1.過(guò)程控制與儀表的基本知識(shí)★過(guò)程控制的基本要求

安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性★過(guò)程控制的組成及基本概念系統(tǒng)方塊圖、被控對(duì)象、被控變量、操縱變量、擾動(dòng)量、設(shè)定值、偏差★過(guò)程控制過(guò)渡過(guò)程的性能指標(biāo)

衰減比、余差、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間★測(cè)量誤差絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差、引用誤差★儀表精度如何確定儀表的精度等級(jí)？如何選擇儀表的精度等級(jí)？★儀表基本概念測(cè)量范圍、量程、零點(diǎn)遷移、量程遷移、靈敏度、分辨率練習(xí)題簡(jiǎn)述被控對(duì)象、被控變量、操縱變量、擾動(dòng)（干擾）量、設(shè)定（給定）值和偏差的含義？練習(xí)題簡(jiǎn)述被控對(duì)象、被控變量、操縱變量、擾動(dòng)（干擾）量、設(shè)定（給定）值和偏差的含義？被控對(duì)象自動(dòng)控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過(guò)程、設(shè)備或機(jī)器等。被控變量被控對(duì)象內(nèi)要求保持設(shè)定數(shù)值的工藝參數(shù)。操縱變量受控制器操縱的，用以克服擾動(dòng)的影響，使被控變量保持設(shè)定值的物料量或能量。擾動(dòng)量除操縱變量外，作用于被控對(duì)象并引起被控變量變化的因素。設(shè)定值被控變量的預(yù)定值。偏差被控變量的設(shè)定值與實(shí)際值之差。練習(xí)題什么是儀表的測(cè)量范圍及上、下限和量程？彼此有什么關(guān)系？練習(xí)題什么是儀表的測(cè)量范圍及上、下限和量程？彼此有什么關(guān)系？用于測(cè)量的儀表都有測(cè)量范圍，測(cè)量范圍的最大值和最小值分別稱為測(cè)量上限和測(cè)量下限，量程是測(cè)量上限值和測(cè)量下限值的差，用于表示測(cè)量范圍的大小。已知上、下限可以確定量程，但只給出量程則無(wú)法確定儀表的上、下限以及測(cè)量范圍。練習(xí)題什么是儀表的靈敏度和分辨率？?jī)烧唛g存在什么關(guān)系？練習(xí)題什么是儀表的靈敏度和分辨率？?jī)烧唛g存在什么關(guān)系？靈敏度是儀表對(duì)被測(cè)參數(shù)變化的靈敏程度，用儀表輸出變化量和引起此變化的輸入變化量（被測(cè)參數(shù)變化）之比表示。儀表分辨率是儀表輸出能夠響應(yīng)和分辨的最小輸入量，也稱為儀表靈敏限。分辨率是靈敏度的一種反映，一般來(lái)說(shuō)儀表的靈敏度高，則其分辨率也高。因此實(shí)際上主要希望提高儀表的靈敏度，從而保證其分辨率較好。習(xí)題：1.某測(cè)溫儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)為1.0級(jí)，絕對(duì)誤差為±1℃，測(cè)量下限為負(fù)值（下限的絕對(duì)值為測(cè)量范圍的10％），試確定該表的測(cè)量上限值、下限值和量程。

（＋90℃，－10℃，

100℃

）2.用測(cè)量范圍為－50~+150kPa的壓力表測(cè)量140kPa壓力時(shí)，儀表示值為+142kPa，求該示值的絕對(duì)誤差、實(shí)際相對(duì)誤差和引用相對(duì)誤差。

（+2kPa，

+1.43%，

+1.0%）3.某1.5級(jí)測(cè)量范圍為0~100kPa的壓力表，在50kPa、80kPa、100kPa三點(diǎn)校驗(yàn)時(shí)，其示值絕對(duì)誤差分別為－0.8kPa、+1.2kPa、+1.0kPa，試問(wèn)該表是否合格？

因?yàn)?.2％<1.5%，所以該表合格。儀器基本誤差小于允許誤差，儀器合格；反之則不合格。4.現(xiàn)有2.5級(jí)、2.0級(jí)、1.5級(jí)三塊測(cè)測(cè)溫儀表表，對(duì)應(yīng)應(yīng)的測(cè)量量范圍分分別為－－100~+500℃、－50~550℃℃、0~1000℃℃，現(xiàn)要測(cè)測(cè)量500℃℃的溫度，，其測(cè)量量值的相相對(duì)誤差差不超過(guò)過(guò)2.5%，問(wèn)選用用哪塊表表最合適適？解：(500+100)××2.5%=15，15÷500××100%=3%；(550+50)×2.0%=12，12÷500××100%=2.4%；(1000－0)×1.5%=15，15÷500××100%=3%；所以準(zhǔn)確確度2.0級(jí)量程范范圍－50~550℃℃的測(cè)溫儀儀表最合合適。練習(xí)題用標(biāo)準(zhǔn)壓壓力表來(lái)來(lái)校準(zhǔn)工工業(yè)壓力力表時(shí)，，應(yīng)如何何選用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)壓力力表精度度等級(jí)？？可否用用一臺(tái)精精度等級(jí)級(jí)為0.2級(jí)，量程程為25MPa的標(biāo)準(zhǔn)表表來(lái)檢驗(yàn)驗(yàn)一臺(tái)精精度等級(jí)級(jí)為1.5級(jí)，量程為2.5MPa的壓力表？為為什么？練習(xí)題用標(biāo)準(zhǔn)壓力表表來(lái)校準(zhǔn)工業(yè)業(yè)壓力表時(shí)，，應(yīng)如何選用用標(biāo)準(zhǔn)壓力表表精度等級(jí)？？可否用一臺(tái)臺(tái)精度等級(jí)為為0.2級(jí)，量程為25MPa的標(biāo)準(zhǔn)表來(lái)檢檢驗(yàn)一臺(tái)精度度等級(jí)為1.5級(jí)，量程為2.5MPa的壓力表？為為什么？標(biāo)準(zhǔn)表可能產(chǎn)產(chǎn)生的最大絕絕對(duì)誤差為△max1=(25-0)×0.2%=0.05(MPa)被校表允許的的最大絕對(duì)誤誤差為△max2=(2.5-0)×1.5%=0.0375(MPa)△max1＞△max2，這種選擇是是不合適的。。過(guò)渡過(guò)程的品品質(zhì)指標(biāo)有哪哪些？請(qǐng)結(jié)合合下圖解釋各各種品質(zhì)指標(biāo)標(biāo)的含義。2.過(guò)程參數(shù)數(shù)檢測(cè)技術(shù)★溫度度的檢檢測(cè)熱電偶偶、熱熱電阻阻的測(cè)測(cè)溫原原理、、分度度號(hào)的的意義義熱電偶偶產(chǎn)生生熱電電勢(shì)的的條件件熱電偶偶的應(yīng)應(yīng)用定定則常用的的冷端端溫度度補(bǔ)償償方法法★壓力力的檢檢測(cè)彈性式式壓力力計(jì)的的測(cè)壓壓原理理常用的的彈性性元件件：彈彈簧管管、膜膜片、、波紋紋管常用壓壓力計(jì)計(jì)的選選型與與使用用★流量量的檢檢測(cè)差壓式式流量量計(jì)：：工作作原理理、流流量基基本方方程式式轉(zhuǎn)子流流量計(jì)計(jì)：工工作原原理、、流量量基本本方程程式、、指示值值的修修正★物位位的檢檢測(cè)差壓式式液位位變送送器的的工作作原理理零點(diǎn)遷遷移的的含義義及正正、負(fù)負(fù)遷移移的計(jì)計(jì)算2.過(guò)過(guò)程參參數(shù)檢檢測(cè)技技術(shù)用熱電電偶測(cè)測(cè)溫時(shí)時(shí)，為為什么么要進(jìn)進(jìn)行冷冷端溫溫度補(bǔ)補(bǔ)償?其冷端端溫度度補(bǔ)償償?shù)姆椒椒ㄓ杏心膸讕追N?用熱電電偶測(cè)測(cè)溫時(shí)時(shí)，為為什么么要進(jìn)進(jìn)行冷冷端溫溫度補(bǔ)補(bǔ)償?其冷端端溫度度補(bǔ)償償?shù)姆椒椒ㄓ杏心膸讕追N?熱電勢(shì)勢(shì)是熱熱端溫溫度和和冷端端溫度度的函函數(shù)，，熱電電偶的的分度度表是是按照照冷端端溫度度是0度來(lái)設(shè)設(shè)計(jì)的的，但但是通通常冷冷端不不是0度或者者不恒恒定，，所以以要進(jìn)進(jìn)行冷冷端溫溫度補(bǔ)補(bǔ)償。。冷端端溫溫度度補(bǔ)補(bǔ)償償?shù)牡姆椒椒ǚㄓ杏幸砸韵孪聨讕追N種：：(1)冷端端溫溫度度修修正正方方法法；；（（2)冷端端恒恒溫溫法法；；(3)校正正儀儀表表零零點(diǎn)點(diǎn)法法；；(4)補(bǔ)償償電電橋橋法法；；(5)補(bǔ)償償熱熱電電偶偶法法。。差壓壓式式液液位位計(jì)計(jì)的的工工作作原原理理是是什什么么？？當(dāng)當(dāng)測(cè)測(cè)量量密密閉閉有有壓壓容容器器的的液液位位時(shí)時(shí)，，差差壓壓計(jì)計(jì)的的負(fù)負(fù)壓壓室室為為什什么么一一定定要要與與氣氣相相相相連連接接？？練習(xí)習(xí)題題差壓壓計(jì)計(jì)三閥閥組組的安裝示示意圖如如圖所示示，它包括兩個(gè)個(gè)切斷閥和和一個(gè)平衡衡閥。安裝三閥組組的主要要目的是為為了在開停停表時(shí)，防防止差壓計(jì)計(jì)單向受到到很大的靜靜壓力，使使儀表產(chǎn)生生附加誤差差，甚至損損壞。為此此，必須正正確地使用用三閥組。。具體步驟是是：*先開平衡閥閥3，使正負(fù)壓壓室連通；；然后再依依次逐漸打打開壓側(cè)的的切斷閥1和負(fù)壓側(cè)的的切斷閥2，使差壓計(jì)計(jì)的正負(fù)壓壓室承受同同樣的壓力力；最后再再漸漸地關(guān)關(guān)閉平衡閥閥3，差壓計(jì)即即投人運(yùn)行行。*當(dāng)差壓計(jì)需需要停用時(shí)時(shí)，應(yīng)先打打開平衡閥閥3，然后再關(guān)關(guān)閉切斷閥閥1和2。練習(xí)題根據(jù)熱電偶偶的基本性性質(zhì)，求回回路熱電勢(shì)勢(shì)：已知:eAB(240)=9.747mveAB(50)=2.023mveAC(50)=3.048mveAC(10)=0.591mv未知：eBC(50)求：EABC=?ACB10℃240℃50℃解法一、利利用中間導(dǎo)導(dǎo)體定則在BC接點(diǎn)處斷開開，加入熱熱電極A，使該電極極兩端溫度度為50℃，則根據(jù)中中間導(dǎo)體定定則，總回回路熱電勢(shì)勢(shì)不變。EABC=eAB(240)+eBA(50)+eAC(50)+eCA(10)=eAB(240)-eAB(50)+eAC(50)-eAC(10)=10.181mVACB10℃240℃50℃50℃A解法二、利利用熱電電偶基本性性質(zhì)直接對(duì)回路路求總電勢(shì)勢(shì)：EABC=eAB(240)+eBC(50)+eCA(10)當(dāng)回路各接接點(diǎn)都是50℃時(shí)：EABC=eAB(50)+eBC(50)+eCA(50)=0則：eBC(50)=-eAB(50)-eCA(50)EABC=eAB(240)-eAB(50)-eCA(50)+eCA(10)=eAB(240)-eAB(50)+eAC(50)-eAC(10)=10.181mVACB10℃240℃50℃3、調(diào)節(jié)控制制單元n熟悉比例度度、積分時(shí)時(shí)間、微分分時(shí)間對(duì)控控制系統(tǒng)的的影響※雙位控制※比例控制P※積分控制I※微分控制D※比例積分控控制PI※比例微分控控制PD※比例積分微微分控制PIDn掌握各種基基本控制規(guī)規(guī)律及其特特點(diǎn)主要內(nèi)容★基本的控控制規(guī)律★比例度δ、積分時(shí)間TI、微分時(shí)間TD的含義★改變?chǔ)?、TI、TD的大小，對(duì)對(duì)控制作用用的影響★PID控制器參數(shù)數(shù)整定的方方法主要內(nèi)容★基本的計(jì)算算公式P：PI：PID：試寫出PID控制器的輸入入、輸出之間間的數(shù)學(xué)表達(dá)達(dá)式，并說(shuō)明明其中KP、TI、TD的意義。當(dāng)調(diào)調(diào)整其中某一一個(gè)參數(shù)時(shí)，，對(duì)三作用PID控制器的控制制作用有什么么影響？PID調(diào)節(jié)器δ、TI、TD對(duì)控制性能的的影響是：δ減小，比例作作用增強(qiáng)，上上升速度加快快，但δ過(guò)小容易引起起被控量振蕩蕩，甚至導(dǎo)致致系統(tǒng)不穩(wěn)定定；TI減小，積分作作用增強(qiáng)，積積分作用能消消除余差，但但降低了系統(tǒng)統(tǒng)的穩(wěn)定性；；TD加大，微分作作用加強(qiáng)，微微分作用能夠夠提高系統(tǒng)的的穩(wěn)定性，抑抑制振蕩、抑抑制超調(diào)。一臺(tái)具有比例例積分控制規(guī)規(guī)律的DDZ-III型控制器，其其比例度δ為200%時(shí)，穩(wěn)態(tài)輸出出為5mA。在某瞬間，，輸入突然變變化了0.5mA，經(jīng)過(guò)30s后，輸出由5mA變?yōu)?mA，試問(wèn)該控制制器的積分時(shí)時(shí)間TI為多少？練習(xí)題比例積分控制制器，列寫出出PI控制算式。KP=1，TI=2分鐘，當(dāng)輸入入是幅值為A的階躍信號(hào)時(shí)時(shí)，2分鐘后輸出的的變化量是多多少？寫出出位位置置式式和和增增量量式式數(shù)數(shù)字字PID控制制算算法法表表達(dá)達(dá)式式。。在在過(guò)過(guò)程程計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)中中增增量量式式較較位位置置式式數(shù)數(shù)字字PID控制制算算法法有有什什么么優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)？？增量式的的優(yōu)點(diǎn)在在于：①①能更更好地克克服系統(tǒng)統(tǒng)的積分分飽和現(xiàn)現(xiàn)象，減減小超調(diào)調(diào)；②增增量只只與最近近幾次采采樣值有有關(guān)，容容易獲得得較好的的控制效效果。3、執(zhí)行單單元n理解氣動(dòng)動(dòng)執(zhí)行器器的氣開開、氣關(guān)關(guān)型式及及其選擇擇原則n了解控制閥的的流量特特性的意意義主要內(nèi)容容★氣動(dòng)執(zhí)執(zhí)行器的的結(jié)構(gòu)★控制閥閥的理想想流量特特性直線、等等百分比比（對(duì)數(shù)數(shù)）、拋拋物線、、快開★如何選選擇執(zhí)行行器的氣氣開、氣氣關(guān)？主要從工工藝生產(chǎn)產(chǎn)上安全全要求出出發(fā)。原原則是：：當(dāng)信號(hào)號(hào)壓力中中斷時(shí)，，應(yīng)保證證設(shè)備和和操作人人員的安安全。*若若無(wú)信號(hào)壓壓力時(shí)，希望閥全關(guān)關(guān)，則應(yīng)選選擇氣開閥閥；若無(wú)信號(hào)壓力時(shí)，希望閥閥全開，則則應(yīng)選擇氣氣關(guān)閥。什么叫氣動(dòng)動(dòng)執(zhí)行器的的氣開式與與氣關(guān)式？？其選擇原原則是什么么？隨著送往執(zhí)執(zhí)行器的氣氣壓信號(hào)的的增加，閥閥逐漸打開開的稱為氣氣開式，反反之稱為氣氣關(guān)式。氣開、氣關(guān)關(guān)式的選擇擇主要是由由工藝生產(chǎn)產(chǎn)上安全條條件決定的的。一般來(lái)來(lái)講，若無(wú)無(wú)信號(hào)壓力力，閥全開開時(shí)，生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)程或設(shè)設(shè)備比較危危險(xiǎn)的選氣氣開式；若若無(wú)信號(hào)壓壓力，閥全全關(guān)時(shí)，生生產(chǎn)過(guò)程或或設(shè)備比較較危險(xiǎn)的應(yīng)應(yīng)選氣關(guān)式式；4、簡(jiǎn)單控制制系統(tǒng)n了解簡(jiǎn)單控控制系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)、組組成及作用用n掌握簡(jiǎn)單控控制系統(tǒng)中中被控變量量、操縱變變量選擇的的一般原則則n掌握握控控制制器器正正、、反反作作用用確確定定的的方方法法n了解解各各種種基基本本控控制制規(guī)規(guī)律律的的特特點(diǎn)點(diǎn)及及應(yīng)應(yīng)用用場(chǎng)場(chǎng)合合n掌握握控控制制器器參參數(shù)數(shù)工工程程整整定定的的方方法法主要要內(nèi)內(nèi)容容★分分析析給給定定的的系系統(tǒng)統(tǒng)★制制定定控控制制方方案案被控控對(duì)對(duì)象象、、被被控控變變量量、、操操縱縱變變量量、、執(zhí)執(zhí)行行器器、、控控制制器器★畫畫出出控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)的的方方框框圖圖★選選擇擇執(zhí)執(zhí)行行器器的的氣氣開開、、氣氣關(guān)關(guān)★