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2013秋过程控制工程试卷A参考答案和评分标准


南阳理工学院课程考试 参考答案与评分标准
考试课程: 过程控制工程 试卷类型:A 学年学期: 2013-2014-1 考试时间:2013-12-31 班级 109611、 129641、 129642

2 (1)在响应曲线上找出(75+(235.3-75)*0.632)mm 液位高度处,对应的时间 轴上的时刻减去阶跃信号施加时刻就是时间常数 T。

(4 分) (2)画出阶跃响应曲线上 0.632 处的纵横坐标线(3 分)

一、简答题
1 TC:temperature control (1 分)温度控制 (1 分) 2 PC:pressure control(1 分) 压力控制 (1 分) 3 FC:flow control(1 分)流量控制(1 分) 4 传感器:压力变送器(2 分) 、调节器:AI808(AI818)仪表(2 分) 、执行器:变频 器、水泵 (2 分) 3(1) 直线流量特性流量的相对变化量。 (算式正确,结果错误 0.5 分) 10%点: (22.7-13.0)/13.0=74.6% (1 分) 50%点: (61.3-51.7)/51.7=18.6% (1 分) 80%点: (90.3-80.6)/80.6=12.0% (1 分) 90%点: (100-90.3)/90.3=10.7% (1 分) 3(2) 对数流量特性流量的相对变化量。 (算式正确,结果错误 0.5 分) 10%点: (6.58-4.67)/4.67=40.9% (1 分) 50%点: (25.6-18.3)/18.3=39.9% (1 分) 80%点: (71.2-50.8)/50.8=40.2% (1 分) 90%点: (100-71.2)/71.2=40.4% (1 分)

二、计算题(共 25 分)
1(1) (3 分)物料平衡方程: 流体运动方程:

A

dH ? Qi ? Qo dt

Qo ? k H

A

d ?h ? ?Qi ? ?Qo dt

三、分析题 1

(共 20 分)

(2)

(3 分)

图 1 继电反馈振荡曲线图 (2 分) 图 2 P 调节曲线图(2 分) 图 3 PI 调节曲线图(2 分) 图 4 PID 调节曲线图 (2 分) (2) (写出计算公式 0.5 分,计算出结果 1 分)

(3)

(4 分)
(3)P 调节是有调节差(2 分) I 调节是无差调节(2 分) D 调节也是有差调节,但有超前作用(2 分)

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四、问答题

(共 28 分)

5(6 分)主要画出:传感变送、调节、执行部分,端子号可以不标注
现 场 架 装 端子柜 控 制 站 操作台

1 左图是前馈控制,右图是反馈控制(2 分) 前馈控制对于干扰的克服要比反馈控制及时。 前馈控制是针对干扰作用进行控制 的,当干扰一出现,前馈控制器就根据检测到的干扰,按一定规律进行控制。 (2 分)
TE 101

TIT
101
通信电缆 口 口 上位监控计算机

模块

力控6.1

前馈控制属于开环控制系统。 反馈控制是一个闭环控制系统,而前馈控制是一个 开环控制系统。前馈控制器根据干扰产生控制作用对被控变量进行影响, 而被控 变量并不会反过来影响前馈控制器的输入信号(扰动量) 。 (2 分) 前馈控制采用的是由对象特性确定的“专用”控制器。一般的反馈控制系统均采 用通用的 PID 控制器,而前馈控制器是专用控制器,对于不同的对象特性,前馈 控制器的形式将是不同的。 (2 分) 2 (1) (2 分)

加热丝
R S T N

1JB
红 红 红 蓝

1 2 3 1 2 3 1 2 3

SSR 101

G1 G2 G1 G2 G1 G2

触 发
1

3 4 5 6

SSR 102

触 发 触 发
3 2

T Y 101

SSR 102

2PX
U 6 R V 5 S W 4 T N 3 N

五、设计题

(共 15 分)

(2) (2 分)

? Ts ? 1 u ? K c ?1 ? ? d ? e(t ) ? Ti s 1 ? T f s ? ? ?

(1)主调内给定、副调外给定(2 分) (2)一只 50 欧姆、一只 250 欧姆,起 I-V 转换作用(3 分) (3)主调 100—20mA—副调 1200L/h(1 分) 主调 50—12mA—副调 600L/h(1 分) 主调 25—8mA—副调 300L/h(1 分) 主调 10—5.6mA—副调 120L/h(1 分) (4)主调的 PID 运算结果是没有量刚单位的,信号传到副调因为副调信号量程的 影响则控制信号有了量纲单位(2 分) 蓝 除以 1200L/h=25%,即主调的输出应该限幅为 25%(2 分) (5)300L/h 接端子排 红 注:若用电压输入,则需 (6) (2 分)
要用250?电阻进行变换如 下所示:
红 蓝
接端子排

3 CPU 模块 315-2 DP(或 S7-314、S7-200、C200HE、CQM1、CPM2A 或 GE CPU 模 块) (2 分) A/D 模块 SM331(或 SM334、EM231、AD041、TC001、TS101-DA、TS002) (1 分) D/A 模块 SM332 或 D/O 模块 SM322(或 OC221) (1 分) 4 采用西门子 FB41 PID 模块(+FB43 PWM 模块) 、或力控 PID(+PWM)模块、或 自编 PID(+PWM 模块) 、或 GE PID 模块实现的(1 分) 主要设置了采样周期(或控制周期) 、P 参数、I 参数、D 参数(4 分) 控制算法采用位置式算法(1 分)
接线分图 制图 庞晓东 2006.5 校核
输出: 或

250Ω

转换器

控制输入 反馈输出

智能电动 调节阀

故障报警

通讯

传感器

比例 数量

材料

PXD-5

南阳理工学院变频实验室

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