化工化工仪表及自动化.doc

化工仪表及自动化
考试复习资料
金刚葫芦娃
注意啦啦啦----任课教师为试题出题人。工大著名的某某某教授。
适合专业:应化,工艺, 生命。
化工仪表及自动化考试综述:
考试题型有:填空题,选择题,计算题,分析综述题。
填空题为每章中的重要语句,在此资料中指出,黑体标出。
选择题为一些重要的知识点以及一些干扰项。资料中有指出。
计算题类型为课本第15页例题,第35页例题,不会出原题,但类型大致如此!
分析综述题类型为课本第169页例题13和14题,控制器的正反作用,及方框图内容。
备注:由于SB教务处的SB临时决定,将六门专业课压缩至四天考完,没有充足时间做资料,但本资料已覆盖考试题90%的内容。资料内容全为老师讲的考试重点,给的范围,希望能帮助同学们顺利通过考试。
第一章自动控制系统基本概念
1 为了实现化工生产自动化,一般要包括自动检测自动保护自动操作和自动控制等方面的内容。
自动控制系统是自动化生产中的核心部分分。
2自动控制系统的基本组成:
测量元件与变送器
自动化装置自动控制器
组成执行器
被控对象
3自动控制系统的表示形式:
方块图中, x 指设定值;z 指输出信号;e 指偏差信号;p 指发出信号;q 指出料流量信号;y 指被控变量;f 指扰动作用。当x 取正值,z取负值,e= x- z,负反馈;x 取正值,z取正值, e= x+ z,正反馈。
4系统(或环节)的输出信号直接或经过一些环节重新返回到输入端的做法叫反馈。能够使原来的信号减弱的信号叫负反馈,使原来的信号加强的反馈信号叫正反馈。
开环系统:自动机在操作时,一旦开机,就只能是按照预先规定好的程序周而复始地运转。这时被控变量如果发生了变化,自动机不会自动地根据被控变量的实际工况来改变自己的操作。
闭环系统:有针对性地根据被控变量的变化情况而改变控制作用的大小和方向,从而使系统的工作状态始终等于或接近于所希望的状态。
5自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。
6管道及仪表流程图(PID):是自控设计的文字代号,图形符号在工艺流程图上描述生产过程控制的原理图,是控制系统设计,施工中采用的一种图示形式。在工艺流程图基础上,按其流程顺序标注出相应的测量点、控制点、控制系统及自动信号与联锁保护系统等。
7图形符号:见课本第9页。
8字母代号:C:控制(调节) F:流量 I:指示 L:物位 P:压力或真空 Q:积分累积 R:记录打印 T:温度或传送
9自动控制系统的分类:将控制系统按照工艺过程需要控制的被控变量的给定值是否变化和如何变化来分类,这样可将自动控制系统分为三类,即定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
10自动控制系统的过渡过程和品质指标
自动控制目的:希望将被控变量保持在一个不变的给定值上,这只有当进入被控对象的物料量(或能量)和流出对象的物料量(或能量)相等时才有可能。
静态—被控变量不随时间而变化的平衡状态(变化率为0,不是静止)
动态——被控变量随时间变化的不平衡状态。
在自动化工作中,了解系统的静态是必要的,但是了解系统的动态更为重要。因为在生产过程中,干扰是客观存在的,是不可避免的,就需要通过自动化装置不断地施加控制作用去对抗或抵消干扰作用的影响,从而使被控变量保持在工艺生产所要求控制的技术指标上。
控制系统的过渡过程:系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。
系统在过渡过程中,被控变量是随时间变化的。被控变量随时间的变化规律首先取决于作用于系统的干扰形式。
在生产中,出现的干扰是没有固定形式的,且多半属于随机性质。在分析和设计控制系统时,为了安全和方便,常选择一些定型的干扰形式,其中常用的是阶跃干扰。
采用阶跃干扰的优点:
这种形式的干扰比较突然、危险,且对被控变量的影响也最大。如果一个控制系统能够有效地克服这种类型的干扰,那么
一定能很好地克服比较缓和的干扰。阶跃干扰作用
这种干扰的形式简单,容易实现,便于分析、实验和计算。
自动控制系统在阶跃干扰作用下的过度过程的四种形式
非周期衰减过程( ) 衰减震荡过程( )
等幅震荡过程( ??? ) 发散震荡过程( )
等幅震荡过程:对于控制质量要求不高的场合,如果被控变量允许在工艺许可的范围内振荡(主要指在位式控制时),才可采用。
控制系统的品质指标:
控制系统的过渡过程是衡量品质的依据。
多数情况下,希望得到衰减振荡过程,在此取这种过程形式讨论控制系统的品质指标。
假定自动控制系统在阶跃输入作用下,被控变量的变化曲线如下图所示,这是属于衰减振荡的过渡过程
五种重要品质指标:
1. 最大偏差或超调量
最大偏差A是指在过渡过程中,被控变量偏离给定值的最大数值。在衰减振荡过程