(完整版)過(guò)程控制試題與課后題

1、2-1 某一標(biāo)尺為0 1000的溫度計(jì)出廠前經(jīng)校驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù) /02004006008001000被校表讀數(shù) /02014026048061001求： 1）該表最大絕對(duì)誤差；=6該表精度；基本誤差 =6/1000=0.6% ，為 1.0級(jí)。3）如果工藝允許最大測(cè)量誤差為±5，該表是否能用？最大絕對(duì)誤差為6 度，不能2-5有兩塊直流電流表，它們的精度和量程分別為1) 1.0 級(jí)， 0250mA2）2.5 級(jí)， 075mA現(xiàn)要測(cè)量 50mA 的直流電流，從準(zhǔn)確性、經(jīng)濟(jì)性考慮哪塊表更合適？解答：分析它們的最大誤差：1）?max；2.5250× 1 2.5mA5010

2、0%5%2） ?max75×2.5 1.875mA；1.875 100%3.75%50選擇 2.5 級(jí)， 075mA 的表。2-7 用一支 K 型熱電偶測(cè)某設(shè)備的溫度測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)為 20.3mV冷端溫度為 30 度求設(shè)備溫度如果改用 S 型熱電偶來(lái)測(cè)相同條件下S 型測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為多少E(t,0)=E(t,to)+E(to,0)=20.3+1.203=21.503(mV)E(t,to)=E(t,0)-E(to,0)=4.432-0.173=4.295(mV)SO 設(shè)備溫度為 520 度。書(shū)后查表2-11某 DDZ- 型溫度變送器輸入量程為2001000，輸出為 4 20mA。當(dāng)變送器

3、輸出電流為 10mA 時(shí)，對(duì)應(yīng)的被測(cè)溫度是多少？解答：1000200T ；T=500 C 。204103-7 比例控制器的比例度對(duì)控制過(guò)程有什么影響？調(diào)整比例度時(shí)要注意什么問(wèn)題？解答：P741）控制器的比例度 P 越小，它的放大倍數(shù) K p 就越大，它將偏差放大的能力越強(qiáng)，控制力也越強(qiáng)，反之亦然，比例控制作用的強(qiáng)弱通過(guò)調(diào)整比例度 P 實(shí)現(xiàn)。2）比例度不但表示控制器輸入輸出間的放大倍數(shù)，還表示符合這個(gè)比例關(guān)系的有效輸入?yún)^(qū)間。一表的量程是有限的，超出這個(gè)量程的比例輸出是不可能的。所以，偏差的變化使控制器的輸出可以變化全量程（ 16mA），避免控制器處于飽和狀態(tài)。6-5選擇被控參數(shù)應(yīng)遵循哪些基本原則

4、？什么是直接參數(shù)？什么是間接參數(shù)？?jī)烧哂泻侮P(guān)系？解答：1）原則：必須根據(jù)工藝要求，深入分析、生產(chǎn)過(guò)程，找出對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量、生產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能降耗等具有決定性作用，能較好反映生產(chǎn)工藝狀態(tài)及變化的參數(shù)作為被控參數(shù)。2）直接參數(shù)：能直接反映生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，又易于測(cè)量的參數(shù)3）間接參數(shù)：與質(zhì)量指標(biāo)有單值對(duì)應(yīng)關(guān)系、易于測(cè)量的變量，間接反映產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際情況。4）兩者關(guān)系：間接參數(shù)是直接參數(shù)的單值函數(shù)。6-6選擇控制變量時(shí)，為什么要分析被控過(guò)程的特性？為什么希望控制通道放大系數(shù)K o 要大、時(shí)間常數(shù)To 小、純滯后時(shí)間o 越小越好？而干擾通道的放大系數(shù) K f盡可能

5、小、時(shí)間常數(shù)T f盡可能大？解答：1）控制變量和干擾變量對(duì)被控參數(shù)的影響都于過(guò)程的特性密切相關(guān)。2）控制通道的靜態(tài)放大系數(shù)K 0 越大，系統(tǒng)的靜態(tài)偏差越小，表明控制作用越靈敏，克服擾動(dòng)的能力越強(qiáng)，控制效果越好。時(shí)間常數(shù) T0 小，被控參數(shù)對(duì)控制變量的反應(yīng)靈敏、控制及時(shí)，從而獲得良好的控制品質(zhì)。純滯后0 的存在會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。0 值越大，對(duì)系統(tǒng)的影響越大。3）擾動(dòng)通道的靜態(tài)放大系數(shù) Kf 越小，表明外部擾動(dòng)對(duì)被控參數(shù)的影響越小。 時(shí)間常數(shù) Tf 越大，外部干擾 f（ t）對(duì)被控參數(shù) y（t）的影響越小，系統(tǒng)的控制品質(zhì)越好。6-13 在如圖 6-29 所示的化工過(guò)程中，化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。為

6、使化學(xué)反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，必須用熱水通過(guò)加熱套加熱反應(yīng)物料， 以保證化學(xué)反應(yīng)在規(guī)定的溫度下進(jìn)行。如果溫度太低， 不但會(huì)導(dǎo)致反映停止， 還會(huì)使物料產(chǎn)生聚合凝固導(dǎo)致設(shè)備堵塞，為生產(chǎn)過(guò)程再次運(yùn)行造成麻煩甚至損壞設(shè)備。為此設(shè)計(jì)如圖 6-29 所示的溫度控制系統(tǒng)。試確定調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣關(guān)方式和調(diào)節(jié)閥的 TC 正、反作用；畫(huà)出該控制系統(tǒng)的框圖。解答：1）調(diào)節(jié)閥：氣開(kāi)式。2）調(diào)節(jié)器：反作用。3）框圖：6-22 如圖 6-30 所示熱交換器，將進(jìn)入其中的冷卻物料加熱到設(shè)定溫度。工藝要求熱物料溫度的 T 1 C ，而且不能發(fā)生過(guò)熱情況，以免造成生產(chǎn)事故。試設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)熱物料的溫度控制， 并確定調(diào)節(jié)閥的

7、氣開(kāi)、 氣關(guān)方式，調(diào)節(jié)器的正反作用方式，以及調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律。解答：1）被控參數(shù)選擇：熱交換器出口溫度。2）控制參數(shù)選擇：載熱介質(zhì)流量。3）檢測(cè)儀表選擇：溫度傳感器與溫度變送器。4）調(diào)節(jié)閥選擇：1流量特性選擇：對(duì)數(shù)流量特性。2氣開(kāi)、氣關(guān)方式選擇：氣開(kāi)。5）調(diào)節(jié)器選擇：1調(diào)節(jié)規(guī)律選擇： PI 或 PID。2正反作用方式選擇：反作用方式。系統(tǒng)各環(huán)節(jié)正、負(fù)符號(hào)判別：被控過(guò)程：；變送器：；調(diào)節(jié)閥：；根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成負(fù)反饋條件：各環(huán)節(jié)符號(hào)之積必為“”，則調(diào)節(jié)器為“” 。6）畫(huà)出控制系統(tǒng)流程圖：如圖所示。7）畫(huà)出控制系統(tǒng)方框圖：如圖所示。8）簡(jiǎn)述控制系統(tǒng)工作原理：7-8在某生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)加熱爐對(duì)冷物料加熱，

8、根據(jù)工藝要求，需對(duì)熱物料出口溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。 對(duì)系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)， 主要擾動(dòng)為燃料壓力波動(dòng)。 故設(shè)計(jì)如圖 7-43 所示的控制系統(tǒng)。要求：（ 1）畫(huà)出控制系統(tǒng)框圖；（ 2）為保證設(shè)備安全，爐溫不能過(guò)高。確定調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣關(guān)形式。（ 3）確定兩個(gè)調(diào)節(jié)器的正反作用。解答：（ 1）控制系統(tǒng)框圖如圖所示。（ 2）氣開(kāi)式。（ 3）副調(diào)節(jié)器：反作用；主調(diào)節(jié)器：反作用。7-14圖 7-44 為一單回路水位控制系統(tǒng)。如果蒸氣用量經(jīng)常發(fā)生變化，為了改善控制質(zhì)量，將單回路控制系統(tǒng)改為前饋-反饋復(fù)合控制系統(tǒng)，畫(huà)出控制系統(tǒng)工藝流程圖和框圖，并對(duì)新增回路的功能進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。解答：1）控制系統(tǒng)工藝流程圖如圖所示?？刂葡到y(tǒng)框圖如圖所示。2）新增回路功能說(shuō)明：7-22畫(huà)出圖7-45 所示比值控制系統(tǒng)框圖。該系統(tǒng)的總流量是否恒定？如果總流量不恒定，要作什么改動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)總流量恒定？解答：1）系統(tǒng)框圖如圖所示：圖7-21a）。2）是單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，總流量不能恒定。3）采用雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，如圖所示：圖7-22。7-30圖 7-47 所示的熱交換器用來(lái)冷卻裂解氣，冷劑為脫甲烷塔的釜液