过程控制系统与仪表习题答案

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2)合理选择检测点。

6-9 调节阀口径选择不当,过大或过小会带来什么问题?正常工况下,调节阀的开度在什么范围比较合适?

解答:

1)调节阀口径选得过大,阀门调节灵敏度低,工作特性差,甚至会产生振荡或调节失灵的情况。

调节阀口径选得过小,当系统受到较大的扰动时,调节阀工作在全开或全关的饱和状态,使系统暂时处于失控工况,这对扰动偏差的消除不利。

2)正常工况下要求调节阀的开度在15%-85%之间。

6-10 选择调节阀气开、气关方式的首要原则是什么?

解答:

保证人身安全、系统与设备安全是调节阀开、关作用方式选择的首要原则。

6-11 调节器正、反作用方式的选择依据是什么?

解答:

确定原则是整个单回路构成负反馈系统。

6-12 在蒸气锅炉运行过程中,必须满足汽-水平衡关系,汽包水位是一个十分主要的指标。当液位过低时,汽包中的水易被烧干引发生产事故,甚至会发生爆炸,为此设计如图6-28所示的

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液位控制系统。试确定调节阀的气开、气关方式和调节阀LC正、反作用;画出该控制系统的框图。

解答:见图2-28 1)调节阀:气关方式。 2)调节器:正作用。 3)框图:

6-13 在如图6-29所示的化工过程中,化学反应为吸热反应。为使化学反应持续进行,必须用热水通过加热套加热反应物料,以保证化学反应在规定的温度下进行。如果温度太低,不但会导致反映停止,还会使物料产生聚合凝固导致设备堵塞,为生产过程再次运行造成麻烦甚至损坏设备。为此设计如图6-29所示的温度控制系统。试确定调节阀的气开、气关方式和调节阀的TC正、反作用;画出该控制系统的框图。

解答:

1)调节阀:气开式。 2)调节器:反作用。 3)框图:

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6-14 简述比例、积分、微分控制规律各自的特点。

解答:P193

1)比例控制:是最简单的调节规律,它对控制作用和扰动作用的响应都很迅速。比例调节只有一个参数,整定简便。比例调节的主要缺点是系统存在静差。

2)积分控制:积分调节的特点是没有静差。但它的动态偏差最大、调节时间长,只能用于有自衡特性的简单对象、很少单独使用。

3)微分控制:超前调节。

6-21 试比较临界比例度法、衰减曲线法、响应曲线法及经验法的特点。

解答:P201 临界比例度法:

衰减曲线法:

响应曲线法:

经验法:

6-22 如图6-30所示热交换器,将进入其中的冷却物料加热到设定温度。工艺要求热物料温度

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的?T??1?C,而且不能发生过热情况,以免造成生产事故。试设计一个简单控制系统,实现热物料的温度控制,并确定调节阀的气开、气关方式,调节器的正反作用方式,以及调节器的调节规律。

解答:

1)被控参数选择:

热交换器出口温度。

2)控制参数选择:

载热介质流量。

3)检测仪表选择:

温度传感器与温度变送器。 4)调节阀选择:

1 流量特性选择:对数流量特性。 ○2 气开、气关方式选择:气开。 5)调节器选择:

○1 调节规律选择:PI或PID。 ○2 正反作用方式选择:反作用方式。

系统各环节正、负符号判别:被控过程:+;变送器:+;调节阀:+; 根据系统构成负反馈条件:各环节符号之积必为“-”,则调节器为“-”。6)画出控制系统流程图:如图所示。

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