2022-2022过程控制试卷B答案和评分标准 - ? ? ? ? ? 号?学? ? 线 ? ? ? ? ? 名?姓? ? 班- ? 订 ? ? ? 业?专- ? - ? 装 ? ? ? ?系? ? ? ? ? ? 南阳理工学院电子与电气工程系 13、进入S7-300 PLC中A/D转换的数字量范围是 0-27648(约5530-27648) 2022—2022学年第一学期期末考试卷 14、在S7-300 PLC中调用 FC105 进展标度变换 课程名称 过程控制工程 试卷编号 B 得 分 二、选择题〔共25分，第15、16、17题 5分，第考试方式 闭卷 总分值分值 100分 评卷人 18题10分〕 15、试述直接数字控制系统的系统构造与特点 题 号 一 二 三 四 五 总 分 得 分 答：直接数字控制系统〔Direct Digital Control,DDC〕它使 用一台计算机代替工程控制中的模拟控制器，并不改变原有的生得 分 产过程，计算机首先通过AI和DI接口采集数据，把检测仪表送评卷人 一、填空题〔共20分，每空1分〕。
来的反响各种工艺参数和过程状态的标准模拟信号、开关信号转1、“被控变量”的英文全称是 Controlled Variable,CV 2、“误差”的英文全称是 error 换为数字信号及时送往计算机主机；主机按照一定的控制规律 3、“伺服控制”的英文全称是 Servo Control 进展计算，发出数字化的控制信息；最后通过AO和DO接口把主4、“开关量控制”的英文全称是 Switch Control 5、“连续量控制”的英文全称是 Continuous Control 机输出的数字信号转换为适应各种执行器的控制信号直接控制生6、“连续时间控制”的英文全称是Continuous-Time Control 产过程 7、“离散时间控制”的英文全称是 Discrete-Time Control 8、“常规控制”的英文全称是 Conventional Control 特点：计算灵敏，不仅能实现典型的PID控制规律，还可以分时9、“先进控制”的英文全称是 Advanced Process Control ,APC 处理多个控制回路，能方便的对传统的PID算法进展改良或实现10、“PID”的英文全称是 Propotional Integral Derivative 11、S7-300 PLC中OB35的“OB”的英文全称是 Organization Block 其他的复杂控制算法，但价格昂贵，而且计算机速度难以满足快 数据块“DB”的英文全称是 Data Block 在本次的过程控制课程设计中： 速过程实时控制的要求。
12、你所在设计组使用的电加热丝功率是 2.5KW(4.5KW) ，采用铜〔铂〕热 电阻测温，它的分度号是 Cu50(Pt100)，AI-818仪表中分度号设置数据是 20(21)，CtrL设置数据是 0 ，变送输出的信号范围是 4-20(0-20) mA 第 1 页 共 4 页 ? ? ? ? ? 号?学? ? 线 ? ? ? ? ? 名?姓? ? 班- ? 订 ? ? ? ?业?专? ? ? ? ? 装 ? ? ? ?系? ? ? ? ? ? 16、在本次的过程控制课程设计中，使用AI-818仪表进展温度信号变送18、在FB43模块的算法设计中，算法的时基信号是OB35的定时中断时间，说明为什么使用三线制，画出三线制测温的原理电路 设为100ms如何实现对PER-TM=5s的定时？如何实现对INV=30的输出时答：为了进展引线电阻补偿 间比例控制？FB41.cycle和FB43.cycle设置为多少？ 电桥电路： 答：PER-TM定时的实现是靠对时基信号的循环计数实现的设置 计数器cnt1，为了实现PER-TM=5s=5000ms的定时，须设计数器 的初值为5000/100=50。
每个OB35周期，cnt1减一计数，直至为 0，本PER-TM=5s周期完毕，重装计数初值，开场下一个周期计数 或INV=30的输出时间比例脉冲宽度=(30/100)*5000ms=1500ms, 补偿线设置计数器cnt2,其计数初值设为1500ms/100ms=15，每个OB35 周期减一计数，直至为0，即实现QPOS为ON的输出脉宽控制 FB41.cycle=5000ms，FB43.cycle=100ms 17、画出本次过程控制课程设计中，你所在设计组的控制系统的控制回路接线图 得 分 评卷人 三、计算题〔共25分，第19题15分，第20题10分〕 现 场架 装端子柜控 制 站操作台19、两只水箱串联工作〔如题图2-2所示〕，其输入量为Q1，流出量为Q2，Q3H1，H2分别为两只水箱的水位，H2为被控变量，A1，A2分别为两TE TIT 上位监控计算机个水箱的截面积，假设R1，R通信电缆2，R12，R3为线性液阻 口口〔1〕列写过程的微分方程组； 〔2〕画出过程的方框图； 模块 力控6.112SSRG1〔3〕求液位过程的传递函数1JB3G2触Ws)?H2(s)加热丝发o(R红311Q) 2G11(sS红4SSR触 T Y3102发T红5G22 N蓝6触12SSRG1发33102G22PXU6RV5SW4TN3N 解：〔1〕根据物料平衡方程，可列出如下微分方程： 第 2 页 共 4 页 ? ? ? ? ? 号?学? ? 线 ? ? ? ? ? 名?姓? ? 班- ? 订 ? ? ? ?业?专? ? ? ? ? 装 ? ? ? ?系? ? ? ? ? ? -?AdH1(t)1d(t)?Q1(t)?Q2(t)?Q12(t) 方法二： AdH(t)d(t)?Q1(t)?Q2(t)?Q3(t) 根据流体运动方程可得： Q1?H2 12?HR;QH1H2?;Q3?2.12R2R3 T2?1.5(t0.632-t0.283)?1.5*(5.2-1.9)?4.95 (2)上述微分方程经拉普拉斯变换得： 我们用两种方法求平均： A1?H2H11SH1(S)?Q1?HR?12R2T?T1?T2H1?H22?5.2?4.952?5.075 A2SH2(S)?Q12?Q3?R?H212R3 ?Q180?0K?Qmax?Qmin0.01?0500.01?3.5 0.1?0.020.1?0.02 传递函数：G(S)?K3.5TS?1?5.075S?1 得 分 四、控制系统设计题〔共20分，第21、22题5分，评卷人 (3)第23题10分〕 21、单回路系统中其他参数不变，仅加速PI控制器的积分作用，试答复如W〔H2(S)下问题。
0S〕?Q?R2R31(S)A1A2R2R12R23S?(A2R2R3?A2R12R3?A1R12R2?A1R2R3)S?R2?R12?R3 〔1〕在一样的外界干扰作阶跃变化情况下，最大偏向是否增大？振荡是否加剧？ 20、有一流量对象，当调节阀气压改变0.01MPa时，流量的变化如表 〔2〕为了获得与以前一样的系统稳定性，可适当调整K 假设该对象用一阶惯性环节近似，试确定其传递函数Kc问应调大还是调小？Kc调整后环路静态增益是否改变，是变大还是变小？ 答：〔1〕最大偏向不增大，振荡加剧 解：方法一：作图得，T1=5.2S; 〔2〕KC调小，KC调整后环路静态增益变小 第 3 页 共 4 页 ? ? ? ? ? 号?学? ? 线 ? ? ? ? ? 名?姓? ? 班- ? 订 ? ? ? 业?专- ? - ? 装 ? ? ? ?系? ? ? ? ? ? 22、在某消费过程中，需求参与反响的甲，乙两种物料保持一定比例假设已这样副回路难以发挥快速抑制扰动d1的作用，故不宜采用串级控知正常操作时，甲流量q31?7mh，乙流量q2?250Lh，两个流量均采制。
下列图中应该采用串级控制，这样副对象为一阶系统且具有小用孔板测量并配用开方器，甲流量的测量范围为0~10m3h,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-的滞后，而主对象为两个大惯性环节的串联，这样副回路可以发Ⅲ型仪表组成系统时的比值系数K 挥快速调节作用，抑制d1扰动的影解：因为两个流量均采用孔板测量并配用开方器，所以流量与测得 分 响 量信号成线性关系 评卷人 五、控制系统分析^p 〔共10分，每题5分〕 K?kQ1maxQ2Q1max250L/h10m3/h Q?2maxQ*1Q?2max7m3/h*300L/h?1.2 24、有时前馈-反响控制系统从其构造上看采用DDZ型仪表组成系统时的比值系数K=1.2 与串级控制系统非常相似试问如何来区分它们？试分析^p 判断下列图所示的两个系统各属于什么系统？说明其理由 答：前馈反响控制系统对主变量的扰动检测并进展补偿控制，而23、下列图表示了二个动态过程的方框图为了改善闭环品质〔d1干扰时〕，哪一个过程应该采用串级控制，为什么？对应该采用串级控制的系统，串级控制没有对主变量的扰动提早检测和补偿，上图为串级控制试画出相应的方框图〔假设Gv(s)?Gm(s)?1〕 系统，因为温度主回路的输出对燃料油流量进展调节，为了实现燃料油流量的稳定，设置了流量调节副回路，所以为串级控制系统。
25、推导史密斯预估补偿控制的传递函数 答： ? Y'(s)?kpgp(s)e?ps?Gs(s)?Gc(s)kpgp(s)Gc(s) R(s)-?1-?k?ps?G?pgp(s)e?s(s)-Gc(s)1?kpgp(s)Gc(s) 答：上图假如采用串级控制，副对象为两个大惯性环节的串联，k)?k-ps pgp(spgp(s)e?Gs(s) 且时间常数较大，而主对象为1/〔0.1s+1〕，且时间常数较小，- Gs(s)?kpgp(s)-1?eps- 第 4 页 共 4 页 第 10 页 共 10 页。