1.2被控变量的选择
过程控制作业答案
（3）如果物料在温度过低时会凝结，据此情况应如何选择控制阀的开、闭形式及控制器的正反作用？
解：（1）物料进料量，搅拌器的搅拌速度，蒸汽流量
（2）被控变量：物料出口温度。因为其直观易控制，是加热系统的控制目标。
操作变量：蒸汽流量。因为其容易通过控制阀开闭进行调整，变化范围较大且对被控变量有主要影响。
系统框图：
扰动扰动
出口温度设定
பைடு நூலகம்第六章特殊控制方法
1.比值控制系统有哪些类型？各有什么特点？
开环比值控制系统、单闭环比值控制系统、双闭环比值控制系统、变比值控制系统。
2.某化学反应过程要求参与反应的A、B两物料保持 的比例,两物料的最大流量 =625 , =290 .通过观察发现A、B两物料流量因管线压力波动而经常变化。根据上述情况，要求：
{过程的增益为正，气关式阀门增益为负，检测器增益为正，由负反馈系统全部各个环节（包括比较环节）增益乘积为负可判断控制器增益为负。}
将 ， ， 以及其它条件代入上式，可得
(3) ，此时有
结论：比例度变大，残差变大。
（4）若改为PI调节，则
对于扰动 ，余差：
对于设定值扰动 ，余差：
第五章串级控制
1.对于如图所示的加热器串级控制系统，要求：
（5）流量变送器量程由原来的0~250kg/h改变为0~400kg/h，控制系统会出现什么现象？应如何解决？（Km2减小，副回路等效时间常数增大，控制变慢，响应速度减慢，则应增大Kc2）
2.对于如图所示加热炉出口温度简单控制系统，要求：
（1）在进料流量或燃料成分扰动下，设计合理串级控制系统，画出框图，确定控制器的正、反作用；
自动化例题
化工仪表及自动化-3
化工仪表及自动化-5
一次仪表 （检测仪表）Local instrument 安装在现场且直接与工艺介质相接触 eg. 弹簧管压力表 双金属温度计 二次仪表 (显示仪表) Display instrument, integrator 安装在控制室的仪表盘上,连续地显示 或记录生产过程中各参数的变化情况
化工仪表及自动化-5
1.某化学反应器工艺规定的操作温度为900±10℃，考虑安全因素， 控制过程中温度偏离给定值不得超过80℃。现设计的温度定值控制 系统,在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1-19所示.试求该系 统过渡过程品质指标:最大偏差、超调量、衰减比和振荡周期,并回答 该控制系统能否满足题中所给出的工艺要求？ P16（***） 温度（℃） (21) 950
918 908 900
化工仪表及自动化-3
练习: P33- 13
已知一个简单水槽,其截面积为0.5M2, 水槽中的液体由正位移泵 抽出,即流出流量是恒定的.如果在稳定的情况下, 输入流量突然 在原来的基础上增加了0.1m3/h, 试画出水槽液位△h的变化曲线 1 Q1 0.1 h Q1dt dt 0.5t 0.2t A A
图A 水箱液位控制系统
例题分析
解：方块图如图B所示。系统中水箱里水的液位为被控变 量;进水流量为操纵变量;水箱为被控对象。带有浮球及 塞子的杠杆装置在系统中起着测量与调节的功能。其工 作过程如下：当水箱中的液位受到扰动变化后,使浮球上 下移动,通过杠杆装置带动塞子移动,使进水量发生变化, 从而克服扰动对液位的影响。例如由于扰动使液位上升 时,浮球上升,带动塞子上移,减少了进水量,从而使液位 下降。
化工仪表及自动化-4
P47 例3 某台往复式压缩机的出口压力范围为25～28MPa，测量误差不得 大于1MPa。工艺上要求就地观察，并能高低限报警， 试正确选用一台压力表，指出型号、精度与测量范围。
过程装备控制技术及应用(1)
比较自动控制与人工控制：在自动控制系统中，测量仪表,控制 仪表，自动调节阀分别代表了人工控制中人的观察，思考和手动操 作，因而大大降低了人的劳动强度；同时由于仪表的信号测量、运 算、传输、动作速度远远高于人的观察，思考和操作过程，因此自 动控制可以满足信号变化速度快，控制要求高的场合 。 1.2.2 控制系统的组成 从上面锅炉汽包水位的自动控制系统中可以看出，一个自动控 制系统主要由两大部分组成：一部分是起控制作用的全套自动控制 系统，它包括测量仪表，变送器，控制仪表以及执行器等；另一部 分是自动控制装置下的生产设备，即被控对象如锅炉、反应器、换 热器等。图1－1（b）中，锅炉、差压便送器、调节器、执行器等 构成了一个完整的自动控制系统。系统各部分的作用如下。 被控对象 ：在自动控制系统中，工艺变量需要控制的生产设备 或机器称为被控对象，简称对象。在化工生产中，各种塔器、反应 器、泵、压缩机以及各种容器。贮罐、贮槽、甚至一段输送流体的 管道或复杂塔器（如精馏塔）的某一部分都可以是被控对象。图1 －1的锅炉即为汽包水位控制系统中的被控对象。
过程装备控制技术及应用
机械工程学院：冯小康
前
言
《过程装备控制技术及应用》课程是经全国高等学校化工类及 相关专业教学指导委员会化工装备教学指导组讨论决定，确定为 “过程装备与控制工程”专业的核心课程之一。本专业学生通过该 课程的学习，可以将过程机械、计算机自动测试、控制、自动化等 方面的知识有机地结合在一起，培养学生成为掌握多学科知识与技 能的复合型人才。
（3）自动操纵系统 ： 这是一种根据预先规定的程序，自动的 对生产设备进行某种周期性操作，极大地减轻操作人员的繁重或重 复性体力劳动的装备。例如，合成氨造气车间煤气发生炉的操作就 是按照程序自动地进行的，如自动进行吹气、上吹、下吹制气、吹 净等步骤，周期性地接通空气与水蒸气实现自动操纵。 （4）自动控制系统： 利用一些自动控制仪表及装置，对生产 过程中某些重要的工艺变量进行自动调节，使它们在受到外界干扰 影响偏离正常状态后，能够自动地重新回复到规定的范围内，从而 保证生产的正常进行。
2023年化工自动化控制仪表备考押题2卷合1带答案12
2023年化工自动化控制仪表备考押题2卷合1带答案（图片大小可自由调整）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第壹套一.全能考点(共100题)1.【单选题】以下关于设备安装地基的选择论述，错误的是：()。
A、地基选择时要考虑机床的重心位置B、地基选择时要考虑周围的干扰情况C、地基选择时要考虑周围的环境温度和湿度是否符合说明书D、地基选择时不考虑热辐射影响参考答案：D2.【多选题】超过一定规模的危险性较大的分部分项工程专项方案应当由施工单位组织召开专家论证会。
实行施工总承包的，由施工总承包单位组织召开专家论证会。
下列人员应当参加专家论证会（）。
A、物资供应单位相关负责人B、建设单位项目负责人或技术负责人C、监理单位项目总监理工程师及相关人员D、施工单位分管安全的负责人、技术负责人、项目负责人、项目技术负责人、专项方案编制人员、项目专职安全生产管理人员E、勘察、设计单位项目技术负责人及相关人员参考答案：BCDE3.【单选题】一台安装在设备最低液位下方的压力式液位变送器,为了测量准确,压力变送器必须采用()。
A、正迁移B、负迁移C、不用迁移参考答案：A4.【单选题】在方块图中,如果信号既有顺向控制又有反向联系,则把它称为()。
A、开环B、闭环C、反馈参考答案：B5.【单选题】某高速公路项目部施工技术员，根据施工现场情况，对施工用机械设备进行安排。
因取土区土壤松软潮湿，该施工员作了具体的安排。
下列安排合理的是（）。
A、用具有适合湿地作业的挖掘机进行挖掘作业B、因无载人交通工具机操作工可乘载在铲运机斗内返回住地C、用自行式轮胎铲运机将软泥土壤运住350m以外D、用推土机将作业场内的土推到250m以外的填方区参考答案：A6.【单选题】防护棚搭设与拆除时，应设警戒区和派专人监护，严禁（）拆除。
A、由木工B、由非架子工C、从上而下D、上下同时参考答案：D7.【单选题】仪表使用最高环境温度等于自燃温度乘以()%减去仪表温升。
过程控制系统知识点大全
绪论一、过程控制工程课设置的目的和任务Process control（过程控制）课，是培养从事过程控制系统的方案设计，及其在工程上予以实施的能力。
控制方案的形成有两个来源：一是来自控制原理的进展，讨论的核心问题是在保证系统稳定的基础上，如何提高系统的品质；而另一来源是为了满足工艺的特殊要求而开发出来的控制方案。
本课的基础涉及到化工原理、控制原理和仪表计算机技术等学科知识。
二、过程控制的发展简史1、硬件第一阶段：30-40年代，基地式仪表，就地控制第二阶段：40-50年代，电气动单元组合仪表，车间、工段或全厂集中控制第三阶段：60年代后，由于计算机的出现，全厂性、企管性控制2、过程控制手段40年代初：“黑箱子”时期50年代末：“灰箱子”时期，用反馈控制理论于生产过程50年代初、中：①对生产过程的模型的建立导致化工动态学的发展②用实验方法来探讨模型、系统辩识60年代：现代控制理论发展，我国75年后计算机控制较普遍，发展快三、过程控制设计1、从局部的设计到总体的设计，从单回路到多回路再到大系统2、从定值控制到浮动控制3、事故出现硬停车到软保护控制4、从离散控制（模拟仪表）到计算机控制四、学习方法及基本要求本课程上本专业的一门只要专业课，要求学生能综合运用所学的基础课、专业基础课及其他专业课知识，进一步掌握过程控制工程理论和实践知识，培养学生具有解决过程控制系统的分析、设计及投运的能力。
本课程包括课堂教训、实验教学、课程设计、生产实习四个环节。
学习本课程应注意自己的工程实际能力的培养。
五、参考文献1、《化工过程控制工程》祝和运（浙江大学）化学工业出版社2、《过程控制系统及工程》翁维勤化学工业出版社3、《过程控制工程》庄兴稼华中理工大学出版社4、《过程控制系统》F.G.shinskeg 方崇智译化工出版社5、《化工过程控制理论与工程》stephanopoluos G. 关惕华译化学工业出版社六、学时安排课堂教学40学时；实验教学8学时。
单回路反馈控制系统
第一篇过程控制系统第一章单回路反馈控制系统简称：单回路控制系统、简单控制系统在所有反馈控制系统中，单回路反馈控制系统是最基本、结构最简单的一种。
在生产过程控制中应用得最为广泛的、并能解决大量控制问题的系统（70%）。
研究单回路系统的分析和设计方法，是研究复杂控制系统的基础。
1.1 单回路系统的结构组成一、系统的组成举例：如图所示的水槽，流入量F1、流出量F2，为了控制水槽的液位L不变，选择相应的变送器、控制器、控制阀，并按左图组成单回反馈控制系统。
图1-2 水槽液位控制系统注：LC表示液位控制器，sp代表控制器的给定值。
假定控制阀为气闭，控制器为反作用。
偏差：测量信号与给定值之差。
当测量值大于给定值时，偏差为正，反之为负。
第一种情况（初始状态：平衡状态F1=F2）入口阀突然开大→ F1>F2 → L↑ → 正偏差→ 输出减小→ 控制阀↑ → F2 ↑→ L↓→F1=F2→ 系统达到新的平衡 入口阀突然开小→ F1<F2→L ↓ → 负偏差→ 输出增大→ 控制阀↓ → F2 ↓→ L ↑ → F1=F2 → 系统达到新的平衡第二种情况初始状态：平衡状态F1=F2） 出口阀突然开大→F２>F1→L ↓→ 负偏差→输出增大→控制阀↓→F2↓→ L↑→ F1=F2→系统达到新的平衡出口阀突然关小→ F1>F2 → L ↑ → 正偏差→ 输出减小→ 控制阀↑ → F2 ↑ → L ↓ → F1=F2→系统达到新的平衡3单回路控制系统方框图R(S)：给定值的拉氏变换式Gc(S)：控制器传递函数X(S)：测量值的拉氏变换式Gv(S)：控制阀传递函数E(S)：偏差的拉氏变换式Gm(S) 变送器传递函数U(S)：控制信号的拉氏变换式Go(S)：对象控制通道的传函Q(S)：操纵变量的拉氏变换式Gf(S)：对象扰动通道的传函Y(S)：被控变量的拉氏变换式F(S)：扰动信号的拉氏变换式几点说明：(1)图中的各个信号值都是增量初始状态为零；图中箭头表示的是信号流向，而不是物料或能量的流向。
PID回路整定详细说明
仪表控制说明及PID整定方法化工乙烯仪表-李恒超主要内容一、仪表控制说明1、单回路控制说明2、复杂控制说明二、PID整定方法1、PID整定方法2、PID整定举例三、自动控制回路参数波动原因分析1、工艺操作系统引起参数波动分析2、仪表和调节阀的特性引起参数波动分析3、机泵控制的波动原因分析主要内容一、仪表控制说明1、单回路控制说明1.1 单回路的结构与组成1.2 明确自动控制的目的1.3 被控变量的选择1.4 控制变量的选择1.5 控制质量1.6 滞后1.7 举例与仿真1.8PID的正反作用2、复杂控制说明2.1 前馈控制2.2 串级控制2.3 均匀控制2.4 分程控制2.5 比值控制2.6 选择控制2.7 三冲量控制2.8 耦合控制二、PID整定方法1、PID整定说明1.1 PID回路阶跃响应性能指标1.2PID设置面板1.3 PID参数功能1.3.1 增益K作用对调节过程的影响1.3.2 积分作用对调节过程的影响1.3.3 微分调节D说明1.4 PID参数的整定1.4.1 测试阶跃响应法1.4.2 PID参数的整定步骤说明1.4.3 PID参数整定经验说明1.4.4 PID参数整定方法二2、PID整定举例2.1 PID参数的形象说明2.2 PID参数仿真曲线举例说明2.3 PID整定参数举例分析说明2.4 PID参数整定总结三、自动控制回路参数波动原因分析1、工艺操作系统引起参数波动分析1.1 精馏塔的典型控制1.2 反应器的控制2、仪表和调节阀的特性引起参数波动分析2.1 流量计的量程比、流速，对测量的影响2.2 调节阀的流量特性和可调比2.3 提高调节阀使用寿命的常见方法3、机泵控制的波动原因分析3.1 对离心泵的控制3.2 对计量泵的控制3.3 对变频泵的控制一、仪表控制说明\1.单回路控制说明1.1 单回路的结构与组成由一个被控对象、一个测量变送器、一个控制器和一个执行机构（控制阀）所组成的闭环控制系统。
过程控制综述
过程控制工程课程综述课程名称：过程控制工程系别：电子信息与电气工程系年级专业： 08自动化（2）班姓名：一、过程控制简介1.1 过程控制特点与分类过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织、建材、原子能等工业生产部门生产过程的自动化。
自进入20世纪90年代以来，自动化技术发展很快，并获得了惊人的成就，已成为国家高科技的重要分支。
过程控制技术是自动化技术的重要组成部分。
在现代工业生产过程自动化中，过程控制技术正在为实现各种最优技术经济指标、提高经济效益和社会效益、提高劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生、提高市场竞争力等方面起着越来越巨大的作用。
过程控制的特点是与其他自动化控制系统相比较而言的，大致可归纳如下：1.连续生产过程的自动控制。
2.过程控制系统由过程检测、控制仪表组成。
3.被控过程是多种多样的、非电量的。
4.过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制。
5.过程控制方案十分丰富。
6.定值控制是过程控制的一种常用形式。
过程控制系统的分类方法很多，若按被控参数的名称来分，有温度、压力、流量、液位、pH等控制系统；按控制系统完成的功能来分，有比值、均匀、分程和选择性控制系统；按调节器的控制规律来分，有比例、比例积分、比例微分、比例积分微分控制系统；按被控量的多少来分，有单变量和多变量控制系统；按采用常规仪表和计算机来分，有仪表过程控制系统和计算机过程控制系统等。
但最基本的分类方法有以下两种：（1）按过程控制系统的结构特点来分类：1.反馈控制系统。
2.前馈控制系统。
3.复合控制系统（前馈-反馈控制系统）。
（2）按给定值信号特点来分类：1.定值控制系统。
2.程序控制系统。
3.随动控制系统。
1.2过程控制任务过程控制工程是一门工业自动化专业的专业必修课。
自动化仪表（包括模拟仪表、智能仪表）、微型计算机是构成过程控制的重要自动化技术工具，是实现工业生产自动化的重要装置，也是实现过程控制的前提。
特种作业人员危险化学品安全作业化工自动化控制仪表作业资格证考试题库
判断1、伴热方式分为夹套伴热、强伴热、重伴热和轻伴热。
2、调节阀的可调范围反映了调节阀可控制的流量范围,数学表达式为3、角形调节阀用于侧进底出时,容易发生振荡。
4、在分程调节系统中,分程阀的控制范围是由输入信号大小决定的。
5、调节阀按照动力源可分为气动、液动、电动,按阀芯动作形式分直行程和角行程。
6、电磁阀均为防爆型的。
(7、对于套筒阀其套筒窗口形状决定了该阀的特性。
8、气动薄膜调节阀分为直通单座调节阀和直通双座调节阀。
9、波纹管密封型是4种上阀盖形式之一,适用于有毒性、易挥发和贵重流体的场合。
10、气开阀无信号时,阀处于全开位置,气关阀则处于全关位置。
11、比值控制系统确定主动量的原则是在生产过程中起主导作用、可测不可控、且较为昂贵的物料流量一般为主动量12、变比值控制是相对与定比值控制而言的,设计比值不是恒定值的控制系统我们称之为变比值控制系统。
13、扰动量作用在对象上,使被控变量偏离给定值,并且经过一段时间的振荡后趋于稳定,这种作用称为干扰作用14、均匀控制系统单从结构上看与简单控制是不同的。
15、串级均匀控制系统的结构是串级,但控制目的是为了协调两个变量的关系。
16、在自动控制系统中,规定调节器的输出信号随着测量值的增加而增加,为正作用,反之为反作用17、比值控制系统的流量比是指主流量Q1与副流量Q2的流量比值。
18、三相四线制供电时,中线必须加装熔断器。
19、用国家统一规定的符号来表示电路连接情况的图称为电路图20、电场中某一点和参考点之间的电压,就是该点的电位。
21、均匀控制系统中的控制器一般都采用纯比例作用,且比例度很大,必要时才引入少量的积分作用22、在3-2-0的表决方式下,如果有一个CPU的运算结果与其他两个不同,系统将认为该CPU故障,并将其切除,其余两个CPU正常工作。
23、热偶的保护套管使用温度最高的是瓷管,温度在1900℃以上。
24、气动薄膜执行机构结构简单,动作可靠,维修方便,价格低廉,是一种应用最广的执行机构。
仪表自控专业控制器正反作用的说明和选择
控制器的正反作用是指的自动控制回路。
如一个槽子的液位自动控制：当调节阀装在槽子的进料侧时，槽子液位计测量的液位高于我们设定的液位值时，调节阀要关小，此时我们说他是反作用。
当调节阀装在槽子的出料侧时，槽子液位计测量的液位高于我们设定的液位值时，调节阀要开大，此时我们说他是正作用。
RRRRR如上图，液位上升，入口阀开度减小，为反作用；液位上升，出口阀开度增大，为政作用。
就是阀门开度根据你测量值的增大而增大就是正作用就是阀门开度根据你测量值的减小而增大就是反作用（注意：调节阀的气开气关，流开流关，对正反作用的选择是有影响的。
例如：输出4～20ma 增大，IA气压增大，对气关阀来说，开度是减小的）首先说一下“控制器”，在现今的智能调节器或DCS等基于微处理器的控制系统中，就是指一段程序（或者说算法），大部分情况是指“PID调节器”（或PID算法）。
1.控制器的输出，就是控制算法的输出，在程序中它只是一个“内存变量”；如果非要对应到物理量，我想4-20mA更可能一些。
2.我的理解，决定正反作用，是输出在经过调整之后，使得测量值达到给定值之后的稳定状态的情况下，此时的输出和上一个稳态输出之间的相对关系，而不是在调节器正在动态响应的期间，在动态响应过程中，即使测量值一直在减小，控制器的输出也可能会发生方向上的改变。
楼主给的问题应该是正在动态过程中，是无法判断的。
"1.书中“控制器的输出”是指什么啊？是4-20mA的电流么还是20-100KPa的风压还是控制阀的开度？"“控制器的输出”是指4-20mA的电流,而与4-20mA的电流对应的是20-100KPa的风压.除非电/气转换器是反的."2.当被控变量大于设定值而正在减少时，如设定压力为1.0MPa，测量值正由1.2MPa降到1.1MPa但此时还是大于设定值，如果控制器的输出增加，是正作用还是反作用啊"正作用:偏差=PV-SV 的值增加,输出增加.偏差=PV-SV 的值减小,输出减小.反作用:偏差=PV-SV 的值增加,输出减小.偏差=PV-SV 的值减小,输出增加."当设定压力为1.0MPa，测量值正由1.2MPa降到1.1MPa,如果控制器的输出增加"，是反作用.因为测量值正由1.2MPa降到1.1MPa, 是偏差=PV-SV 的值减小, 而控制器的输出增加,所以是反作用.。
化工仪表及自动化复习题.
当一些。
7、描述对象特性的三个参数是、和。
8、自动控制系统是具有被控变量的闭环系统。
9、时间常数是当输入阶跃变化时,仪表的输出值到达其稳定值的所需的时间。
10、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
A、2.0KPa
B、2.5KPa
C、4.0KPa
D、1.5KPa
5、当被测介质含有固体悬浮物时,且为导电介质时,宜选用(流量计。
A、电磁
B、涡街
C、椭圆齿轮
D、节流装置
6、目前使用的智能变送器的精度一般是(。
A:±0.1%B:±0.5%C:±0.075%D:±0.2%
-铂热电偶的分度号是。
7、铂铑
10
22、测量值与真实值之差称为(
A、相对误差
B、绝对误差
C、系统误差
23、镍铬-镍硅热电偶的分度号是(。
A、K
B、S
C、E
D、B
24、转子流量计是以原理测量流量的(。
A、定压降、变节流面积
B、恒节流面积、压差变化
C、定压降、恒节流面积
D、变压差、变节流面积
25、被测压力低于大气压力时测称为(
A、负压
B、表压
11、椭圆齿轮流量计中,齿轮每转1周所排出的被测介质量为半月形容积的倍(
A.2
B.8
C.6
D.4
12、当被测介质含有固体悬浮物时,且为导电介质时,宜选用流量计。
(
A.涡街
B.电磁
C.椭圆齿轮
D.节流装置
13、常用的孔板测量流量时,其环室取压应属于(取压法。
精馏塔精馏段温度串级系统方案
目录1 绪论 (2)1.1精馏原理 (2)1.2 串级控制 (3)2 精馏塔精馏段温度串级系统的原理与结构 (3)2.1变量的选择 (3)2.2 工艺描述 (3)2.3 精馏塔精馏段控制的原理 (4)3仪表的选型 (5)液位调节器选型 (7)4 精馏塔精馏段温度串级控制的研究 (10)4.1精馏塔温度串级过程中的主要假设: (11)4.2模型的建立 (12)5仿真 (13)6 结束语 (19)6.1设计思想 (15)6.2 系统分析 (16)7 参考文献 (17)1 绪论精馏是石油化工、炼油生产过程中的一个十分重要的环节，其目的是将混合物中各组分分离出来，达到规定的纯度。
精馏过程的实质就是迫使混合物的气、液两相在塔体中作逆向流动，利用混合液中各组分具有不同的挥发度，在互相接触的过程中，液相中的轻组分逐渐转入气相，而气相中的重组分则逐渐进入液相，从而实现液体混合物的分离。
一般精馏装置组成，如图1所示。
由精馏塔、再沸器、冷凝器、回流罐等设备[1]图 1 简单精馏控制示意图进料流量F 从精馏塔中段某一塔板上进入塔，这块塔板称为进料板。
进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。
溶液中组分的数目可以是两个或两个以上。
实际工业生产中，只有两个组分的溶液不多，大量需要分离的溶液往往是多组分溶液。
多组分溶液的精馏在基本原理方面和两组分溶液的精馏是一样的。
1.1精馏原理在恒定压力下，单组分液体在沸腾时虽然继续加热，其温度却保持不变，即单组分液体的沸点是恒定的。
对于两组分的理想溶液来说，在恒定压力下，其沸点却是可变的。
例如对于A、B 两种混合物的分馏，纯A 的沸点是140℃，纯B 的沸点是175℃。
如果两组分的混合比发生变化，混合溶液的沸点也随之发生变化，如图2中的液相曲线所示。
图 2设原溶液中A 占20%，B 占80%，此混合液的沸点是164.5℃，加热使混合液体沸腾。
这时，与液相共存的气相组分比是A 占45.8%，B 占54.2%。
第五章简单控制系统
现场工程整定法——条件：在工艺过程手操稳定的基础上进行。
1）经验法
2）衰减曲线法
3）临界比例度法 4）响应曲线法
控制器参数的工程整定
方法一：经验法 （长期的生产实践中总结出来的一种整定方法）
系统
温度 流量 压力 液面
δ(%)
20～60 40～100 30～70 20～80
参数
TI ( min) 3 ～10 0.1～1 0.4～3
简单控制系统的设计原则
被控变量的选择
方法一：选择能直接反映生产过程中产品产量和质量又易于 测量的参数作为被控变量，称为直接参数法。例如 温度、压力、液位、流量反映等生产工艺状态的参 数。
方法二：选择那些能间接反映产品产量和质量又与直接参数 有单值对应关系、易于测量的参数作为被控变量， 称为间接参数法。例如组分（某物质含量）、转化 率等。
选择操纵变量 加压空气流量f1(t) 浆液流量f2(t) 旁路空气流量f3(t) 烟道气流量f4(t)
加压空气
3
1
干
2
燥
浆液
塔
4
烟道气
空气
单回路控制系统工程设计实例
加压空气
1
FC
2 浆液
TC
3
干
燥
塔
空气
4
烟道气
温度控制系统 测温元件---热电阻温度计 变送器----温度变送器 控制阀----气关形式（对数流量特性） 控制器----PID控制 规律，反作用
2. 当不能用直接参数作为被控变量时，可选择一个与直接参数有 单值函数关系并满足如下条件的间接参数为被控变量。 ⑴ 满足工艺的合理性 ⑵ 具有尽可能大的灵敏度且线形好 ⑶ 测量变送装置的滞后小。
1.3控制变量的选择
放大倍数k0的变化不但会影响控制系统的静态 控制质量, 同时对系统的动态控制质量也会 产生影响。 对一个控制系统来说, 在一定的稳定程度(即一 定的衰减比)下, 系统的开环放大倍数是一个 常数, 即控制器放大倍数kc与广义对象调节通 道放大倍数k0的乘积。 也就是说, 特定的系 统衰减比必须与控制器放大倍数kc与广义对 象调节通道放大倍数k0乘积的某特定数值对 应。 在一定的衰减要求下, k0减小, kc必须 增大; k0增大, kc必须减小。
由图5可以看出,F3(s)对Y(s)的影响依次要经过G03(s)、 G02(s)、G01(s)三个环节, 如果每一个环节都是一阶惯 性环节, 则对干扰信号F3(s)进行了三次滤波,将它对被 控变量的影响削弱很多,因而它对被控变量的实际影响 就会很小。而F1(s)只经过一个环节G01(s)就影响到Y(s), 它的影响被削弱得较少, 因此它对被控变量影响最大。
F1(s) U(s) F2 (s) Y(s)
Y(s)=GPC(s)U(s)+GPD1(s) F1(s) +GPD2(s) F2 (s)
传递函数
定义：设线性控制系统的输入为u（t），输出 为y（t），在初始条件为0时，输出的拉氏变 换Y(s)与输入的拉氏变换U(s)之比为系统的 传递函数。
设单输入单输出线性定常系统:
F ( s)
G f ( s)
kf 1 Tf s
k0 G p ( s) (T01 s 1)(T02 s 1)
Gc ( s ) k c
假定f(t)为单位阶跃干扰, 则F(s)=1/s。 将各环节传 递函数代上式并运用终值定理可得：
y () lim s Y ( s )
s 0
方框图
自动化例题
杠杆系统
塞子
浮球 图B 方块图
水箱
1.判断： 自动控制系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产 设备进行某种周期性操作。自动开停车系统可以按照预先规定好 的步骤，将生产过程自动地投入运行或自动停车。在受到外界干 扰（扰动）的影响而偏离正常状态时，自动操纵系统能自动地控 制而回到规定的数值范围内。 （X） 2.在合成纤维锦纶生产中，熟化罐的温度是一个重要的参数，其期 望值是一已知的时间函数，则熟化罐的温度控制系统属于（ D ）。 A. 定值控制系统 B. 随动控制系统 C. 正反馈控制系统 D. 程序控制系统 3.过渡过程结束时，被控变量所达到的新的稳态值与原稳态值 之差叫做 余差 。 4.在调节系统的品质指标中，最大偏差与超调量在任何时候 都完全相等。（×） 新稳定值等于给定值时相等
化工仪表及自动化-5
输入信号 标准温度/℃ 正行程读数x正 输出信号/mA 反行程读数x反 0 4 4.02 50 8 8.10 100 12.01 12.10 150 16.01 16.09 200 20 20.01
试根据以上校验数据计算各测试点正、反行程时 的绝对误差△正和△反和正反行程之差△差， 并确定该仪表的变差、准确度等级与线性度。
例题
图A所示为一水箱的液位控制系统。试画出其方块图,指 出系统中被控对象、被控变量、操纵变量各是什么?简 要叙述其工作过程,说明带有浮球及塞子的杠杆装置在 系统中的功能。
图A 水箱液位控制系统
例题分析
解：方块图如图B所示。系统中水箱里水的液位为被控变 量;进水流量为操纵变量;水箱为被控对象。带有浮球及 塞子的杠杆装置在系统中起着测量与调节的功能。其工 作过程如下：当水箱中的液位受到扰动变化后,使浮球上 下移动,通过杠杆装置带动塞子移动,使进水量发生变化, 从而克服扰动对液位的影响。例如由于扰动使液位上升 时,浮球上升,带动塞子上移,减少了进水量,从而使液位 下降。
精馏塔操作与控制
精馏塔操作与控制1 概述石油化工生产常需将液体混合物分离以达到提纯或回收有用组分的目的。
分离互溶液体混合物有许多种方法，精馏是广泛应用的一种方法。
精馏过程是由精馏装置来实现的，精馏装置一般是由精馏塔、再沸器(重沸器)、冷凝冷却器、回流罐及回流泵等组成。
如图1所示。
图1 精馏装置结构示意图实际生产过程中，精馏操作可分为间歇精馏和连续精馏两种。
石油化工等大型生产过程主要采用的是连续精馏。
精馏塔是一个多输入多输出的多变量过程，其内在机理复杂，动态响应迟缓，变量之间相互关联，不同的塔工艺结构差别很大，而工艺对控制提出的要求又较高，所以确定精馏塔的控制方案是一个极为重要的课题。
1.1 精馏塔两个基本平衡关系式影响精馏操作的因素很多，这些影响因素都是通过物料平衡和能量平衡的形式来影响精馏操作的。
然而，一个塔的物料平衡与能量平衡之间又是相互影响的。
现以二元精馏过程为例，说明精馏塔的这两个基本关系。
1.1.1 物料平衡关系一个精馏塔，进料和出料应保持平衡，即总物料量及任一组分的量应符合物料平衡关系。
对图1所示精馏塔而言，其物料平衡关系如下。
就总物料平衡关系而言，平均进料量应等于塔顶和塔底的平均采出量，即F=D+B (1)对轻组分而言，进料中的轻组分量应等于塔顶和塔底轻组分量之和，即Fzf=DxD+BxB (2)由式(1)和式(2)可得xD=F/D(zf-xB)+xB (3)或D/F=(zf-xB)/(xD-xB) (4)式中 F—进料流量;D—塔顶采出量;B—塔底采出量;zf—进料轻组分含量;xD—塔顶采出轻组分含量;xB—塔底采出轻组分含量。
同样方法也可以求得B/F=(xD-zf)/(xD-xB) (5)从上述关系可以看出，当D/F增加时，塔顶、塔底采出液中轻组分含量将会减少，即xD及xB将下降。
而当B/F增加时，塔顶、塔底采出液中轻组分含量将会增大，即xD及xB将上升。
然而，在D/F(或B/F)一定，和zf也一定的条件下，却不能完全确定xD和xB，而只能确定xD和xB之间的一个比例关系。
2023年化工自动化控制仪表参考题库附带答案
2023年化工自动化控制仪表参考题库含答案（图片大小可自由调整）第1卷一.全能考点(共50题)1.【判断题】调节系统中,调节阀产生的机械噪声主要来自阀芯、阀杆和一些可以活动的零件。
2.【单选题】劳务分包企业建设工程项目施工人员50~200人的应设（）名专职安全生产管理人员。
A、1名B、2名C、3名D、4名3.【判断题】特种设备使用单位应当制定特种设备事故应急专项预案，并定期进行应急演练。
4.【判断题】调节阀理想流量特性是指介质在理想状态下,调节阀的工作特性。
5.【单选题】PLC的一般规格指使用PLC时应注意的问题。
其主要内容为PLC使用的电源电压、允许电压波动范围、耗电情况、直流输出电压、绝缘电阻、耐压情况、抗噪声性能、耐机械振动及冲击情况、使用环境温度、湿度、接地要求,()等。
A、输入/输出点数B、外形尺寸重量C、指令条数6.【判断题】起重机制动器按结构特点可分块式、带式、盘式三种。
7.【单选题】下列关于力矩的叙述,错误的是()。
A、力对点的矩是一个代数量B、力矩大小等于力的大小乘以力臂C、力矩正负的确定是:力使物体绕矩心顺时针转动时取正D、力矩正负的确定是:力使物体绕矩心逆时针转动时取正8.【判断题】科氏力质量流量计传感器的敏感元件是测量管,测量管的形状只采用弯管式,弯管式测量管的形状,多为U形管,也有P形管、Ω形管等。
9.【单选题】高压控制阀阀芯分为单级阀芯和()。
A、柱塞式阀芯B、套筒平衡式阀芯C、多级阀芯10.【单选题】双孢蘑菇子实体通体为白色，菌盖呈圆滑光洁的半球形，菌盖边缘，菌柄粗壮基部膨大。
A、平展B、上卷C、内卷D、稍内卷11.【单选题】压力容器按()分为反应容器、传热容器、分离容器和储运容器。
A、压力等项分类B、按危险性和危害性分类C、用途分类12.【单选题】空气呼吸器气瓶压力正常时应为()。
A、5-6MpaB、20-30MpaC、5-10Mpa13.【单选题】婴幼儿所必需的营养素包括（）。
第一章单回路反馈控制系统
过程控制系统及工程
第1章 单回路反馈控制系统
从上页图反应曲线可以看出，对象受到阶跃作用后，被 控变量就发生变化，当 t→∞时，被控变量不再变化而达到 了新的稳态值h（∞），这时上式可得：
h KQ1 或
h K Q1
（1-10）
对于简单水槽对象， K=RS，即放大系数只与出水阀的阻 力有关，当阀的开度一定时，放大系数就是一个常数。
过程控制系统及工程
第1章 单回路反馈控制系统
1.3 对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择
●对象特性分析
对于实际过程，影响输出的因素一般不只一个， 因此，实际上都是多输入系统（MIMO)
F1 F2 Fn Y
精馏塔: 影响塔顶成分的有：温度、压力、
进料流量、进料成分等
过程控制系统及工程
第1章 单回路反馈控制系统
第1章 单回路反馈控制系统
第 1章
单回路反馈控制系统
1.1 单回路系统的结构组成 1.2 被控变量的选择 1.3 对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择 1.4 控制阀的选择 1.5 测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法 1.6 控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择
1.7 系统的关联及其消除方法
质量指标：塔顶产品的纯度 xD 1、直接测量：选择合适的成分分析仪表 2、间接测量：用间接控制参数进行控制 原因：（1）没有合适的仪表 （2）测量滞后打，控制效果差，达不到质量要求
P
T一定
T
P一定
X D f T , P
0 50 100%
XD 0
50
100%
XD
苯、甲苯百分含量（%）
过程控制系统及工程
过程控制系统及工程
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单回路反馈控制系统
1.1 单回路系统的结构组成
1.2 被控变量的选择
1.3 对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择 1.4 控制阀的选择 1.5 测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法 1.6 控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择 1.7 系统的关联及其消除方法 1.8 单回路系统的投运和整定
应根据工艺参数的关系， 用可测的参数，间接进行控制
1.2 被控变量的选择
例1：
苯、甲苯二元精馏系统
质量指标是最重要的控制参数 如塔顶产品的纯度 xD （易挥发产品苯的浓度） 但 xD 目前无法直接测量，因此，只能用间接控制参 数进行控制。 根据精馏原理，xD = f (TD, p), 即与温度和压力成非 线性函数关系。 理论上，固定一项，就可用另一项控制xD 。 一般的，实际中都采用恒定p，通过控制塔顶温度来控 制塔顶成分。
1.2 被控变量的选择
●控制系统的设计目标
即，品产量、质量、 生产安全）
1.2 被控变量的选择
●分类
直接控制
最基本的热工参数，一般是可 以直接进行测量和控制的参数
温度、压力、液位、流量
间接控制
质量指标，以及一些特殊的参数：
成份、物性参数等，在一般条件 下，无法直接测量和控制
1.2 被控变量的选择
X D f T , P
P
T一定
T
P一定
0 50 100%
X 0 50 100% D
XD
苯、甲苯百分含量（%）
选择原则： （1） 测量滞后 P （2） 工艺合理性 T
工艺合理性：①规定塔压稳定，保证分离度，保证效率 ②各块塔板压力恒定，XD与T有对应关系
∴选择XD=F（T）
1.2 被控变量的选择
●选择被控变量的原则
（1）尽可能选择直接质量指标参数； （2）必须选择间接量指标参数时，选择对目标参 数影响最显著的可控参数，单值对应关系最好； （3）灵敏度好，反映产品质量变化，易于控制； （4）考虑工艺的合理性、测量仪表的选择。
控制变量的选择： （1）一般选系统中可以调整的物料量或能量参数，
多是流量； （2）不止一个，重要因素