过程自动化及仪表复习

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1、第一章自动化控制系统概述3自动控制系统组成¡手动控制与自动控制对比自动控制步骤：测量→比较→执行手动控制步骤：观察→比较→操作¡自动控制系统组成输入变量：系统设定值。输出变量：被控制变量。控制变量：操纵变量。由控制器改变的量或状态。反馈：输出变量通过检测仪表送回输入端，与输入变量进行比较。扰动：对系统的输出量产生不利影响的因素或信号。4自动控制系统分类按系统结构特点分类①闭环控制系统(有反馈)②开环控制系统(无反馈)按设定值特点分类③定值控制系统④随动控制系统⑤程序控制系统5自动控制系统的过渡过程静态：系统输入(设定值和扰动)恒定不变时若整个系统建立了平衡，系统各

2、环节暂不动作，它们的输出处于相对静止状态，称为静态或定态。动态：输入变化后，系统从初始的平衡状态，经过控制到建立新的平衡，系统各环节将处于变化过程之中，这种状态称为动态。过渡过程：输入变化后，被控制量随时间变化的过程。6自动控制系统的品质指标余差e(∞)：过渡过程终了时设定值与被控量稳态值之差。第二章过程特性1过程特性类型过程特性：被控过程的输入变量(操纵变量或扰动变量)发生变化时，输出变量随时间的变化规律。输入变量作阶跃变化时被控变量的时间特性用图形表示为响应曲线(控制通道响应曲线、扰动通道响应曲线)。过程特性类型：1自衡的非震荡过程，2无自衡的非震荡过程，3自

3、衡的震荡过程，4具有反向特性的过程第三章检测变送1概述P22¡检测元件：敏感元件、传感器。将工艺变量转化成以之对应的输出信号（一次仪表）。二次仪表：将变送器和显示装置称为二次仪表¡测量误差：被测值与真实值之间的差别①绝对误差：仪表指示值与被测的真值之差②相对误差：引用误差。绝对误差与量程之比③允许误差：仪表最大引用误差。¡仪表性能指标：①精确度：仪表精度精度等级(±%)0.0050.0020.050.10.20.40.51.01.52.54.0选型：上限值=被测值×4/3~3/2，波动时×3/2~2¡仪表精度计算：P23例题①根据仪表误差判定仪表精度②根据工艺要求

4、选择仪表精度2温度检测¡热电偶①测温原理：P26③热电偶补偿导线用价格便宜、热电性质与热电偶相同的导线将冷端延伸到恒温、低温的地方④热电偶参比端补偿（冷端补偿）：将冷端电势补偿到0℃时的电势¡热电阻测温原理：导体的电阻随着温度的变化而变化电磁流量计：基于电磁感应定律。流体在磁场中做垂直方向流动切割磁力线时，会产生感应电动势，电动势大小与流体流速成正比。6pH/ORP检测P53结构原理ORP测定用复合电极pH测定用复合电极7DO检测P54¡结构原理阳极Ag+Cl-→AgCl+2e-阴极O2+2H2O+4e→4OH-8TOC检测紫外/过硫酸盐氧化法测定TOC原理 ①样

5、品首先被酸化，水中的总无机碳变成二氧化碳，再用载气将二氧化碳吹出；②在水样中加入过硫酸盐，用紫外光进行氧化，此时水中TOC被完全氧化成二氧化碳；③再用载气将二氧化碳带入红外检测器检测二氧化碳浓度，换算出TOC浓度9COD检测重铬酸钾氧化法测定COD原理。 1.水样加入硫酸汞(屏蔽Cl-干扰)、硫酸-硫酸银(酸催化剂)、重铬酸钾，加热至175℃消解20min，重铬酸钾氧化有机物变成三价铬；2.通过测定剩余六价铬(420nm)或生成的三价铬(610nm)的吸光度值与水样COD值建立的关系，来测定水样COD值。10变送器P62量程迁移：使变送器输出信号上限ymax与测量

6、范围上限xmax相对应本质：改变x-y特性曲线的斜率方法：调整反馈系数F或转换系数C零点迁移使变送器输出信号下限ymin与测量范围下限xmin相对应本质：左右平移x-y特性曲线方法：输入信号中叠加一个偏移量热电阻三线制:P66三线制作用：抵消热电阻的连接导线电阻引起的误差第五章执行器1执行器组成及分类执行器的作用：接收控制器输出的控制信号，改变操纵变量，使生产过程按预定要求正常进行执行器的组成：执行机构--将控制器输出的控制信号转换成推力或位移调节机构--根据执行机构的输出信号去改变能量或物料输送量执行器的分类：①电动执行器：以电力为驱动能源。防爆差，分立结构，执

7、行机构分角行程和直行程，交流电机驱动+位置伺服。②气动执行器：以压缩气体为驱动能源。防爆好，整体结构，执行机构分薄膜式和活塞式，气压驱动。③液动执行器：以压力液体为驱动能源。笨重，少用4气动薄膜控制阀的流量特性P90流量特性：调节介质的相对流量与相对开度之间的数学关系即Q=f(L)理想流量特性：控制阀的前后压差保持不变时的流量特性①线性流量特性相对流量与相对开度成直线关系②对数流量特性行程等差变化，相对流量等比变化③快开流量特性起始快然后慢第六章控制器控制器的控制规律：控制器的输出信号u(t)随输入信号e(t)的变化规律。控制规律种类：①双位控制②比例控制P③积分

8、控制I④微