过程控制工程.doc

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1、工业生产过程中常用的测温方法：接触式与非接触式 接触式的特点：仪表简单 直纲可靠 测量精度高 非接触式的特点：测温上限原那么上不受限制，测温速度较快。可对运动体进展测量。精度一般不高，不破坏原有温度场，不与被测物接触。利用热电偶温度计测温时为什么要使用补偿导线及其对冷端温度进展补偿？利用热电阻温度计测温时，为什么要采用三线制接法？测量低温时通常为什么采用热电阻温度计，而不采用热电偶温度计？答：1由热电偶测温原理可知，只有当它的冷端温度不变时，热电动势是被测温度的单值函数，所以在测温过程中必须保持冷端温度恒定，为了使它的冷端温度恒定，采取补偿导线法 为了消除冷端温度变化对测温精度的影响，采用冷端

2、温度补偿2在使用热电阻测温时，为了提高精度，采用三线制接法3原因有两点：在中低温区 热电偶输出的热电势很小对测量仪表放大器与抗干扰要求很高 由于冷端温度化不易得到完全补偿 在较低温度区内引起的相对误差就很突出DDF-3型温度变送器具有哪些主要功能？什么是变送器的零点、零点迁移与量程调节为什么要进展零点迁移与量程调节？3型温度变送器是怎样进展零点迁移与量程调节的？答：1.DDz-3具有热电偶冷端温度补偿，零点调整、零点迁移。量程调节以及线性化等重要功能。2零点：输入为零点时输出为4mm的点，零点迁移：即把测量起始点由零迁移到某一正值或负值。量程调节：相当于改变变送器的输入输出特性的斜率3零点迁移

3、的目的是使其输出信号的下限Ymin与测量范围的下限值Xmin相对应。零点迁移之后，其量程不变，即斜率不变，却可提高灵敏度。量程调节的目的是变送器的输出信号的上限值Ymax与测量范围的上限值相对应4调零点调量程方法：RP1为调零电位器。RP2为调量程电位器。当变送器输入的电动势为Emin时，其输出为DC4mA电流，或DCIV电压，否那么需调整RP1当变送器输入热电动势为Emax时，其输出应为DC20mA电流或DC5V电压，否那么需调整RP2。2-35差压式流量测量流量的理论依据是什么？简述差压流量计测量流量的根本原理。答：差压式流量计是根据节流原理利用流体经节流装置时产生压力差来测量流量的，它由

4、节流装置、引压变送器或差压计组成。节流装置测量流量的根本原理：根据流体力学可知，流体在管道中流动时，具有动能与位能，在一定条件下可以相互转换。但其总能量是不变的。静压式液位计是利用容器里的液位高度生产的静压力随其液位变化而变化的原理进展工作的。因为对于不可压缩的流体，液位高度与液位的静压力成正比，所以测出液体的静压力，即可知液位高度。电容式液位计是利用测量电容量的变化来测量液位高度的。测量导电流体的液位时，用金属棒作为内电极插在容器中，在外面插在容器中，在外面套上一层绝缘套管，导电流体与金属与金属容器内壁一起作为外电极。测量非导电流体的液位时，电容器由金属棒制成的内电极与由金属圆筒制成的外电极

5、两局部组成。两电极间相互绝缘固定，在外电极上开有小孔使北侧流体能流入两电极之间，当液位为零时，内外电极间的电容量可根据同心筒形电容计算 氧化锆氧量分析仪主要由氧化探头与氧量变送器两局部组成1氧化锆探头是氧量分析仪的检测部件，其核心就是氧化锆固体电解质氧浓差电池。(2)氧量变送器包括高阻抗变换器、温度变换级、倒相器及线性化电路。工作原理在氧化锆管内处固定上多也性的铂膜内级殒其一侧与空气接触另一侧与烟道气接触，由于两侧氧含量不同，就构成氧浓差电动势E=RT/nFlna/b当空气的氧的体积分a时，那么在温度T保持不变的情况条件，所测氧浓差电动势E与被测量氧的体积分数b成单值函数关系 测量过程中要求介

6、质温度不变是为了使氧化锆探头输出的浓差电动势信号与待测气体的氧浓度成单值函数关系 在KMM调节器输入处理功能中，为什么要设计五个标准处理模块？在这五个模拟量输入信号中是否需要对每个输入信号同时进展五个标准模块处理？应怎样选用？答：为了满足过程控制工程的实际需要，KMM调节器对每个模拟量输入信号均设计了线性化近拟，温度与压力补偿开方与数字滤波五个标准处理模块。对于每一个模拟量输入信号是否均需要进展五个标准处理模块，用户可根据实际需要，由输入处理数据F002设定 当输入信号为非线性，需要进展线性化处理；当测量气体或蒸汽流量时，为了提高测量精度，需对其进展温度补偿或压力补偿；当采用节流装置测量流量时

7、，需要进展开方处理；为了消除输入信号的高频干扰，需进展数字滤波2-65试述执行器的组成、分类及其在过程控制中的作用。答：执行器调节阀由调节机构(阀)两局部组成，根据使用能源不同，执行器可分为气动执行器、电动执行器与液动执行器三类。在一个过与控制系统中，执行器承受调节器输出的控制信号，并装换成直线位移或角位移，来改变阀蕊与阀度间的流通截面积以控制流入或流出被控过程的流体介质的流量 从而实现对过程参数的控制。怎样根据C来确定调节阀的公称直径Dg与阀座直径dg？答：流通能力C1g/m3时，每小时流过阀门的流体流量体积或质量根据控制调节所需的物质料量qvmax qvmin 流体重度r以及阀上的压差p可

8、以求得最大流量 最小流量时的Cmax Cmin值，根据Cmax在所用产品形式的标准系列中取大于Cmax值并最接近来级的C值，从而查出Dg与dg.气开式调节阀与气关式调节阀？怎样利用执行机构与调节机构来组成气开、气关式调节阀？答所谓气开式，即当气动执行器输入压力p0.02Mpa时，阀开场翻开，也就是说有信号压力时阀开，信号压力时阀关。对于气关式那么反之，即有信号压力时阀关，无信号压力时阀开。2-69何谓调节阀的流量特性、理想流量特性、工作流量特性？在工程上是怎样选择调节阀流量特性的？调节阀的流量特性是指被告控介质流过阀门的相对开度之间的关系，即q/qmax=f(l/L) 理想的流量特性，就是在阀

9、前后压差为一定的情况下得到的流量特性。其有直线流量特性对数流量特性，快开流量特性与抛物线流量特性四种。工作流量特性 调节阀两端的压力差不等于常数，此时调节阀的相对开度与相对流量的关系。 选择原那么 过程特性为非线性时，应选用对数流量特性调节阀，否那么就是用直线特性的调节阀。选择方法一般有数学分析法与经历法两种，通常采用经历法来选择调节阀的流量特性，着系统中同时存在几个扰动，那么应以经常起作用的主要扰动来选择。着过各时间常数较大，那么应按其动态特性来选择，在一般情况下，可按过程的静态特性为选择 过程控制特点：连续生产自动控制 过程控制系统由过程检测控制仪表组成 被近期过程是多种多样的、非电量的

10、过程控制的控制过程多属慢过程而且多半参量控制 定值控制是过程控制的一种常用形式 简述利用红牌线分析气体的根本原理：各种气体的分子本身都具有特定的振动与转动频率，只有当红外线光谱的频率与气体分子本身的特定频率一样时，这种气体分子才能吸收红外光谱辐射能，并局部地转化为热能，从而利用测温元件来测量红外辐射能的大小。主要分析CO CO2 CH4 C2H2 C2H4 C2H6及水蒸汽等。不可分析惰性气体以及一样原子组成的双原子气体如He Ne Ar O2 H2 CL2 反应控制系统是根据系统被控量的偏差进展工作的，偏差值是控制的依据，最后到达消除或减小偏差的目的。前馈控制系统直接根据扰动量的大小进展工作

11、，扰动是控制的依据。但凡采用数字或模拟控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进展的自动控制称为过程控制。四个阶段，仪表化与局部自动化阶段：基地式仪表、单元组合式仪表、有气动组合仪表与电动单元组合仪表两类；电子技术的应用；计算机时代；综合自动化阶段 被控过程的数学模型动态特性是指过程在各输入量包括控制量与扰动量作用下其相应输出量被控量变化函数关系的数学表达式。分析与设计系统必不可少的数学模型有两种，一是非参数模型，二是参数模型。研究并建立数学模型的目的：1设计过程控制系统整定调节器参数2指导生产工艺设备的设计3进展仿真实验研究4培训运行操作人员 精度 表示仪表测量结果的可靠程度，精度等级，仪表精

12、度与量程有关，量程是根据所测量的工艺变量来确定的，在仪表精度等级一定的前提下适当缩小量程，可以减少测量误差提高准确性，线性度差就是要降低仪表精度。加热炉串级控制系统的工作原理：当处在稳定工况时，被加热物料的流量与温度不变，燃料的流量与热值不变，烟囱抽力也不变，炉出口道具温度与炉膛温度均处于响度平衡状态，调节保持一定的开度此时炉出口温度稳定在给定值上，当扰动破坏了平衡工况时，串级控制系统便开场了其控制过程。T温度、F流量、p压力Pd差压 A成分分析L液位 E检测T变送I显示R记录C调节控制V调节阀A报警 超过流速中心线长度:热电偶5-10mm铂电阻50-70铜25-30 ST3000智能变送器带

13、有微处理器，带有检测与住处处理功能，具有稳定性好，可靠性高，遥控设定，调速与自诊断。氧量变送器根本组成1高阻抽变送器2温度变换器3倒相器及线性化电路。氧化锆探头的安装1选择检测点的温度2选择取样检测点的氧含量3探头最好在停炉时安装 KMM可编程调节器的主要特点1兼容性好2运算控制功能丰富3平安可靠性高4通用性强使用维护方便5系统设计简便 锅炉供水调节阀一般采用气关式，加热炉采用气开式。精馏塔进料调节阀气开式，回流量调节阀气关。过程控制系统设计步骤1建立被控过程的数学模型2选择控制方案3控制设备先型4实验与仿真1闭环控制系统分为几种类型？每种代表什么含义？答：1定值控制系统，就是系统被控量的给定

14、值保持在规定值不变或在小范围附近不变。2程序控制系统，是被控量的给定值按预定的时间程序变化工作。3随动控制系统，是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系统。：一个单回路控制系统主要由测量元件、变送器、调节器、调节阀、与被控过程等环节组成。检测元件：感受工艺变量的变化并转换成特定信号。变送器：作用是把被控变量主y(t)成比例地转换成测量信号z(t)作用，这是调节器的，调节器将输入信号与给定值比拟得出偏差值对被控过程进展控制，调节阀作为动作执行者，调节阀的大小。调节器：有比例控制，比例积分控制，比例微分控制，比例微分积分控制等类型。执行器：承受调节器输出的控制信号，并转换成直线位移或角位移，来改变阀芯与阀座间的流通截面积以控制流入或流出被控过程的流体介质的流量。被控过程的数学模型，是指过程在各输入量包括控制量与扰动量作用下，其相应输出量被控量变化函数关系的数学模常见复杂控制系统有串级控制、补偿控制、比值控制、分程与选择控制与多变量解耦控制被控过程输入量与输出量的信号联系称为过程通道。控制作用与被控量之间的信号通道联系称为控制通道。研究建模过程的目的主要有设计过程控制系统与整定调节器参数、指导设计生产工艺设备、进展仿真试验研究、培训运行操作人员定值控制系统是指系统被控量的给定值保持在规定值不变，或在小范围附近不变的控制系统。第 7 页