化工仪表与自动化试题解析

"化工仪表与自动化复习题及答案" 本文主要涉及的是化工仪表与自动化领域的专业知识，包括过程控制系统的组成、控制系统类型、模型建立方法、控制品质指标、调节器的运用以及仪表自动化标准等方面的内容。 一、过程控制系统由控制器、执行器、测量变送和被控对象等环节构成。这些组成部分相互协作，实现对工业生产过程的自动化控制。其中，控制器负责计算输出信号，执行器则根据控制器的信号进行动作，测量变送用于检测过程参数并转化为控制信号，而被控对象则是我们希望控制的实体。 二、控制系统按被控参数可分为压力、流量、温度和液位等控制系统。这些参数是化工生产中常见的关键指标，直接影响产品的质量和生产效率。 三、过程数学模型的建立主要有两种方法：机理建模和经验建模。机理建模是通过分析物料和能量的平衡关系来求取模型。理解这些模型对于优化控制策略至关重要。 四、控制系统的品质指标通常包括最大偏差、衰减比和余差等，它们用于评估系统响应速度和稳定程度。例如，较大的时间常数和容量滞后能减小对被控变量的影响，提高调节质量；而纯滞后对调节质量无直接影响。 五、选择控制方案时，调节通道的放大倍数应大于干扰通道的放大倍数，以确保系统的稳定性。在加入积分作用后，为了保持稳定性，可能需要适当减小调节器的放大倍数。 六、串级调节系统中，主回路通常采用PID或PI调节器，以实现精细控制；副回路则使用P调节器。在副回路测量流量时，若采用差压法，可能需要配合开方器进行流量非线性补偿。 七、仪表自动化标准中，气动仪表的标准信号范围是0.02~0.1MPa，电Ⅱ型仪表的标准信号范围是4~20mA，电Ⅲ型仪表的标准信号范围是0~10mA。这些标准定义了仪表间通信的统一语言，确保了系统的兼容性和互换性。 八、执行器的选择遵循安全原则，例如在加热炉温度控制中，当燃料量为操纵变量时，选择气关式执行器，以在控制信号中断时切断燃料，保障安全。 九、热电偶的冷端温度补偿是必要的，因为其测量结果受到冷端温度的影响。补偿方法包括冰浴法、公式计算法、仪表机械零点调整法、电桥补偿法和补偿热电偶等。这些方法旨在抵消冷端温度变化对测量结果的误差。 化工仪表与自动化领域涵盖的内容广泛，包括控制系统的理论基础、实践应用以及相关的仪表标准和补偿技术，这些都是理解和优化化工生产过程自动化控制的关键。掌握这些知识对于提升生产效率、保障安全和产品质量具有重要意义。