油气储运自动化

油气储运自动化简答

1、自动控制系统主要有哪些环节组成？各部分的作用是什么？ 答：组成：被控对象、测量元件与变送器、控制器、执行器 作用：测量元件与变送器——用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号(如气压信号或电压、电流信号等)。 控制器——将检测元件及变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号(如气压信号或电流信号)发送给执行器

执行器——能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流人(或流出)被控变量的物料量或能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求

2、根据给定值的形式，控制系统可以分为哪几类？

答：定制控制系统、随动控制系统、程序控制系统

3、什么是自动控制系统的过渡过程？它有哪几种基本形式？ 答：当自动控制系统的输入发生变化后，被控变量（即输出）随时间不断变化，这个过程称为过渡过程。

基本形式：（1）非周期衰减过程（2）衰减震荡过程（3）等幅震荡过程（4）发散震荡过程

4、什么是对象的负荷？什么是对象的自衡？对象的负荷对控制系统的稳定性有什么影响?

答：对象的负荷：当生产过程处于稳定状态时，在单位时间内

流入或流出对象的物料或能量，称为对象的负荷或生产能力 对象的自衡：如果对象的负荷改变后，无需外加控制作用，被控变量就能自行趋近于一个新的稳定值，这种性质称为对象的自衡性

影响：如果对象的负荷变化速度相当急剧，又很频繁，那么就要求自动控制系统具有较高的灵敏度，能够在被控变量偏差很小时就开始控制，以便迅速恢复平衡。所以对象的负荷稳定是有利于控制的

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5、何谓对象的数学建模？建立数学模型有哪两种方法？ 答：对象的数学建模：对象特性的数学描述

方法：（1）机理建模（2）实验建模（3）混合建模（老师上课讲了，大家主要记前两个）

6、为什么说放大系数K是对象的静态特性？而时间常数T则反映的是对象的动态特性？

答：放大系数K反映的是对象处于稳定状态下的输出和输人之间的关系，所以放大系数是描述对象静态特性的参数。

时间常数T 是指当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态值所需的时间,是反映被控变量变化快慢的参数，因此它是对象的一个重要的动态参数。

7、何谓仪表的精度等级？

答：仪表的精确度简称精度，是用来表示仪表测量结果的可靠程度。任何测量过程都存在着测量误差。在使用仪表测量生产过

程中的工艺变量时，不仅需要知道仪表的指示值，而且还应该了解仪表的精度。

仪表的精度等级是按国家统一规定的允许误差大小来划分成若干等级的。仪表精度等级数值越小，说明仪表测量准确度越高。目前中国生产的仪表精度等级有0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。仪表的精度等级是将仪表允许相对百分误差的“±”号及“%”去掉后的数值，以一定的符号形式表示在仪表标尺板上，如1.0外加一个圆圈或三角形。精度等级1.0，说明该仪表允许相对百分误差为1.0%

8、用热电偶测温时，为什么要进行冷端补偿？其冷端温度补偿的方法有哪几种？

答：为了保证测量的准确性，再赢用热电偶测温时，只有将冷端温度保持为0℃，或者进行一定的修正才能得到准确的测量结果

方法：（1）冰点法（2）冷端温度修正法（3）校正仪表零点法（4）补偿电桥法

9、试述热电阻的测温原理。工业上常用热电阻的种类有哪两种？

答：测温原理：热电阻是基于金属导体的电阻随温度变化而改变的特性来进行温度测量的

常用热电阻：铂电阻、铜电阻

10、控制器的控制规律是指什么？常用的控制规律有哪些？

答：控制器的控制规律：控制器的输出信号随输入信号变化的规律，P=f（e）

常用的控制规律：位式控制、比例控制、积分控制、微分控制及它们的组合

11、为什么说比例控制有余差？而积分控制能消除余差？

答：对于单纯的比例控制来说，它是靠偏差进行调节，因此比例控制不能消除余差

对于积分控制来说，只要有偏差，调节器的输出就不断变化。只有偏差等于零的情况下，积分控制才能相对稳定。

12、PLC主要有哪几部分构成？

答：中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口、外部设备编程器及电源模块等

13、简述PLC的工作过程

答：PLC采用循环扫描的工作方式。PLC的工作方式采用不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。CPU从第一条指令执行开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。

这种工作方式是在系统程序的控制下顺序扫描各 输入点的状态，按用户程序进行运算处理，然后顺序向各输出点发出相应的控制信号。整个工作过程可分为输入处理、程序处理、输出处理三个阶段。

1)输入处理

PLC在执行程序前，将PLC的整个输入端子的ON／OFF状态写入到输入数据存储器中。在执行程序的过程中，即使输入变化，输入数据存储器的内容也不变，而在下一个周期的输入处理时，写入这种变化。输入滤波会造成输入响应滞后(约10ms)，如采用数字滤波的输入端子，可以通过程序修改滤波时间。

2)程序处理

PLC根据程序存储器的指令内容，从输入数据存储器与其他软器件的数据存储器中读出各软器件的ON／OFF状态，从0步开始进行顺序运算，每次将结果写入数据存储器。因此，各软器件的数据存储器随着程序的执行逐步改变内容。而且，输出继电器的内部触点可利用输出数据存储器的内容执行。

3)输出处理

所有命令执行结束时，向输出数据存储器传送输出Y的数据存储器的ON／OFF状态，这成为PLC的实际输出。

14、气动执行器主要由那两部分组成？各起什么作用？

答：气动执行器由执行机构和控制机构（阀）两部分组成。执行机构是执行器的推动装置，它根据控制信号（由控制器来）压力的大小产生相应的推力，推动控制机构动作，所以它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。控制机构是指控制阀，它是执行器的控制部分，它直接与被控介质接触，控制流体的流量，所以它是将阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置

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5、什么是控制阀的理想流量特性和工作流量特性？理想流量特性有哪几种？

答：理想流量特性：是指控制阀前后压差一定是的流量特性，它是控制阀的固有特性，由阀芯的形状所决定

工作流量特性：控制阀在实际使用时，其前、后压差是变化的，这时的流量特性称为工作流量特性

种类：快开特性、直线特性、对数特性

16、何谓控制阀的流量系数Kv？如何选择控制阀的孔径？ 答：控制阀的流量系数Kv表示控制阀容量的大小，是表示控制阀流通能力的参数。

控制阀口径的选择实质上就是根据特定的工艺条件（即给定的介质流量、阀前后的压差以及介质的物性参数等）进行Kv值的计算，然后按控制阀生产厂家的产品目录，选出相应的控制阀口径，使得通过控制阀的流量满足工艺要求的最大流量且留有一定的裕量，但裕量不宜过大。

17、什么叫气开阀和气关阀？其选择原则是什么？

答：气开阀：信号压力中断——阀全关

气关阀：信号压力中断——阀全开

选择原则：根据工艺安全角度

18、被控变量的选择原则是什么？

答：（1）尽量采用直接指标作为被控变量

（2）当无法获得直接指标信号，或其测量和变送信号滞后

很大时，单值关系的间接指标作为被控变量

（3）作为被控变量，必须能够获得测量信号并有足够大的灵敏度

（4）选择被控变量，必须考虑工艺合理性和国内仪表产品现状

（5）被控变量应是独立的可控的

19、操纵变量的选择原则是什么？

答：（1）操纵变量必须是可控的，及工艺上允许调节的变量

（2）操纵变量一般应比其他干扰对被控变量的影响更加灵敏

（3）在选择控制变量时，除了从自动化角度考虑外，还要考虑工艺的合理性与生产的经济性

20、被控对象、执行器及控制器的正、反作用各是怎样规定的？ 答：被控对象：输入（操纵变量）与输出（被控变量）变化一致为正作用，不一致为反作用。

执行器：气开阀为正作用，气关阀为反作用

控制器：当被控对象与执行器同为正作用或反作用时，控制器为反作用

当被控对象与执行器一正一反作用时，控制器为正作用

21、串级控制系统中主、副控制器的正、反作用如何选择？ 答：副控制器的正、反作用的选择与简单控制系统的情况一样，

使副环为一个负反馈控制系统即可

主控制其作用方向的选择：当主、副变量增加（或减小）时，如果由工艺分析得出，为使主、副变量减小（或增加），要求控制阀的动作方向是一致的时候，主控制器应选反作用，反之，则应选正作用

22、在串级控制系统中，如何选择主、副控制器的控制规律？其参数整定有哪两种主要方法？

答：主控制器：主变量一般要求无余差，应选PI或PID控制规律

副控制器：允许有余差，只选P控制规律即可

方法：（1）两步整定法（2）一步整定法

公式

dyt??0?yt??0?Kx?t? 一阶特性方程：Tdt????

?max?100% 相对百分误差：??上限-下限

允许误差：?允???max上限-下限?100%

转子流量计液体测量修正：KQ???t

t??w?f??fw? ，

1Qf?Q0 KQ

?0T0P1Q1????Q0转子流量计气体测量修正： ?1P0T1

?0?1.293kg/m3，P0?1.013?105Pa，T0?293K 冷端温度修正法：E?t,0??E?t,t1??E?t1,0? 比例度：????eP?

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