过程控制工程是一门重要的工程技术,主要涉及工业生产中的自动化控制,确保系统稳定、高效运行。这份试卷的内容涵盖了过程控制工程的基础知识,包括控制系统的类型、控制器的选择、前馈控制的应用、串级控制的原理以及分程控制系统的使用场景。
1. **控制系统类型**:
- **开环比值控制系统**:在比值控制系统中,输出信号与输入信号的比值是恒定的,开环意味着没有反馈回路。
- **单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统**:增加了反馈机制,以调整输出与输入的比例,确保系统稳定性。
2. **阀门类型**:
- **气开阀和气闭阀**:气开阀在气源失压时关闭,气闭阀则在失压时打开,这是根据安全考虑设计的。
3. **串级控制**:
- **串级控制**能提高系统的控制精度,尤其适用于主变量要求高、滞后大的情况。主控制器通常选用比例积分(PI)控制,副控制器则多采用比例(P)控制。
4. **控制策略**:
- **前馈控制**:针对不可控但可测量的扰动,提前进行补偿,提高控制效果,适用于大扰动、不可控变量的场合。
- **单冲量、双冲量、三冲量控制**:依据多个参数来控制一个变量,如液位控制中结合流量和压力等信息。
- **分程控制**:扩展控制阀的调节范围,改善控制品质,或用于安全防护,如控制两种不同介质的流量。
5. **均匀控制**:
- **均匀控制系统**旨在协调两个变量的关系,如液位和流量的控制,通常采用纯比例作用,并通过控制器参数整定实现。
6. **分析题和计算题**:
- 包含了控制阀的工作状态判断、控制器的反应方向确认、系统方块图的构建、前馈控制器的数学模型等,这些都是实际工程中进行系统设计和分析的重要步骤。
总的来说,过程控制工程试卷A主要考察了学生对基本概念的理解、控制策略的应用和系统分析能力。这些知识点对于理解和设计实际过程控制系统至关重要,能够帮助工程师解决生产过程中的各种控制问题,提高生产效率和安全性。