過程控制儀表及裝置考試試卷

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1、一、填空題（每題2分，共20分）（1）控制儀表防爆措施主要有隔爆型和本質(zhì)安全性。（2）智能儀表的能源信號是24V，標(biāo)準(zhǔn)傳輸信號是4~20mA。電Ⅲ儀表的能源信號是24V，標(biāo)準(zhǔn)傳輸信號是4~20mA（3）電氣轉(zhuǎn)換器是將4~20MA信號轉(zhuǎn)換為0.02~0.1MP信號的設(shè)備。（4）在PID控制器中，比例度越大系統(tǒng)越穩(wěn)定；積分時(shí)間越短，積分作用越強(qiáng)；微分時(shí)間越長，微分作用越強(qiáng)。（5）手動(dòng)操作是由手動(dòng)操作電路實(shí)現(xiàn)的，手動(dòng)操作電路是在比例積分電路的基礎(chǔ)上附加軟手動(dòng)操作電路和硬手動(dòng)操作電路來實(shí)現(xiàn)的。（6）DDZ-Ⅲ型控制器有自動(dòng)（A）、軟手動(dòng)（M

2、）、硬手動(dòng)(H)三種工作狀態(tài)。（7）執(zhí)行器按所驅(qū)動(dòng)的能源來分，有電動(dòng)執(zhí)行器、氣動(dòng)執(zhí)行器、液動(dòng)執(zhí)行器三大類。（8）常用的安全柵有：齊納式安全柵和變壓器隔離式安全柵。（9）氣動(dòng)閥門定位器是按力矩平衡原理工作的，具有精確定位的功能的作用。（10）電氣閥門定位器是按力矩平衡原理工作的，即具有電器轉(zhuǎn)換器的作用，又具有精確定位的功能的作用。二、名詞解釋(每題4分，共20分)（1）流量系數(shù)C流量系數(shù)C：流量系數(shù)C的定義為:在控制閥全開,閥兩端壓差為100kPa,流體密度為1g/cm3時(shí)，流經(jīng)控制閥的流體流量(以m3/h表示)。（2）“虛短”“虛短

3、”；差模輸入電壓為零，即Ud＝0；（3）“虛斷”“虛斷”；輸入端輸入電流為零，即ii＝0。（4）控制規(guī)律：控制規(guī)律，就是指控制器的輸出信號與輸入信號之間隨時(shí)間變化的規(guī)律（5）反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu):當(dāng)來自控制器或閥門定位器的信號壓力增大時(shí)，閥桿向下動(dòng)作的叫正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)(ZMA型)；當(dāng)信號壓力增大時(shí)，閥桿向上動(dòng)作的叫反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)(ZMB型)。三、簡答題(每題8分，共40分)1、試述熱電偶溫度變送器的工作原理。熱電偶溫度變送器與熱電偶配合使用，可以把溫度信號轉(zhuǎn)換為4～20mA、1～5V的標(biāo)準(zhǔn)信號。它由量程單元和放大單元兩部分組

4、成，如圖2.30所示。熱電偶溫度變送器的放大單元包括放大器和直流/交流/直流變換器兩部分，放大器由集成運(yùn)算放大器，功率放大器、隔離輸出和隔離反饋電路組成，后者有變換器和整流、濾波、穩(wěn)壓電路組成。放大單元的作用是將量程單元送來的毫伏信號進(jìn)行電壓放大和功率放大，輸出統(tǒng)一的直流電流信號Io（4～20mA）和直流電壓信號VO（1～5V）。同時(shí)，輸出電流又經(jīng)隔離反饋轉(zhuǎn)換成反饋電壓信號Vf，送至量程單元。熱電偶溫度變送器的量程單元原理電路如圖2.34所示，它由信號輸入回路①，零點(diǎn)調(diào)整及冷端補(bǔ)償回路②，以及非線性反饋回路③等部分組成。輸入回路中的

5、電阻Ri1、Ri2及穩(wěn)壓管DWi1、DWi2是安全火花防爆元件，分別起限流和限壓作用，它使流入危險(xiǎn)場所的電能量限制在安全電平以下。電阻Ri1、Ri2與Ci組成低通濾波器，濾去輸入信號Vi中的交流分量。零點(diǎn)調(diào)整及冷端補(bǔ)償回路由電阻Ri3、Ri4、Ri5、Ri6、Ri7、Rcu及Wi等組成。非線性反饋回路由電阻Rf2、Rf3、Wf及運(yùn)算放大器A1等組成的線性化電路組成。2、試述工業(yè)常用的控制規(guī)律及其特點(diǎn)。比例（P）控制規(guī)律特點(diǎn)：控制及時(shí)，控制作用強(qiáng)，有余差。適合于干擾小、對象滯后較小而時(shí)間常數(shù)并不太小、控制精度要求不高的場合。比例積分控

6、制規(guī)律：特點(diǎn)：控制及時(shí)，控制作用強(qiáng)。比例作用克服較大偏差，積分作用能消除余差。比例微分控制規(guī)律：控制及時(shí)，控制作用強(qiáng)，控制超前。比例積分微分控制規(guī)律：控制及時(shí)，控制作用強(qiáng)，控制超前，能消除余差。3、簡述基型控制器自動(dòng)、軟手動(dòng)、硬手動(dòng)之間的無擾動(dòng)切換關(guān)系凡是向硬手動(dòng)方向的切換，從自動(dòng)到硬手動(dòng)或從軟手動(dòng)到硬手動(dòng)（A、M→H），均為有平衡的無擾動(dòng)切換。即要做到無擾動(dòng)切換，必須事先平衡。因?yàn)橛彩謩?dòng)操作撥盤的刻度（即VH值），不一定與控制器的輸出電流相對應(yīng)，因此在由其它方式向硬手操方式切換前，應(yīng)撥動(dòng)硬手動(dòng)撥盤（即調(diào)WH電位器），使它的刻度與

7、控制器的輸出電流相對應(yīng)，才能保證切換時(shí)不發(fā)生擾動(dòng)。綜上所述，DDZ-Ⅲ型控制器的切換過程可描述如下：4、試述DDZ-Ⅲ型控制器的功能。DDZ-Ⅲ型控制器的功能：一臺DDZ-Ⅲ型工業(yè)控制器除能實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算外，還具有如下功能，以適應(yīng)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制的需要。（1）顯示測量信號、給定信號和偏差的大小（2）顯示控制器的輸出（3）提供內(nèi)給定信號并能進(jìn)行內(nèi)外給定選擇（4）進(jìn)行正/反作用選擇（5）進(jìn)行手動(dòng)操作，并具有良好的手動(dòng)/自動(dòng)雙向切換性能5、試述數(shù)字式控制器的特點(diǎn)數(shù)字式控制器的特點(diǎn)：數(shù)字控制器是以微處理機(jī)為運(yùn)算、判斷和控制的核心。它主要接收

8、1～5VDC標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)模擬量信號,輸出也是1～5VDC或4～20mADC標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)模擬量信號,并且以儀表外形出現(xiàn)的一種可由用戶編寫程序,組成各種控制規(guī)律的數(shù)字式過程控制裝置,所以也叫做可編程調(diào)節(jié)器。（1）.性能價(jià)格比高（2）.使用方便