第一篇：熱工自動控制復習材料

免責聲明:傾情奉獻,數據僅供參考

第一章

1.被控對象：被調節的機器設備或生產過程 被控量：系統中被控參數 擾動：影響被調量的所有因素

給定值：根據生產要求被調量規定值

調節機構：在調節作用下，用來改變進入被控對象的物質或能量的裝置 2.系統方框圖可以由什么構成，一個復雜的控制系統由哪些基本的連接方式構成

系統方框圖可以由環節機構構成，一個復雜的控制系統由串并聯和反饋連接構成

3.自動控制系統的分類

Ⅰ、按給定值的形式分類：①恒值控制系統

②程序控制系統 ③隨動控制系統

④比值控制系統

Ⅱ、按系統中信號的形式分類：① 連續系統 ②離散系統 Ⅲ、按工作方式分類：①開環控制系統 ②閉環控制系統

Ⅳ、按系統的復雜程度分類：①單回路控制系統②多回路控制系統

Ⅴ、按系統的動態特性分類：①線性系統和非線性系統

②時變系統和定常系統 Ⅵ、按控制規律分類：①程序和順序控制

②比例積分微分(PID)控制

③最少拍控制

④復雜規律控制

⑤智能控制

VII按系統中被調量和被調量的數目分類:①單輸入、單輸出系統

②多輸入、多輸出系統

4.衡量一個控制系統的質量可以通過：①穩定性

②準確性

③快速性

5.穩定性一般用什么進行反映，調節過程根據過渡過程的形態不同分為哪幾種？（會畫過渡過程的形態圖）最佳穩定性指標是多少？穩定性一般用衰減率品質指標反映

Ψ=1非周期；Ψ=0等幅振蕩；0<Ψ<1衰減振蕩；Ψ<0漸擴振蕩調節過程；最佳0.75~0.9

6.動態偏差：靜態偏差：t→∞時,偏差的大小

e∞；動態偏差：系統在過渡過程e（t）的最大值,記為

e

M

7.快速性用系統的調節時間來反映

系統調節時間（即系統受擾動后從一個穩定狀態過渡到另一個穩定狀態所需時間）可反應系統的快速性。

8.畫出采用前反饋控制系統來調節容器內熱水溫度的示意圖，并對其工作原理進行解釋，并支持這種做法相對單獨反饋或者反饋的有點存在（自己解決，哥們無能為力，呵呵呵。）

第二章

1.描寫無（有）自平衡能力對象動態特性的特征參數有哪些？（自己解決，哥們無能為力，呵呵呵。）

2.請簡要敘述熱工過程對象的特點，并說明熱工過程控制系統的任務是什么？（1）合理選擇調節系統的結構

（2）合理選擇PID調節器的參數

3.什么是飛升曲線？典型熱工對象的飛升曲線有哪幾種，畫出各自的飛升曲線，寫出各自的特征參數，并作簡要說明（自己解決，哥們無能為力，呵呵呵。）

4.對于飛升曲線，在轉換成傳遞函數時，常用的兩種方法是什么？

切線法和兩點法

5.基本的調節規律有哪三種，三種調節規律如何描述的，比較三種調節規律的優缺點

P54

比例(P)調節規律、積分(I)調節規律、微分(D)調節規律

比例(P)調節規律:在比例調節規律中使調節器中調節量m與偏差e成正比是最基本的調節規律.積分(I)調節規律：使調節器中調節量m與偏差e對時間的積分成比例的調節量規律 微分(D)調節器:調節作用僅與偏差的變化速度成比例,而與偏差無關,不能單獨使用.6.熱工過程自動控制中采用的工業調節器有哪幾種？各種工業調節器的優缺點？ 比例(P)調節器：只能保證過程穩定性，不能保證無差運動和無動態偏差 比例積分(PI)調節器：能保證穩定性和無差運動，不能無動態偏差 比例微分(PD)調節器：能穩定性和無動態偏差，不能無差運動 比例積分微分(PID)調節器：都能保證

請分析由于積分（微分）作用的加入，對調節系統的穩定性、靜態偏差，以及動態偏差的影響（自己解決，哥們無能為力，呵呵呵。）

7.8.請畫出采用PI(PD)調節器的等穩定性線圖，并對調節系統的穩定性進行分析(P44)9.采用PID調節器時的等衰減率曲線，來分析不同段靜態誤差和動態偏偏差的變化情況(P46)10.對于P調節器，Kp增大，調節時間如何變化?PI調節器相對于P,調節時間長還是短？PD調節器相對于P(PI)，調節時間長還是短P47 11.單回路調節系統整定的方法有哪幾種？實驗整定又有哪兩種方法？ 單回路調節系統整定的方法:計算、圖表、實驗；

實驗整定法：臨界比例帶、衰減曲線

第三章

1.工業調節器從實現方式上來分類可以分為哪兩類，請簡要的說明直接數字控制系統和模擬調節系統的結構，控制方法，實現過程等有什么不同，數字式有什么樣的優點？

工業調節器從實現方式上分：模擬、數字

模擬：通過電容、電阻、放大器組成電路來調節，采用慣性環節反饋，可實現PD調節，采用實際微分環節反饋可實現PI調節

數字：通過計算機編程實現；能實現復雜控制規律的控制、有很快計算時間，以及分時控制能力，可實現多回路控制、具有很強靈活性、還克實現監控數據采集數字顯示等、系統維護簡單可靠性高(書上未驗證)

2.采用什么環節可以實現PD調節，什么緩解可以實現PI調節？（自己解決，哥們無能為力，呵呵呵。）

3.A/D轉換器的作用？將模擬信號轉換為數字信號

4.作為被控對象，溫度（成分）和流量（液位）相比，哪個采樣周期更長一些？

作為被控對象，溫度和流量相比，溫度>流量

5.常用的數字濾波的主要方法有哪些，中值濾波適用于變化緩慢還是迅速的過程參數？常用數字濾波方法：平均、一介慣性；中值濾波適用于迅速過程參數

6.平均值濾波有哪些方法:算數平均濾波

移動平均濾波

加權平均濾波

去極值平均濾波

7.限速（幅）濾波是一種常用的異常數據剔除的方法，請寫出限速濾波的算法，畫出程序框圖并說明其適用場合P92 8.實現采樣動作的裝置叫什么？數字信號恢復為模擬信號的最常見裝置是什么P110 9.PID調節規律的數字算法常用的有哪幾種？改進的算法有哪些？指出增量型算法的一個應用實例(未解決)

PID調節規律的數字算法常用法：位置、增量式、速度式

改進算法：帶有死區、積分分離、不完全微分、帶有一階濾波器PID控制算法

10.寫出積分分離（帶死區、不完全微分）的PID控制算法，并根據算法畫出計算機程序概圖P103

第四章

1.DCS是什么的簡稱，其設計理念是什么，它一般由哪三部分構成一個有機的整體DCS：集中管理和分散控制的設計理念的集散綜合控制系統 設計理念：集中管理，分散控制

特點：自治性、協調性、易用性、友好性、適應性、實時在線想性

組成：操作管理裝置：工程師站、操作員站、管理計算機和顯示設置；通訊系統：計算機網絡；分散控制裝置：現場控制站、過程監測站

2.DCS的層次化結構一般分為哪四個級別，現場控制站屬于哪個級別

過程管理級

過程控制級、現場控制級

經營管理級(整理不全)

3.DCS的網絡拓撲結構有幾種？說出各自優缺點

DCS網絡拓撲結構種類：星形、環形、總線形、樹形

星形：以中央結點為中心與各個結點連接而成，各結點與中央結點通過點到點方式連接，中央結點可直接與從結點連接

環形：在網絡中各結點通過環路接口連載一條守衛相接的閉合環形通信線路中；結點多影響傳輸效率，一個站故障影響整個，封閉環不易擴張

總線形：比較簡單的結構，采用一根中央主點纜稱為公共總線的傳輸介質，各節點直接與總線相連接，信息沿總線介質逐個結點地傳播

樹形：網在總線型網絡上加分支形成，傳輸介質可有多條分支，但不形成閉合回路，通信線路短，網絡成本低

4.簡述現場控制站、工程師站、操作員站的功能P130 5.在集散控制系統中，常用的傳輸介質有雙絞線，同軸電纜及光纜哪種性能最好，最便宜？（會比較）雙絞線<同軸電纜<光纜

6.為了便于實現網絡的標準化，國際標準化組織ISO提出了模型是什么，這個協議的最底層最高層分別是什么？國際標準化組織提出:ISO/OSI模型

分層：物理，數據鏈路，網絡，傳輸，會話，表示，應用最底層物理層最高層應用層

7.節點訪問或者控制網絡的方式有哪兩種？（自己解決，哥們無能為力，呵呵呵。）8.DCS中常用的網絡協議有哪些？？ISO/OSI協議有幾層？

MAP協議

OSI模型

IEEEE802標準

MAP協議

最底層是什么？7層 物理層 9.MAP協議有哪三種？全MAP 小MAP 加強MAP 10.什么是現場總線，簡述現場總線（相對于原先的模擬信號傳輸）的優缺點(未解決)，現場總線技術的發展離不開什么的進步現場總線：測量和控制機器間的數字通訊為主的網絡；總線技術發展離不開智能儀表的進步

11.現場總線中的通信協議有幾層

4層

用戶層

應用層

數據連接層

物理層

第五章

1.計算機先進過程控制系統主要包括哪些?專家系統

遺傳算法 2.預測控制的基本內容有哪些？（自己解決，哥們無能為力，呵呵呵。）3.專家系統主要由哪幾部分組成，最關鍵的是哪兩個，其控制思想是什么？

專家系統組成：知識庫、數據庫、自學習機構、推理機、控制策略、信息處理與融合解釋器

執行機構

人機接口(不全)

4.專家系統中的知識表達最常用的一種方式是什么？專家系統常用知識表達方式：產生式規則

5.基本遺傳算法的運算思想是怎么樣的，基本的遺傳算子有哪些？基本遺傳算法運算思想：遺傳變異;基本遺傳算子：選擇、交叉、變異

第二篇：熱工復習

玻璃熱工設備

基本概念

1.玻璃池窯熔化率K

窯池每平方米面積上每天熔制的玻璃液量。t /(m2 ·24h)。

2.噸玻璃消耗的燃料量

熔化一噸玻璃液消耗的燃料重量（或體積）。kg燃料/ t玻璃或m3 / t玻璃液。

3.有效熱效率

（用于玻璃熔制的耗熱量 / 單位耗熱量）%

4.橫火焰窯

窯內火焰作橫向流動,與玻璃液流動方向垂直，有2對以上小爐

5.馬蹄焰窯

窯內火焰呈馬蹄形流動

6.縱火焰窯

窯內火焰作縱向流動，與玻璃液流向一致

7.三傳理論

動量傳遞，動力：壓強差，如池內玻璃液流動、火焰空間、蓄熱室、管道內的氣體流動或液體流動

熱量傳遞，動力：溫度差，如窯內熱傳遞、玻璃液內熱交換、配合料內熱交換、氣—固間、氣-液間、液-固間的熱交換

質量傳遞，動力：濃度差，如玻璃液內物質擴散、氣體空間內同組分間擴散

8.火焰空間熱負荷值

火焰空間熱負荷值：每單位空間容積每小時燃料燃燒所發出的熱量。也叫熱強度。(Q火/V火)

9.流液洞流量負荷

每小時通過流液洞每單位斷面積的玻璃液量稱為流液洞的流量負荷，kg/cm2.h

10.格子體的比受熱面積A

比受熱面積：每平方米熔化面積所需的格子體的受熱表面。A=F蓄/F熔

11.格子體通道的橫截面積

12.格子體的填充系數

填充系數：每1m3 格子體內磚材的體積

13.小爐口熱負荷

小爐口單位面積單位時間的燃料消耗量

14.玻璃形成過程的耗熱量

配合料在熔制過程中生成1kg玻璃液理論上所需要消耗的熱量。

15.燒煤氣小爐的形式

格子體通道截面積：1㎡格子體橫向上氣體通道的截面積。

“小交角”特點：空、煤氣交角小，預燃室長，舌頭探出（長舌）。小爐火焰平穩、較長，火根與火梢溫差較小，易控制，自然通風，檢修方便；但體積較大，散熱損失大，占地多。“大交角”特點：空、煤氣交角大，預燃室短，舌頭不探出（短舌）。小爐空、煤氣混合良好，火焰較短，出口附近火焰溫度高，結構緊湊，但火焰難控制，火根與火梢溫差大，用機械鼓風，檢修不方便，操作水平要求高。

16.坩堝窯

窯內放置坩堝，坩堝內將配合料熔化成玻璃的熱工設備。或玻璃液在坩堝內熔化

17．窯齡和周期熔化率

窯齡，連續生產的時間，以年為單位。周期熔化率=窯齡×熔化率（t/ m2）

問答題

1.蓄熱室馬蹄焰窯爐的優缺點？

答：優點：火焰行程長，燃燒完全。一對小爐，占地小，投資省，燃耗較低，操作維護簡便，適應產品多。

缺點：火焰覆蓋面小，窯寬溫度分布不均勻，有周期性溫度波動和熱點的移動。

2.換熱室雙懸池窯的優缺點?

答：優點：與單碹池窯相比，窯頂散熱小，爐溫較高，窯內溫度分布均勻且穩定。

缺點：砌筑費時，內碹易被高溫和粉料蝕損，與蓄熱式比熱效率低，換熱室易堵，易漏氣。

3.窯池的作業制度有哪些？怎么操作？

溫度制度、壓力制度、泡界線制度、液面制度和氣氛制度。

通過溫度、氣氛的控制滿足工藝要求。要穩定，又要適時調整。

“窯溫”指胸墻掛鉤磚溫度。依靠燃料消耗比例調節。

壓力制度指的是壓強或靜壓頭，沿氣體流程。要求是：玻璃液面處靜壓微正壓（+5Pa），微冒火。測點在澄清帶處大碹或胸墻。用煙道的開度調節抽力壓強。

人為確定玻璃液熱點位置。馬蹄焰池窯穩定性不很強

液面：要求穩定，依靠控制加料機的加料速率來進行。

氣氛：改變空氣過剩系數來調節（空氣口大小和鼓風用量）。

4.提高流液洞壽命的策失有哪些？ 提高流液洞壽命措施：采用上傾式流液洞；擴大冷卻表面；減少磚厚度，采用有效冷卻結構；采用優質耐火材料。

5.提高蓄熱室格子體換熱效率的策失有哪些？

A、增大F蓄。B、合理配置格子體磚材材質。C、加強保溫，減少散熱。D、縮短換熱時間。E、采用機械鼓風

6.提高熔化池熔化率的能力有哪些？

提高玻璃窯爐的熔化能力：

1)正確地選擇燃料。火焰亮度:油>天然氣>發生爐煤氣2)不同燃料采用不同的火焰黑度和尺寸。凈化煤氣加大火焰尺寸，質量差燃料增大火焰黑度。3)調整火焰噴出角度及長度。貼近玻璃液面。長度要燃燒完全及覆蓋面大。4)角系數小。提高墻體面積。5)薄層加料。6)提高空氣預熱溫度。7)提高窯爐耐火材料質量。

7.為什么熔化池中自然流動是整體的，永久的？強制對流是暫時的，局部的？

自然流動:整體的、永久的。原因：玻璃液的粘度（μ）和密度（ρ）與溫度（t）有關。μ—t曲線，t↓，μ↑，流動速度ν↓。ρ—t曲線，t↓，ρ↑，△t引起△ρ。密度差△ρ產生自然流動。

8.池窯的熱分析可以反映哪些工況?

熱分析內容

①玻璃熔化；②熱能利用；③余熱回收；④燃燒；⑤漏氣；⑥氣流阻力；⑦換向；⑧窯兩側對稱；⑨窯壓；⑩窯體蝕損。

9.坩堝窯窯體構造包括哪些部分？

坩堝窯由窯膛、坩堝、燃燒設備（火箱）、換熱器、漏料坑、煙道及煙囪組成。

10.玻璃電熔窯有哪些優點？

（1）熱效率高（2）適合熔制高質量玻璃：（3）適宜熔制含高揮發物組分（F、Pb、B、P等）玻璃和極深色顏色玻璃（4）電熔窯構造簡單，管理方便（5）無污染，無噪音，作業環境好，沒有碹頂和上部結構散熱，環境溫度不高及沒有廢氣和配合料粉塵，是污染環境最小的熔制方法。

11.池窯發生池底漂磚的原因是什么？采取的策失？

池底采用多層池底結構，表面層采用抗侵蝕性強的優質耐火材料；

12.應用三通道蓄熱室的優點？

答：（1）可以在不增加廠房高度的情況下擴大換熱面積，同時可以根據各通道氣體進出溫度、侵蝕情況以及通道內的主要傳熱方式來考慮各通道格子體的結構和磚的材質，使蓄熱室的設計更合理，蓄熱室的利用率和余熱回收率都有所提高，蓄熱室整體壽命延長。（2）煙氣流程長，氣流分布均勻，助燃空氣預熱溫度高。（3)可根據不同溫度的傳熱方式特點，確定各通道內合適的煙氣流速，以提高熱交換能力。（4）較普通箱式蓄熱室不易發生堵塞或倒塌，減輕工人勞動強度，增加經濟效益。

13.窯壓偏大的故障原因？

（1）窯爐使用時間較長時，由于堵塞和漏氣，窯壓會相應增大；（2）氣流阻力過大和煙囪抽力不夠

14.簡述常用熱電偶的類型?

鉑銠30-鉑銠6熱電偶;鉑銠10-鉑熱電偶 分度號為S;鎳鉻-鎳硅（鎳鉻-鎳鋁）熱電偶 分度號為K;鎳鉻-考銅熱電偶 分度號為XK；

15.玻璃熔窯鋼結構的作用？

玻璃熔窯鋼結構的作用？

答：承受各個磚結構部分和玻璃液共同作用的推力和壓力

16.玻璃電熔窯采用的是什么電？原因？

玻璃具有電解特性，直流電使電極表面產生沉積物和形成氣泡。電熔用交流電，由隔離變壓器供電。

17.玻璃熔窯的熱工控制的意義？

玻璃熔窯的熱工控制包括對玻璃熔窯各熱工參數（如溫度、壓力、液面、氣氛、流量和流速等）的測量與自動控制。

熱工測量是檢查熱工過程的基本手段，自動控制是保證熱工設備維持最佳狀態的重要措施。正確地安裝與使用熱工測量與自動控制儀表，可以正確、及時地了解與控制熱工設備的工作狀態，保證設備的安全運轉，提高玻璃的產量和質量，降低燃耗，提高勞動生產率。

18.池窯冷卻部的作用？

作用：對玻璃液冷卻、均化和分配。A、冷卻玻璃液；與流液洞起一半降溫作用B、穩定玻璃液溫度和成分；C、玻璃液繼續澄清和均化；D、可吸收一部分再生氣泡；E、改善熔化池的循環對流；F、穩定玻璃液面，并均勻分配給供料道。

19.熔化率的選擇依據？

1）玻璃品種與原料組成；2）熔化溫度；3）燃料種類與質量；4）制品質量要求；5）窯型結構，熔化面積；6）加料方式和新技術的采用；7）燃料消耗水平；8）窯爐壽命和管理水平。

流液洞的作用：撇渣器和冷卻器的作用。

1）對玻璃液的選擇作用。

2）玻璃液的冷卻作用好。

3）減少玻璃液的循環對流，減少熱損失。

4）提高玻璃液的均勻性

1）熱負荷值——每小時每m2熔化面積上消耗熱量，W/ m2；

2）單位耗熱量——熔化每千克玻璃液所耗總熱量，kJ/kg玻璃；

3）耗煤量或耗油量——熔化每千克玻璃液耗用的標準煤量或油量，kg煤/kg玻璃或kg油/kg玻璃。

第三篇：關于火電廠熱工自動控制的前瞻性思考

關于火電廠熱工自動控制的前瞻性思考

張振明

摘要: 自從火電廠采用分散控制系統后，汽輪機和鍋爐的控制水平有明顯的提高。但作為單元機組中的重要一個環節，即發電機變壓器組和廠用電系統的控制，大多數仍保留了傳統的控制方式，控制盤臺上裝設很多模擬儀表光字牌和開關按鈕，在一個控制室內與汽輪機和鍋爐的DCS控制很不協調，嚴重影響了火電廠自動化水平。火力發電機組的熱工自動化是保障設備安全、提高機組經濟性、減輕勞動強度及改善勞動條件的重要技術措施。火電廠有些熱工控制對象的數學模型是很復雜的，且很難測準，若繼續沿用經典和現代控制理論往往很難奏效，事實也證明了這點。盡管智能控制理論和技術發展的歷史不長，但其卓越的性能誘導人們在各方面進行許多應用嘗試，取得了卓有成效的成果。

關鍵詞：火電廠 熱工自動化 控制系統 發展趨勢

一、熱工自動控制系統的發展前景：

最近國家有關部委召開了關于現場總線技術會議，成立了現場總線專業委員會，制定了現場總線技術發展的前景目標，并由國家撥出專款用于現場總線技術的科技攻關。華北電力大學現場總線實驗室的籌建申請已被國家電力公司批準，FCS的應用研究即將展開。前景目標是：從現在起到2005年，在技術上要基本完成從目前模擬現場儀表系統到基于現場總線的全數字開放的自動化系統的轉化，使我國工業自動化儀表的技術水平趕上世界技術發展潮流。在現場總線技術的推進時間上，現在是用DCS取代模擬儀表時期，也是HART儀表的上升時期，本世紀末到2005年將是HART儀表與FF儀表的交替時期，自動控制系統將由以DCS為主的控制模式轉換成以FCS為主的控制模式上。就工業生產過程來說，一切努力都放在提高質量、產量和可靠性上，FCS是一個對工業生產過程有巨大效益的新型自動控制裝置，一旦現場總線國際標準出臺，它立刻就會廣泛地應用到電力等工業生產過程中。電氣控制納入DCS的范圍主要為發電機系統和主廠房內的廠用電系統，主要包括發電機變壓器線路組、高壓起動/備用變壓器、高壓廠用工作變壓器、低壓廠用工作變壓器、低壓廠用備用變壓器及低壓廠用公用變壓器等的控制和信號測量。保安電源系統、直流系統和不停電電源系統也要納入DCS進行監視。另外，發電機勵磁系統、自動準同期和廠用電快速切換更要優先考慮納入DCS。部分電氣控制納入DCS，邁出了爐、機、電一體化的第一步。今后，一臺單元機組僅設1位主值班員，因此電氣控制必須與汽輪機、鍋爐控制形成一個整體，只有做到這一點，才能使我國火電廠自動化水平躋身于國際先進水平行列。

二、熱工自動控制系統的技術革新。

傳統的DCS因檢測、變送和執行等現場儀表仍采用模擬信號(4～20 mA DC)連接，無法滿足上位機系統對現場儀表的信息要求，限制了控制過程視野，阻礙了上位機系統功能的發揮，因

而產生了上位機與現場儀表進行數字通信的要求。從80年代起，出現了智能化的現場儀表，如智能變送器等。這些智能化的現場儀表的功能遠遠超過模擬現場儀表，如可對量程和零點進行遠方設定，具有儀表工作狀態自診斷功能，能進行多參數測量和對環境影響的自動補償等，深受用戶歡迎。智能化現場儀表的出現，也要求與上位機系統實現數字通信。正是在上述2方面因素的驅動下，要求建立一個標準的現場儀表與上位機系統的數字通信鏈路，這條通信鏈路就是現場總線，FCS也就應運而生了。

三、熱工自動控制系統改進后的經濟效益。

采用FCS取代DCS比采用DCS取代模擬儀表具有更大的經濟效益。如“變千百根電纜為一根”，可節約大量電纜；控制功能下放到現場，使控制信號傳輸的準確性、實時性、快速性和可靠性大為提高；現場總線通信協議國際標準化后，可使不同廠家的產品互相連接和操作，消除了目前自動化的孤島現象；省去I/O端子柜和控制柜后，使控制室占地面積大大減少并使系統簡化，帶來了系統設計、安裝、調試和維護費用的降低及工作量的大大減少；由于機組控制室(指2臺機組共用1個控制室)只有2根同軸電纜或光纜和幾根緊急停機開關的電纜進入，大大有利于控制室的防火和火電廠的安全運行。目前，盡管存在著多種現場總線模式，但最開放、功能最完備和最有應用前景的現場總線當屬基金會現場總線FF(Foundation Fieldbus)。它除了具備一般總線的特點外，在客戶服務、功能模塊調用、設備描述、診斷和保護、通信方式、數據精確傳遞、本安供電、設備的即插即用等方面，最能體現國際先進水平，是受到國際大多數地區和國家贊賞的總線標準。

四、熱工自動控制系統改進后的科技價值。

現代控制理論于60年代形成，它主要研究具有高性能、高精度的多輸入、多輸出(多變量)、變參數系統的最優控制問題。它對多變量有很強的描述和綜合能力，其局限在于必須預先知道被控對象或過程的數學模型。現代控制理論是在經典和現代控制理論基礎上于90年代基本形成的。智能控制的提出，一方面是實現大規模復雜系統控制的需要；另一方面也是現代計算機技術高度發展的結果。計算機使控制技術的工具發生了革命性變化，給智能控制的實現提供了有力的保證。智能控制是一種新的控制方法，它基本解決了非線性、大時滯、變結構和無精確數學模型對象的控制問題。從經典控制理論、現代控制理論發展到今天的智能控制理論，經歷了約50 a時間。從40年代至50年代，形成了經典控制理論，該理論基于傳遞函數建立起來的頻率特性、根軌跡等圖解解析設計方法，對于單輸入單輸出系統極為有效，至今仍在生產過程中得到廣泛應用。但傳遞函數對于系統內部的變量還不能描述，且忽略了初始條件影響，故傳遞函數描述不能包含系統所有信息。智能控制就是利用有關方法或知識來控制對象，按一定要求達到預定目的。未來的輸出及其與給定值之差，并據此以某種優化指標計算當前應施加于過程的控制作用。

結束語：自動化技術是當今世界上發展最快、生命力最旺盛的技術和最活躍的生產力之一，世界上許多先進國家均投入大量資金，以求在激烈的競爭中占有一席之地。采用大屏幕顯示器構成的監控系統要求系統的智能化程度更高，聯鎖保護的設計更完善，對運行值班員操作水平的要求也更加嚴格。大屏幕顯示器為實現1人監盤提供了新的技術措施，充分顯示了跨世紀的大型現代化火電廠控制室的監控水平。每位從事火電廠熱工自動化的技術人員都應密切關注國內外自動化的最新進展，為努力提高我國火電廠熱工自動化水平貢獻力量。

作者單位：神華準能發電廠熱工車間 010300

第四篇：熱工儀表復習

《自動化儀表調試維修》復習提綱

第一章

測量的基本概念：靜態量、動態量、測量過程、直接測量、間接測量、測量系統

測量元件、量程、精度、靈敏度

誤差的基本知識：誤差分類、系統誤差、過失誤差、隨機誤差

誤差的基礎理論：隨機誤差分布的性質、間接測量中的誤差分析：一次測量時，間接測量誤差的計算

習題：1、2、5、7

第二章

測溫原理及溫標：溫度、ITS-90 簡介

熱電偶技術：熱電偶、熱電勢、熱電勢的組成、溫差電勢、接觸電勢、熱電偶三條基本定律的內容及應用、補償導線法、熱電極材料的要求

熱電阻測溫技術：熱電阻、電阻溫度計、熱電阻材料的要求、半導體溫度計、鉑電阻（Rt、R0的含義）、銅電阻（式2-19Rt = R0(1+αt)，α0的含義）

溫度計的選擇安裝標定：溫度計的安裝及方法、溫度計標定的方法

習提：

4、7

第三章

壓力的基本概念：全壓力、總壓力、動壓力、靜壓力、壓力的分類、流體靜壓測量的原理、流體總壓測量的原理、壓力探針的誤差分析（有哪些）

穩態壓力指示儀表（原理特性）：液柱式壓力計、彈性式壓力計（彈簧管壓力計、膜片式壓

力計、膜盒式壓力計、波紋管壓力計）

動態壓力測量：應變式壓力傳感器的原理、壓電式壓力傳感器的原理、電感式壓力傳感器的原理、電容式壓力傳感器的原理、壓磁式壓力傳感器的原理、霍爾效應壓力傳感器的原理。

真空測量：真空的概念

習題：1、2、3、4

第四章

流速的概念

速度探針有哪些型式，說明其原理或使用范圍

激光有哪些特點？簡述激光多普勒測速儀的工作原理

節流壓差式流量計、速度式流量計（渦街流量計）

習提：1、2、4

第五章

電阻式低溫液面計的工作原理及分類

簡述連續式液面計傳感器的使用方法

超導式低溫液面計的工作原理

電容式低溫液面計的工作原理

電感式低溫液面計的工作原理

差壓式水位計的工作原理

習題：1、2、3、4

第五篇：熱工測量與自動控制重點總結要點

熱工測量與自動控制重點總結

第一章測量與測量儀表的基本知識 測量：是人們對客觀事物取得數量觀念的一種認識過程。人們通過試驗和對試驗數據的分析計算，求得被測量的值。2 測量方法：是實現被測量與標準量比較的方法，分為直接測量、間接測量和組合測量。按被測量在測量過程中的狀態不同，有分為靜態和動態測量。4 測量系統的測量設備：由傳感器、交換器或變送器、傳送通道和 顯示裝置組成。測量誤差的分類：1）系統誤差 2）隨機誤差 3）粗大誤差 按測量誤差產生來源：1）儀表誤差或設備誤差 2）人為誤差 3）環境誤差

4）方法誤差或理論誤差 5）裝置誤差 6）校驗誤差.7 測量精度：準確度、精密度、精確度。儀表的基本性能：一般有測量范圍、精度、靈敏度及變差。9 精度：是所得測量值接近真實值的準確程度，以便估計到測量誤差的大小。儀表的靈敏限是指能夠引起測量儀表動作的被測量的最小變化量，故友稱為分辨率或儀表死區。

第二章 產生誤差的原因：1）測量方法不正確 2）測量儀表引起誤差 3）環境條件引 起誤差

4）測量的人員水平和觀察能力引起的誤差。2 函數誤差的分配：1）按等作用原則分配誤差 2）按可能性調整誤差 3）驗算調整后的總誤差。

第三章溫度測量溫標：是溫度數值化的標尺。他規定了溫度的讀數起點和測量溫 度的基本單位。熱電偶產生的熱電勢由接觸電勢和溫差電勢組成。熱電偶產生熱電勢的條件是：1）兩熱電極材料相異 2）兩接點溫度相異.4 熱電偶的基本定律：1）均 質導體定律 2）中間導體定律 3）中間溫度定律。補償電橋法：是采用不平衡電橋產生的電勢來補償電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢的變化值。

6電阻溫度計的傳感器是熱電阻，熱電阻分為金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。

7熱電阻溫度計測溫度的特點：1）熱電阻測溫度精度高，測溫

范圍寬，在工業溫度測量中，得到了廣泛的應用。2）電阻溫度系數大，電阻率大，化學、物理性能穩定，復現

性好，電阻與溫度的 關系接

近線性以及廉價。

3）當熱電阻材料的電阻率大時，熱電阻體積可做的小一些，熱容量和熱慣性就小，響應 快。8 熱電偶的校驗：通常采用比較法和定點法。

熱電偶的檢定：是對熱電偶的熱電勢與溫度的已知關系進行檢

驗。薄膜熱電偶：用真空蒸等方法使兩種熱電極材料（金屬）蒸鍍到絕緣基板上，二者牢固的結合在一起，形成薄膜狀接點。10冷端溫度補償的方法：1）冷端溫度校正法 2)補償導線法

3）儀表機械 零點調整法 4）冰浴法 5）補償電橋法

第四章 濕度測量 濕度計的標定與校正裝置的方法：重量法、雙壓法和雙溫法。2 試述彈性壓力計的誤差及改善途徑：

誤差 1）相同壓力下同一彈性元件正反行程的變形 量會不一

樣，因而存在遲帶誤差。

2）彈性元件變形落后于被測壓力的變化，會引起彈性后

效誤差儀表的各種活動部件只見到間隙，示值與彈性

元件的變形不完全對應，會 引起摩擦誤差。3）儀表的活動部件運動時，相互間有摩擦誤差，會引起

摩擦誤差。4）環境溫度變化會引起金屬材料彈性模量的變化，會造

成溫度誤差。

改善途徑：1）采用無遲帶誤差或遲帶誤差極小的全彈性材料和

溫度誤差很小的恒彈性材料制造彈性元件。2）采用新的轉換技術，減少或取消中間傳動機構，以減少間隙誤差和 摩擦誤差。

3）限制彈性元件的位移量，采用無干摩擦的彈性支

承或磁懸浮支承等。

4）采用合適的制造工藝，使材料的優良性能得到成分的發揮。

第五章 壓力測量 測量壓力的儀表按原理不同分為：液柱式壓力計、彈性式壓力計、電氣式壓力計和活塞式壓力計。液柱式壓力計：是以液體靜力學原理為基礎的。3 用彈性傳感器組成的壓力測量儀表為彈性壓力計。彈性元件及其特性：彈性元件有彈 簧管、波紋膜片、波紋膜盒和波紋管。彈性元件的測壓原理是當彈性元件在軸向受到 的外力作用時，就會產生拉伸或壓縮位移。5 霍爾效應：把半導體單晶體薄片置于磁 場 B 中，當在晶片的 Y 軸方向上通以一定大小的電流 I 時，在晶片的 X 軸方向的兩個 端面上將出現電勢，這種現象稱為霍爾效應，所產生的電勢稱霍爾電勢，這個半導體 稱為霍爾片。壓力表的選擇：根據被測壓力的種類、被測介質的物理化學性質和用途以及生產過程所提的技術要求，同時應本著既滿足測量準確度、有經濟的原則，合理的選擇壓力表的型號、量程和等級。7 壓力表的校驗:常用儀器為活塞式壓力表，其是利用靜力平衡原理工作的，它由壓力發生系統和測量活塞組成。

第六章 流量測量 流量測量分為質量流量、重量流量、體積流量。流量測量儀表分為三類：容積法、速度法和質量流量法。3 累計流量：是指在某一時間間隔內，流體通過的總量。4 體積流量計分為：差壓式流量計、轉子流量計、容積式流量計和速度 流量計。差壓流量計的組成：1)節流裝置（包括節流件和取壓件，其功

能是將流量 信號變換成差壓信號）2導壓管（其功能是將節流裝置前后的壓力信號送至顯示儀表）

3)顯示儀表（顯示壓差信號或直接顯示被

測流量）6 標準取壓裝置：取壓裝置與 取壓方式有關。標準節流裝置取壓方式為標準孔板、角接取壓、法蘭取壓、標準噴嘴 和角接取壓。標準節流裝置使用的流體條件和管道條件： 流體條件：1）流體充滿圓管并連續的流動

2）管道內流體流動是穩定的，流量不隨時間變化或

變化緩慢。

3）流體必須是牛頓流體，在物理和熱力學上是單項的、均勻的或者可以認為是單項的且流 體經節流

時不發生相變。

4）流體流動在受到節流件影響前，已達到充分發展的紊流，流體與管道軸線平行，不得有旋轉流。8 轉子與差壓節流裝置的差異在于：

1）任意穩 定情況下，作用在轉子上的壓差是恒定不變的； 2）轉子與錐形管之間的環形縫隙的面積 A 是隨平衡位置的高低

而變化，古是變截面。橢圓齒輪流量計：可以就地顯示被 測流體瞬時流量及體積總量也可以將流量信號轉換成標準的電信號遠距離傳遞二次儀 表。橢圓齒輪每轉一周向出口排出四個半月形容積的液體，測量橢圓齒輪的轉速便知 道液體的體積流量，即 Q=4nV0。橢圓齒輪流量計的精度與流體的流動狀態即雷諾數 Re 的大小。第七章 流速測量 比托管的形式：主要由感測頭、管身及動壓引出管組成。2 用標準比托管、S 型比托管、直型比托管測風速，往往需要測出多點風速而得平均風速。中間矩形法：是最廣的一種測點選擇方法。它將管道截面分成若干個面積相等的小截 面，測點選擇在小截面的某一點上，以該點的流速作為小截面的平均流速，再以各個截面的平均流速的平均值作為管道內流體的平均速度。4 熱電風速儀：

1）若通過帶熱體的電流恒定，則帶熱體所帶的熱量一定。帶熱體溫度隨其周圍氣流速度的提高而降 低，根據帶熱體的溫度測量氣流速度，這是熱球風速儀的工作原理。

2）若保持帶電體溫度恒定，通過帶熱體的電流勢必隨其周圍氣流速度的增大而增大，根據通過帶熱體的電流測風速，這是熱敏電阻恒溫風速儀的工作原理。5 熱球風速儀的工作原理： 主要由兩個獨立的電路組成： 1）供給帶熱體恒定電流的回路 2）2）測量帶熱體溫度的回路。浮力式液位計：分為浮子式液位計和浮筒式液位計。2 用差壓變送器測量汽包水位是常用的方法之一。第九章

熱阻式熱流計側頭安裝的三種方法：埋入式、表面粘貼式和空間輻射式。

第十一章 自動控制：是在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置使被控對象自動的按照預定的規律運行或變化的手段。自動控制系統的組成：為了達到自動控制的目的，由相互制約的各個部分，按一定規律組成的具有一定功能的整體。其組成是 由被控對象、傳感器、控制器和執行器組成。3 自動控制系統的分類：

按定值的形式分為：1）定值控制系統 2）程序控制系統 3）隨動控制系統。按系統結構分：1）閉環控制系統 2）開環控制系統 3）復合控制系統。過度過程的基本形式：發散震蕩、等幅震蕩、衰減震蕩和單調過程。衰減比：是表示衰減程度的指標，它是反映系統 穩定程度即相對穩定性。6 環節特性：是指環節的輸出和輸入的關系。實際系統的構 成環節有熱工式、電氣式和氣動式等多種物理環節，其輸入和輸出量的性質各不相同。熱電阻溫度傳感器：是由金屬絲、骨架和金屬保護管組成，而溫包溫度傳感器是由金屬管、內裝的氣體或液體組成。8 控制器特性：1）比例控制器的特性 2）比例積分控制器的特性 3）比例微分控制器的特性 4）比例積分微分控制器的特性 第十二章 自動控制儀表

其按能源分類：電動儀表、氣動儀表和直接作用式儀 2 電子式雙位控制器是由測量、給定電路、電子放大電路和開關電路等部分組成。調節閥的流量特性:是指流過調節閥介質相對流量與調節閥的相對開度之間的關系。調節 閥流量特性是由調節閥芯形狀決定。4 流通能力的定義：當調節閥全開、閥兩端壓差為10的 5 次方千帕、流體密度為 1g|cm3 時、每小時流經調節閥的流量數定義為調節閥的流通能力，用 c 表示。風量調節閥的流量特性指流過風閥的相對流量與風閥轉角的關系。

第十四章自動控制系統的應用 空調裝置由：空氣的加熱器、冷卻器、加濕器、去濕氣、空氣混合器以及凈化器等設備組成。空調系統的控制對象的特點：1）多干擾性 2）多工況性 3）溫、濕度相關性。3 蒸發器的控制：一般通過熱力膨脹閥、電磁 閥、浮球閥等進行控制。壓力保護控制分為：高壓保護、低壓保護和油壓保護。5 高壓保護：排氣壓力保護的目的是為了防止排氣壓力過高而產生事故。產生排氣壓力過高的原因可能是冷凝器斷水或水量不足；或者啟動時排氣管路的閥門未打開；或者制 冷劑灌注過多；或者因系統不凝性氣體過多等原因。6 壓縮機能量控制: 進行壓縮機能量控制的目的為:1）為了制冷系統經濟合理運行 2）實現壓縮機輕載或空載啟

動。

7雙閉環比值控制系統：是由一個定值控制的燃氣流量回路和一個隨動控制的空氣流量回路所組成。雙閉環比值控制系統中燃氣控制器的設定值，如由爐溫控制系統的輸出給定，即構成串級并行控制系統。該系統的優點：是實現燃氣流量的定值控制，可以大 大克服燃氣流量擾動的影響，使燃氣空氣流量都比較平穩，總的熱負荷也比較平穩。