过程控制系统复习总结培训资料Word下载.docx

1、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）4、DDZ-型仪表的电压信号制，电流信号制。QDZ-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

2、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

3、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：15V（DC）；外给定信号：420mA直流电流。（它经过250精密电阻转换成15V直流

4、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。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

5、数。比例系数：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4mA20

6、mA，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：根据比例度的公式：得2-7 某PID控制器（正作用）输入、输出信号均为4mA20mA，控制器的初始值Ii=Io=4mA，=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：PI工况下的输出值；PD工况下的输出值。PI工况下P分量=Ti时：P分量=I分量；则Ti时，PI分量=2mATi=260=120sPI直线过（0，1）和（120，2）两点则t=12s时的输出变化量为：t=12s时的输出为Io=初值+=4+1.1=5.1mAPD工况下P分量= 解得

7、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。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。x测量部分Czi放大器Ky反馈部分Fzf+零点调整零点迁移z0-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。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xmin0时，称为零点

8、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、调节器或计算机装置的输入信号，以实现对上述变量的显示、记录或自动控制。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。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

9、移、高增益的运算放大器，使仪表具有良好的可靠性和稳定性。（2）在热电偶和热电阻温度变送器中采用了线性化电路，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，采用了安全隔离变压器，并采用了安全火花防爆措施，故具有良好的抗干扰性能，且能测量来自危险场所的直流毫伏或温度信号。6、热电偶温度变送器以及热电阻温度变送器的量程单元。7、气动仪表的基本元件。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。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一定的操作力。喷嘴挡板机构作用：将微小的位

10、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衡原理工作的。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控制系统中，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：执行机构和调节机构。气动执行器 PLQ 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。4、标准气压信号范围（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

11、构均属薄膜式。薄膜式特点为：结构简单、动作可靠、维修方便、价格低，但输出行程较小，只能直接带动阀杆。6、调节阀的正反作用、正装阀/反装阀、气开/气关。7、气开阀/气关阀的选择原则。调节阀气开、气关阀选择，主要根据工艺生产的需要和安全要求来决定的；原则是当信号压力中断时，应能确保工艺设备和生产的安全。如果阀门处于全开位置安全性高，则应选用气关阀，反之，则应选用气开阀。8、阀门定位器的作用。阀门定位器可以增加执行器的输出功率，减小信号传递滞后，加快阀杆的位移速度，提高线性度，克服摩擦力影响，保证阀位正确到位。9、控制阀的工作原理；流量特性；理想流量特性、工作流量特性。控制阀体就是依据执行机构输出的

12、推杆位移量来改变阀门的开启程度，从而改变流通阻力以达到控制流体介质流量的目的。控制阀的流量特性，是指控制介质流过阀门的相对流量与阀门相对开度（即推杆的相对位移）之间的函数关系。理想流量特性：阀前后差压不变时的流量特性（固有流量特性）。工作流量特性：阀装在管道中，前后差压变时的流量特性，也叫实际流量特性。10、控制阀的流量特性类型、各自特点。理想流量特性，通常有四种典型形式：（1）直线特性-流量与阀芯位移成直线关系；（2）对数特性-流量与阀芯位移成对数关系，引起的流量变化的百分比相等；（3）快开特性-开度较小时流量变化较大，随开度增大很快达到最大值。（4）抛物线特性-介于直线流量特性与对数流量特

13、性之间，从而弥补了直线流量特性小开度时控制性能差的特点。11、控制阀的可调比（可控比）。R=，可调比（可控比），即阀所能控制的流量上限与流量下限之比。Qmin为流量下限，不是泄漏。12、控制阀串联管道工作流量特性的特点。S=1，理想流量特性。 阀前后压差始终不变。直线变为快开；对数变为直线；S,，特性曲线下移，流量特性畸变。 S太小，流量变化范围减小，对控制不利。S一般不小于0.3。13、控制阀出厂时标注的为理想流量特性。五、过程控制系统绪论1、控制通道、干扰通道。控制通道：被控量与输入控制作用之间的联系被称为“控制通道”。干扰通道：被控量与扰动之间的联系被称为“干扰通道”。2、过程控制系统的

14、组成。3、控制器正反作用的确定依据：（控制器）（对象）=（）。4、过程控制系统按设定值的形式分类。定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统5、过程控制系统的品质指标。递减比n（衰减比）、动态偏差B1 （最大偏差、最大过调量、超调量）、调整时间 Tc （控制时间、过渡过程时间、恢复时间）、静态偏差C（余差、残余偏差）。六、过程建模1、自平衡能力。自平衡能力：凡受到干扰后，不依靠外加控制作用就能重新达到平衡状态的对象，是具有自平衡能力的对象。否则，是无自平衡能力的对象。2、过程控制系统被控对象特性三个参数：放大系数、时间常数、滞后时间的求取。3、阻力和容量的影响。容量只影响反应速度，不影响放大系数，属于动态参数。T=RC容量增大，响应过程相对增长。见图2-8