2022年过程控制系统考试知识点总结 .docx
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1、精品_精品资料_过程掌握系统学问点总结考试题型一、判定题(共 10 分) 二、单项( 20 分)三、填空( 10 分)四、简答题( 5 小题,共 20 分)五、分析运算题( 4 小题,共 40 分,每题 10 分) 一、概论1、过程掌握概念:五大参数.过程掌握的定义:工业中的过程掌握是指以温度、压力、流量、液位和成分 等工艺参数作为被控变量的自动掌握.2、简洁掌握系统框图.掌握外表的定义:接收检测外表的测量信号,掌握生产过程正常进行的外表.主要包括:掌握器、变送器、运算器、执行器等,以及新型掌握外表及装置.掌握外表的作用:对检测外表的信号进行运算、处理,发出掌握信号,对生产过程进行掌握.可编辑
2、资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_给定值-操纵量掌握器执行器被控对象变送器被控量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、能将掌握流程图(工程图、工程设计图册)转化成掌握系统框图.第一个字母:参数类型T 温度( Temperature)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_加热炉温度变送器掌握器P 压力( Pressure) L 物位( Level) F 流量( Flow ) W 重量( Weight)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_原料执行器TTTC燃料其次个字母:功能符号T 变送器( transmitter ) C 掌握器( Controller
3、 ) I 指示器( Indicator ) R 记录仪( Recorder) A 报警器( Alarm )可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4、DDZ - 型外表的电压信号制,电流信号制. QDZ-型外表的信号制.它们之间联用要采纳电气转换器.5、电信号的传输方式,各自特点.电压传输特点:1). 某台外表故障时基本不影响其它外表.2). 有公共接的点.3). 传输过程有电压损耗,故电压信号不相宜远传.电流信号的特点:1). 某台外表出故障时,影响其他外表.2). 无公共的点.如要实现外表各自的接的点, 就应在外表输入、输出端实行直流隔离措施.6、变送器有四线制和二线制之分.区分.
4、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:节约电缆及安装费用,有利于防爆.活零点,两条线既是信号线又是电源线.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7、本安防爆系统的 2 个条件.1、在危急场所使用本质安全型防爆外表. 2、在掌握室外表与危急场所外表之间设置安全栅,以限制流入危急场所的能量.8、安全栅的作用、种类.安全栅的作用:1、安全栅作为本安外表的关联设备,可用于传输信号.2、掌握流入危急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、基型调剂器1、基型调剂器组成:掌握
5、单元和指示单元.基型调剂器掌握单元构成.基型掌握器又称基型调剂器,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)直流掌握信号.掌握单元: 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、内给定信号范畴.外给定信号范畴.测量和内给定信号: 15VDC .外给定信号: 420mA 直流电流.(它经过 250精密电阻转换成 15V 直流电压)3、输入电路、输出电路的作用.输入电路作用:1)
6、. 信号综合.将( Ui -Us)后放大两倍反相以 Uo1 输出,即 Uo1= -2U i-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答应的共模输入电压范畴内.输出电路作用:把 PID 输出Uo3 (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:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_式中:maxymaxminyymin100 %输入的相对变化输出的相对变化可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 -
7、 - - 欢迎下载精品_精品资料_maxymaxminymin 偏差变化范畴. 输出信号变化范畴.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在单元组合外表中, 可表示为:maxminymaxymin .此时比例度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1100 % K P可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_即 与K P 成反比,愈小,K P愈大,比例作用就越强.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5、基型调剂器 PD电路的阶跃响应曲线外形.比例重量.t=TD/KD 时的微分重量.微分时间.作用:对 Uo1 进
8、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.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_比例系数:K D微分时间: TD=nRDCD调整 Rp( )和 RD可转变比例度和微分时间.微分作用:快速的调剂作用,超前作用.6、基型调剂器 PI 电路的阶跃响应曲线外形.比例重量:Kc=CI/CM.t=TI 时的积分重量.积分时间.7、积分饱和.解决积分饱和方法: 1对掌握器的输出加以限幅,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
9、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 掌握器的输入信号是 4mA20mA,输出信号为 1V5V ,当比例度 =60% 时,输入变化0.6mA 所引起的输出变化是多少? 解:依据比例度的公式:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_xmaxymax得xxminyymin100%可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_yxmaxxxmin1 ymaxymin 0.6204151600.25V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2-7 某 PID 掌握器(正作用)输入、输出信号均
10、为4mA20mA,掌握器的初始值Ii=Io=4mA ,=200% ,T I=T D=2min,KD=10.在 t=0 时输入 Ii=2mA 的阶跃信号,分别求取 t=12s时: PI 工况下的输出值. PD 工况下的输出值.解: PI 工况下可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P 重量= K PI i1I1i200%21mA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Ti 时: P 重量=I 重量.就 Ti 时, PI 重量=2mA Ti=260=120s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_I oPI21I 重量P重量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_
11、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_012sTits可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_PI 直线过( 0,1)和( 120, 2)两点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就 t=12s 时的输出变化量为:I o1122112001.1mA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t=12s 时的输出为 Io=初值+PD 工况下I o =4+1.1=5.1mA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P 重量= K PI i11Ii200%21mA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P
12、重量=I iK D1mA解得5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_TD260K D1012s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_I o mA i0.368 KD1IK D1P重量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0TD/K D=12ts可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就 t=12s 时的输出变化量为:K D1I o0.368K DI iP重量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t=12s 时的输出为: Io=初值+三、变送器1、变送器的结构.变送器的作用.I o = 40.368 101521018.312mA可编辑资料 - -
13、 - 欢迎下载精品_精品资料_构成原理:变送器是基于负反馈原理工作的,其构成原理如下列图,它包括测量部分(既输入转换部分)、放大器和反馈部分.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_x测量部分Cz0+zi+- zf零点调整放大器yK反馈部分F可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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、记录和掌握之用.2、变送器的输入输出关系.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_y3、量程调整的
14、目的.零点调整/迁移.K ziz0zf K Cxz0Fy可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_使变送器的输出信号下限值 ymin 与测量范畴的下限值 xmin 相对应,在 xmin=0 时,称为零点调整,在xmin0 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标准信号,作为指示记录仪、调剂器或运算机装置的输入信号,以实现对上述变量的显示、记录或自动掌握.差动变压器是由检测片(衔铁) 、上、下罐形磁芯和四组线圈构成.
15、其作用是将检测片的位移s 转换成相应的电压信号 uCD.5、温度变送器的品种、结构(量程单元和放大单元).四线制温度变送器的特点. 各类变送器分为三个品种:直流毫伏变送器、热电偶温度变送器和热电阻温度变送器.四线制温度变送器有如下特点:(1) 主放大器为低漂移、高增益的运算放大器,使外表具有良好的牢靠性和稳固性.(2) 在热电偶和热电阻温度变送器中采纳了线性化电路,从而使变送器的输出信号和被测温度呈线性关系,便于指示和记录.(3) 变送器的输入、输出之间具有隔离变压器,采纳了安全隔离变压器,并采纳了安全火花防爆措施,故具有良好的抗干扰性能,且能测量来自危急场所的直流毫伏或温度信号.6、热电偶温
16、度变送器以及热电阻温度变送器的量程单元.7、气动外表的基本元件.由气阻、气容、弹性元件、喷嘴 -挡板机构 和功率放大器 等基本元件组成.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_8、弹性元件、喷嘴挡板机构、电气转换器.弹性元件作用:将压差转换成位移,在仪器的连接处产生肯定的操作力.喷嘴挡板机构作用:将微小的位移转换成相应的压力信号.电/气转换器工作原理是基于力矩平稳原理工作的.四、运算器和执行器1、开方器应用场合、作用.开方器主要应用在流量测量与掌握系统中,开方器对差压变送器的输出信号进行开方运算,从而得到与被测流量成比例关系的电压或电流信号.2、执行器的结构、分类.执行器分为两部分:执
17、行机构和调剂机构.气动执行器P LQ按能源分:电动执行器IiLQ直行程(直线位移)角行程(角位移)(两者减速器不同)液动执行器3、角行程电动执行机构的结构.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_420mAIiIf220V伺服放大器操作器阀位伺服电机减速器090可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_位置反馈放大器指示位置发送器执行 机构可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_角行程电动执行机构方框图4、标准气压信号范畴 20kPa-100kPa,气源信号 140kPa.5、气动执行机构的种类.气动执行机构有薄膜式和活塞式两种,常见的气动执行机构均属薄膜式. 薄膜式特点
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