【正文】 運行。8．DDC的基本算法有哪些？各有什么優(yōu)缺點？ 答：DDC的基本算法分為兩種：理想PID算法和實際PID算法。其 中理想PID算法包括：位置式，增量式和速度式；實際PID算法有： 位置式，增量式和速度式。 理想算法中，位置式算法容易產(chǎn)生累積誤差，若該項值很大時， 調(diào)節(jié)緩慢，發(fā)生積分飽和，對控制調(diào)節(jié)不利，且受到計算機字長的 限制，當(dāng)超過字長時，引起積分丟失現(xiàn)象。增量式算法無此缺點， 而且系統(tǒng)進行手動和自動切換時，增量式PID由于執(zhí)行元件保存了過 去的位置，因此沖擊較小，即使發(fā)生故障時，也由于執(zhí)行元件的寄 存作用，仍可保存元件位，對被控制過程的影響較小。但是理想算 法存在自身不足，而且具體工業(yè)過程的控制有一定的特殊性，故采 用實際PID算法，有較強的干擾抑制能力。9．試列出一些改進的PID算法，并分析其改進特點及適用場合答：改進的PID算法有：（1）帶有死區(qū)的PID控制——當(dāng)控制偏 差在某個閥值以內(nèi)時，系統(tǒng)不進行調(diào)節(jié)；當(dāng)超過這個閥值時，系統(tǒng) 按照PID進行調(diào)節(jié)，表示為 p(k ) = ?? p(k )...當(dāng) | e(k) | B, PID控制動作 ? ? ?0.........當(dāng) | e(k) |≤ B，無控制輸出值 ?式中B為閥值，OB的區(qū)間稱為死區(qū)。 該控制方式適用于要求控制作用盡可能少變動的場合，如在中間 器皿的液面控制。（2）飽和作用的抑制（A）PID位置算法的積分飽 和作用機器抑制——采用遇限削弱積分法和積分分離法。（B）PID 增量算法的飽和作用及其抑制（C）干擾的抑制——四點中的差分法。該控制方式適用于可能出現(xiàn)飽和效應(yīng)的場合，即控制量因受到 執(zhí)行元件機械和物理性能的約束而限制在有限范圍以內(nèi)， Umax=U=Umax，控制器執(zhí)行的控制量不再是計算值。︱△U︱=△ Umax.10．在計算機控制系統(tǒng)中，采樣周期是如何確定的？為什么執(zhí)行器 響應(yīng)速度較慢時對采樣周期可適當(dāng)選大一些？答：采樣周期的選擇主要從以下幾個方面來考慮：1。從對控制質(zhì)量 的要求考慮，采樣周期小一些，控制效果好。2。從被控制對象的動 態(tài)特征考慮，若對象的反應(yīng)速度快，選用較短的采樣周期；如果對 象的反應(yīng)速度慢，則選用較長的采樣周期。3。從執(zhí)行機構(gòu)的要求考 慮，有時需要計算機輸出的控制信號保持一定的時間寬度，為使執(zhí) 行機構(gòu)能夠按預(yù)期的調(diào)節(jié)規(guī)律運作，則采樣周期可選長一些。4。從 抗干擾的要求看，希望采樣周期短些。5。從計算機的工作量和每個 控制回路的成本看，希望采樣周期大些。 綜上所述，必須根據(jù)拘役情況和主要的要求作出選擇，當(dāng)執(zhí)行器 相應(yīng)速度較慢時，采樣周期應(yīng)適當(dāng)選大些，以保證執(zhí)行器能夠?qū)崿F(xiàn) 預(yù)期的調(diào)節(jié)規(guī)律。 12．計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計有哪些基本原則？其設(shè)計步驟是怎樣的 答：計算機控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則：1。系統(tǒng)操作性能好—— 使用方便和維修方便。2?？煽啃愿?。3。通用性好，便于擴充。4。 實時性強——表現(xiàn)在時間驅(qū)動和時間驅(qū)動能力上。5。設(shè)計周期短， 價格便宜。 設(shè)計步驟：：確定系統(tǒng)整體控制方 案；確定系統(tǒng)的構(gòu)成方式；現(xiàn)場設(shè)備選擇。 硬軟件的設(shè)計:。13．如何提高計算機控制系統(tǒng)的可靠性？有哪些方法途徑？ 答：為了提高計算機控制系統(tǒng)的可靠性和可維護性，常采用提高 元器件的可靠性，設(shè)計系統(tǒng)的冗條技術(shù)，采取抗干擾措施，采用故 障診斷和系統(tǒng)恢復(fù)技術(shù)以及軟件可靠性技術(shù)等。 常用的冗條系統(tǒng) ... ——并聯(lián)系統(tǒng)，備用系統(tǒng)，表決系統(tǒng)。抗干擾措 施——電磁干擾的屏蔽；隔離技術(shù)；共模輸入法；電源系統(tǒng)的干擾 抑制；布線的防干擾；接地設(shè)計；軟件的抗干擾措施。 14．過程控制系統(tǒng)所處的干擾環(huán)境是極其惡劣的，試闡述它所受的干擾有哪些？ 答：干擾分為3類：（1）空間感應(yīng)干擾，它以電磁感應(yīng)形式進入 系統(tǒng)的任何部件和線路（2）類干擾是通過對通道的感應(yīng)，傳輸結(jié) 合，地線聯(lián)系進入通道部分的干擾（3）電網(wǎng)的沖擊波通過變壓器結(jié) 合系統(tǒng)進入電源系統(tǒng)而傳到各個部分的。15．共模干擾與串模干擾個有什么特點，它們是如何進入系統(tǒng)造成 干擾的？ 答：在計算機控制系統(tǒng)中，由于對象，通道裝置比較，通道與被 測信號之間往往要長線連接，由此造成了被測信號地線和主機地線 之間存在一定的電位差，它作為干擾，同時施加在通道的兩個輸入 端上，稱為共模干擾。 共模干擾的抑制措施：采用高共模抑制比的差動放大器，采用浮 地輸入雙層屏蔽放大器，光電隔離，使用隔離放大器。16．長線傳輸干擾為什么不可避免，如何加以抑制？ 答：在計算機控制系統(tǒng)中，由于對象，通道裝置比較分散，通道 與被測信號之間望完要長線連接，由此造成了被測信號地線和主機 地線之間存在一定的電位差，它作為干擾，同時施加在通道的兩個 輸入端上，稱為共模干擾。 共模干擾的抑制措施：采用高共模抑制比的差動放大器，采用浮 地輸入雙層屏蔽放大器，光電隔離，使用隔離放大器。17．模擬地與數(shù)字地為何必須嚴格分開？答：模擬地是作為A/D轉(zhuǎn)換，前置放大器，比較器等模擬信號傳 遞電路的零電位；數(shù)字地即邏輯地，主要是指TTL或CMOS印刷電路板 的地端，作為數(shù)字邏輯的零位。18．在計算機控制系統(tǒng)中，常用的抗干擾措施有哪些？分析合理接 地的重要性。答：抗干擾措施——電磁干擾的屏蔽；隔離技術(shù)；共模輸入法； 電源系統(tǒng)的干擾抑制；布線的防干擾；接地設(shè)計；軟件的抗干擾措 施。 接地問題在計算機實時控制系統(tǒng)抗干擾中有重要地位，接地不 當(dāng)，將引入干擾。接地設(shè)計目的在于消除各電路電流流徑一個公共 地線阻抗時所產(chǎn)生的噪音電壓，避免受磁場和地電位差的影響，即 不使其形成地環(huán)路，使屏蔽和濾波有環(huán)路，確保系統(tǒng)安全。19．可偏程序調(diào)節(jié)器與普通模擬儀表相比有哪些異同及優(yōu)點？ 答：可偏程序調(diào)節(jié)器是一種可以由用戶編制程序，構(gòu)成各種控制 方式的數(shù)字化儀表，它以微處理器為運算控制的核心，是單元組各 式儀表向微機化發(fā)展和計算機控制向分散化發(fā)展兩者相結(jié)合的方 向，具有邏輯控制，計時，計數(shù)，分支以及子程序等順序控制功 能，又有數(shù)字運算，數(shù)據(jù)處理，模擬量調(diào)節(jié)，操作顯示以及聯(lián)網(wǎng)通 信等各種功能。 特點：1。編制程序簡單。2。控制系統(tǒng)簡單，通用性強。3?？?干擾能力強，可靠性高。4。體積小，維護方便。5?？s短了設(shè)計， 施工，投產(chǎn)調(diào)試周期，應(yīng)用前景廣闊。20．可編程序調(diào)節(jié)器由哪些部分組成的？各部分的主要作用是什 么？ 答：可遍程序調(diào)節(jié)器有四部分組成：1。輸入，輸出部件；是PC 與被控設(shè)備連接起來的部件。2。中央處理器，是PC的大腦，處理和 運行用戶程序，監(jiān)控中央處理機和輸入輸出部件的狀態(tài)，并作出邏 輯判斷。3。電源部件，是將交流電源轉(zhuǎn)換成供PC的微處理器，存儲 器等電子電路工作所需要的直流電流，是PC能正常工作。4。編程 器，是PC最重要的外圍設(shè)備，PC需要編程器輸入，檢查，修改，調(diào) 試用戶程序，也可在線監(jiān)視PC的工作情況。 21．試簡述可編程序調(diào)節(jié)器的基本工作過程。 答：可編程序調(diào)節(jié)器的工作過程有三部分：①輸入采樣—即讀 狀態(tài)信息。 ②程序執(zhí)行—通過 CPU 中的運算器對讀入的輸入信號進行邏輯運 算。 ③輸出刷新—當(dāng)所有的指令執(zhí)行完畢時，集中把輸出狀態(tài)寄存器的 狀態(tài)通過輸出部件轉(zhuǎn)換成被控設(shè)備所能接受的電壓或電流信號，以 驅(qū)動被控設(shè)備，使之完成預(yù)定的任務(wù)。第六章典型過程控制系統(tǒng)應(yīng)用方案 答: 壓縮機防喘振的控制方案分為固定極限流量法和可受流量極限 流量法,固定極限流量法是控制壓縮機的入口流量不低于某一不受的 極限值,運行安全可靠,投 資費用少,但產(chǎn)生喘振現(xiàn)象的流量極限值統(tǒng)統(tǒng)與壓縮機的轉(zhuǎn)速有關(guān). 因此當(dāng)壓縮機的轉(zhuǎn)速不是衡值時,不宜采用次方案,當(dāng)壓縮機的轉(zhuǎn)速 可變時, 壓縮機的安全操作線經(jīng)計算得到,可變極限流量法就是控制壓縮機的 入口流量,使之不低于由計算得到的流量極限值,以防止喘振現(xiàn)象的 ,而且當(dāng)安 全操作線的方程不相同時, 這種方案在壓縮機的轉(zhuǎn)速不恒定,負荷需要變動的場合下,使用較可 靠較經(jīng)濟.? 答:單回路控制系統(tǒng)通常是指由一個被控對象,一個檢測元件及傳感 器或變速器,一個控制器和一個執(zhí)行器所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng),主 要應(yīng)用于控制負荷變化較小的被控對象,被控對象的動態(tài)特性易于控 制工藝對調(diào)節(jié)質(zhì)量的要求不高時,可選用單回路控制系統(tǒng).?怎樣選擇一個可控性良好的量作為控制參數(shù)? 性良好的量作為控制參數(shù)?答:在生產(chǎn)過程中, 相同,有的較易操作,工藝變量能夠控制的比較平穩(wěn),有的卻很難操縱, 工藝變量容易產(chǎn)生大幅段波動,容易越出工藝允許的范圍,只有充分 了解和熟悉對象特征,才能使工藝生產(chǎn)在最佳狀態(tài)下運行,因此,在控 制系統(tǒng)設(shè)計時,首先必須充分了解被控對象的特征,掌握他的內(nèi)在規(guī) 律,才能選擇合適的被控變量,操縱變量. 被控變量的選擇原則: (1) (2) (3) (4) 信號可直接測得,測量變送環(huán)節(jié)的滯后小. 可選擇與之有單質(zhì)函數(shù)關(guān)系的間接參數(shù)(當(dāng)不能直接獲取時) 獨立變量 考慮工藝合理性及當(dāng)前儀表性能操縱變量的選擇原則: (1).考慮工藝合理性 (2)考慮被控對象特征:使被控對象控制通道的放大系數(shù)較大,時間常 數(shù)較小, 能小,時間常數(shù)越大越好. ?答:基本要求有以下幾個方面: ①控制指標—根據(jù)進行的反映不同,指標選擇不同,如反應(yīng)轉(zhuǎn)化率,產(chǎn) 品的質(zhì)量,產(chǎn)量等直接指標或 ②物料平衡和能量平衡,以使反映能正常進行 ③約束條件:保證反應(yīng)里能安全正常操作所要求的條件 ④盡可能將干擾作用排除在反應(yīng)之前,以保證產(chǎn)品質(zhì)量.？ 為什么大多數(shù)反應(yīng)器的主要被控量都是溫度 對于大多數(shù)反映皿來說,其控制要求是在一定的約束條件和保持物料 平衡的情況下,使反映皿的生成物的質(zhì)量指標符合一定的要求,化學(xué) 反應(yīng)皿的質(zhì)量指標一般指反應(yīng)的轉(zhuǎn)化 ... 率或反映生成物的規(guī)定濃度,但 是轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)物濃度一般不易直接測量,所以要尋找與轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)物 濃度有一定關(guān)系的間接質(zhì)量指標,對于化學(xué)反應(yīng)皿,一般總伴隨有熱 效應(yīng),不是吸熱就是放熱,所以溫度量最能夠表征轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)物濃度 的間接控制指標,如果再輔以壓力和處理量等控制系統(tǒng),即可保證反 映皿的正常操作. 以溫度作為被控變量,由于溫度較宜測量,且影響溫度的變量教多, 給選擇操縱變量提供了方便條件,故較宜構(gòu)成相應(yīng)的溫度控制系統(tǒng), 但有時以溫度作為間接控制指標,并不能保證質(zhì)量穩(wěn)定,當(dāng)有干擾作 用時,轉(zhuǎn)化率和反映生成物組合等仍會受到影響,特別是在有些反映 中,溫度與生成物組合間不完全是單值關(guān)系,這就需要不斷根據(jù)情況 去改變溫度控制系統(tǒng)的給定值,在有催化劑的反映皿中由于催化劑的 活性變化,溫度給定值也要隨之改變6．生產(chǎn)過程一般對換熱器控制系統(tǒng)有什么要求？答：生產(chǎn)過程對換熱器控制系統(tǒng)的要求有以下幾點： ①. ②. 被控變量要求是冷卻介質(zhì)（被加熱介質(zhì)）的出口溫度； 加熱介質(zhì)是廢熱熱源時，為了節(jié)省能量，要求最大限度地加以利用，所以一般不對其流量進行調(diào)節(jié)，而是調(diào)節(jié)被加熱介質(zhì)的流 量。③.對于兩側(cè)均無相變化的換熱器的控制，要穩(wěn)定被加熱介質(zhì)的出口溫度。可以通過改變載熱體自身流量，改變載熱體旁路流量， 改變被加熱介質(zhì)自身流量，改變被加熱介質(zhì)的旁路流量。 ④. 當(dāng)郵箱便是，如蒸氣冷凝，其控制方案可以通過改變加熱蒸汽流量或改變冷凝水排出量來維持被加熱介質(zhì)出口溫度的穩(wěn)定。