化工仪表及自动化纸质作业答案(共7页)

1、化工(hugng)仪表及自动化纸质作业答案第一(dy)第三(d sn)章 纸质作业答案一、反馈：控制系统方块中的任何一个信号，只要沿着箭头方向前进，通过若干个环节后，最终又会回到原来的起点 负反馈：反馈信号的作用方向与设定信号相反，即偏差为两者之差。二、被控对象、控制器、执行器、测量变送环节三、系统经过动态过程由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程，称为系统的过渡过程 非周期衰减过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程四、乙炔发生器温度控制系统的方块图如下图所示。温度控制器控制阀乙炔发生器测量变送 +温度偏差扰动给定值被控对象：乙炔发生器；被控变量：乙炔发生器内温度操纵变量：冷水流量扰

2、动变量：冷水温度、压力；电石进料量、成分等。五、绝对压力：绝对真空下的压力称为绝对零压，以绝对零压为基准来表示的压力叫做绝对压力。 表压：当绝对压力高于大气压力时，绝对压力高于大气压力的数值称为表压 真空度：当绝对压力小于大气压力是，绝对压力低于大气压力的数值称为真空度。六工业上常用热电偶的温度-热电势关系曲线是在冷端温度保持为0情况下得到，而当采用补偿导线将热电偶的冷端从工业现场延伸到操作室内时，热电偶的冷端温度高于0，而且不恒定，这样热电偶产生的热电势必然偏小，且随冷端温度变化而变化，测量结果就会产生误差。因此，在应用热电偶测温时，必须进行热电偶的冷端温度补偿。常用的冷端温度补偿(bchn

3、g)方法有以下(yxi)几种：(1) 冷端温度保持0的方法；(2) 冷端温度修正法；(3) 校正仪表零点法；(4) 补偿(bchng)电桥法；(5) 补偿热电偶法。七流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力会产生差异的现象。 标准节流装置：孔板、喷嘴、文丘里管 应用最广泛的是孔板。八利用金属导体的电阻值随温度变化的特性来进行温度测量，其电阻值与温度关系如下： 常用热电阻包括铜电阻，铂电阻。 热电阻温度计的特点：适用于测量200500范围内液体、气体、蒸汽及固体表面的温度。在中、低温下（500下）测量，输出信号比热电偶大得多，灵敏度高其输出是电信号，便于实现远传、自动

4、记录和多点切换测量 。九解：平稳压力，所以选择仪表的上限值为 所以选择仪表量程为025 MPa ，被测压力最小值不低于满量程的1/3，允许 根据测量误差的要求，可算得允许误差为 应选择精度等级为1.5级的仪表。因此，选择的压力表为电接点弹簧管压力表 ，量程025MPa，精度1.5级。第五第七章 纸质作业答案一控制规律是指控制器的输出信号与输入信号之间的关系 基本控制规律(gul)包括位式控制、比例控制、积分控制、微分控制及它们的组合控制规律。二比例控制规律(gul)是指控制器的输出(shch)变化量p与输入信号e（偏差）成比例关系。 特点：反应快，控制及时。有偏差信号输入时，输出立刻与它成比例

5、地变化，偏差越大，输出的控制作用越强。缺点是系统有余差三气关式：控制器输出信号增大，阀门开度减小，有压力信号时阀关，无压力信号时阀开气开式：控制器输出信号增大，阀门开度增大，有压力信号时阀开，无压力信号时阀关选择的原则：信号压力中断时，应保证设备和操作人员的安全 如果在气源突然中断时，阀处在打开位置时危害小，则应选用气关式，以使气源系统发生故障使气源中断时，阀门能自动打开，保证安全 反之，阀处在关闭位置时危害小，则应选用气开式。四控制阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（或相对位移）之间的关系，即 在不考虑控制阀前后压差变化时得到的流量特性称为理想流量特性。 控制阀的理想

6、流量特性主要有直线流量特性、等百分比流量特性、抛物线流量特性和快开特性。五、解：在一般情况下，应选择气关式。因为在这种情况下，控制阀处于全关时比较危险，容器内的压力不断上升，严重时会超过受压容器的耐压范围，以致损坏设备，造成不应有的事故。选择气关式，可以保证在气源压力中断时，控制阀自动打开，避免压力过高。六保证整个闭环构成一个负反馈。七按照已定的控制方案，确定使控制质量最好的控制器参数值。 经验(jngyn)凑试法、临界比例度法、衰减曲线法八、1、受控对象：加热炉；受控变量：原料油出口温度；操纵(cozng)变量：燃料油流量； 可能的扰动：原料油的流量、入口(r ku)温度、原料油成分、燃料油

7、压力等 2、控制器控制阀加热炉温度检测变送环节+控制信号燃料油流量出口温度温度测量值偏差扰动变量给定值 3、控制阀选气开；控制器反作用；第八十一章 纸质作业答案一、均匀控制的目的是实现前后设备在供求关系上达到相互协调，统筹兼顾 均匀控制的特点是（1）反映前后供求矛盾的两个变量都是变化的，且变化是缓慢的（2）两个变量的变化均应保持在允许的范围内 二由两个控制器组成，分别接受来自被控对象不同部位的测量信号。一个控制器的输出作为下一个控制器的给定值，后者的输出去控制执行器以改变操纵变量。从系统的结构来看，两个控制器是串级工作的，称为串级控制系统。方框图如下三答：(1) 串级控制系统(kn zh x

8、tn)的方框图 给定值温度控制器TC控制阀压力对象温度测量变送环节+扰动2温度对象压力测量变送环节扰动1+压力控制器PCPT(2) 因为(yn wi)工艺安全条件是：一旦(ydn)发生重大事故，立即切断燃料油的供应，在气源中断时，控制阀应切断燃料油的供应，所以控制阀应选为气开阀 (3) 控制阀为气开阀，执行器为“+”方向；燃料流量增加，阀后压力增加，副对象为“+”方向；所以，为使副回路为负反馈系统，副控制器应选择反作用 。被加热物料出口温度和阀后压力增加时，对控制阀动作要求方向一致，都要求关小控制阀，减小燃料供应量，所以，主控制器取反作用 。四解：1、控制流程图如下： 加热炉被加热物料进口PC

9、PT被加热物料出口TTTCLS燃料气2、从安全角度(jiod)考虑，选择(xunz)调节阀为气开阀。 3、根据(gnj)对控制器正反作用的分析，有P C控制器为反作用控制器，TC为反作用控制器。 为了在阀后压力过高（PC的输出很低）的条件下能够选择PC控制器进行控制，则选择低选器五、DCSDistributed Control System，集散控制系统 特点：（1）采用分层递阶控制；（2）采用微机智能技术；（3）采用局部网络通信技术；（4）丰富的功能软件包；（5）强有力的人机接口；（6）采用高可靠技术。六、当压缩机的负荷降低到一定程度，气体的排出量会出现强烈的振荡，因而机身也发生剧烈振动，这

10、种现象称为喘振。 压缩机的喘振保护曲线方程：其中，为压缩机入口压力，为压缩机出口压力，为系数，为压缩机入口温度，为压缩机入口流量。当，就会发生喘振（或者可以说，当压缩机的负荷低于某一极限流量时，会发生喘振） 七、温差控制：灵敏板温度与塔顶（或塔底）附近某块塔板的温度之差作为被控变量来间接控制塔的产品的成分。 双温差控制：分别在精馏段及提馏段上选取温差信号，然后将两个温差信号相减，作为控制器的测量信号（控制系统的被控变量）八、解：1、该系统是温差控制的方案。塔顶根据温差控制回流量LR，采用温差控制是因为在甲苯二甲苯的精馏塔中，塔顶和塔底产品的相对挥发度差值较小，压力变化对温度的影响要比成分变化对

11、温度的影响大，即此时微小的压力变化也会影响成分与温度之间的关系，由于压力对各层塔板上温度的影响的方向和大小基本是一致，此时可以分别在塔顶和灵敏板测取温度，然后取这两个温度的差值作为受控变量，则压力对温度变化的影响就基本被消除了。塔顶回流罐液位控制和塔釜液位控制是为了保证回流罐和塔釜有一定的蓄液量而设置的。这两个系统可保证整个(zhngg)塔的物料平衡。再沸器加热蒸汽量的定值控制系统，是为了能有恒定的蒸汽量返回到精馏(jn li)塔，以保证精馏过程中的能量需求。 2、（1）适用于塔顶产品纯度(chnd)要求比塔底高的情况 （2）气相进料的情况 （3）塔底、提馏段塔板上的温度不能很好的反映产品成分变化时。 3、设计一针对进料量的前馈控制系统，在原有控制系统