自动控制系统及其组成建设工程技术与计量.安装工程

2023-10-08 理论教育版权反馈

【摘要】：是控制系统所控制和操纵的对象，它接收控制量并输出被控量。集散型控制系统由集中管理部分、分散控制部分和通信部分组成。总线控制系统把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，组成一个集散型的控制系统。

点评：本部分内容考生应熟悉自动控制系统的组成，各种类型的特征，各种自动控制设备的特点和用途，自动控制系统安装要求与工程计量规则。

知识要点集成

一、自动控制系统

表6-5　自动控制系统

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续表6-5

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二、检测仪表

表6-6　检测仪表

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续表6-6

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续表6-6

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三、自动控制系统的安装

表6-7　自动控制系统的安装

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续表6-7

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续表6-7

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四、自动化控制系统工程计量规则

自动化控制仪表安装工程计量规则详见教材。

经典考题剖析

一、2020年考题

1.自动控制系统中，用于测量被控量的实际值，并经过信号处理，转换为与被控量有一定函数关系，且与输入信号同一物理量的信号的是（　　）。

A.控制器　B.放大变换环节

C.反馈环节　D.给定环节

答案：C

［解析］自动控制系统的组成如下：

（1）被控对象。是控制系统所控制和操纵的对象，它接收控制量并输出被控量。

（2）控制器。接收变换和放大后的偏差信号，转换为被控对象进行操作的控制信号。

（3）放大变换环节。将偏差信号变换为适合控制器执行的信号。它根据控制的形式、幅值及功率来放大变换。

（4）校正装置。为改善系统动态和静态特性而附加的装置。如果校正装置串联在系统的前向通道中，称为串联校正装置；如果校正装置接成反馈形式，称为并联校正装置，又称局部反馈校正。

（5）反馈环节。用于测量被控量的实际值，并经过信号处理，转换为与被控量有一定函数关系，且与输入信号同一物理量的信号。反馈环节一般也称为测量变送环节。

（6）给定环节。产生输入控制信号的装置。

2.控制系统中，和集散控制系统相比，总线控制系统具有的特点是（　　）。

A.以分布在被控设备现场的计算机控制器完成对被控设备的监视、测量与控制。中央计算机完成集中管理、显示、报警、打印等功能

B.把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，组成一个集散型的控制系统

C.控制系统由集中管理部分、分散控制部分和通信部分组成

D.把传感测量、控制等功能分散到现场设备中完成，体现了现场设备功能的独立性

答案：B、D

［解析］集散型计算机控制系统又名分布式计算机控制系统（DCS），简称集散控制系统。它的特点是以分布在被控设备现场的计算机控制器完成对被控设备的监视、测量与控制。中央计算机完成集中管理、显示、报警、打印等功能。

集散型控制系统由集中管理部分、分散控制部分和通信部分组成。

总线控制系统把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，组成一个集散型的控制系统。

现场总线系统把集散性的控制系统中的现场控制功能分散到现场仪表，取消了DCS中的DDC，它把传感测量、补偿、运算、执行、控制等功能分散到现场设备中完成，体现了现场设备功能的独立性。

3.可将被测压力转换成电量进行测量，多用于压力信号的远传、发信或集中控制的压力检测仪表是（　　）。

A.活塞式压力计　B.电气式压力计

C.电接点压力表　D.液柱式压力计

答案：B

［解析］（1）一般压力表。适用于测量无爆炸危险、不结晶、不凝固及对钢及铜合金不起腐蚀作用的液体、蒸汽和气体等介质的压力。

1）液柱式压力计。用于测量低压、负压的压力表。被广泛用于实验室压力测量或现场锅炉烟、风通道各段压力及通风空调系统各段压力的测量。液柱式压力计结构简单，使用、维修方便，但信号不能远传。

2）活塞式压力计。测量精度很高，可达0.02%～0.05%，用于检测低一级的活塞式压力计或检验精密压力表，是一种主要的压力标准计量仪器。

3）弹性式压力计。构造简单、牢固可靠、测压范围广、使用方便、造价低廉、有足够的精度，可与电测信号配套制成遥测遥控的自动记录仪表与控制仪表。

4）电气式压力计。可将被测压力转换成电量进行测量，多用于压力信号的远传、发信或集中控制，与显示、调节、记录仪表联用可组成自动控制系统，广泛用于工业自动化和化工过程中。

（2）电接点压力表利用被测介质压力对弹簧管产生位移来测值。广泛应用于石油、化工、冶金、电力、机械等工业部门或机电设备配套中测量无爆炸危险的各种流体介质压力。

4.某温度计，测量时不干扰被测温场，不影响温场分布，从而具有较高的测量准确度。具有在理论上无测量上限的特点，该温度计是（　　）。

A.辐射温度计　B.热电偶温度计

C.热电阻温度计　D.双金属温度计

答案：A

［解析］双金属温度计。该温度计从设计原理及结构上具有防水、防腐蚀、隔爆、耐振动、直观、易读数、无汞害、坚固耐用等特点。热电偶温度计用于测量各种温度物体，测量范围极大。热电阻温度计是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。辐射温度计的测量不干扰被测温场，不影响温场分布，从而具有较高的测量准确度。理论上无测量上限，可以测到相当高的温度。此外，其探测器的响应时间短，易于快速与动态测量。在一些特定的条件下，如核辐射场，辐射测温场可以进行准确而可靠的测量。(www.chuimin.cn)

5.温度传感器安装正确的为（　　）。

A.避免安装在阳光直射的地方　B.安装在水管阀门附近

C.远离冷、热源2m以上的地方　D.应在风管保温层完成后安装

答案：A、C、D

［解析］室内温度传感器不应安装在阳光直射的地方，应远离室内冷/热源，如暖气片、空调机出风口。远离窗、门直接通风的位置。如无法避开则与之距离不应小于2m。室外温度传感器安装应有遮阳罩，避免阳光直射，应有防风雨防护罩，远离风口、过道。避免过高的风速对室外温度检测的影响。水管温度传感器安装不宜选择在阀门等阻力件附近和水流流束死角和振动较大的位置。风管温度传感器安装应在风管保温层完成后，安装在风管直管段或避开风管死角的位置。

二、2019年考题

1.在自动控制系统中，将输出信号转变、处理，传送到系统输入信号的是（　　）。

A.反馈信号　B.偏差信号

C.输入信号　D.扰动信号

答案：A

［解析］将系统（环节）的输出信号经过变换、处理送到系统（环节）的输入端的信号称为反馈信号。

2.传感器中能将压力变化转换为电压或电流变化的传感器有（　　）。

A.热电阻型传感器　B.电阻式差压传感器

C.电阻式液位传感器　D.霍尔式压力传感器

答案：B、D

［解析］压力传感器是将压力转换成电流或电压的器件，可用于测量压力和物体的位移。其中一种类型是利用金属弹性制成的压力传感器，具体包括电阻式压差传感器、电容式压差传感器、霍尔压力传感器3种。

3.适用于炼钢炉、炼焦炉等高温地区，也可测量液态氢、液态氮等低温物体的温度检测仪表是（　　）。

A.玻璃液位温度计　B.热电阻温度计

C.热电偶温度计　D.辐射温度计

答案：C

［解析］热电偶温度计用于测量各种温度物体，测量范围极大，远远大于酒精、水银温度计。它适用于炼钢炉、炼焦炉等高温地区，也可测量液态氢、液态氮等低温物体。

4.适用于大口径大流量的各种体、液体流量测量的流量仪表是（　　）。

A.玻璃管转子流量计　B.均速管流量计

C.节流装置（差压式）流量计　D.电磁流量计

答案：B

［解析］各类流量计特征见下表。

各类流量计特征

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5.电动阀的安装，符合要求的是（　　）。

A.管道防腐试压后安装　B.垂直安装在水平管道上

C.一般安装在供水管上　D.阀旁应装有旁通阀和旁通管路

答案：B、D

［解析］电动调节阀和工艺管道同时安装，管道防腐和试压前进行，安装要求如下：

（1）应垂直安装于水平管道上，尤其对大口径电动阀不能有倾斜；

（2）阀体上的水流方向应与实际水流方向一致。一般安装在回水管上；

（3）阀旁应装有旁通阀和旁通管路，阀位指示装置安装在便于观察的位置，手动操作机构应安装在便于操作的位置。

三、2018年考题

1.在自动化控制系统中除控制信号外，对系统的输出有影响的信号称为（　　）。

A.反馈信号　B.偏差信号

C.误差信号　D.扰动信号

答案：D

［解析］扰动信号是除控制信号之外，对系统的输出有影响的信号。

2.椭圆齿轮流量计具有的特点有（　　）。

A.不适用于黏度较大的液体流量的测量

B.不适用于含有固体颗粒的液体流量测量

C.测量精度高、计量稳定

D.属面积式流量计

答案：B、C

［解析］椭圆齿轮流量计适用于高黏度介质流量的测量，特点有：①精度较高；②计量稳定；③不适用于含有固体颗粒的液体；④属容积式流量计。

3.用于石油、化工、食品等生产过程中测量具有腐蚀性、高黏度、易结晶、含有固体状颗粒、温度较高的液体介质的压力时，应选用的压力检测仪表为（　　）。

A.隔膜式压力表　B.电接点压力表

C.远传压力表　D.活塞式压力表

答案：A

［解析］隔膜式压力表专门供石油、化工、食品等生产过程中测量具有腐蚀性、高黏度、易结晶、含有固体状颗粒、温度较高的液体介质的压力。

四、其他年份考题

用于测量低压，负压的压力表，被广泛用于实验室压力测量或现场锅炉烟、风通道各段压力及通风空调系统各段压力的测量。它结构简单，使用、维修方便，但信号不能远传，该压力检测仪表为（　　）。

A.液柱式压力计　B.活塞式压力计

C.弹性式压力计　D.电动式压力计

答案：A

［解析］液柱式压力计，一般用水银或水作为工作液，用于测量低压、负压的压力表。被广泛用于实验室压力测量或现场锅炉烟、风通道各段压力及通风空调系统各段压力的测量。液柱式压力计结构简单，使用、维修方便，但信号不能远传。

自动控制系统及其组成建设工程技术与计量.安装工程

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