2014秋过程控制工程试卷B

课程：《过程控制工程》

考核方式：（闭卷）课程性质：专业方向选修课 适用对象：11级自动化、13自动化专升本、本科

题号 一 二 三 四 五 总分 复核人 满分 12 25 20 23 20 100 得分

评卷人 得分 一、填空：（每题 1 分，共 12 分）

1“过程变量”的英文全称是

2“测量值”的英文全称是 3“设定值”的英文全称是 4“操作变量”的英文全称是 5“扰动变量”的英文全称是 6“直接数字控制”的英文全称是 7“分布式控制系统”的英文全称是 8“前馈控制”的英文全称是 9“反馈控制”的英文全称是 10“定值控制”的英文全称是 11“先进控制”的英文全称是 12“PID”的英文全称是

评卷人 得分 二、计算题（共25分）

1 如下图所示，液位过程的输入量为Q1，流出量为Q2，液位H为被控变量，A为截面积，并设R为线性液阻。（10分）

①列写过程的微分方程组； ②画出过程的方框图；

③求过程的传递函数W(s)o(s)HQ。

1(s)

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2 某水槽的阶跃响应实验数据如下，其中阶跃量Δμ=20% t/s 0 10 20 40 60 80 100 150 200 300 400 500 h/mm 0 9.5 18 33 45 55 63 78 86 95 98 99 ①画出水位的阶跃响应曲线（3分） ②若该水位对象用一阶惯性环节近似，试确定其增益K和时间常数T（4分）

3在某生产过程中，需求参与反应的甲，乙两种物料保持一定比例。若已知正常操作时，甲流量

q17m3h，乙流量

q2250Lh，两个流量均采用孔板测量并配用开方器，甲流量的测量范

围为

0~10

m3h,乙流量的测量范围为0~300Lh。根据要求设计保持q2q1比值的控制系统，

试采用DDZ-Ⅲ型仪表组成系统时的比值系数K。（8分）

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评卷人 三、分析题 （共20分）

得分 ④液位振荡时出现了极限环振荡，和压力对象相比，液位对象是大惯性环节还是小惯性环节（4 下面是液位对象的临界比例度振荡实验曲线

①请标注出临界振荡曲线图、P调节曲线图、极限环输出曲线图、PID调节曲线图。（8分）

图1 图2

图3 图4

②临界振荡时的Kcmax=17，临界振荡周期Pu=75s，请按Ziegler-Nichols公式分别计算三种控制规律的控制参数。（6分） Kc Ti Td P调节 PI调节 PID调节 ③为什么液位信号有毛刺？ （2分）

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分）

四、问答题 （共23分）

1 在锅炉温度过程控制实验中

①传感器、调节器、执行器分别是什么？（3分） ②温度对象是什么性质的对象？（2分） ③画出锅炉温度控制防干烧联锁图。（3分）

2在液位-流量串级控制实验中

①为什么让液位对象做主对象而让流量对象做副对象?（3分）

②主副调节器是什么、传感变送器是什么？执行器是什么？（5分）③串级控制实验的主副调节器的控制规律是什么？（4分） ④串级实验中如何施加一二次扰动？（3分）

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评卷人 得分

五、设计题 （共20分）

评卷人 得分 以下两题二选一

1如果你的过程控制课程设计的PID调节是通过调用PLC或PAC中的PID（+PWM）指令实现的

①用梯形图写出标度变换程序或设置、PID（+PWM）指令调用程序、标度反变换程序或设置（8分）②相应的控制参数数据区是如何设置的？（2分） ③如何整定设置主要参数？（6分）

④上位计算机监控的设置过程（变量定义、曲线定义、人机交互）（4分）

2如果你的过程控制课程设计的PID调节是自编算法实现的，请用梯形图语言、或C语言、脚本语言写出位置式PID算法程序（含初始化、PID分量计算、控制输出等，加注释，20分）

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