化工仪表及其自动化 考试复习资料.docVIP

第一章 1、什么是化工自动化？它有什么重要意义？ 答:在化工设备上，配备一些自动化装置，代替操作人员部分直接劳动，使生产在不同程度自动进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法称化工自动化。实现化工自动化能加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量质量、减轻劳动强度、保证生产安全。 2、化工自动化主要包括哪些内容？ 答:化工生产过程自动化，一般包括自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等方面的内容。 3、自动控制系统怎样构成？各组成环节起什么作用？ 答:自动控制系统主要由两大部分组成。一部分是起控制作用的全套自动化装置，包括检测元件及变送器、控制器、执行器，显示记录仪表等；另一部分是受自动化装置控制的被控对象。在自动控制系统中，检测元件及变送器用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号。控制器将检测元件及变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号发送给执行器,执行器能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流人被控变量的物料量或能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求。 4、过渡过程的品质指标有哪些？它们各自的概念定义？ 答：过渡过程的品质指标有最大偏差或超调量，衰减比，余差，过渡时间，振荡周期或频率。最大偏差：指在过渡过程中，被控变量偏离给定值的最大数值。超调量：表征被控变量偏离给定值的程度。衰减比B/B，：前后相邻两个峰值的比。 余差C:当过渡终了时，被控变量所达到的稳态值与给定值之间的偏差。过渡时间ts：从干扰作用发生的时刻起，直到系统建立新的平衡时止，过渡过程所经历的时间。振荡周期T或频率：过渡过程同向两波峰之间的间隔时间。频率：振荡周期的倒数。 5、自动控制系统的静态是指 被控变量y（t）不随时间而变化的平衡状态称为系统的“静态”；动态是指被控变量y（t）随时间而变化的平衡状态称为系统的“动态”；过渡过程是指调节系统在受到外作用下，从一个平衡状态进入到新的平衡状态的整个过程称为控制系统的过渡过程；阶跃干扰是在某一瞬间，干扰突然阶跃式的加到系统上，并继续保持在这个幅度上。 第二章 1、机理建模的定义是什么？ 答：机理建模是根据对象或生产过程的内部机理，列写出各种有关的平衡方程，如物料平衡方程，能量平衡方程，动量平衡方程，相平衡方程，以及某些物性方程，设备的特性方程，化学反应定律，电路基本定律等，从而获取对象的数学模型。 2、反映对象特性的参数有哪些？各有什么物理意义？他们对自动控制系统有什么影响？ 答：反映对象特性的参数有：放大系数 K 、时间常数 T、滞后时间τ。 a、放大系数 K定义：在系统是稳定条件下，输入量与输出量之间的关系——系统的静态特性 物理意义：在数值上等于对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比。即由于放大系数 K 反映的是对象处于稳定状态下的输出和输入之间的关系，所以放大系数是描述对象静态特性的参数。 b、时间常数 T定义：在一定的输入作用下，被控变量完成其变化所需时间的参数 物理意义：当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态值所需要的时间。( 或当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新的稳态值的63.2%所需要的时间。 即t=T时，h=63.2%hmax; 从加入输入作用后，经过3T时间，液位已经变化了全部变化范围的95%，这时，可以近似地认为动态过程基本结束。 即t=3T时，h(3T)=95%hmax 时间常数是反映被控变量变化快慢的参数，因此它是描述对象动态特性的一个重要参数。) c、滞后时间τ定义：滞后时间τ是纯滞后时间τ0和容量滞后τr的总和。 物理意义：输出变量的变化落后于输人变量变化的时间称为纯滞后时间， 纯滞后的产生一般是由于介质的输送或热的传递需要一段时间引起的。有些对象在受到阶跃输入作用x后，被控变量y开始变化很慢，后来才逐渐加快，最后又变慢直至逐渐接近稳态值称容量滞后或过渡滞后。容量滞后一般是因为物料或能量的传递需要通过一定的阻力而引起的。所以滞后时间τ也是反映对象动态特性的重要参数。 第三章 1、什么是液位测量时的零点迁移问题？产生原因，解决方法，怎样进行迁移？其实质是什么？ 答：差压变送器测量液位时，压差Δp与液位高度H 的关系为：Δp =ρgH，H = 0时，Δp =0，这是“无迁移”。实际应用中，由于安装有隔离罐、凝液罐，或由于差压变送器安装位置的影响等，使得在液位测量中，当被测液位H = 0时，差压变送器正、负压室的压力并不相等，即 Δp ≠0，这就是液位测量时的零点迁移问题。 产生原因：变送器正、负压室与取压点之间分别装有隔离罐。解决方法：调节仪表安装迁移弹簧。调节仪表上的迁移弹簧，以使当液位H = 0时，尽管差压变送器