【正文】 級(jí)間相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。直接數(shù)字控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)完全代替了模擬調(diào)節(jié)里，實(shí)現(xiàn)了幾十個(gè)甚至更多的單回路 PID控制，并易于實(shí)現(xiàn)其他新型控制規(guī)律的控制，具有大純滯后對(duì)象的控制等，他把顯示，紀(jì)錄，報(bào)警和給定值設(shè)定等功能都集中在操作控制臺(tái)上，給操作人員帶來了方便，修改程序即可實(shí)現(xiàn)上述各種形式的控制規(guī)律；缺點(diǎn)是：要求工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的可靠性很高，否則會(huì)直接影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行， P238P242。 ？各有什么特點(diǎn)？ 答：分為：數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，直接數(shù)字控制系統(tǒng) DDC，監(jiān)督控制系統(tǒng) SCC，分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以及集散型控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)的對(duì)象，執(zhí)行元件，檢測(cè)元件等環(huán)節(jié)內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與模擬控制系統(tǒng)是相同的。其中硬件部分主要包括計(jì)算機(jī)主機(jī)，外部設(shè)備，外圍設(shè)備，工業(yè)自動(dòng)化儀表和操作控制臺(tái)，軟件是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序系統(tǒng)，各部分作用參見課本P234235。 解： 流體為非阻塞流 ?m ax vL 12C = 1 0 q (P P )L? =38501 0 6 .8 ( 0 .0 7 1 0 )?? ?= 查附表，選用 ggDd??150mm 100C 280? 的調(diào)節(jié)閥 第五節(jié) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) ？各部分有什么作用？ 答：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 是由工業(yè)對(duì)象和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)兩大部分組成。 解：擬選用單座，柱塞，流開形調(diào)節(jié)閥。 解：（ 1）判別是否為阻塞流：（同 27題） 有表 62查得： ? ， ? ，并查其熱力學(xué)臨界壓力cP =11000Kpa（絕壓） 0 .9 6 0 .2 8F v cF P P?? = 0 .9 6 0 .2 8 0 .8 0 8 1 1? = ? 2 1()L F vF P F P? = 20 .8 5 (1 .5 0 .0 8 0 .8 8 )? ? ? MPa?? （ 2）求 nC 。初選公稱通徑 ( ) 40gD mm ? ，閥座直徑( ) 40gd mm ? ， 100 20C ? Re 的雷諾數(shù)修正。只要改變閥桿與閥芯的連接位置就可改作反裝。它接受可控硅交流開關(guān)或電動(dòng)操作里的信號(hào)，使伺服電機(jī)按正，反方向運(yùn)轉(zhuǎn)。它的基本組成有那些部分？各部分的功能是什么？ 答：ＤＫＺ型直行程電動(dòng)執(zhí)行器具有推力大，定位進(jìn)度高，反應(yīng) 速度快，滯后時(shí)間少，能源消耗底，安裝方便，供電簡(jiǎn)便，在電流突然斷電時(shí)能自動(dòng)保持調(diào)節(jié)閥原來的位置特點(diǎn)，由伺服放大電和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成。因此，閥桿的位移與輸入的電流之間有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，而閥桿位移量與開度之間的關(guān)系是確定的，所以電流信號(hào)就能使閥位確定下來 ，這就是電 — 氣閥門定位器的工作原理。副杠桿左移，帶動(dòng)反饋彈簧，當(dāng)從反饋 =從力矩馬達(dá)時(shí)。 — 氣閥門定位器的工作原理。由于線圈固定在杠桿上，使杠桿繞十字簧片偏轉(zhuǎn)，于是裝在杠桿另一端的擋拆靠近噴嘴，使其背壓升高，經(jīng)過放大器功率放大后，一方面輸出，一方面反饋到正負(fù)兩個(gè)波紋管，建立起與測(cè)量力矩相平衡的反饋力矩。 答：我國(guó)規(guī)定的流量系數(shù)定義為：在給定行程下，閥兩端的壓差為，流體密度為 1000kg/m3時(shí)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量數(shù) (m3/h),以 C表示，它表示流體通過調(diào)節(jié)閥的流通能力，不可壓縮流體： 2 1 1 22211( ) , 1 0 /( )( ) , 1 0 / ( )l F v v l Ll f v v l L L F vp F p F p c q p pp F p F p c q F p F p????? ? ? ? ?????? ? ? ? ??? 2 11 0 / ( )v l L L F vc q F p F p??? 23．試分析電 — 氣轉(zhuǎn)換器的工作原理。 意義：在阻塞流條件下，流經(jīng)閥的流量不隨閥后壓力的降低而增加，因此在計(jì)算流量系數(shù)時(shí)，首先要確定調(diào)節(jié)閥是否處于阻塞流狀態(tài)。調(diào)節(jié)閥的理想流量特性是指在調(diào)節(jié)閥前后壓差一定情況下的流量特性，在實(shí)際使用調(diào)節(jié)閥時(shí)，由于調(diào)節(jié)閥串聯(lián)在管路中或與旁路閥并聯(lián)，因此，閥前后的壓差總在變化，這時(shí)的流量特性稱為調(diào)節(jié)閥的工作流量特性。 20．試分析說明調(diào)節(jié)閥的流量特性理想流量特性及工作流量特性。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它按調(diào)節(jié)器輸出氣壓信號(hào)（ 20～ 100KPa）的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿產(chǎn)生位移，推動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作。由于在“自動(dòng)”與“手動(dòng)”之間增加了一種過渡狀態(tài) —— 保持狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換。硬手操狀態(tài) —— 硬手操回路也可以直接改變調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作。在進(jìn)行軟手時(shí)，輸出電流以某種速度進(jìn)行變化。偏差指示調(diào)節(jié)器則沒有輸入信號(hào)的全刻度指示，而是直接指示偏差大小。 16．有一電動(dòng)比例調(diào)節(jié)器，器輸入電流范圍為 4～ 20mA，輸出電壓范圍是 1－ 5V。 15． DDZ－ III 型調(diào)節(jié)器的輸入電路為什么要進(jìn)行電平移動(dòng)？ 答： DDZ－ III 型調(diào)節(jié)器采用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制，接受來自變送器的或轉(zhuǎn)換器輸出的 1～ 5V DC 測(cè)量信號(hào)，輸出 4～ 20mA DC 信號(hào)。輸出回路 —— 作用使將 PI 回路輸出的 1－ 5V DC 電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成以電流負(fù)端為基準(zhǔn)的 4～ 20mA DC 信號(hào)，作為調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)?？刂茊卧奢斎腚娐?—— 作用是將輸入信號(hào)與給定信號(hào)進(jìn)行比較，取出偏差信號(hào)，并進(jìn)行電平移位；比例微分回路 —— 功能為：∵回路的輸出值大小不僅與輸入信號(hào)的大小、極性有關(guān)，而且與輸入信號(hào)變化的速度有關(guān)，因此對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行 PD 運(yùn)算，對(duì)于容量大、慣性大，具有滯后的調(diào)節(jié)對(duì)象有益。它試由哪些部分組成的？各部分的主要功能試什么？ 答： DT8－ 2100 型氣刻度指示調(diào)節(jié)器的工作原理是：輸入信號(hào)經(jīng)測(cè)量指示回路進(jìn)行連續(xù)指示，并輸入輸入回路與經(jīng)給定指示電路指示的給定值進(jìn)行比較得出偏差信號(hào)，偏差信號(hào)經(jīng)比例微分，比例積分回路運(yùn)算后，送入輸出回路將 1－ 5V DC 電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成 4～ 20mA DC 信號(hào)，作為調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)。 答：∵在基型調(diào)節(jié)器的 PI 電路中，接有運(yùn)算放大器，對(duì)于理想的比例積分電路，只要輸入信號(hào) Usc2 存在，積分作用就不會(huì)終止，直到輸出電壓被限制在運(yùn)算放大器的最大或最小允許輸出為止，即產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，一般稱輸 出電壓未被限制為正常工作狀態(tài)，輸出電壓被限制后稱為飽和工作狀態(tài)。 ④ 采用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制，接受 1－ 5V DC 測(cè)量信號(hào)，輸出 4～ 20mA DC 信號(hào)，由于空氣受點(diǎn)不是從零點(diǎn)開始的，故容易識(shí)別斷電、斷線等故障 ⑤ 能與計(jì)算機(jī)聯(lián)用。 ②有軟、硬兩種手動(dòng)操作方式，軟手動(dòng)與自動(dòng)之間由于有保持狀態(tài)而使調(diào)節(jié)器輸 出能夠長(zhǎng)期保持，因而在互相切換時(shí)具有雙向無(wú)平衡無(wú)抗擾特性，提高了操作性能。 12．何為基型調(diào)節(jié)器？它具有哪些主要特點(diǎn)？ 答：基型調(diào)節(jié)器是一種具有 PID 運(yùn)算功能，并能對(duì)被調(diào)參數(shù)，給定值及閥門位置進(jìn)行顯示的調(diào)節(jié)器。 PID 運(yùn)算電路： 根據(jù)整定好的參數(shù)用以對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行比例，微分和積分的運(yùn)算，是調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn) PID 控制規(guī)律的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。輸入電路是檢測(cè)偏差信號(hào)，信號(hào)經(jīng)濾波電路后輸出導(dǎo) PID 運(yùn)算電路。 11． PID 調(diào)節(jié)器是由哪些基本部分組成的？試分析各部分所完成的功能。積分部分用積分 氣容和跟蹤氣室串聯(lián)在積分正反饋回路里，0p tiKP P dtT?? ?入出，開關(guān)部分用以控制調(diào)節(jié)器輸出的通斷。 答：膜片式 PI 調(diào)節(jié)器是根據(jù)力矩平衡原理工作的，由比較部分，比例部分，積分部分，放大部分，開關(guān)部分等組成。 答：氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表線路簡(jiǎn)單，直觀，容易被使用者掌握，使用壓縮空氣作為氣源，是天然防爆儀表，信號(hào) 范圍為 20～ 100KPa，電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)， 4～ 20mA DC 傳輸信號(hào)，并采用線路集成電路，使可靠性提高，維修工作量減少，結(jié)構(gòu)合理，功能多樣，整套儀表可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)，而且可與計(jì)算機(jī)連用。 ③ 在現(xiàn)場(chǎng)儀表導(dǎo)控制室儀表之間的連接導(dǎo)線不得形成過大的分布電感和電容。 采取措施以達(dá)到防爆要求的方法有： ① 本質(zhì)安全防爆儀表采用低的工作電壓和小的工作電流。如圖 b 中所示，同變送器連接的導(dǎo)線只有兩根，同時(shí)傳送變送器所需的電源電壓和4～ 20mA DC 輸出電流，稱為兩線制。 答：電動(dòng)變送器輸出信號(hào)與電源的連接方式有兩種：四線制和兩線制，四線制中，供電電源通過兩根導(dǎo)線接入，另兩根導(dǎo)線與負(fù)載電阻 R2 相連，輸出 0～ 10mA DC 信號(hào)。 答：電動(dòng)差壓變送器的輸入與輸出間的關(guān)系： ? ?130 2d iffA tgIPk?? ????? 式中 Ad， I1， I2， I3， I3 是固定不變的，故輸出電流與輸入差壓之間的比例關(guān)系通過調(diào)整 tgθ 和 kf 來改變，即改變變送器的量程，θ↑ ， Io↑ ，量程變小， j， kf，的改變是通過改變反饋線圈的匝速w 實(shí)現(xiàn)的， w↑ ， kf↑ ，量程 ↑ 。因此需要采用線性化措施，措施是 :采用反饋電路非線性，使放大回路具有線性，依據(jù)輸入輸出關(guān)系，當(dāng)放大系數(shù) k 很大時(shí)，要使熱電偶輸入的溫度變送器保持線性，就要使反饋電路的特性曲線與熱電偶的特性曲線相同，從而實(shí)現(xiàn)線性化。 5． DD8－ III 型溫度變送器為什么要采用線性化措施？熱電偶溫度變送器時(shí)怎樣實(shí)現(xiàn)線性化的。 F2 使矢量機(jī)構(gòu)的推板向上偏轉(zhuǎn)，并通過連接簧片帶動(dòng)副杠桿 L4 以支點(diǎn) M 逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，使固定在副杠桿上的差動(dòng)變壓器B 的銜鐵靠近差動(dòng)變壓器，兩點(diǎn)之間的距離變化量再通過低頻位移檢測(cè)放大器轉(zhuǎn)換并方大為 4～ 20mA 直流電流，作為便送器的輸出信號(hào)；同時(shí)該電流又流過電磁反饋裝置的反饋動(dòng)圈，產(chǎn)生電磁反饋力Ff，使副杠桿順時(shí)偏轉(zhuǎn) o，當(dāng)輸入力與反饋力對(duì)杠桿系統(tǒng)說產(chǎn)生的力矩 Mi, Mf 達(dá)到平衡時(shí)，變送器便達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)。 答： DD8－ III 型電動(dòng)差壓變送器是按力矩平衡原理工作的，由測(cè)量部分（杠桿系統(tǒng)）；電磁反饋裝置；矢量機(jī)構(gòu)；低額位移檢測(cè)放大器。 ? ?12i d i dF P P A P A? ? ? ?fiMM?3．噴嘴擋板機(jī)構(gòu)由哪些氣動(dòng)元件組成？它們的 作用是什么？ 答：噴嘴 擋板機(jī)構(gòu)是由噴嘴和擋板構(gòu)成的變氣阻，一個(gè)恒氣阻和一個(gè)氣容串聯(lián)而成的節(jié)流通室，作用是將輸入的微小位移信號(hào)（即擋板相對(duì)于噴嘴的距離）轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的氣壓信號(hào)輸出。 2．什么時(shí)氣阻？什么是氣容？它們?cè)跉饴分懈髌鹗裁醋饔茫? 答：在氣路中安裝的節(jié)流元件稱為氣阻，作用是阻礙氣體的流動(dòng)，起著降壓（產(chǎn)生壓力降）和限流（調(diào)節(jié)氣體流量）的作用。③變送器輸出信號(hào) P0，引入反饋波紋管中，并產(chǎn)生反饋力矩 Ff 作用于主杠桿上，使主杠桿對(duì)支點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針方向的力矩 Mf。即 。 答：?jiǎn)胃軛U式氣動(dòng)差壓變 送器電氣動(dòng)轉(zhuǎn)換部分和測(cè)量部分組成，測(cè)量部分的作用是將被測(cè)量的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成力的形式；氣動(dòng)轉(zhuǎn)換部分的作用，是將被測(cè)差壓 Δ pi 轉(zhuǎn)換成為作用于主杠桿下端的輸入力Fi。當(dāng)差壓變送器高于或低于最低液位時(shí)，可對(duì)差壓變送器進(jìn)行零點(diǎn)遷移，由正遷移和負(fù)遷移（低于最低液位時(shí)，采用正遷移，高于最低液位時(shí)，采用負(fù)遷移。 答：當(dāng)工作壓力偏離額定壓力時(shí)，可通過差壓計(jì)的正、負(fù)遷移，求出遷移量，即利用正負(fù)遷移改變變送器的零點(diǎn)，同時(shí)改變量程的上下限，即可求出真實(shí)的 水位。 d20＝ ，差壓 Δ p＝ . 求：（ 1）在給定的 Δ p 下的流量 qm （ 2）測(cè)量時(shí)的壓力損失。 解：計(jì)算參考《過程控制檢測(cè)技術(shù)與儀表》 杜維主編 ? p81。 一般在常溫下用水標(biāo)定的，當(dāng)介質(zhì)的密度和粘度發(fā)生變化時(shí)需重新標(biāo)定或進(jìn)行補(bǔ)償。 輸出信號(hào)方法：將葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)得轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)電信號(hào)輸出，經(jīng)進(jìn)一步放大整形 后獲得分撥信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)和單位換算可得到積累流量；通過頻率 —— 電流轉(zhuǎn)換單元可得到瞬時(shí)流量。 答：渦輪流量計(jì)得基本原理：流體對(duì)置于管內(nèi)渦輪得作用力，使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)速度在一定流速范圍內(nèi)與管內(nèi)流體得流速成正比。缺點(diǎn)：機(jī)械傳逆信號(hào)，儀表性能和準(zhǔn)確度難以提高，轉(zhuǎn)子易卡死，測(cè)量管徑范圍 4~150mm,測(cè)量范圍：~3000m3/h, 精度177。 使用已系列化，測(cè)量時(shí)若介質(zhì)變化，應(yīng)修正，可測(cè)小流量，結(jié) 相同點(diǎn)：都是測(cè)流速然后得流量。 答： 工作原理 使用特點(diǎn) 節(jié)流裝置 利用節(jié)流元件前后的差壓與流速之間的關(guān)系，獲得被測(cè)流量的大小 使用已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，使用范圍：管徑為 50～ 1000mm，測(cè)量范圍~100000m3/h，但使用產(chǎn)生的壓力損失大，精度177。 22．標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有哪幾部分組成，對(duì)各部分有哪些要求？ 答：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有：節(jié)流元件，取壓裝置和前、后管道三部分組成。 21．轉(zhuǎn) 子流量計(jì)顯示流量的形式有幾種，是如何分度的。可供選用的壓力計(jì)量程系列為： 0～ 。 測(cè)壓原理：在彈性范圍內(nèi)，彈簧管自由端的位移與被測(cè)壓力之間近似線性關(guān)系，即通過測(cè)量自由端的位移，可直接測(cè)得相應(yīng)的被測(cè)壓力大小。 答：彈簧管壓力計(jì)由彈簧管壓力感應(yīng)元件和放大指示機(jī)構(gòu)兩部分組成，前者是彎成圓弧狀的空心管子，一端固定（作為壓力輸入端）； 另一端自由，作為位移輸出端，接放大指示機(jī)構(gòu)。 c 安裝誤差：當(dāng) U 型管