过程控制系统试题库 Microsoft Word 文档(8)

过程控制系统试题库

可编程数字控制器（PLC）

现场总线控制装置（FCS）

6．试写出微分控制规律的输入

e与输出?p的数学表达式。

答：

理想微分控制规律的输入

e与输出?p的数学表达式

?p?Tde?t?0Ddt?p??0；如果输入偏差为一单位阶跃作用，则????t?0 实际微分控制规律在单位阶跃作用下的输入

e与输出?p的数学表达式

?p?1?(K?(KD?1)eD/TD)t

DDZ-Ⅲ型组合仪表习题择选

1．DDZ-Ⅲ基型调节器，输入信号阶跃变化了0。5mA时，其输出信号由6mA变化到7mA，试求调节器的比例放大系数

KP与比例度?。

解：DDZ-Ⅲ基型调节器的输入、输出均为4~20mA，所以：

???e?p?100%?0.57?6?100%?50%；K11

P???0。50?22．一台DDZ-Ⅲ型温度控制器，测量的全量程为0~800℃，当温度阶跃变化了40℃时，控制器的输出由6mA变化到8mA，试求控制器的比例度

?。

解：

???e/(xmax?xmin)?p/(p?40/800(8?6)/(20?4)?1/202/16?0.4?40%

max?pmin)3．一台DDZ-Ⅲ型温度控制器，测量的全量程为0~1000℃，当温度阶跃变化了40℃时，控制器的比例度

?=50%，试求控制器的输出变化。

解：

???e/(xmax?xmin)?p/(pp；max?min)???50%,?e?40?p??e（/xmax?xmin)

?（/pmax?pmin）?40/10000。5/16?1。28mA4．DDZ-Ⅲ比例积分控制器，若将比例度设为50%，积分时间

TI=2min，稳态时输出为5mA，某瞬间，输入突然增加了0.2mA，试问经过5min后，输出将由5mA变化到多少？宿迁学院 机电系 自动化学科 - 26 - 68

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解：，

对于比例输入：控制器输入、输出均为4~20mA，比例度

??1KP

某瞬间，输入突然增加了0.2mA，输出增量

?IO?KP??Ii?KP??Ii?t

TI?IO?KP??Ii?KP11??Ii?t??0.2??0.2?5?1.4mA

TI0.52?0.5试问经过5min后，输出将由5mA变化到

IO?5?1.4?6.4mA。

TI=多少？

5．DDZ-Ⅲ比例积分控制器，若将比例度设为200%，稳态时输出为5mA，某瞬间，输入突然增加了0.5mA，试问经过30s后，输出将由5mA变化到6mA，试问积分时间

解：，

输出增量

?IO?KP??Ii?KP??Ii?t

TITI?KP??Ii?t/(?IO?KP??Ii)?0.5?0.5?30/(1?0.5?0.5)?7.5/0.75?10s

6．一台DDZ-Ⅲ型温度控制器，测量的全量程为200~1200℃，当温度给定值由800℃阶跃变化到了850℃时，控制器的输出由12mA变化到16mA，试求控制器的比例度及放大倍数；该控制器属于正作用还是反

作用？

解：

???e/(xmax?xmin)；?p/(pmax?pmin)(850?800)（/1200?200）50/1000???100%??100%?20%(16?12)（/20?4）4/16由于DDZ-Ⅲ型温度控制器的输入与输出都是4~20mA的统一信号，所以：

KP?1??1?5

20%因为：“调节器的反作用：（偏差=给定值—测量值）增加、调节器输出增加”，故该控制器为反作用！

7．一台DDZ-Ⅱ型液位控制器，其液位的测量范围为0.5~1.2m，比例度为40%。当液位为0.9m时，控制器的输出为5mA。试问液位变化到1m时，控制器的输出为多少？该控制器属于正作用或是反作用该怎样？

解：

因为：

???e/(xmax?xmin)

?p/(pmax?pmin)宿迁学院 机电系 自动化学科 - 27 - 68

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?p??e?所以：

pmax?pmin1?xmax?xmiN?10?0100??3.571.2?0.540

?(1.0?0.9)?调节器的正作用：（偏差=测量值—给定值）增加、调节器输出增加；

p?pO??p?8.6mA 调节器的反作用：（偏差=给定值—测量值）增加、调节器输出增加；

p?pO??p?1.4mA

第四章 执行器与安全栅

4．1．执行器

1．执行器是自动控制系统中的重要组成部分，它将控制器送来的控制信号转换成执行动作，从而操纵进入设备的能量，将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。2．执行器有自动调节阀门、自动电压调节器、自动电流调节器、控制电机等。其中自动调节阀门是(石油、化工、热工系统）最常见的执行器，种类繁多。

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3．自动调节阀按照工作所用能源形式可分为：

电动调节阀：电源配备方便，信号传输快、损失小，可远距离传输；但推力较小。

气动调节阀：结构简单，可靠，维护方便，防火防爆；但气源配备不方便。

液动调节阀：用液压传递动力，推力最大；但安装、维护麻烦，使用不多。

4．1-1．气动调节阀

1．气动调节阀是由气压信号控制的阀门。气动调节阀由执行机构和控制机构（阀）两部分组成。

执行机构是推动装置，它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。

控制机构是阀门，它将阀杆的位移转换为流通面积的大小。

2．直行程输出的气动执行机构有薄膜式执行机构、气动活塞式执行机构两类。

薄膜式执行机构：正作用执行机构、反作用执行机构

正作用执行机构：信号压力增大时，阀杆向下移动

3．调节机构就是阀门，是一个局部阻力可以改变的节流元件。根据不同的使用要求，阀门的结构型式很多。

直通单座阀：流体对阀芯的不平衡作用力大。一般用在小口径、低压差的场合。

直通双座阀：阀体内有两个阀芯和阀座。流体流过时，作用在上、下两个阀芯上的推力方向相反且大小相近，可以互相抵消，所以不平衡力小。

阀门中的柱式阀芯可以正装，也可以反装。

正装：阀芯下移时，阀芯与阀座间的流通截面积减小

4．调节阀的流量特性

调节阀的阀芯位移与流量之间的关系，对控制系统的调节品质有很大影响。

流量特性的定义：被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（相对位移）间的关系称为调节阀的流量特性。

固有（理想）流量特性：在将控制阀前后压差固定时得到的流量特性称为固有流量特性。它取决于阀芯的形状。

常用的调节阀的理想流量特性有四种：

（1）直线特性、（2）等百分比（对数）特性、（3）快开特性、（4）抛物线特性

调节阀的工作流量特性：实际使用时，调节阀装在具有阻力的管道系统中。管道对流体的阻力随流量而变化，阀前后压差也是变化的，这时流量特性会发生畸变。

为了表示调节阀两端压差△PT的变化范围，以阀权度s表示调节阀全开时，阀前后最小压差△PTmin与总压力△ P之比。

5．调节阀的流通能力用流量系数C值表示。流量系数C的定义：在阀两端压差100kPa，流体为水（103Kg／m3）的条件下，阀门全开时每小时能通过调节阀的流体流量（m3 /h）。例如，某一阀门全开、阀两端压差为100kPa时，流经阀的水流量为20 m3 /h，则该调节阀的流量系数为：C=20。

在调节阀技术手册上，给出了各种阀门的口径和流通能力 C ，供用户查阅。

实际应用中阀门两端压差不一定是100kPa，流经阀门的流体也不一定是水，因此必须换算。

?液体流量系数C值的计算：

C?Q10?p

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