化工過程自動化控制知識要點

化工過程自動化控制知識要點姓名_________________________地址_______________________________學(xué)號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標(biāo)封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.下列哪項不屬于化工過程自動化控制系統(tǒng)的基本組成？

A.控制器

B.執(zhí)行器

C.傳感器

D.電動機

2.下列哪項不是常見的控制策略？

A.比例控制

B.積分控制

C.微分控制

D.邏輯控制

3.下列哪項不是工業(yè)控制計算機的主要特點？

A.高可靠性

B.強大的運算能力

C.豐富的接口

D.良好的抗干擾能力

4.下列哪項不是常見的工業(yè)控制系統(tǒng)？

A.分布式控制系統(tǒng)

B.集中式控制系統(tǒng)

C.局域網(wǎng)控制系統(tǒng)

D.互聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)

5.下列哪項不是過程控制系統(tǒng)的功能？

A.監(jiān)測

B.控制調(diào)節(jié)

C.記錄

D.分析

6.下列哪項不是化工過程自動化控制中的常用傳感器？

A.溫度傳感器

B.壓力傳感器

C.電流傳感器

D.光學(xué)傳感器

7.下列哪項不是化工過程自動化控制中的常用執(zhí)行器？

A.閥門

B.電機

C.電磁閥

D.變頻器

8.下列哪項不是化工過程自動化控制中的常見控制器？

A.模擬控制器

B.數(shù)字控制器

C.硬件控制器

D.軟件控制器

答案及解題思路：

1.答案：D

解題思路：化工過程自動化控制系統(tǒng)的基本組成包括控制器、執(zhí)行器和傳感器，電動機不屬于基本組成，而是執(zhí)行器的一種。

2.答案：D

解題思路：常見的控制策略包括比例控制、積分控制和微分控制，邏輯控制不屬于基本控制策略。

3.答案：C

解題思路：工業(yè)控制計算機的主要特點包括高可靠性、強大的運算能力和良好的抗干擾能力，豐富的接口并不是主要特點。

4.答案：D

解題思路：常見的工業(yè)控制系統(tǒng)包括分布式控制系統(tǒng)、集中式控制系統(tǒng)和局域網(wǎng)控制系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)并不是一個常見的工業(yè)控制系統(tǒng)。

5.答案：D

解題思路：過程控制系統(tǒng)的功能包括監(jiān)測、控制調(diào)節(jié)和記錄，分析并不是過程控制系統(tǒng)的基本功能。

6.答案：C

解題思路：化工過程自動化控制中的常用傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器和光學(xué)傳感器，電流傳感器不是常用的傳感器。

7.答案：B

解題思路：化工過程自動化控制中的常用執(zhí)行器包括閥門、電磁閥和變頻器，電機不是執(zhí)行器的一種。

8.答案：D

解題思路：化工過程自動化控制中的常見控制器包括模擬控制器、數(shù)字控制器和硬件控制器，軟件控制器不是常見的控制器類型。二、填空題1.化工過程自動化控制系統(tǒng)的基本組成包括檢測與變送系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。

2.化工過程自動化控制中的常見控制策略有PID控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。

3.工業(yè)控制計算機的主要特點有實時性、可靠性、工業(yè)適應(yīng)性。

4.常見的工業(yè)控制系統(tǒng)有分散控制系統(tǒng)（DCS）、可編程邏輯控制器（PLC）、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）。

5.過程控制系統(tǒng)的功能包括數(shù)據(jù)的采集與處理、信號的轉(zhuǎn)換與傳輸、控制決策與執(zhí)行。

6.化工過程自動化控制中的常用傳感器有溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器。

7.化工過程自動化控制中的常用執(zhí)行器有電動調(diào)節(jié)閥、氣動調(diào)節(jié)閥、液動調(diào)節(jié)閥。

8.化工過程自動化控制中的常見控制器有模擬控制器、數(shù)字控制器、智能控制器。

答案及解題思路：

1.檢測與變送系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)是構(gòu)成化工過程自動化控制系統(tǒng)的三大要素。檢測與變送系統(tǒng)負(fù)責(zé)對生產(chǎn)過程的各種參數(shù)進行檢測和變換，執(zhí)行系統(tǒng)負(fù)責(zé)按照控制策略執(zhí)行操作，控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制整個系統(tǒng)的運行。

2.PID控制是一種經(jīng)典的控制策略，其優(yōu)點是原理簡單、易于實現(xiàn)。模糊控制適用于非線性系統(tǒng)，具有較強的魯棒性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制通過學(xué)習(xí)過程優(yōu)化控制參數(shù)，適用于復(fù)雜控制問題。

3.工業(yè)控制計算機必須具備實時性以保證控制信號能夠及時傳遞；可靠性保證系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下仍能穩(wěn)定運行；工業(yè)適應(yīng)性使系統(tǒng)能夠適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境。

4.分散控制系統(tǒng)（DCS）適用于大中型工業(yè)過程控制；可編程邏輯控制器（PLC）適用于邏輯控制和小型控制系統(tǒng)；計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）將計算機技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

5.過程控制系統(tǒng)的功能主要包括數(shù)據(jù)的采集與處理、信號的轉(zhuǎn)換與傳輸以及控制決策與執(zhí)行。

6.溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器是化工過程自動化控制中常用的傳感器。

7.電動調(diào)節(jié)閥、氣動調(diào)節(jié)閥、液動調(diào)節(jié)閥是化工過程自動化控制中常用的執(zhí)行器。

8.模擬控制器、數(shù)字控制器、智能控制器是化工過程自動化控制中常見的控制器。三、判斷題1.化工過程自動化控制系統(tǒng)可以完全替代人工操作。（×）

解題思路：雖然化工過程自動化控制系統(tǒng)可以極大提高生產(chǎn)效率和安全性，但完全替代人工操作是不可能的。因為自動化系統(tǒng)可能無法應(yīng)對突發(fā)情況，需要人工進行判斷和決策。

2.比例控制是化工過程自動化控制中最簡單的控制策略。（√）

解題思路：比例控制是最基礎(chǔ)的自動控制策略，它通過改變控制變量的大小來補償被控變量的偏差。由于其簡單性，比例控制常被用作其他復(fù)雜控制策略的基礎(chǔ)。

3.工業(yè)控制計算機的可靠性要求高于普通計算機。（√）

解題思路：工業(yè)控制計算機在設(shè)計時考慮了更多的工業(yè)環(huán)境因素，如溫度、濕度、振動等，因此其可靠性要求高于普通計算機。

4.分布式控制系統(tǒng)具有集中控制和分散管理的特點。（√）

解題思路：分布式控制系統(tǒng)通過將控制功能分散到多個節(jié)點上，實現(xiàn)了集中控制與分散管理的結(jié)合，提高了系統(tǒng)的靈活性和可靠性。

5.過程控制系統(tǒng)中的傳感器負(fù)責(zé)將物理量轉(zhuǎn)換為電信號。（√）

解題思路：傳感器是過程控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其作用是將各種物理量（如壓力、溫度、流量等）轉(zhuǎn)換為電信號，以便于控制器進行處理。

6.執(zhí)行器是化工過程自動化控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。（√）

解題思路：執(zhí)行器是控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它將控制信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制動作，如開關(guān)閥門、調(diào)節(jié)流量等，因此是控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。

7.控制器可以根據(jù)預(yù)設(shè)的控制策略對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。（√）

解題思路：控制器是過程控制系統(tǒng)的核心，它根據(jù)預(yù)設(shè)的控制策略和實時反饋，對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

8.化工過程自動化控制系統(tǒng)可以實時監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)。（√）

解題思路：化工過程自動化控制系統(tǒng)通常配備有各種監(jiān)測設(shè)備，可以實時獲取系統(tǒng)狀態(tài)信息，如溫度、壓力、流量等，以便于及時調(diào)整和優(yōu)化生產(chǎn)過程。四、簡答題1.簡述化工過程自動化控制系統(tǒng)的基本組成。

答案：

輸入單元：負(fù)責(zé)采集生產(chǎn)過程中的各種物理量，如溫度、壓力、流量等。

控制單元：根據(jù)輸入的物理量，執(zhí)行相應(yīng)的控制算法，輸出控制信號。

執(zhí)行單元：接收控制單元輸出的信號，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的調(diào)節(jié)和調(diào)整。

輸出單元：反饋控制效果，為控制單元提供實時數(shù)據(jù)。

解題思路：

了解化工過程自動化控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，明確各個單元的功能，然后逐一進行簡述。

2.簡述化工過程自動化控制中的常見控制策略。

答案：

零階控制策略：設(shè)定一個固定的目標(biāo)值，使系統(tǒng)穩(wěn)定在目標(biāo)值附近。

一階控制策略：設(shè)定一個固定的目標(biāo)值，并允許系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)波動。

二階控制策略：設(shè)定一個固定的目標(biāo)值，對系統(tǒng)進行限制，使系統(tǒng)快速穩(wěn)定。

三階控制策略：設(shè)定一個固定的目標(biāo)值，對系統(tǒng)進行限制，使系統(tǒng)快速穩(wěn)定，同時提高系統(tǒng)的魯棒性。

解題思路：

了解化工過程自動化控制中常見的控制策略，并列舉每種策略的特點和應(yīng)用場景。

3.簡述工業(yè)控制計算機的主要特點。

答案：

高速運算能力：能夠?qū)崟r處理大量數(shù)據(jù)，滿足化工生產(chǎn)過程中的實時性要求。

抗干擾能力強：具備較高的抗電磁干擾能力，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

實時性強：能夠?qū)ιa(chǎn)過程中的實時數(shù)據(jù)進行快速處理和反饋。

安全可靠：具備較強的安全性，防止惡意攻擊和數(shù)據(jù)泄露。

解題思路：

分析工業(yè)控制計算機在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用特點，歸納總結(jié)其主要特點。

4.簡述常見的工業(yè)控制系統(tǒng)。

答案：

分布式控制系統(tǒng)（DCS）：以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的集中管理和控制。

集散控制系統(tǒng)（DHS）：以微處理器為核心，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的分散控制和集中管理。

可編程邏輯控制器（PLC）：適用于復(fù)雜控制邏輯的生產(chǎn)過程，實現(xiàn)實時控制。

工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)：以工業(yè)以太網(wǎng)為通信平臺，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的集中控制和數(shù)據(jù)交換。

解題思路：

了解常見的工業(yè)控制系統(tǒng)，分析其特點和適用范圍。

5.簡述過程控制系統(tǒng)的功能。

答案：

實時監(jiān)測：對生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵參數(shù)進行實時監(jiān)測，為控制策略提供依據(jù)。

數(shù)據(jù)采集：收集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，為分析和優(yōu)化生產(chǎn)過程提供數(shù)據(jù)支持。

控制調(diào)節(jié)：根據(jù)預(yù)設(shè)的控制策略，對生產(chǎn)過程進行實時調(diào)節(jié)和調(diào)整。

故障診斷：及時發(fā)覺生產(chǎn)過程中的異常情況，并采取措施進行修復(fù)。

解題思路：

分析過程控制系統(tǒng)的核心功能，闡述其在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用價值。

6.簡述化工過程自動化控制中的常用傳感器。

答案：

溫度傳感器：用于測量溫度，如熱電偶、熱電阻等。

壓力傳感器：用于測量壓力，如壓阻式、電容式等。

流量傳感器：用于測量流量，如電磁流量計、渦街流量計等。

物位傳感器：用于測量液位或料位，如超聲波物位計、雷達物位計等。

解題思路：

列舉化工過程自動化控制中常用的傳感器，并簡要介紹其原理和特點。

7.簡述化工過程自動化控制中的常用執(zhí)行器。

答案：

電動調(diào)節(jié)閥：通過電機驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)閥門的開閉和流量調(diào)節(jié)。

氣動調(diào)節(jié)閥：通過壓縮空氣驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)閥門的開閉和流量調(diào)節(jié)。

電磁閥：通過電磁力驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)閥門的開閉。

執(zhí)行電機：驅(qū)動各種機械設(shè)備，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化控制。

解題思路：

列舉化工過程自動化控制中常用的執(zhí)行器，并簡要介紹其工作原理和應(yīng)用場景。

8.簡述化工過程自動化控制中的常見控制器。

答案：

單回路控制器：控制一個回路的變量，如PID控制器。

多回路控制器：同時控制多個回路的變量，如串級控制、前饋控制等。

精密控制器：用于高精度、高穩(wěn)定性控制，如模糊控制器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器等。

執(zhí)行控制器：控制執(zhí)行器的動作，如邏輯控制器、步進控制器等。

解題思路：

列舉化工過程自動化控制中常見的控制器，并簡要介紹其特點和應(yīng)用范圍。五、論述題1.論述化工過程自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)點。

論述化工過程自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)點主要包括：

提高生產(chǎn)效率：自動化控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)精確控制，減少人工操作誤差，提高生產(chǎn)效率。

提高產(chǎn)品質(zhì)量：自動化控制系統(tǒng)可以實時監(jiān)測生產(chǎn)過程，保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

降低能耗：自動化控制系統(tǒng)可以優(yōu)化能源使用，降低能耗，減少生產(chǎn)成本。

提高安全性：自動化控制系統(tǒng)可以及時發(fā)覺和處理異常情況，降低發(fā)生率。

減輕勞動強度：自動化控制系統(tǒng)減輕了人工操作的工作量，提高了勞動效率。

2.論述化工過程自動化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢。

化工過程自動化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢包括：

智能化：利用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)的智能化。

網(wǎng)絡(luò)化：通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和控制。

精細化：提高控制系統(tǒng)對生產(chǎn)過程的監(jiān)測和控制精度。

系統(tǒng)集成化：實現(xiàn)生產(chǎn)、管理、維護等各個系統(tǒng)的集成，提高整體運行效率。

3.論述化工過程自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。

化工過程自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，主要包括：

化工生產(chǎn)：如石油化工、化肥生產(chǎn)、制藥等。

食品工業(yè)：如食品加工、飲料生產(chǎn)等。

紡織工業(yè)：如紡織、印染等。

紙業(yè)：如造紙、紙板生產(chǎn)等。

4.論述化工過程自動化控制系統(tǒng)的安全性與可靠性。

化工過程自動化控制系統(tǒng)的安全性與可靠性主要包括：

安全性：通過設(shè)計合理、可靠的安全保護系統(tǒng)，保證生產(chǎn)過程安全。

可靠性：采用高可靠性元器件和軟件，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。

5.論述化工過程自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計原則。

化工過程自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計原則包括：

可靠性：保證系統(tǒng)在各種環(huán)境條件下都能穩(wěn)定運行。

可擴展性：方便系統(tǒng)升級和擴展。

可維護性：便于維護和維修。

經(jīng)濟性：在滿足功能要求的前提下，降低成本。

6.論述化工過程自動化控制系統(tǒng)的故障診斷與處理。

化工過程自動化控制系統(tǒng)的故障診斷與處理包括：

故障診斷：利用故障檢測、預(yù)警等技術(shù)，及時發(fā)覺和處理故障。

故障處理：根據(jù)故障原因，采取相應(yīng)措施進行處理。

7.論述化工過程自動化控制系統(tǒng)的智能化發(fā)展。

化工過程自動化控制系統(tǒng)的智能化發(fā)展主要包括：

人工智能：利用人工智能技術(shù)，實現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)和決策。

大數(shù)據(jù)：通過大數(shù)據(jù)分析，提高自動化控制系統(tǒng)的預(yù)測和優(yōu)化能力。

8.論述化工過程自動化控制系統(tǒng)的未來發(fā)展前景。

化工過程自動化控制系統(tǒng)的未來發(fā)展前景廣闊，主要包括：

新技術(shù)推動：新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，自動化控制系統(tǒng)將更加智能化、高效化。

應(yīng)用領(lǐng)域拓展：自動化控制系統(tǒng)將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用。

政策支持：將加大對自動化控制系統(tǒng)的支持力度，推動行業(yè)發(fā)展。

答案及解題思路：

1.化工過程自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)點有提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗、提高安全性和減輕勞動強度。解題思路：從系統(tǒng)功能、生產(chǎn)效益、人力資源等方面分析。

2.化工過程自動化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢包括智能化、網(wǎng)絡(luò)化、精細化和系統(tǒng)集成化。解題思路：結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)分析。

3.化工過程自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域包括化工生產(chǎn)、食品工業(yè)、紡織工業(yè)和紙業(yè)等。解題思路：列舉化工行業(yè)典型應(yīng)用案例。

4.化工過程自動