自动化学科概论

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1、1）根据你目前的理解,自动化科学与技术的核心是什么？自动化专业的特点是什么？答：核心：控制。特点：科学的：（1）数学属性，严密的理论特征；（2)对象特性，鲜明的改造世界的特征；（3)系统与社会属性，系统的复杂性特征；（4）渗透与扩散特性，普遍适用特征技术的：⑴桥梁作用自动化技术是信息与能量、物质之间的桥梁。⑵使能作用一旦应用于具体对象（一台设备、一个系统或一项工程），将使对象发生质的变化（稳定可靠运行、大大提高效率、大大降低能耗成本等）的重要工程应用技术⑶系统集成作用通过“综合”与“集成”，大型复杂系统、过程或工程逐步能被人类有效地控制与管理。随着

2、系统、过程或工程的规模越来越大、越来越复杂，自动化技术的系统集成作用将越来越凸现。2）开环控制和闭环控制的差异是什么？解释闭环PID控制的作用?答：差异：开环控制的被控量不反馈至输入端，闭环控制的被控量反馈至输入端。PID控制的作用：保持系统具有良好的静态特性和动态特性。1）计算机在直接数字控制系统（DDC）中充当什么角色？为什么要用A/D和D/A装置与现场设备相连？与模拟控制系统相比，它有哪些特点？试举一些它们应用的实例？并画出系统的结构示意图？阐述他们的工作原理。（1）.计算机在直接数字控制系统（DDC）中充当控制器的角色。（2）因为A/D是从

3、模拟信号到数字信号的变换过程，而D/A是从数字信号到模拟信号的变换过程。A/D和D/A构成了计算机与自动控制系统其他部分联系的桥梁。（3）.特点：a.计算机控制系统中，控制器的控制规律是通过计算机程序的形式实现的，修改一个控制规律，只需修改相应的程序，不需改变硬件电路，因此具有很大的灵活性和适应性。b.计算机控制系统具有丰富的指令系统，很强的运算能力和逻辑判断功能，便于实现复杂的控制规律，而传统的控制系统采用模拟电路或机—电的形式只能实现较简单的控制规律。c.传统的控制系统一般一个控制只能控制一个回路。而在计算机控制系统中，由于计算机高速的运算处理

4、能力，可以采用分时控制等方式，同时控制多个回路，并可方便地实现各控制回路之间的协调和管理。(4)应用实例：VAV空调系统中的自动控制水系统的自动控制如图1所示，空调冷冻水系统循环泵，由初级泵和次级泵组成。初级泵为定频泵，其流量只需满足冷水机组的额定流量。次级泵采用变频泵根据供回水之间的压差ΔP，控制水泵电机转速从而改变水泵的供水量。控制过程如下图所示控制过程：当空调负荷逐渐减小，空调机组送风温度t达到设定值时，现场DDC控制器自动将空调机组的回水电动阀开度m减小，以减少机组水流量，此时系统供回水压差ΔP随之增大。通过DDC控制器自动调节变频器的输出

5、频率使水泵转速n下降，从而减小系统水流量。同理，当空调负荷增大时，相应的増大系统的水流量。当次级泵b1满负荷运转时，流量仍不能满足空调系统需要时，DDC控制器自动开启次级泵b2。此时次级泵的流量大于初级泵的流量，系统回水通过旁通管回到次级泵进口，旁通的水量通过流量计q进行检测。如果旁通的水量大于某一设定值时，说明一台制冷机的制冷量不能满足负荷的需要。同时系统自动启动第二台制冷机。反之，停止一台制冷机。上述过程中电动阀、系统压差均采用PID的调节方式。控制系统中干扰量是空调负荷，检测变送装置是温度传感器、压差传感器，控制器是DDC执行器是电动阀、变频

6、水泵。由于空调负荷的滞后性、每个房间空调负荷的不均匀性，使得末端空调机组电动阀不可能同时开大或同时关小，从而造成水系统压差的不稳定性。采用PID的调节方式可以实现超前调节、积分调节，使系统控制更加平稳。水泵变频调速的节能原理空调末端变风量系统的自动控制变风量空调系统中的空调机组采用变频风机，送入每个房间的风量由变风量末端装置VAVbox控制，每个变风量末端装置可根据房间的布局设置几个送风口。如图3所示，图3变风量系统流程图室内温度通过末端装置设在房间的温控器进行设定，温控器本身自带温度检测装置，当房间的空调负荷发生变化实际值偏离设定值时，VAVbo

7、x根据偏离程度通过系统计算，确定送入房间的风量。送入房间的实际风量可以通过VAVbox的检测装置进行检测，如果实际送风量与系统计算的送风量有偏差，则VAVbox自动调整进风口风阀以调整送风量。例如夏季，当室内温度高于设定值时，VAVbox将开大风阀提高送风量，此时主送风道的静压P将下降，并通过静压传感器把实测值输入到现场DDC控制器，控制器将实测值与设定值进行比较后，控制变频风机提高送风量，以保持主送风道的静压。如果室内温度低于设定值时VAVbox将减小送风量。冬季和夏季的调节方式相同，但调节过程相反。具体控制过程如下图所示上述控制过程中，控制对象

8、为室内温度、主送风道静压P，检测装置为静压传感器，调节装置是现场DDC控制器，执行器是变频风机，干扰量是VAVbox风阀开