化工仪表复习.docx
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化工仪表复习
化工仪表及自动化—总复习
第一章自动控制系统基本概念
一、基本要求:
�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;
�理解自动控制系统中常用的各种术语;
�掌握方块图的意义及画法。
2、本章重点:
�自动调节系统的组成;
�自动调节系统方块图及其分类;
�自动调节系统的过渡过程及品质指标。
三、问题思考?
1、什么是化工自动化?
它有什么重要意义?
2、化工自动化包括哪些内容?
3、何谓自动控制?
自动控制系统构成如何?
各组成环节起什么作用?
4、闭环控制系统与开环控制系统有什么不同?
5、什么是反馈?
什么是正反馈和负反馈?
负反馈在自动控制中有什么重要意义?
6、简述被控对象、被控变量、操纵变量、扰动量、设定量和偏差的含义?
7、什么是控制系统的方块图?
方块图由哪些基本元素构成?
8、衰减振荡过程的品质指标有哪些?
各自的含义是什么?
9、什么是管道及仪表流程图(PID图)?
第2章过程特性及其数学模型
一、基本要求:
�了解化工对象的特点及其描述方法;
�掌握描述对象特性的参数;
�掌握对象特性的实验测取。
二、本章重点:
�化工对象的特点及其描述方法;
�描述对象特性的参数;
�模型求解。
三、问题思考?
�1、什么是被控对象特性?
什么是被控对象的数学模型?
研究被控对象特性有什么重要意义?
�2、什么是控制通道?
什么是干扰通道?
在反馈控制系统中它们是怎么影响被控变量的?
�3、简述建立对象数学模型的主要方法?
�4、被控对象的数学模型主要有哪几种形式?
它们各有什么特点?
�5、描述简单对象特性的参数有哪些?
各有何物理意义?
�6、对象特性参数(K、T、τ)对控制过程有什么不同影响?
�7、对象的纯滞后和容量滞后各是什么原因造成的?
对控制过程有什么影响?
第三章检测仪表与传感器
一、基本要求:
�1、掌握仪表精度的意义及与测量误差的关系;
�2、了解仪表的性能指标;
�3、初步掌握各种压力检测仪表的基本原理及压力表的选用方法;
�4、了解各种流量计的测量原理,重点是差压式流量计及转子流量计;
�5、了解各种液位测量方法。
初步掌握液位测量中零点迁移的意义及计算方法;
�6、掌握热电偶温度计及热电阻温度计的测温原理。
熟悉热电偶温度测量中的冷端温度补偿作用及方法。
二、本章重点:
�1、仪表精度的意义及与测量误差的关系;
�2、各种压力测量仪表的基本原理及压力表的选用方法;
�3、压差式流量计与转子流量计的测量原理;
�4、液位测量中零点迁移的意义及技术方法;
�5、热电偶温度计及热电阻温度计的测温原理;
�6、热电偶温度测量中的冷端温度补偿的作用及方法。
三、问题思考?
�1、传感器、变送器的作用各是什么?
二者之间有什么关系?
�2、何谓测量误差?
测量误差的表示方法主要有哪些?
各是什么意义?
�3、何谓仪表的精度等级?
�4、测压仪表有哪几类?
各基于什么原理?
�5、简述弹簧管压力表的基本组成和测压原理。
�6、霍尔片式压力传感器是如何利用霍尔效应实现压力测量的?
�7、应变式压力传感器和压阻式压力传感器的工作原理和特点各是什么?
�8、试简述DDZ-Ⅲ型力矩平衡压力变送器的基本原理,其中包含的负反馈环节有什么作用?
�9、电容式差压传感器的工作原理是什么?
有何特点?
�10、压力计安装要注意什么问题?
�11、流量检测的方法主要有哪两大类?
它们又各自包含哪些检测方法?
�12、什么叫节流现象?
流体经节流装置时为什么会产生静压差?
�13、试述差压式流量计测量流量的原理。
并说明哪些因素对差压式流量计的流量测量有影响?
�14、为什么说转子流量计是定压降式流量计,而压差式流量计是变压将式流量计?
�15、质量流量计有哪两大类?
�16、根据工作原理不同,物位测量仪表有哪些主要类型?
它们的工作原理各是什么?
�17、差压式液位变送器的工作原理是什么?
当测量有压容器的液位时,差压变送器的负压室
为什么一定要与容器的气相相连接?
�18、什么是液位测量时的零点迁移问题?
怎样进行迁移?
其实质是什么?
�19、在液位测量中,如何判断“正迁移”和“负迁移”?
�20、试述温度测量仪表的种类有哪些?
各使用在什么场合?
�21、热电偶补偿导线的作用是什么?
在选择使用补偿导线时需要注意什么问题?
�22、在热电偶测温时,为什么要进行冷端温度补偿?
其冷端温度补偿的方法有哪几种?
�23、试述热电偶温度计、热电阻温度计各包括哪些元件和仪表?
输入、输出信号各是什么?
�24、热电偶的结构与热电阻的结构有什么异同之处?
第4章显示仪表
一、基本要求:
�1、掌握自动电子电位差计的工作原理;
�2、熟悉电位差计的测量桥路及各个电阻的作用;
�3、掌握自动电子平衡电桥的工作原理;
�4、了解数字式显示仪表的原理与组成;
�5、了解无笔、无纸记录仪的原理和组成。
二、本章重点:
�自动电子电位差计的工作原理;
�电位差计的测量桥路及各个电阻的作用;
�自动电子平衡电桥的工作原理。
三、问题思考?
�1、显示仪表分几类?
各有什么特点?
�2、自动电子电位差计是如何基于补偿测量法工作的?
线路电阻(即外阻)值的变化,对电子电位差计的测量有无影响?
为什么?
�3、电子电位差计是如何实现对热电偶冷端温度自动补偿的?
�4、试述电子自动平衡电桥的工作原理。
�5、总结一下电子电位差计与电子平衡电桥的异同点。
习题举例:
1、在下列仪表号位中表示有警报作用的字母(C)
A、“C”B、“H”C、“A”D、“I”
2、控制系统在阶跃干扰作用下的几种过度过程中,那种震荡过
程是最希望出现的震荡过程(B)
A、非周期衰减过程B、衰减震荡过程
C、等幅震荡过程D、发散震荡过程
3、一般认为,经过(A)时间后,动态过程便结束了.
A.3T;B.T;C.5T;D.10T
4、在研究对象特性对选择操纵变量影响中,下列哪个参数对控
制质量影响是可以忽略的(D)
A、控制通道时间常数B、控制通道纯滞后时间
C、干扰通道的时间常数D、干扰通道的纯滞后时间
5、下列那些参数不是表示过度过程品质好坏的指标(A)
A、变差B、余差C、最大偏差D、衰减比
6、关于调节系统方块图的说法,不正确的是(B)
A.一个方块代表一个设备;B.方块间的连线代表的是方块间物料关系;
C.方块图上的线条及箭头方向不一定与流体流向一致
D.方块间连线只代表信号关系
7、控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫做(B)
A.负反馈B.正反馈C.前馈D.回馈
8在描述对象特性参数的滞后时间时,下列说法错误的是(C)
A.传递滞后又称为纯滞后;
B.容量滞后一般是由于物料和能量传递需要通过一定的阻力引
起的;
C.容量滞后是有些对象在受到阶跃输入后,在经过一段时间时
间后被控变量才开始变化;
D.滞后时间包括可分为容量滞后和纯滞后时间。
9、关于压力计安装的描述错误的是(A)
A.要选择测量介质拐弯处安装;
B.测量流动介质时,应使取压点与流动方向垂直安装;
C.测量液体压力时,取压点应安装在管道下部;
D.测量蒸汽压力时应安装凝液管。
10、下列仪表中属于衡压降的仪表是(D)
A.空板流量计B.文丘里管式流量计
C.电磁流量计D.转子流量计
11、在下列物位检测仪表中,能够检测出两种不同液体界面的
仪表是(C)
A.压差式物位仪表B.压力式物位仪表
C.电容式物位仪表D.称重式液罐计量仪
12、在下列物位检测仪表中,不与被测物体发生实际接触并可
以检测物位的仪表是(B)
称式液罐计量仪B、核辐射物位仪C.压差式物位仪表D.电容式物位仪表
13、在下列工业用流量计中,属于容积式流量计的是(C)
A.转子流量计B.电磁流量计
C.椭圆齿轮流量计D.科里奥利力式流量计
14、关于压力测量仪表的下列描述中,错误的是(D)
A.液柱式压力计是根据流体静力学的原理,将被测压力转换
成为液柱高度进行测量的;
B.弹性式压力计利用弹性元件变形的位移进行测量的;
C.电气式压力计是将压力转换为电量来进行测量的;
D.活塞式压力计是将压力转换为活塞位移来进行测量的。
15、测量稳定压力时,被测介质的最大工作压力不得超过仪表
量程的(C)
A.1/2;B.1/3;C.2/3;D.3/5
16、关于温度检测仪表的下列描述中错误的是(C)
A.玻璃管温度计属于膨胀式温度计的一种;
B.测量的温度大于600度的温度计为高温计;
C.热电偶是由两种不同的金属材料构成的,不同材料构成的
热电偶在相同的触点温度下所产生的电势相同;
D.在热电偶回路中引入第三根导线对热电偶所产生的电势无影响。
17、热电偶输出电压与(B)有关。
A.热电偶两端温度B.热电偶两端温度和电极材料
C.热电偶热端温度D.热电偶两端温度、电极材料及长度
18、流体流动时,由于流层彼此间的相互作用而形成了流体的
内摩擦力,从而使流体显示出粘滞性,这叫做流体的(B)。
A.液位B.粘度C.流速D.内阻力
第5-1章
习题举例:
1.反馈调节系统(C)闭环系统
A.不一定是B.肯定不是C.肯定是D、无法判断
2.恒值调节系统、程序调节系统、随动调节系统是按什么来划
分的(C)。
A.按自动调节系统的结构B.按自动调节系统的特性
C.按给定值变化的规律D.调节系统的结构
3.在研究动态特性时可以将(C)看作系统对象环节的输入量.
A.干扰作用;B.控制起作用;
C.干扰作用和控制作用;D.测量仪表的信号
4.对调节系统最不利的干扰作用是
A.阶跃干扰;B.尖脉冲干扰;
C.宽脉冲干扰;D.随机干扰
(B).
习题举例:
习题举例:
习题举例:
习题举例:
5.1.5级仪表的精度等级可写为:
(A)
A.1.5级B.+(-)1.5级C.+1.5级D.-1.5
6.下列不属于节流装置的是(D)。
A、孔板;B、喷嘴;C、长径喷嘴D、阿纽巴管
7.温度越高,铂、镍、铜等材料的电阻值越(A)。
A.大B.小C.不变D.不一定
8.双金属温度计的感温元件,测量温度时必须是(B)
A浸液1/2;B全部浸液;C浸液2/3;D浸入任何长度
9.调节器加入微分作用是用来(C)。
A.克服对象的纯滞后B.克服对象的惯性滞后
C.克服对象的惯性滞后和容量滞后D.克服对象的容量滞后
10.调节器的比例度和积分时间正确说法是
(B)。
A.比例度越大,比例作用越强B.积分时间越小,积分作用越强
C.比例度越大,比例作用越弱,积分时间越大,积分作用越强
D.比例度越小,比例作用越弱,积分时间越小,积分作用越弱
11.DCS控制系统又称为(D)。
A.集中控制系统B.可编程序控制系统
C.计算机控制系统D.集散控制系统
12.调节系统中调节器正反作用的确定是依据(B)
A.生产的安全性B.实现闭环回路的负反馈
C.系统放大倍数恰到好处D.调节器本身的特性
13.串级调节系统中,副调节器通常选用(D)调节规律
A、PIB、PIDC、PDD、P
14.关于串级调节系统的方块图的说法,下列不正确的是(A)。
A.包含两个执行器B.包含两个测量变送器
C.包含两个被控对象D.包含两个被控变量
15.单纯的前馈调节是一种能对(C)进行补偿的调节系统
A.测量与给定之间的偏差B.被调量的变化
C.干扰量的变化D.输出的变化
16、前馈控制系统属于(B)。
A.单闭环控制系统B.开环控制系统
C.双闭环控制系统D.视具体情况而定
17、控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫做(B)。
A.负反馈;B.正反馈;C.前馈;D.回馈
18、对于干扰幅值大而频繁,对被控变量影响比较剧烈的控制系统,一般采用下列哪种复杂控制系统比较合适。
(B)
A.串级控制B.前馈控制C.均匀控制D.分程控制
19.串级均匀控制系统的主、副控制器一般采用什么控制规律?
(A)
A.P、PB.P、IC.PI、PDD.PID、PID
20.下列哪种不属于离心泵的流量控制方法(C)
A.控制泵的出口阀门开度B.控制泵的转速
C.直接控制流量D.控制泵的出旁路
21.换热器中一般采用的高温载热体不包含(C)
A.矿物油B.联苯C.饱和蒸汽D.熔盐
22.在加热器的的自动控制方案中,采用控制蒸汽流量的方法有什么特点(B)
A.控制通道长B.控制迅速
C.需要有较大的传热面积裕量D.可选用尺寸较小的控制阀门
23.对于精馏塔的控制方案,若加料板进料为液相进料时,最好
采用下列哪种控制方案(B)
A.精馏段温控B.提馏段温控
C.精馏塔的温差控制D.塔底采出量控制
24.在化工行业的聚合反应中,一般采用哪种型式的反应器(B)
A.管式反应器B.釜式反应器
C.固定床反应器D.流化床反应器
第五章自动控制系统
一、基本要求:
�掌握各种基本控制规律及其特点;
�熟悉比例度、积分时间、微分时间对控制系统的影响;
�熟悉可编程调节器和可编程控制器的功能和特点;
�了解DDZ-Ⅲ型控制器的特点和基本组成;
二、本章重点:
�控制器的基本控制规律;
�比例度、积分时间、微分时间对控制系统的影响;
三、问题思考?
�1、试简述控制器在自动控制系统中的作用?
�2、从控制仪表的发展及结构原理来看,主要有哪几种类型?
各有什么特点?
�3、控制器的控制规律是指什么?
常用的控制规律有哪些?
�4、什么是位式控制?
它有什么特点?
�5、什么是比例控制规律?
它有什么特点?
�6、什么是比例控制的余差?
为什么比例控制会产生余差?
�7、何谓比例控制器的比例度?
它的大小对系统过渡过程或控制质量有什么影响?
�8、什么是积分控制规律?
什么是比例积分控制规律?
它有什么特点?
�9、什么是微分控制与比例微分控制?
它有什么特点?
�10、什么是积分时间TI?
它对系统过渡过程有什么影响?
�11、什么是微分时间TD?
它对系统过渡过程有什么影响?
�12、为什么积分控制能消除余差?
�13、为什么微分控制规律不能单独使用?
�14、试写出比例积分微分(PID)三作用控制规律的数学表达式。
第六章执行器
一、基本要求:
�掌握控制阀的流量特性的意义;
�了解气动薄膜控制阀的基本结构、主要类型及使用场合;
�理解气动执行器的气开、气关型式及其选择原则;
二、本章重点:
�控制阀的流量特性的意义;
�气动薄膜控制阀的基本结构、主要类型及使用场合;
�气动执行器的气开、气关型式及其选择原则。
三、问题思考?
1、执行器在控制系统中有何作用?
答:
接收控制器送来的控制信号,改变被控介质流量,
从而将被控变量维持在设定值左右。
2、执行器有哪几种?
工业现场为什么大多数使用气动执行器?
答:
气动、电动、液动。
以压缩空气为能源,结构简单、动作可靠、平稳、输出推动力大、维修方便、防火防爆、价格低廉。
3、气动执行器主要有哪两部分组成?
各起什么作用?
答:
执行机构、控制机构(阀)。
4、气动执行机构主要有哪几种结构形式?
各有什么特点?
答:
薄膜式、活塞式。
5、何谓正作用执行器?
何谓反作用执行器?
答:
当输入信号增大时,执行器的流通截面积增大,即流过执行器的流量增大,称为正作用;反之为副作
用。
6、何谓控制阀的理想流量特性和工作流量特性?
理想流量特性有哪几种?
答:
阀前后压差保持不变的流量特性称为理想流量特性;直线、等百分比(对数)、抛物线及快开
等几种。
7、什么叫气动执行器的气开式与气关式?
其选择原则是什么?
答:
随着送往执行器的气压信号
的增加,阀逐渐打开的称为气开式,反之为气关式。
主要由工艺生产的安全条件所决定。
一般
地,阀全开时,生产过程或设备比较危险的选气开式;阀全关时,生产过程或设备比较危险
地应选择气关式。
第7章简单控制系统
一、基本要求:
�1、了解简单控制系统的结构、组成及作用;
�2、掌握简单控制系统中被控变量、操纵变量选择的一般原则;
�3、了解各种基本控制规律的特点及应用场合;
�4、掌握控制器正、反作用确定的方法;
�5、掌握控制器参数工程整定的方法。
二、本章重点:
�1、简单控制系统的结构、组成及作用;
�2、简单控制系统中被控变量、操纵变量选择的一般原则;
�3、控制器正、反作用的确定;
�4、控制器参数工程整定的方法。
三、问题思考?
�1、何谓简单控制系统?
试画出其典型方块图。
�2、简单控制系统由哪几部分组成?
各部分作用是什么?
�3、被控变量的选择应遵循哪些原则?
�4、操纵变量的选择应遵循哪些原则?
�5、常用的控制器的控制规律有哪些?
各有什么特点?
适用于什么场合?
�6、为什么要考虑控制器的正、反作用?
如何选择?
答:
选择控制器正反作用的目的是使系统中控制器、执行器、对象三个环节组合起来,能在系
统中起负反馈的作用。
步骤:
由操纵变量对被控变量的影响方向来确定对象作用方向→由工艺条件确定执行器的气开、
气关型式→再由对象、执行器、控制器三个环节方向组合后为“负”来选择控制器的正反作用。
�7、被控对象、执行器、控制器的正、反作用方向是怎么规定的?
�答:
被控对象:
被控变量随着操纵变量的增加而增加——正作用,否则为反作用;
执行器:
气开型—正作用,气关型—副作用。
�8、控制器参数整定的任务是什么?
工程上常用的的控制器参数整定有哪几种方法?
(临界比例度、衰减曲线法和经验凑试法)
第八章复杂控制系统
一、基本要求:
�1、掌握串级控制系统的结构、工作过程、特点及应用场合;掌握串级控制系统中副变量的确定及主、副控制器正、反作用的选择;了解串级控制系统中主、副控制器参数的工程整定方法;
�2、熟悉设置均匀控制系统的目的及控制方案;
�3、了解比值控制系统的各种类型;熟悉单闭环比值控制方案的结构及特点;
�4、熟悉前馈控制系统的结构、特点及应用场合;
二、本章重点:
�1、串级控制系统的结构、工作过程、特点及应用场合;串级控制系统中副变量的确定及主、
副控制器正、反作用的选择;
�2、均匀控制系统的目的及控制方案。
�3、前馈控制系统的结构、特点及应用场合。
三、问题思考?
�1、什么叫串级控制系统?
画出一般串级控制系统的典型方块图。
�2、串级控制系统有哪些特点?
主要使用在什么场合?
�3、串级控制系统中主、副变量应如何选择?
�4、如何选择串级控制系统中主、副控制器的正、反作用?
�5、串级控制系统中主、副控制器参数的工程整定主要有哪两种方法?
�6、均匀控制系统的目的和特点是什么?
�7、什么是比值控制系统?
比值控制系统有哪些类型?
�8、试画出单闭环比值控制系统的原理图,并说明其与串级控制系统的本质区别。
�9、什么是前馈控制系统?
它有什么特点?
�10、前馈控制主要应用在什么场合?
第十一章典型化工单元的控制方案
一、基本要求:
�掌握离心泵和往复泵控制方案的特点;
�了解离心式压缩机防喘振控制的一般方法;
�熟悉传热设备控制的一般方法;
�熟悉精馏塔提馏段温控与精馏段温控的特点与方法;
�了解釜式、固定床、流化床反应器控制的一般方法;
二、本章重点:
�掌握离心泵和往复泵控制方案的特点;
�熟悉传热设备控制的一般方法;
�熟悉精馏塔提馏段温控与精馏段温控的特点与方法;
三、问题思考?
�1、离心泵的控制方案有几种?
各有什么优缺点?
�2、离心泵和往复泵流量控制方案有哪些相同和不同点?
�3、何谓离心式压缩机的喘振现象?
其产生的原因是什么?
如何控制?
�4、两侧均无相变化的换热器的控制方案有哪些?
各有什么特点?
�5、试述一般传热设备的控制方案。
�6、精馏塔对自动控制有哪些基本要求?
�7、精馏塔操作的主要扰动有哪些?
哪些是可控的?
哪些是不可控的?
�8、精馏段温控与提馏段温控方案各有什么特点?
分别使用在什么场合?
�9、何谓温差控制和双温差控制?
试述它们的使用场合。
�10、化学反应器对自动控制的基本要求是什么?
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