过程控制系统考试知识点总结

过程控制系统知识点总结

考试题型

一、判断题（共10分） 二、单选（20分） 三、填空（10分）

四、简答题（5小题，共20分）

五、分析计算题（4小题，共40分，每题10分）

一、概论

1、过程控制概念：五大参数。

过程控制的定义：工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。

2、简单控制系统框图。

控制仪表的定义：接收检测仪表的测量信号，控制生产过程正常进行的仪表。主要包括：控制器、变送器、运算器、执行器等，以及新型控制仪表及装置。

控制仪表的作用：对检测仪表的信号进行运算、处理，发出控制信号，对生产过程进行控制。

3、能将控制流程图（工程图、工程设计图册）转化成控制系统框图。

第一个字母：参数类型 T——温度（Temperature） P——压力（Pressure） L——物位（Level） F——流量（Flow） W——重量（Weight） 第二个字母：功能符号 T——变送器（transmitter） C——控制器（Controller） I——指示器（Indicator） R——记录仪（Recorder） A——报警器（Alarm）

加热炉

4、DDZ-Ⅲ型仪表的电压信号制，电流信号制。QDZ-Ⅲ型仪表的信号制。它们之间联用要采用电气转换器。

5、电信号的传输方式，各自特点。

电压传输特点：

1). 某台仪表故障时基本不影响其它仪表； 2). 有公共接地点；

3). 传输过程有电压损耗，故电压信号不适宜远传。 电流信号的特点：

1).某台仪表出故障时，影响其他仪表；

2).无公共地点。若要实现仪表各自的接地点,则应在仪表输入、输出端采取直流隔离措施。 6、变送器有四线制和二线制之分。区别。

1、四线制：电源与信号分别传送，对电流信号的零点及元件的功耗无严格要求。2、两线制：节省电缆及安装费用，有利于防爆。活零点，两条线既是信号线又是电源线。 7、本安防爆系统的2个条件。

1、在危险场所使用本质安全型防爆仪表。2、在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅，以限制流入危险场所的能量。 8、安全栅的作用、种类。 安全栅的作用：

1、安全栅作为本安仪表的关联设备，可用于传输信号。

2、控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或混合物的点火能量以下， 以确保系统的本安防爆性能。

安全栅的种类：齐纳式安全栅、隔离式安全栅 二、基型调节器

1、基型调节器组成：控制单元和指示单元。基型调节器控制单元构成。

基型控制器又称基型调节器，对来自变送器的1-5V直流电压信号与给定值相比较所产生的偏差进行PID运算，输出4-20mA（DC）直流控制信号。

控制单元：输入电路(偏差差动和电平移动电路)、PID运算电路(由PD与PI运算电路串联)、输出电路(电压、电流转换电路)以及硬、软手操电路；

指示单元：测量信号指示电路、设定信号指示电路。 2、测量信号、内给定信号范围；外给定信号范围。

测量和内给定信号：1~5V(DC)； 外给定信号：4～20mA直流电流。（它经过250Ω精密电阻转换成1～5V直流电压） 3、输入电路、输出电路的作用。 输入电路作用：

1). 信号综合。将（Ui-Us）后放大两倍反相以Uo1输出，即 Uo1= -2(Ui-Us)。

2). 电平转换。将以0V为基准的输入信号转换为以UB（10V）为基准的输出信号Uo1。 电平转换的目的：使运算放大器工作在允许的共模输入电压范围内。

输出电路作用：把PID输出ΔUo3 （以UB为基准）转换成4-20mA.DC输出。实现电压—电流转换。 4、放大系数和比例度。 比例度

比例度的一般表达式：

max min

ymax ymin

100%

输入的相对变化输出的相对变化

式中：

max min—偏差变化范围；

ymax ymin—输出信号变化范围。

在单元组合仪表中， max min ymax ymin。此时比例度可表示为：　　　　　　

1

100%KP

即 与KP成反比， 愈小，KP愈大，比例作用就越强。

5、基型调节器PD电路的阶跃响应曲线形状；比例分量；t=TD/KD时的微分分量；微分时间。 作用：对 Uo1进行PD运算，可设置T D 、 KP （或比例度）。T D为微分时间；KP为比例系数。

比例系数：

KD

微分时间：TD=nRDCD 调整Rp（ ）和RD

可改变比例度和微分时间。

微分作用：快速的调节作用，超前作用。

6、基型调节器PI电路的阶跃响应曲线形状；比例分量： Kc=CI/CM；t=TI时的积分分量；积分时间。

7、积分饱和。

解决积分饱和办法：1)对控制器的输出加以限幅，使其不超过额定的最大值或最小值；2)限制积分电容两端的充电电压；3)切除积分作用。

8、微分时间对微分作用的影响，积分时间对积分作用的影响。 微分时间越小，微分作用越强；积分时间越大，积分作用越强。 9、软手操电路和硬手操电路。

软手动操作电路是积分电路。硬手动操作电路是比例电路。

作业

2-4 某P控制器的输入信号是4mA~20mA，输出信号为1V~5V，当比例度δ=60%时，输入变化0.6mA所引起的输出变化是多少？

解：根据比例度的公式：

xx xmin

　　 max 100%

yymax ymin

得

　　 y

x10.61

(ymax ymin) (5 1) 0.25V

xmax xmin 20 460

2-7 某PID控制器（正作用）输入、输出信号均为4mA~20mA，控制器的初始值Ii=Io=4mA，δ

=200%，TI=TD=2min，KD=10。在t=0时输入⊿Ii=2mA的阶跃信号，分别求取t=12s时：①PI工况下的输出值；②PD工况下的输出值。

解：①PI工况下

1

P分量=KP Ii Ii

1

2 1mA

200%

Ti时：P分量=I分量；则Ti时，PI分量=2mA Ti=2×60=120s

分量

PI直线过（0，1）和（120，2）两点

2 1

1.1mA

120 0

t=12s时的输出为Io=初值+ Io=4+1.1=5.1mA

则t=12s时的输出变化量为： Io 1 12

①PD工况下 P分量=KP Ii P分量=

1

Ii

1

2 1mA 200%

KD

Ii 1mA 解得 5

TD2 60

12s KD10

Ii

KD 1

Ii P分量 KD

则t=12s时的输出变化量为： Io 0.368

t=12s时的输出为：Io=初值+ Io=4 0.368

10 1

5 2 1 8.312mA 10

三、变送器

1、变送器的结构。变送器的作用。

构成原理：变送器是基于负反馈原理工作的，其构成原理如图所示，它包括测量部分（既输入转换部分）、放大器和反馈部分。

变送器和转换器的作用是分别将各种工艺变量(如温度、压力、流量、液位)和电信号（如电压、电流、频率、气压信号等）转换成相应的统一标准信号，以供显示、记录和控制之用。 2、变送器的输入输出关系。

y K(zi z0 zf) K(Cx z0 Fy)

3、量程调整的目的；零点调整/迁移。

使变送器的输出信号下限值ymin与测量范围的下限值xmin相对应，在xmin=0时，称为零点调整，在xmin≠0时，称为零点迁移。零点调整使变送器的测量起始点为零。零点迁移是把测量的起始点由零迁移到某一数值。

4、差压变送器的作用；差动变压器的作用。

差压变送器是将液体、气体或蒸汽的压力、流量、液位等工艺变量转换成统一的 …… 此处隐藏：2548字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……