化工自动化及仪表习题与答案华理

1、化工自动化及仪表补充习题与答案1. 某物料加热后与添加料混合，工艺要求混合时物料温度o稳定，工艺采用改变换热器蒸汽流量来稳定罐内温度o。影响o的因素有：阀前蒸汽压力，冷物料流量与温度i ，环境温度c等。1） 画出温度控制系统的方块图；2） 指出该控制系统的被控变量、操纵变量、被控对象及扰动；3） 若蒸汽阀前压力突然变大时，简述该系统的控制过程。解： 1）略 2）罐内温度o；蒸汽流量；混合罐；阀前蒸汽压力，冷物料流量与温度i ，环境温度c 3）o e2. 图a为流量控制系统，主要克服阀前压力P1波动来稳定流量Q1 。图b是储槽液位控制系统，主要克服Q2流量变化的扰动，保持液位稳定。1） 指出两图

2、中的各控制系统的被控变量、操纵变量、被控过程及主要扰动；2） 若采用图a系统来控制液位，试比较与图b系统的不同点。图a 图b解：1)图a：Q1；Q1；管道；P1 图b：h；Q1；储液槽；Q1、Q22)前馈a：开环控制，控制及时 b：闭环控制，控制不及时3 某换热器的温度控制系统（设定值是30）在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示。试分别求出衰减比、最大偏差、余差、回复时间。解：1）42）75-30=453）e（）（）=30-3554）估测：324. 已知某换热器被控变量是出口温度，操纵变量是蒸汽流量Q 。在蒸汽流量作阶跃变化时，出口温度响应曲线如图所示。该过程通常可以近似作为一阶滞后环节来处

3、理。试估算该控制通道的特性参数K、T、。解：1）放大系数0.32）时间常数2.5（40+3*0.632的所对应的时间）3）纯滞后=15. 如果用K热电偶测量温度，其仪表指示值是600，而冷端温度是65，则实际温度是665，对不对？若不对，正确值应为多少，为什么？解答：不对。 因为E()(,0)(0,0)所以600=535+65正确温度应为5356. 何谓变送器零点调整、零点迁移与量程调整，试举一例说明之。7. 热电偶配接温度变送器测温时，为什么除了要确定测量温度的范围外，还需确定分度号？若电动型温度变送器量程为0150，当介质为90时，该变送器的输出为多少？若采用电动型温度变送器，量程与介质温

4、度同上，则变送器的输出又为多少？（设I）解：1）每一个分度号与一个热电偶一一对应。2）×(10-0)+0=6(电动型010)3)×（20-4）+4=13.6(电动型420)8. 某一标尺为0500的温度计出厂前经过校验，其刻度标尺各点的测量结果值为：被校表读数（） 0 100 200 300 400 500标准表读数（） 0 103 198 303 406 4951） 求出仪表最大绝对误差值；2） 确定仪表的允许误差及精度等级；3） 仪表经过一段时间使用后，重新校验时，仪表最大绝对误差为±8，问该仪表是否还符合出厂时的精度等级？解：1）406-400=62）

5、77;1.2% 因此精度等级为1.53） ±1.6%>±1.5%不符合出厂时的精度等级10. 现欲测往复泵出口压力（约1.2），工艺要求±0.05 ，就地指示。可供选择的弹簧管压力表的精度为：1.0, 1.5, 2.5, 4.0级，量程为01.6, 02.5, 04.0 。试选择压力表的精度与量程。解：往复泵出口压力波动较大 选量程为02.5。同时 1.2>2.5×精度选1.5级11. 热电偶与电子电位差计配套测温应注意什么问题？热电阻与电子自动平衡电桥配套测温应注意什么问题？ 答：1）参比端温度补偿补偿导线正负不能反接分度号与电子电位差计分

6、度号一致热电偶参比端要与补偿电阻感受相同温度 2）采用三线制接法，消除环境温度造成导线电阻变化对测量的影响两者分度号一致12. 热电偶与数字式显示仪表测温线路如图所示。这种接法是否正确？为什么？ 答：不对。普通铜导线换成补偿导线。14. 用差压变送器与孔板配套测量过热蒸汽流量，仪表按P=3（表压），=400的工作状态标定。现过热蒸汽的工作状态发生了变化。若3.2，=380，则当仪表示值为6000时，实际流量为多少？（设，P：绝对压力，T：绝对温度） 解：×=1.0472×6000=6284.5115. 常用的流量计有哪几种？各有何主要特点？16. 常用的压力、液位检测元件有

7、哪些？17. 用差压变送器测量如图所示敞口储槽液位。已知被测介质密度=9003，液位高度量程为01m，静液柱高度0.8m。1） 应该采用正迁移还是负迁移？迁移量是多少？2） 确定变送器量程及应调整的量程范围。3） 当储槽液位h是0.5m时，变送器（气动）的输出为多少？18. 什么是控制阀理想流量特性？控制阀理想流量特性有哪几种？ 答：控制阀的前后压差保持不变时得到的流量特性。 线性流量特性，对数流量特性，快开流量特性。19. 为什么气动执行器在工业现场用得最多？电气阀门定位器又有何作用？ 答：安全防爆。电气转换，阀门定位（改善阀的静态特性，动态特性，流量特性，用于分程控制，用于阀门的反向动作）

8、。20. 说明P、控制规律的特点以及这几种控制规律在控制系统中的作用。 答：比例控制，比例积分控制，比例微分控制，比例积分微分控制。21. 说明比例度、积分时间、微分时间的改变对过渡过程有何影响。 答：比例度越大越稳定，越小越震荡；积分时间越大越稳定，越小越震荡，微分时间过大过小都会剧烈震荡。22. 某比例调节器输入信号为420, 输出信号为15V, 当比例度为60%时，输入变化6所引起的输出变化量是多少？ 解：23. 某控制系统采用控制规律，若整定参数过渡过程的曲线如下图。试判定应如何改变参数或，并简述理由。或或或24. 已知某夹套反应器温度控制系统如图所示，反应大量放热。要求控制温度为50

9、，在供气中断时保证冷却。 1） 选择合适的检测元件及变送器；2） 选择调节阀的气开、气关特性并说明理由；3） 确定调节器正、反作用并说明理由。 答：1）铜电阻，热电阻温度变送器 2）气关 3）正作用 TeuqQ 正作用25. 数字式控制器硬件与软件各有哪几个主要部分组成？什么叫组态？26. 可编程序控制器（）有何主要特点？如何选用？27. 简述、系统特点。28. 为保证精馏塔提馏段重组分产品质量，拟采用以再沸器热蒸汽流量为副变量、提馏段灵敏板温度为主变量的串级控制方案，工艺要求在供气中断时切断热源，试：1） 确定调节阀气开、气关特性；2） 确定调节器的正反作用；3） 画出控制系统方块图；4）

10、简单说明流量副回路的主要作用。答：1）气开 2）主：反；副：反 3） 4）克服蒸汽流量波动29. 生产聚乙烯醇时，要求聚醋酸乙烯与氢氧化钠以一定比例混合。现采用单闭环控制系统，主动量（Q1）是聚醋酸乙烯，从动量（Q2）是氢氧化钠。正常生产时，Q1=7M3, Q2=0.25M3, 且Q110M3, Q20.3M3 。若用孔板配差压变送器测量流量，试确定用开方器与不用开方器时，仪表设置的比值系数K各为多少？当用开方器时，电动型调节器设定值约为多少？解：用开方器 不用开方器30. 下图为某加热炉控制系统，原料油出口温度为被控变量。1） 这是什么控制系统？它对什么扰动的克服能力最强？为什么？2） 若要进一步提高控制质量，可对系统如何改进？画出控制流程图并简述理由