过程仪表复习题库 - 图文

报警检测、输入、输出

系统 软件

DCS 软件 系统

应用 软件 通信 软件 组态 软件

现场控制站 应用软件

实时数据库 连续过程控制 顺序控制 历史数据存储

操作站 应用软件

过程画面显示和管理 报表打印和管理

人机接口

DCS软件系统

DCS的控制功能用组态软件生成，由现场控制单元实施。

为了有效地实现各类工业对象的控制，控制算法库中还包括下列一些模块：

自动/手动切换模块 、 线性插值模块 、 非线性模块 、 变型PID模块 、 平衡输出模块 、 执行器模块 、 逻辑模块

应用软件应完成如下功能：实时数据库、网络管理、历史数据库管理、图形管理、历史数据趋势管理、数据库详细显示与修改、记录报表生成与打印、人机接口控制、控制回路调节、参数列表、串行通信和各种组态等。

106.单回路过程调节系统的组成（会画框图），说明其工作过程。

107. 某DDZ-Ⅲ 型差压变送器输入信号从20KPa变化到60KPa，输出信号相应从最小变化到最大。

若输出信号从30KPa变化到40KPa，其输出应从多少变化到多少？ 108. 热偶、热阻温度变送器的基本组成有何不同？ 109. 信号转换器的作用是什么？有哪些常见类型？

110. 在调节器中，比例度、积分时间、微分时间的大小对系统有何影响？ 111. 画出PID作用的阶跃响应。.

112. 调节器如何实现手动、自动的无扰动切换

113. PID控制规律，比例度、积分时间、微分时间对调节规律的影响 114. 现场总线的定义是什么？ 115. 现场总线有哪些优势？

116. 什么是FCS？ FCS有哪些特点？ 117．DCS与FCS的主要区别是什么？ 118. 什么叫协议？什么叫标准？

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119 现场总线网络采用什么样的拓扑结构？ 120. 双绞线为什么能减小电磁干扰？

121.控制系统仪表之间采用何种连接方式最佳？为什么？（15分）

答：信号制即信号标准，是指仪表之间采用的传输信号的类型和数值。

控制系统仪表之间采用4～20mADC直流电流信号传送，现场变送器和控制室仪表之间采用串联连接方式。电流信号便于远距离传送，不仅节省电缆、布线方便，而且还便于使用安全栅，有利于安全防爆。

采用1～5VDC直流电压信号实现控制室内部仪表间联络。用电压信号传送的信息可以采用并联连接方式，使同一个电压信号为多个仪表所接收。在控制室内，各仪表之间的距离不远，适合采用1～5VDC直流电压作为仪表之间的互相联络信号；任何一个仪表拆离信号回路都不会影响其它仪表的运行；各个仪表既然并联在同一信号线上，当信号源负极接地时，各仪表内部电路对地有同样的电位，这不仅解决了接地问题，而且各仪表可以共用一个直流电源。

122.温度变送器接受直流毫伏信号、热电偶信号和热电阻信号时应该有哪些不同？（15分）

答：直流毫伏温度变送器用于把直流毫伏信号转换为4～20mA直流电流信号，由检测元件送来的直流毫伏信号和调零与零点迁移电路产生的调零信号的代数和同由反馈电路产生的反馈信号进行比较，其差值送入电压放大器进行放大，再经功率放大器各隔离输出电路转换得到整机的4～20mA直流电流输出信号。

热电偶温度变送器与各种热电偶配合使用，可以把温度信号转换为4～20mA、1～5V的标准信号。它在直流毫伏温度变送器的电路基础上做了如下改动：在输入回路增加了由Rcu电阻组成的热电偶冷端补偿电路；同时在电路安排上把调零电位器Wi移到了反馈回路的支路上；在反馈回路中增加了运算放大器构成的线性化电路。

热电阻温度变送器与各种热电阻配合使用，可以把温度信号转换为4～20mA、1～5V的标准信号。它在直流毫伏温度变送器的电路基础上做了如下改动，输入回路增加了线性化电路，热电阻导线电阻补偿电路，同时零点调整电路有所改变。

123.基型控制器由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？（15分）

答：基型控制器由控制单元和指示单元两大部分组成。控制单元包括输入电路、比例微分（PD）电路与比例积分（PI）电路、软手动与硬手动操作电路和输出电路等，指示电路包括测量信号指示电路和给定信号指示电路。

输入电路的主要作用是将测量信号与给定信号相减，获得偏差信号。并将两个以零伏为基准的输入电压转换成了以电平VB=10V为基准的偏差电压输出，从而实现了信号的电平移动，使运算放大器的输入端电压进入其共模电压范围内。

比例微分运算电路的作用是接受由输入电路送来的以10V电平为基准的输出信号对它进行比例微分运算，再经比例放大的后输出，送给比例积分电路。

比例积分运算电路主要是给控制器的控制规律引入积分作用。 手动操作是由手动操作电路实现的。

输出电路其作用是将比例积分电路送来的以10V为基准的1～5VDC电压信号转换成以0V为基准的4～20mADC输出电流送给执行机构。

指示电路的作用是将以零伏为基准的4～20mADC转换成以VB=10V为基准的1～5mADC的输出电流信号，用电流表加以指示

124.试述工业常用的控制规律及其特点。

比例（P）控制规律特点：控制及时，控制作用强，有余差。适合于干扰小、对象滞后较小而时间常数并不太小、控制精度要求不高的场合。

积分（I）控制规律特点：控制作用滞后，但能消除余差，不能单独使用，稳定性变差。 比例微分控制规律：控制及时，控制作用强，控制超前。

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比例积分微分控制规律：控制及时，控制作用强，控制超前，能消除余差。

125.简述基型控制器自动、软手动、硬手动之间的无扰动切换关系

基型控制器的构成：基型控制器由控制单元和指示单元两大部分组成。控制单元包括输入电路、比例微分（PD）电路与比例积分（PI）电路、软手动与硬手动操作电路和输出电路等，指示电路包括测量信号指示电路和给定信号指示电路 。 125、试述DDZ-Ⅲ型控制器的功能。

DDZ-Ⅲ型控制器的功能：一台DDZ-Ⅲ型工业控制器除能实现PID运算外，还具有如下功

能，以适应生产过程自动控制的需要。

（1）显示测量信号、给定信号和偏差的大小 （2）显示控制器的输出

（3）提供内给定信号并能进行内外给定选择 （4）进行正/反作用选择

（5）进行手动操作，并具有良好的手动/自动双向切换性能

126、试述数字式控制器的特点

数字式控制器的特点：数字控制器是以微处理机为运算、判断和控制的核心。它主要接收1～5VDC标准的连续模拟量信号 , 输出也是1～5VDC或4～20mADC标准的连续模拟量信号 , 并且以仪表外形出现的一种可由用户编写程序 , 组成各种控制规律的数字式过程控制装置 , 所以也叫做可编程调节器。 （1）. 性能价格比高 （2）. 使用方便 （3）. 灵活性强

（4）. 可靠性高 （5）.通信功能

127、试述热电偶温度变送器的工作原理。

热电偶温度变送器与热电偶配合使用，可以把温度信号转换为4～20mA、1～5V的标准信号。

它由量程单元和放大单元两部分组成，如图2.30所示。

热电偶温度变送器的放大单元包括放大器和直流/交流/直流变换器两部分，放大器由集成运算放大器，功率放大器、隔离输出和隔离反馈电路组成，后者有变换器和整流、滤波、稳压电路组成。放大单元的作用是将量程单元送来的毫伏信号进行电压放大和功率放大，输出统一的直流电流信号Io（4～20mA）和直流电压信号VO（1～5V）。同时，输出电流又经隔离反馈转换成反馈电压信号Vf，送至量程单元。

128、简述基型控制器自动、软手动、硬手动之间的无扰动切换关系

凡是向硬手动方向的切换，从自动到硬手动或从软手动到硬手动（A、M→H），均为有平衡的无扰动切换。即要做到无扰动切换，必须事先平衡。因为硬手动操作拨盘的刻度（即VH值），

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不一定与控制器的输出电流相对应，因此在由其它方式向硬手操方式切换前，应拨动硬手动拨

盘（即调WH电位器），使它的刻度与控制器的输出电流相对应，才能保证切换时不发生扰动。 综上所述，DDZ-Ⅲ型控制器的切换过程可描述如下：

无平衡无平衡无平衡有平衡129、电容式差压变送器的工作原理。

变送器由测量部件、转换电路、放大电路三部分组成。其构成方框图如图2.5所示

无平衡有平衡

输入差压Δpi作用于测量部件的中心感压膜片，使其产生位移s，从而使感压膜片（即可

动电极）与两弧形电极（即固定电极）组成的差动电容器的电容量发生变化。此电容变化量由电容/电流转换电路转换成直流电流信号，电流信号与调零信号的代数和与反馈信号进行比较，其差值送入放大电路，经放大后得到变送器整机的输出电流信号I0。 130.在PID调节中，积分和微分环节的作用是什么？能写出微分方程。

Y?KPX

Y?KP(X?1TIdX?Xdt)Y?KP(X?TDdXdt)1 Y?KP(X?Xdt?TD)?Tdt I131. 偏差反馈型积分限幅电路 工作原理

VD4UBUO2CIRIFTCM-IC3+UO3UBRVT1SVD2VD1UO5IC5+-R1T5F5基型调节器积分反馈型积分限幅电路R1-UHR1-ULUBVD3UO6IC6+-UBT6F6R1UB24