些物理量来表征生产过程是否正常。例如石化、冶金、电力、轻工、建材、制药等生

产过程中，这些物理量多半是以温度、压力、流量、液位、成分等参数表示，被控

过程大多数具有大惯性、大滞后等特点，因此~。

1—2什么是过程控制系统？

答：通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术最重要的组成部分。

过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。

典型控制系统由哪几部分组成？

答：调节器、执行器、被控过程、测量变送四个环节。

第二章检测仪表

2-1检测仪表的基本技术指标

（1）绝对误差检测仪表的指示值X与被测量真值Xt之间存在的差值。

△=X-Xt

（2）基本误差（引用误差或百分误差）（描述仪表最大精确等级）

基本误差（符号见13页）=最大绝对误差△max / 仪表量程 *100%

仪表量程=测量上限-测量下限

（3）精确度国家统一规定的仪表精确度等级系列。

常用精确度等级： 0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0.等。

注意：如果某台测温仪表的基本误差为+1.0%，则认为该仪表的精度等级符合1.0级。(去掉正负号和百分号后就是精确度等级) 如果为+1.3%,则认为符合1.5级.（相近的等级，标准等级中没有，取大的等级）见书14页例1 例2

热电偶的基本定律有哪几条？

（1）均质导体定律（2）中间导体定律（3）中间温度定律

热电偶冷端温度补偿措施：（1）查表法（2）仪表零点调整法（3）冰浴法（4）补偿电桥法

几种弹性元件的形状：单圈弹簧管、多圈弹簧管、膜片、膜盒、波纹管。

弹性式压力计在使用时，为保证测量精度和弹性元件的使用寿命，被测压力下限应不低于量程的1/3；上限应不高于3/4（被测压力变化缓慢时）或2/3（被测压力变化频繁时）。

椭圆齿轮流量计对介质的要求？特别适合于高粘度流体的测量。同时要求被测流体中不能有固体颗粒。否则很容易将齿轮卡住或引起严重磨损。

电磁流量计对介质的要求：常用于测量导电液体流量，被测液体的导电率应大于水的导电率，不能测量油类或气体的流量。优点是不设有任何节流器件，因此可以测量各种高粘度的导电液体，特别适合测量含有纤维和固体颗粒的流体。精度达到0.5级。

课后题：

2-21椭圆齿轮流量计对介质的要求？

2-22电磁流量计对介质的要求

第三章控制仪表

控制规律;:指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。

基本控制规律：位式控制（断续控制）、比例控制、比例积分控制、比例微分控制、比例积分微分控制。即P 、PI 、PD、 PID调节。

Kp ：放大倍数或增益，它的大小决定比例作用的强弱，系数越大，比例作用越强。

比例度P：控制器输入偏差的相对变化值与相应的输出相对变化值之比。

比例度P的物理意义：使控制器的输出变化满量程时（就是控制阀从全关到全开或相反），相应的输入测量值变化占仪表输入量程的百分比。P=1/Kp ,P越小，Kp越大，控制能力越强。比例控制的优点;控制及时、反应灵敏、偏差越大、控制力度越大、但控制结果存在余差。

DDZ-Ⅲ型仪表的特点

（1）现场传输信号为DC 4~20mA,控制室联络信号为DC 1~5 V，信号电流与电压的转换电阻为250欧。信号优点是电气零点不是从零开始，而是从4mA开始，容易识别

断电、断线等故障。同样，因为最小电流不为零，为现场变送器实现两线制创造

了条件。现场变送器与控制室仪表仅用两根线联系，DC 4~20mA既反映了信号又

为现场总线提供了能源，避免强电进入现场，有利于安全防爆。

（2）广泛采用集成电路，仪表的电路简化、精度高、可靠性提高、维修工作量较小。（3）整套仪表可构成安全火花型防爆系统。

调节器的正、反作用？

正作用：偏差=测量值-给定值反作用偏差=给定值-测量值

P83页输出电路VO的计算重点题。

PID运算算式：

位置式和增量式公式会写。见P90页。