化工仪表及其自动化 复习资料

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1、第一章自动控制系统基本概念1.化工自动化的主要内容：自动控制系统（自动化生产中的核心部分）一般分为生产过程的自动检测、自动控制、自动报警及联锁保护、自动操纵等四大类。：2.自动控制系统的组成及常用术语：自动控制系统要代替人来工作，就要有相当于人体器官功能的相应仪表。即：眼（检测、变送器）、大脑（控制器）手（执行器）。控制系统常用术语1.对象——被控制的物理装置。2.被控变量——对象的某个变量。控制系统的目的通常就是要使该变量与设定值或给定值相符。控制系统也用该变量的名称来称呼，如温度控制系统、压力控制系统等。3.调节变量（操

2、纵变量）——对被控装置的被控变量具有较强的直接影响且便于调节的变量。4.干扰——对象中除了调节变量以外，能对被控变量具有影响作用的所有变量。5.偏差——设定值或给定值与测量值之差。6.给定值，也称为设定值或期望值（被控变量的预定值）——人们希望控制系统实现的目标，即被控变量的期望值。它可以是恒定值，也可能按程序变化。控制系统方框图第1页控制系统分类（l）如果按被控变量可划分为：温度（T）、压力(P)、液位[物位](L)、流量（F）和成分（A）等控制系统。这是一种常见的分类。（2）如果按被控系统中控制仪表及装置所用的动力和传递

3、信号的介质可划分为：气动、电动、液动、机械式（自力式）等控制系统。如图l－4所示就是一个机械式液位控制系统；（3）如果按被控制对象可划分为：流体输送设备、传热设备、精馏塔和化学反应器控制系统（4）按调节器的控制规律可划分为：比例控制、积分控制、微分控制、比例积分控制、比例微分控制、比例积分微分控制等。（5）按系统功能与结构可划分为：单回路简单控制系统；串级、比值、选择性、分程、前馈和均匀等常规复杂控制系统；（6）按给定值的变化情况可划分为：定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。自动控制系统的过渡过程及品质指标1.静态是指

4、该变量不随时间而变化的某个平衡状态，动态是指该变量随时间而变化的不平衡状态。2.系统受输入信号的作用从一个静态到另一个静态之间的变化过程，就是过渡过程。系统在过渡过程中，被控变量是随时间而变化。3.采用阶跃函数作为输入信号的原因：信号简单，便于计算与生成；该信号作用强，危险程度高，控制系统如能承受这种信号的干扰，也就不怕其他比较缓和的干扰了。过渡过程的类型在阶跃信号的作用下，控制系统的输出变量的过渡过程有可能出现如下几种形式（下图：a）非振荡衰减过程b）衰减振荡过程c）等幅振荡过程d）发散振荡过程e）非振荡发散过程）第2页控

5、制系统的品质指标（快速性、稳定性、准确性）最大偏差A，超调量B，衰减比n（4:1~10:1），余差C，过渡时间tS（新稳态值的5％或3％）第三章检测仪表与传感器第一节概述1.引用误差：也叫允许误差或相对百分误差，是仪表指示值的绝对误差与仪表量△max程之比，可表示为：100%测上-测下2.仪表的精确度简称精度，也叫准确度，是表示测量结果与真值一致的程度。化工仪表的精确度常用仪表的精度等级来表示。国家规定的仪表精度等级有：Ⅰ级标准表：0.005,0.02,0.05;Ⅱ级标准表：0.1,0.2,0.35,0.5;一般工业

6、用仪表：1.0,1.5,2.5,4.0其精度等级值越小，精确度越高，所可能产生的误差越小。灵敏限的数值不应大于仪表最大允许绝对误差的一半。3.变差：也叫回差,用来表示测量仪表的恒定度.变差说明了仪表的正向（上升）特性与反向（下降）特性的不一致程度。变差一般不能超过仪表的最大允许误差。4.灵敏度：仪表的灵敏度是仪表在稳定状态下，其输出变化量（即仪表指针的线位移或角位移）与引起这个变化的输入（即被测变量）变化量的比值。仪表灵敏度的大小反映了仪表对被测量幅值的敏感程度。表示仪表灵敏性能的另一指标是灵敏限。灵敏限是指能引起仪表指示值

7、发生变化的被测量的最小改变量，单位与被测量单位相同。一般来说，灵敏限的数值不应大于仪表最大允许绝对误差的一半。第二节压力检测及仪表1.压力单位：帕（Pa）、兆帕（MPa）2.弹性元件：弹簧管式(a.弹簧管）、薄膜式（b.波纹膜片、c.膜盒）和波纹管式（d.波纹管）等。（a）（b）第3页（c）（d）3.弹性压力计是利用各种形式的弹性元件，在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后产生形变的原理而制成的侧压仪表。压力计的选择及安装测压仪表的选择应根据工艺生产过程对压力测量的要求，被测介质的性质，现场环境条件等综合考虑仪表的类型、测

8、量范围和精度等。1、仪表类型的选择(根据工艺生产的需要)2、仪表测量范围的确定(根据操作中被测压力的大小来确定。测量稳定压力时，最大工作压力不应超过量程的2／3；测量脉动压力时，最大工作压力不应超过量程的1／2；测量高压压力时，最大工作压力不应超过量程的3／5。为了保证测量值的准确度，仪表