2022年太原理工大学现代科技学院控制仪表复习资料答案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思1. 一个简洁的闭环调剂系统中至少应包含哪几个环节?检测变送环节;调剂掌握环节;输出执行环节;2. 过程掌握外表与装置的分类有哪几种?按能源形式分类 :可分为电动、气动、液动和机械式等;工业上普遍使用电动和气动掌握外表;按信号类型分类 :分为模拟式和数字式两大类;按结构形式分类 :单元组合式掌握外表 , 基地式掌握外表 ,集散型运算机掌握系统 ,现场总线掌握系统;3. 过程掌握外表与装置按能源形式分类可分为哪几种?目前工业上普遍使用的是哪两种?过程掌握外表与装置按能源形式分类可分为电动、气动、液动和机械式等
2、;工业上普遍使用电动和气动掌握外表;4. 过程掌握外表与装置按信号类型分类分为哪几种?过程掌握外表与装置按信号类型分类分为模拟式和数字式两大类;5. 模拟式掌握外表的特点有哪些?这类外表大多线路较简洁操作便利,6. 数字式掌握外表的特点有哪些?使用敏捷, 价格较低; 其传输信号为连续变化的模拟量;其传输信号为断续变化的数字量,可以进行各种数字运算和规律判定,功能完善性, 能优越,能解决模拟式掌握外表难以解决的问题;7. 过程掌握外表与装置按结构形式分类有哪几种形式?单元组合式掌握外表;基地式掌握外表;集散型运算机掌握系统;现场总线掌握系统8. 单元组合式掌握外表的特点有哪些?各个外表能够实现肯
3、定功能的独立单元;各个外表之间用统一的标准信号进行联系,将各种独立外表进行不同的组合,可以构成适用于各种不同场合的自动检测或掌握系统;9. 单元组合外表分为哪些单元?在运算机掌握系统中仍使用哪些单元组合外表?单元组合外表分为八类:变送单元执行单元掌握单元转换单元运算单元显示单元给定单元帮助单元运算机掌握系统中仍使用的单元组合外表有:掌握单元转换单元运算单元显示单元给定单元帮助单元10. 变送单元的作用是什么?它能将各种被测参数,如温度、外表,以供指示、记录或掌握;11. 掌握单元的作用是什么?压力、流量、液位等变换成相应的标准统一信号传送到接收将来自变送单元的测量信号与给定信号进行比较,依据偏
4、差给出掌握信号,去掌握执行器的动作;12. 执行单元的作用是什么?它依据调剂器输出的掌握信号或手动操作信号,操作执行元件,转变掌握变量的大小;13. 常用的执行单元的有哪些?角行程电动执行器、直行程电动执行器和气动薄膜调剂阀等;14. 基地式掌握外表的特点是什么?基地式掌握外表相当于把单元组合外表的几个单元组合在一起,构成一个外表; 通常以指示,记录外表为主体; 其掌握信号输出一般为开关量,也可以是标准统一信号;也有在数字式变送器或执行器附带的数字式转换器中带有调剂器功能;15. 集散型掌握系统的特点是什么?名师归纳总结 以微型运算机为核心,其基本特点是分散掌握、集中治理; 可以实现单元组合外
5、表中除了变第 1 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思送和执行单元之外的全部功能;16. 集散型掌握系统的基本特点是什么?分散掌握,集中掌握17. 集散型掌握系统的组成及各部分的作用?掌握站:完成数据采集、处理及掌握的作用;操作站:完成生产过程信息的集中显示、操作和治理;过程通讯网络:用于实现操作站与掌握站的连接,完成信息、掌握命令等传输;18. 现场总线掌握系统的特点?其特点为: 现场掌握和双向数字通讯,即将传统上集中于掌握室的掌握功能分散到现场设备中,实现现场掌握,而现场设备与掌握室内的外表或装置
6、之间为双向数字通讯;19. 信号制是指什么?信号制即信号标准,是指外表之间采纳的传输信号的类型和数值;20. 制定信号制的目的是什么?达到通用性和相互兼容性的要求,掌握系统中,实现系统的功能;21. 气动外表的信号标准?以便不同系列或不同厂家生产的外表能够共同使用在同一气动外表的信号标准即启动外表的下限值和上限值:下限 上限 20kPa0.2Kgf/cm2 100kPa1Kgf/cm2 22. 电动外表的信号标准?序号电流信号负载电阻 mA 欧 mA 欧 欧 23. 现场与掌握室外表之间宜采纳什么信号?现场与掌握室外表之间宜采纳直流电流信号;24. 直流电流信号有哪些优缺点?第3页共 25页优
7、点: a、直流比沟通干扰少b、直流信号对负载的要求简洁c、电流比电压更利于远传信息缺点: a、多个外表接收同一电流信息,它们必需串联b、任何一个外表在拆离信号回路之前第一要把该外表的两个输入端短接,否就其它外表将会因电流中断而失去信号c 、外表无公共接地点,须浮空工作;25. 掌握室内部外表之间宜采纳什么信号?掌握室内部外表之间宜采纳直流电压信号;26. 直流电压信号有哪些优缺点?优点: a、任何一个外表拆离信号回路都不会影响其它外表的运行;b、各个外表具有公共接地点,可以共用一个直流电源;缺点:其接收外表的输入阻抗要足够高 27. 掌握系统外表之间典型联接方式是什么?Io:发送外表的输出电流
8、Ro:发送外表的输出电阻Ri:接收外表的输入电阻R :电流 .电压转换电阻,Io=4 20mA 时R取250 ;28. 依据国标 GB3836.1 规定,防爆电气设备分为哪两大类?I 类:煤矿井下用电气设备 II 类:工厂用电气设备 29. 防爆外表依据什么进行分组?名师归纳总结 防爆外表依据最大试验安全间隙dmax或最小点燃电流的比值MICR 进行分组;第 2 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思30. 外表的最高表面温度是怎样定的?外表的最高表面温度 = 实测最高表面温度-实测时环境温度 +规定最
9、高环境温度31. II 类防爆外表主要采纳哪两种防爆措施?“i” 代表什么型防爆外表?“d” 代表什么型防爆外表?II 类防爆外表主要采纳隔爆型防爆措施和本质安全型防爆措施 表“d” 代表隔爆型防爆外表;32. 过程掌握外表常见的防爆等级有哪些?iaIICT5 iaIICT6 和dIIBT3 二种;33. iaIICT6 的含义是什么?dIIBT3 的含义是什么?“ i” 代表本质安全型防爆仪iaIICT6 表示 II 类本质安全型 ia等级 C级T6组; dIIBT3 表示 II 类隔爆型 B级T3组;34. 隔爆型防爆外表的特点是什么?外表的电路和接线端子全部置于防爆壳体内 35. 隔爆型
10、防爆外表的防爆措施有哪些?a、采纳耐压 80100N/cm2 以上的表壳 b、表壳外部的温升不得超过由易爆性气体或蒸汽的引燃温度所规定的数值 c、表壳接合面的缝隙宽度及深度,应依据它的容积和易爆性气体的级别采纳规定的数值等 36. 隔爆型防爆外表使用中应留意什么?如掀开外表表壳,将失去了防爆性能;长期使用会逐步降低防爆性能 37. 安全火花型防爆外表所实行的措施主要有哪些?a、外表采纳低工作电压和小工作电流;b、在线路设计上,对处于危急场所的电路,挑选适当大小的电阻、电容和电感参数,使其 只产生安全火花;同时在较大的电容、电感回路中并联双重化二极管以排除担心全火花;38. 要使整个测量或掌握系
11、统的防爆性能符合安全火花防爆要求,必需满意什么条件?a、在危急场所使用安全火花型防爆外表b、在掌握室外表与危急场所外表之间设置安全栅39. 要真正实现安全火花防爆,必需做到哪几点?a、必需正确的安装安全栅和布线b、携带到现场的修理用的仪器外表必需是安全火花型的外表 40. 从外表整体结构上看,模拟式掌握外表的两种构成形式是什么?a、外表整机采纳单个放大器,其放大器可由如干放大器或不同的放大器串联而成;b、整机由数目不等的运算放大器电路以不同形式组装而成;41. 采纳单个放大器的外表分析方法的特点?a、在满意 KKf 1的条件时, 外表的输出与输入关系仅取决于输入部分的特性和反馈部分的 特性;
12、b、在满意 KKf 1的条件时,放大器的净输入 e趋向于零 e 0;42. 采纳运算放大器的外表分析方法特点?a、输入电阻 Ri=;b、输出电阻 Ro=0;c、开环电压增益Ko=;d、失调及其漂移为零;两条重要的结论:1差模输入电压为零,即Vd=0 或VT=VF;2输入端输入电流为零,即IbT=0, IbF =0; 43. 外表中常用的运算放大器电路有哪四种?a、反相端输入 b、同相端输入 c、差动输入 d、电压跟随器 44. 反相端输入运算放大器电路特点?a、输出电压与输入电压成正比,其比例系数为R2/R1;b、输出与输入极性相反;c、反相端不接地,但 VF=0,故称反相端为 “ 虚地 ”
13、;d、输入电阻约等于输入回路电阻 R1;e、输入回路电流 Ii ,全部流经反馈回路,即 If=Ii ;45. 同相输入运算放大器电路特点?名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思a、输出电压与输入电压成正比,其比例系数为(1+R2/R1); b、输出与输入极性相同;c、同相端和反相端存在共模电压 VC=Vi ;d、输入电阻等于运算放大起本身的共模输入电阻,其值很大,通常为 1 500M;46. 差动输入运算放大器电路特点?a、在满意电阻匹配条件时,差动输入放大器电路的输出电压仅仅取决
14、于两个输入电压之差( ViT-ViF ),即这种电路只放大差动信号,不放大共模信号,且与差动信号 Vid成正比,比例系数为 R2/R1;输出电压与差动信号极性相同;在外表线路中,往往取 R1=R3、R2=R4,形成所谓对称差动运放电路;47. 电压跟随器特点?b、运算放大器输入端存在共模电压输入电阻高;输出电阻低;它在外表电路应用中,起隔离作用;48. 外表的分析步骤?a、明白外表的作用和结构框图;b、依据结构框图将整机线路划分成相应的部分;c、依据信号的传递方向,对各部分逐一进行分析;d、综合外表的整机特性49. 在外表线路中,一般都采纳多少伏单电源供电?出于外表总体设计的需要、便于外表的安
15、装以及变送器采纳二线制等缘由,在外表线路中,一般都采纳 +24 V 伏单电源供电;第2章调剂器50. 何为调剂器的调剂规律?调剂器的调剂规律就是调剂器的输出信号随输入信号 调剂器的特性;偏差 变化的规律; 这个规律经常称为51. 在分析调剂器特性时,调剂器的输入和输出各指什么?输入是被控变量与给定值之差即偏差 x,输出是输出信号的变化量 y;52. 对于调剂器,何为正偏差?何为负偏差? x0称正偏差 x0称负偏差;53. 何为正作用调剂器?何为反作用调剂器? x0相应的 y0, 称为正作用调剂器 54. 调剂规律的五种表示方法是什么? x0相应的 y0, 称为反作用调剂器;a、微分方程表示法b
16、、传递函数表示法c、频率特性表示法d、图示法离 e、散化表示法55. 调剂器的基本调剂规律有哪些?a、比例掌握规律b、比例积分掌握规律c、比例微分掌握规律d、比例积分微分掌握规律56. 比例调剂规律的特点?a、比例掌握作用准时快速b、掌握量的输出会发生变化不是原先的数值c、存在残余偏差 余差57. 积分作用的特点?积分作用的输出与偏差对时间的积分成比例关系;积分作用具有“渐渐来 ” 的特性58. 如何防止积分饱和?a、在掌握器输出达到输出范畴上限值或下限值时,临时去掉积分作用;b、在掌握器输出达 到输出范畴上限值或下限值时,使积分作用输出不连续增加;59. 微分作用的特点?输入偏差变化的速度越
17、大,就微分作用的输出越大,然而对于一个固定不变的偏差不管这个偏差有多大,微分作用的输出总是零;60. 推导数字式调剂器的位置型 PID 算式;抱负的 PID微分方程为:对式中的连续积分项和微分项进行如下离散化处理名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思对于积分项用下式近似 对于微分项用下式近似式中 , t 是两次采样的间隔时间,即两次采样周期s T ;n,n-1位采样时间序号. 于是可得离散化后的抱负PID掌握规律算式为:位置型 PID 算式输出与实际调剂阀的阀位相对应其算式为:增量
18、型 PID 算式输出为两个采样周期 PID 输出值之差 第n-1次采样时的掌握器输出为 所以增量型 PID 算式为:61. 位置型 PID 算式的特点?输出与实际调剂阀的阀位相对应;便于运算机运算的实现但运算繁琐、占用的运算机内存很大,运算错误或输出错误时,会造成调剂阀开度错误,致使掌握出错;62. 推导数字式调剂器的增量型 PID 算式; 见第 60题 63. 增量型 PID 算式的特点?输出为两个采样周期 PID输出值之差;运算机运算所需的内存较小、运算也相对简洁,显现 故障不会造成大的影响,易于系统手动和自动间的无扰动切换;64. 数字式调剂器构成原理?1.以微处理器 CPU 为核心构成
19、的硬件电路部分;65. 数字式调剂器的硬件电路组成?2.系统程序和用户程序构成的软件部分;数字式调剂器的硬件电路由主机电路、过程输入通道、 过程输出通道、 人机接口电路及通信接口电路等部分组成;66. 数字式调剂器主机电路的作用?完成数据传递、算术规律运算、转移掌握等功能;67. 数字式调剂器IO 接口电路的作用?I/O 接口是 CPU同过程输入、输出通道等进行数据交换的器件,它有并行接口和串行接口两种;68. 数字式调剂器过程输入通道电路有哪些?数字式调剂器过程输入通道电路有模拟量输入通道、开关量输入通道;69. 数字式调剂器过程输出通道电路有哪些?数字式调剂器过程输出通道电路有模拟量输出通
20、道、开关量输出通道70. 数字式调剂器人机联系部件电路的作用?用以显示或修改输入、输出数据、PID 参数和其他参数;供应人机交互的通路,使掌握器可以通过按钮或键盘识别操作员输入的命令,操作员通过指示灯、显示器等也可以看到掌握器执行的过程和结果;(此题答案书上没有,为本人自编)71. 数字式调剂器通信接口电路的作用?通信接口将欲发送的数据转换成标准通信格式的数字信号,经发送电路送至通信线路(数据通道) 上;同时通过接收电路接收来自通信线路的数字信号,的数据;72. 数字式调剂器的软件构成有哪些?系统程序和用户程序;73. 数字式调剂器的系统程序的作用是什么?系统程序通常由监控程序和功能模块两部分
21、组成;将其转换成能被运算机接受监控程序 使调剂器各硬件电路能正常工作并实现所规定的功能,同时完成各组成部分之间的治理; 其主要完成的任务有:. 系统初始化 . 中断治理 . 自诊断处理 . 键处理 . 定时处理. 通信处理 . 掉电处理 . 运行状态掌握 功能模块 供应了各种功能,用户可以挑选所需要的功能模块以构成用户程序,使调剂器实名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思现用户所规定的功能;调剂器供应的功能模块主要有:. 数据传送 . 高值挑选和低值挑选. PID 运算 . 上限幅
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