化工儀表及其自動(dòng)化復(fù)習(xí)資料

1、第一章1什么是自動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖，它與控制流程圖有什么區(qū)別？答：方塊圖是用來(lái)表示控制系統(tǒng)中齊環(huán)節(jié)之間作用關(guān)系的一種圖形，由于各個(gè)環(huán)節(jié)在圖中都 用一個(gè)方塊表示，故稱之為方塊圖。它是由方框、信號(hào)線、比校點(diǎn)、引出點(diǎn)組成的：工藝流 程上的線條及箭頭方向有時(shí)并不與流體流向相一致2如圖所示為一反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)示意圖。A、B兩種物料進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)改 變進(jìn)入夾套的冷卻水流最來(lái)控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度不變。試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并 指出該系統(tǒng)中的被控対象.彼控變量操縱變屋及町能影響被控變量的干擾是什么？反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖擾動(dòng)反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中，被控對(duì)彖：反應(yīng)器：被

2、控變量：反應(yīng)器內(nèi)的溫度：操縱變量：冷卻水流量?？赡苡绊懫瓶刈兞康母蓴_因素主要有A、B兩種物料的溫度、進(jìn)料量，冷卻水的壓力、 溫度.環(huán)境溫度的高低等。3如圖為某列管式蒸汽加熱器控制流程圖。試分別說(shuō)明圖中PI-307. TRC3O3、FRC-3O5所 代表的意義。PI-3O7衣示就地安裝的壓力指示儀表.匸段號(hào)為3,儀左療門；為07：TRC-3O3表示集中儀表盤安裝的，具有指示記錄功能的溫度控制儀表；工段號(hào)為3,儀 表序號(hào)為03；FRC-3O5表示集中儀表盤安裝的，貝冇指示記錄功能的流童控制儀表；工段號(hào)為3,儀 表序號(hào)為05。4反映對(duì)彖特性的參數(shù)冇哪些？各冇什么物理意義？它們對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)冇什么影

3、響？解：放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T和滯后時(shí)間T放人系數(shù)K在數(shù)值上等于對(duì)象（重新）處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出變化量與（引起輸出變 化的）輸入變化量之比，即輸出量的變化最一輸入量的變化量對(duì)象的放人系數(shù)K越人，就表示對(duì)象的輸入量有一定變化時(shí)，對(duì)輸出量的影響越人， 或被控變量對(duì)這個(gè)量的變化就越靈敏，所以，K實(shí)質(zhì)上足對(duì)彖的靈敏度?？刂仆ǖ纊適最大有利于控制，干擾通道k盡最小有利于控制。時(shí)間常數(shù)T是指當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被竝變量達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值的63【所需時(shí) 間：或當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量如果保特初始變化速度變化，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值 的時(shí)間。時(shí)間常數(shù)越人，被控變呈的變化也越慢，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間也越

4、人控制通道T盡量小控制作用快，控制及時(shí)；干擾通道T越人越好易于控制對(duì)象在受到輸入作用后，被控變最卻不能立即而迅速地變化的現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)彖：或輸 出變量的變化落后于輸入變量的變化的現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)彖。滯后現(xiàn)象用滯后時(shí)間T表示。對(duì)象的滯后時(shí)間丫，使對(duì)彖的被控變量對(duì)輸入的變化響應(yīng)滯后，控制不及時(shí)?？刂仆ǖ赖腡越小越好吧，最好為0,干擾通道的T對(duì)系統(tǒng)無(wú)影響。5對(duì)象的純滯后利容量滯后各是什么原因造成的？對(duì)控制過(guò)程有什么影響？.純滯后一般是由于介質(zhì)的輸送或熱的傳遞需要一段時(shí)間而引起的（輸入變化后輸出無(wú) 變化）?？刂仆ǖ廊舸嬖诩儨?，會(huì)使控制作用不及時(shí)，造成被控變量的最大偏差增加，控 制質(zhì)最卜降,穩(wěn)定性降低;

5、干擾通道若存在純滯后，相肖于將干擾推遲一段時(shí)間才進(jìn)入系統(tǒng)， 并不影響控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。容量滯后一般是由于物料或能量的傳遞需要通過(guò)一定阻力而引起的（輸入變化后輸出變 化很小）。容最滯后增加，會(huì)使對(duì)彖的時(shí)間常數(shù)T增加。在控制通道，T增人，會(huì)使控制作用 對(duì)被控變量的影響來(lái)得慢，系統(tǒng)穏疋件降低；T減小，會(huì)使控制作用對(duì)被控變量的影響來(lái)得 快，系統(tǒng)控制質(zhì)量提高。但T不能太人或太小，且各環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)要適當(dāng)匹配，否則都會(huì)影 響控制質(zhì)最。在干擾通道，如果容量滯后增加，干擾作用對(duì)被控變量的影響比較平穩(wěn)，一般 有利于控制。6.什么是自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程？它有哪幾種基本形式？答：系統(tǒng)由一個(gè)平衡狀態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)平衡

6、狀態(tài)的過(guò)程，稱為系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程。非 周期衰減過(guò)程、衰減振蕩過(guò)程、等幅振蕩過(guò)程、發(fā)散振蕩過(guò)程。7 為什么生產(chǎn)上經(jīng)常要求控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程貝仃衰減怠蕩形式?答：因?yàn)樗p震蕩過(guò)程能夠較快地使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，給操作員右效的提醒8某化學(xué)反應(yīng)器匸藝規(guī)定操作溫度為（900±10）-Co考慮安全因索，控制過(guò)程屮溫度偏離給定 值最人不得超過(guò)80?，F(xiàn)設(shè)計(jì)的溫度定值控制系統(tǒng)，在最人階躍干擾作用卜的過(guò)渡過(guò)程曲 線如題119圖所示。試求該系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)：最人偏差、超調(diào)量、衰減比、余差、 振蕩周期和過(guò)渡時(shí)間（被控溫度進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的±1% （即900x （±1%） =±9t

7、）的時(shí)間）， 并回答該控制系統(tǒng)能否滿足題中所給的工藝要求？解故人偏差 A?=950-900=50 (°C)：超調(diào)量 B=950-908=42 (°C)：由于 E'=918-908=10 CC),所以，衰減比 n=B Br=42:10=4 2； 余差 0=908-900=8：振蕩周期 T=45- 9=3 6(inin):過(guò)渡時(shí)間t.=47mino該系統(tǒng)最人偏差為50 C,小于允許偏差80 °C：余差為908-900 = 8 G 在工藝操作規(guī)定對(duì)溫度的要求范闈之內(nèi)（±10 D. W此.該系統(tǒng)能滿足工藝要求。第二章4某ifi度表的測(cè)量范用為0lOOO&

8、#39;C,準(zhǔn)確度等級(jí)為05級(jí)，試問(wèn)此溫度表的允許最人誤差為寒少？在校驗(yàn)點(diǎn)為500°C時(shí).溫度指示值為504'C,試問(wèn)該溫度表在這一點(diǎn)上的準(zhǔn)確度是否符合一級(jí)，為什么?解：Amax = (%max 一 xmin) X (±0.5%) = 1000 X (±0.5%) = ±5弋maxXmax xmin504- 500x100%=-tx100%=0-4%<0-5%該溫度在這一點(diǎn)的準(zhǔn)確度符合1級(jí)5現(xiàn)仃-臺(tái)測(cè)量范出為01 6MPa,精度為1.5級(jí)的普通彈簧管壓力表，校驗(yàn)后，英結(jié)果為:上行程下行程被校表讀數(shù)/MPa0.004081 21 61 61.

9、2080400標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/MPa0.0000.38507901 2101 5951 5951.21508100 4050 000（1）求出該壓力表的變差；（2）問(wèn)該壓力表是否符介1.5級(jí)準(zhǔn)確度?答：先求出各校驗(yàn)測(cè)宣點(diǎn)的絕対誤差值:1：行程下行程被校表讀數(shù)/MPa0 00 4081.21 61 61.2080 400標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/MPa0 0000 38607901.2101 5951 5951.215081004050 000絕對(duì)誤差値/MPa0.0000.0140010-00100 0050 005-0 015-0.010-0 0050 000（1）正反行程的絕對(duì)差值為0 020 MPa該壓力

10、表的變差為：活 X 100% = 1.25% < 1.5%1.00該斥力表的允許誤差6=A maxmax Xmftix 100% =1.2-1.2151.0-0X 100% = -0.93750 9375<l 5因此該壓力表符合15級(jí)精度,合格。7常用的熱電偶有哪幾種？所配用的補(bǔ)償導(dǎo)線是什么？為什么要使用補(bǔ)償導(dǎo)線？并說(shuō)明使 用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)要注意哪幾點(diǎn)？解： 常用的熱電偶有如卜幾種：熱電偶名稱代號(hào)分度號(hào)1熱電張材料新舊正熱電極負(fù)葫極長(zhǎng)期使用短期使用鉗鏈爐鉗樓彳WRRBLL 2鉗抵合金鉗鎧。合金30016001800WRPSLB-3鉗帕洽金-20 13001600««

11、 WSWRNKEU-2檢鉆合金偉確合金-50 10001200WREE銀鉛合金銅復(fù)合金40800900WRFJ鐵嵬做合金 40* 700750WRCTCK銅鎮(zhèn)合金-400-300350（2）所配用的補(bǔ)償導(dǎo)線如下:熱電偶名稱止tt負(fù)ftT作站為100U冷胡為Of時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)熱電/mV材料顔色材料顏色倒t£綠0.645±0037銀鉆傑硅（鑲鋁）紅倒僅4.095 ±0-105銀鉛鏈棵紅棕6.317±0.170紅白4 277 ±0.047（3）用廉價(jià)的補(bǔ)償導(dǎo)線代替熱電偶使冷端遠(yuǎn)離熱端不受其溫度場(chǎng)變化的影響并與測(cè)量 電路相連接。使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)要注意：在一定的

12、溫度范鬧內(nèi)，補(bǔ)償導(dǎo)線與配對(duì)的熱電偶具有 相同或相近的熱電特性：保持延伸電極與熱電偶兩個(gè)接點(diǎn)溫度相等。8熱電偶為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？有哪些冷端溫度補(bǔ)償方法？原理是什么？答：因?yàn)楦鞣N顯示儀表和熱電偶分度表都是在熱電偶冷端溫度為冬的時(shí)候做出的。但實(shí)際 中熱電偶冷端溫度不等于零，且經(jīng)常波動(dòng)，這必然造成輸出減少，所以要進(jìn)行熱電偶的冷端 溫度補(bǔ)償。熱電偶溫度計(jì)中常用的冷端溫度補(bǔ)償方法冇冷端溫度保持0度法、冷端溫度修正法、弦 正儀表零點(diǎn)法、補(bǔ)償電橋法、補(bǔ)償熱電偶法五種。9.用K熱電偶測(cè)某設(shè)備的溫度，測(cè)得的熱電勢(shì)為20 mA,冷端(室溫)為25 °C,求設(shè)備的 溫度？如果改用E熱電偶來(lái)測(cè)溫，在相

13、同的條件下，E熱電偶測(cè)得的熱電勢(shì)為多少？ 解：(1)當(dāng)熱電勢(shì)為20mV時(shí)，此時(shí)冷端溫度為25即E (t, t0) =20 mV査表可得：E (t0, 0) =E (25, 0) =lmV因?yàn)镋 (t, 0) =E (t, tO) +E (tO, 0) =204-1=21 mV由此電勢(shì)，查表可得t=509C,即設(shè)備溫度為509 *Co(2)若改用E熱電偶來(lái)測(cè)溫時(shí)，此時(shí)冷端溫度仍為25 -Co査表可得：E (t0, 0) =E (25, 0) =1.50 mV設(shè)備溫度為509C,查表可得：E (t, 0) =E (509, 0) =37.7 mV因?yàn)镋 (t, tO) =E (t, 0) -E (

14、t0. 0) =37.7-1.5 = 36.2 mV即E熱電偶測(cè)得的熱電勢(shì)為36.2mVo10現(xiàn)用一支銀輅銅銀熱電偶測(cè)某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為30C,顯示儀表的機(jī)械零 位在0°C時(shí)，這時(shí)指示值為400C,則認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為430°C對(duì)不對(duì)？為什么？正確 值為多少度？解認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為430X?不對(duì)。設(shè)換熱器內(nèi)的溫度為t,實(shí)測(cè)熱電勢(shì)為E© 30),根據(jù)顯示儀表指示值為400-C,則有E(t, 30>E(400, 0),由中間溫度定律并資銀銅銀(E型)熱電偶分度表，有E(t, 0)=E(t, 30> E(30, 0)=E(400, 0)+E(

15、30, 0)=289434-1801=30744|iV反查線餡銅銀熱電偶分度表，得換熱器內(nèi)的溫度t=422 5*C19.原來(lái)測(cè)呈水的差斥式流最計(jì)，現(xiàn)在用來(lái)測(cè)最柑同測(cè)量范鬧類的有的流最是，讀書(shū)是否準(zhǔn) 確？為什么？答：讀數(shù)不準(zhǔn)確，需進(jìn)行校正因?yàn)椋毫髁肯禂?shù)與雷諾數(shù)Re有關(guān)，介質(zhì)改變Re改變從而流量系數(shù)改變介質(zhì)改變導(dǎo)致密度改變21冇一臺(tái)用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，轉(zhuǎn)子由密度為7900kg/m3不銹鋼制成，用它來(lái)測(cè)量密度 為790kg/m3的液體介質(zhì)，當(dāng)以表讀數(shù)為5n?/h時(shí)，被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際流最為多少？X Qw =(7900 -790) X 998.2(7900 -998.2) X 790x5 «

16、5.7045m3/h解：由題可知=S _ Pf) X Avf J (Pt - Pw) X Pf22.用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)測(cè)氣壓為0 65MPa、溫度為40°C的CO：7!體的流量時(shí)，若已知流量計(jì)讀 數(shù)為50L/S,求CO?的真實(shí)流量(己知CO?在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的密度為1 977kg/m3)o 解由題知：po=O 101325MPa, pi=0 65+0 101325=0 751325(MPa)： To=293K, Ti=273+4O=313 (K)： po=1.293kg/Nm3： pi=1.977kg/Nm Qo=50L/s。則Qi =1.293x0.751325 x2931.977 x0.

17、101325 x31350 = 105(L/s)31.如果某反應(yīng)器最人壓力為0.5 MPa.允許最大絕對(duì)誤差為0.01 MPa現(xiàn)用一臺(tái)測(cè)最范用 為0-1.6 MPa,精度為1級(jí)的壓力表來(lái)進(jìn)行測(cè)最，問(wèn)能否符合工藝上的誤差要求？若釆用 一臺(tái)測(cè)量范附為01.0 MPa,精度為1級(jí)的壓力表來(lái)進(jìn)行測(cè)量，問(wèn)能符合誤差要求嗎？試 說(shuō)明其理由。答：根據(jù)壓力計(jì)的選用原則：該反應(yīng)器選用壓力計(jì)的測(cè)最范用要求，最低工作壓力不低于上限值的1/3：上限值選 1.6 Mpa,則 1.6Xl/3=0.5333Mpa>0.5Mpa；卜限值按 OMpa 計(jì)。該反應(yīng)器允許最大絕對(duì)誤差為0.01 MPa,選用壓力計(jì)的允許誤差為

18、：d =±A max/ （x 上一x 下）X100% = ±0.01/ （1.6 0） X100% = ±0.625%種選用一臺(tái)測(cè)最范闈為02.6 MPa,楕度為1級(jí)的壓力表來(lái)進(jìn)行測(cè)呈，不符合工藝上要求。2p 卜=1.0 X = 0.667Mpa > 0.5MPa3若采用一臺(tái)測(cè)最范用為01.0 MPa,精度為1級(jí)的樂(lè)力表來(lái)進(jìn)行測(cè)帚:，符合誤差要求，但 不符合測(cè)量范闈要求。32某輸氣管道內(nèi)天然氣工作壓力為l.SMPa, T藝要求就地指示管道內(nèi)斥力.最大測(cè)最 謀差不得大于0.05MPa，試選擇一合適的壓力表，說(shuō)明其類型、流量和準(zhǔn)確度等級(jí)。解由題意得 選擇儀表的上

19、限p = Pmax X | = 1.5 X | = 2.25MPa選擇量程為025MPa準(zhǔn)確度等級(jí)為1.5級(jí)由于攔占故被測(cè)床力的最小值不低于滿最程的1/3 這足允許誤差6 = x 100% = 2%所以準(zhǔn)確喪零級(jí)為1.5級(jí)的儀衣町以滿足耍求 33某合成氨廠合成塔壓力控制指標(biāo)為14MPa,要求誤差不超過(guò)04MPa,試選用一臺(tái)就地指 示的壓力表（給出型號(hào)、測(cè)量范I制、精度等級(jí)）。解合成塔控制壓力14MPa為高壓，設(shè)所選壓力表的量程為p,則p>-xl4«23.3（MPa）根據(jù)壓力表量程系列（附表1）,可選YX-150型、測(cè)量范圍為O25MPa的電接點(diǎn)壓力表。 根據(jù)測(cè)量誤差要求，所選壓

20、力表的最人允許誤差應(yīng)滿足0 4J T <_xl00% = 1.6%nux 25要求.故可選精度等級(jí)為15級(jí)的壓力表八34杲臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出II壓力范用為2528MPa （烏壓），誤差不得大于IMPa。I】藝上 要求就地觀察.試選用一臺(tái)合適的壓力計(jì)（類型、測(cè)最范闈、準(zhǔn)確度等級(jí)）解由題可知:p 卜=28 X 2 = 56MPa選擇的測(cè)量范鬧為060MPa準(zhǔn)確度等級(jí)為15級(jí)5 = X 100% = 1.67% > 1.5% 60三 > 寸故被測(cè)壓力敲小值不低于量程的1/3,這是允許的。60339什么是液位測(cè)量時(shí)的零點(diǎn)遷移問(wèn)題？怎樣進(jìn)行遷移？其實(shí)質(zhì)是什么？當(dāng)被測(cè)容器的液位H=0時(shí)，

21、差壓液位計(jì)所感受的斥差A(yù)p丸的現(xiàn)象，稱為液位測(cè)最時(shí)的零點(diǎn) 遷移問(wèn)題在液位測(cè)量中，當(dāng)被測(cè)液位HR時(shí)，如果差壓變送器的輸入信Ap>0,則為''正遷移”； 反之如果被測(cè)液位H二0時(shí)，差壓變送器的輸入信號(hào)»<(),則為“負(fù)遷移”。所以冬點(diǎn)遷移實(shí)際上是變送器零點(diǎn)的人范I何調(diào)整，它改變了測(cè)量范旳的上、卜限，相當(dāng)于測(cè) 量范圍的平移，而不改變量程的大小。40測(cè)最高溫液體(指它的蒸汽在常溫卜要冷凝的情況)時(shí)，經(jīng)常在負(fù)樂(lè)管匕裝有冷凝罐(見(jiàn)題 348圖)，問(wèn)這時(shí)用差壓變送器來(lái)測(cè)最液位時(shí)，要不要遷移？如要遷移，遷移星應(yīng)如何考虔？差壓液位計(jì)正壓室壓力負(fù)斥室壓力P2=pgh2+ P0

22、正、負(fù)壓室的壓差8予1-卩2= pgH-(h2-hi) pgH=0 時(shí)，句=-(hj-hj) pgo這種液位測(cè)量時(shí)，具有“負(fù)遷移”現(xiàn)彖，為了使H=0時(shí)，即=0,該差壓變送器測(cè)液位時(shí) 需要零點(diǎn)遷移，遷移量為(hz-hi) pg第三章3.比例度的大小對(duì)控制過(guò)程有什么影響？比例度對(duì)控制過(guò)程的影響：比例度越人，比例控制越弱，過(guò)渡過(guò)程曲線越平穩(wěn)，但余差也越 人：比例度越小，比例控制越強(qiáng)，過(guò)渡過(guò)程曲線越振蕩，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能變差，但 余差也越小，提高了系統(tǒng)的靜態(tài)準(zhǔn)確度：比例度過(guò)小，可能會(huì)出現(xiàn)發(fā)散振蕩。選擇比例度要注意：若對(duì)象的滯后較小，時(shí)間常數(shù)較人以及放人系數(shù)較小，町選擇小比 例度來(lái)提高系統(tǒng)的靈敏度

23、，使過(guò)渡過(guò)程曲線形狀校好：反Z,為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)選擇 大的比例度。4. 為什么枳分控制能消除余差？枳分時(shí)間的人小對(duì)控制過(guò)程有什么影響？積分控制能消除余差的原厭h因?yàn)殍追挚刂谱饔玫妮敵雠c輸入偏差的枳分成正比，只要付偏 差存在，積分控制作用將隨時(shí)間不斷變化，直至偏差完全消除，系統(tǒng)彳能穩(wěn)定下來(lái)，所以 TI越小，余差消除越快，可提高系統(tǒng)的靜態(tài)準(zhǔn)確度，但會(huì)使系統(tǒng)穩(wěn)定性卜降,動(dòng)態(tài)件能變差； TI越人，余差消除越慢；TI-8時(shí)，成為純比例控制。5. 微分控制的特點(diǎn)是什么？微分時(shí)間的大小對(duì)控制過(guò)程有什么影響？特點(diǎn)：對(duì)偏差的變化特別敏感：對(duì)不變的偏差微分不起任何作用：系統(tǒng)的穩(wěn)定性増加，但不 能增加的太多。

24、影響：微分時(shí)間增加，微分作用加強(qiáng)，系統(tǒng)穩(wěn)定性提高，變現(xiàn)為衰減比増大，過(guò)渡過(guò)程誡大 偏差emax減小，過(guò)渡時(shí)間tp縮短。Td太大，微分作用太強(qiáng)，導(dǎo)致反應(yīng)速度過(guò)快，會(huì)引起系統(tǒng) 爲(wèi)蕩。6. 為比例控制能單獨(dú)使用，而枳分、微分控制規(guī)律一般不能單獨(dú)使用？比例控制其有反應(yīng)快、控制及時(shí)的特點(diǎn)，有偏差信號(hào)輸入時(shí)，輸出立即與它成比例的變化， 偏差越大，輸出的控制作用越強(qiáng)。所能單獨(dú)使用。枳分控制器的輸出是偏差隨時(shí)間的枳分其控制作用是隨普時(shí)間的枳累而逐漸增加的。當(dāng)偏差 剛產(chǎn)生時(shí)控制器的輸出很小，控制作用很弱，不能及時(shí)克服干擾作用，所以枳分控制一般不 單獨(dú)使用。因?yàn)槲⒎挚刂谱饔玫妮敵雠c輸入偏差的變化速度成正比，一旦偏

25、差不變化，即使偏差非常人， 微分控制也無(wú)能為力了，所以微分控制規(guī)律不能單獨(dú)使用°22.控制閥的結(jié)構(gòu)哪吐主耍類舉？各便用在什么場(chǎng)合？執(zhí)行機(jī)構(gòu)指執(zhí)行器中的哪一部分？ 執(zhí)行器選擇氣開(kāi)、氣關(guān)的原則是什么？（1）直通單座控制閥：應(yīng)用在小II徑、低壓差的場(chǎng)合。（2）直通雙座控制閥：常用類型（3） 角形控制閥:：適用于現(xiàn)場(chǎng)管道要求直角連接，介質(zhì)為高粘度、高壓差和含有少量懸浮物和 固體顆粒狀的場(chǎng)合。（4）三通控制閥：可代替兩個(gè)直通閥，適用丁配比控制與旁路控制。（5） 隔腹控制閥：適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的控制，也能用于高粘度及懸浮顆粒狀介質(zhì) 的控制。（6）蝶閥：大I】徑，人流量，低壓差的場(chǎng)合，

26、也口J以用于含少最纖維或懸浮顆粒狀 介質(zhì)的控制.（7）球閥：適用丁高粘度和污穢介質(zhì)的控制 （8）凸輪撓曲閥：適用于高粘度 或帯仃總浮物的介質(zhì)流量控制。（9）籠式閥:特別適用于要求低噪聲及壓差較大的場(chǎng)fto（10） 小流量閥：適用于小流量的轎密控制。（11）超高壓閥：適用于高靜壓、高壓差的場(chǎng)介。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它根據(jù)控制信號(hào)（由控制器來(lái)）壓力的人小產(chǎn)生相應(yīng)的推力， 推動(dòng)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所以它是將信號(hào)圧力的人小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝豐。執(zhí)行器選擇氣開(kāi)、 氣關(guān)的原則是安全原則，即當(dāng)控制信號(hào)中斷時(shí)，應(yīng)保證生產(chǎn)設(shè)備、操作人員的安全13.試分別說(shuō)明什么叫控制閥的流量特性，理想流量特性和工作流量特性

27、？常用的控制閥理 想流量特性有哪些？為什么流最特性的選擇對(duì)控制系統(tǒng)的工作至關(guān)朿要？答：控制閥的流量特性是指被控介質(zhì)流過(guò)閥門的相對(duì)流量與閥門的柑對(duì)開(kāi)度（相對(duì)位移）間的關(guān)系，即：Q-丿閥前后壓差保持不變時(shí)的流量特性稱為理想流量特性；在實(shí)際使用過(guò)程中，閥前后的壓差會(huì)隨閥的開(kāi)度變化耐變化，此時(shí)的流最特性稱為工作流呈 特性。常用的控制閥理想流量特性主要有直線、等百分比（對(duì)數(shù)）、拋物線及快開(kāi)等幾種。從白動(dòng)控制的角度看，調(diào)節(jié)閥一個(gè)最呎要的特杵是他的流鍛特竹:,即調(diào)節(jié)閥閥芯位移與流量Z間的關(guān)系，值得指出調(diào)節(jié)閥的特性對(duì)整個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)白很人的影響第四章1如圖所示是一反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)示意圖。試畫出這一

28、系統(tǒng)的方塊圖，并說(shuō)明各方塊的含 義，指出它們具體代表什么？假定該反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)中，反應(yīng)器內(nèi)需維持一定溫度，以 利反應(yīng)進(jìn)行，但溫度不允許過(guò)高，否則有爆炸危險(xiǎn)。試確定執(zhí)行器的氣開(kāi)、氣關(guān)型式和控制 器的正、反作用。題7-2圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)解該反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖如下圖所示。 4干擾 年霽警一門而一控讐號(hào)兩可畔座麗臥膠控岸量.1 檢測(cè)變送裝首 卜題解7-2圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中：被控對(duì)象是反應(yīng)器；被控變最是反應(yīng)器內(nèi)溫度；操縱變最是蒸汽流量；控制器是溫度 控制器TC。根據(jù)工藝要求：反應(yīng)器內(nèi)需維持一定溫度，以利反應(yīng)進(jìn)行，但溫度不允許過(guò)高，否則令爆炸 危險(xiǎn)，且系統(tǒng)無(wú)能源初始狀態(tài)閥門應(yīng)完全

29、關(guān)閉，所以執(zhí)行器應(yīng)為氣開(kāi)型式;蒸汽流量增加時(shí)， 反應(yīng)器內(nèi)溫度升高，被控對(duì)象是“正”作用；執(zhí)行器、被控對(duì)象與控制器組成一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng)， 則控制器應(yīng)為反”作用。13、試確定題7J3圖所示兩個(gè)系統(tǒng)中執(zhí)行器的正、反作用及控制器的正、反作用。（1）（a）圖，為物料溫度過(guò)低易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為過(guò)熱蒸汽時(shí)：（2）（a）圖，當(dāng)物料溫度過(guò)高易易結(jié)焦成分解的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為過(guò)熱蒸汽時(shí)：（3）（b）圖，當(dāng)物料溫度過(guò)低易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為帶加熱的軟化水是 時(shí)：（4）（b）圖，為物料溫度過(guò)高易易結(jié)焦成分解的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為帶加熱的軟化水是時(shí):解（1）根據(jù)工藝要求當(dāng)物料溫度過(guò)低易析出結(jié)昂顆粒的介質(zhì)

30、，系統(tǒng)無(wú)能源初始狀態(tài)時(shí) 閥門應(yīng)完全打開(kāi),執(zhí)行器應(yīng)為氣關(guān)閥;過(guò)熱蒸汽流量增加時(shí)，加熱壽內(nèi)溫度升高，被控對(duì)象 是“正”作用；執(zhí)行器、被控對(duì)彖與控制器組成一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng)，所以控制器應(yīng)為“正”作用。（2）根據(jù)工藝要求物料溫度過(guò)高易易結(jié)焦成分解的介質(zhì)，系統(tǒng)無(wú)能源初始狀態(tài)時(shí)閥門 應(yīng)完全關(guān)閉，執(zhí)行器應(yīng)為氣開(kāi)閥：過(guò)熱蒸汽流量增加時(shí)，加熱器內(nèi)溫度升高，被控對(duì)象是“正” 作用；執(zhí)行器、被控對(duì)象與控制器組成一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng)，所以控制器應(yīng)為“反”作用。（3）根據(jù)工藝要求當(dāng)物料溫度過(guò)低易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)，系統(tǒng)無(wú)能源初始狀態(tài)時(shí)閥 門應(yīng)完全關(guān)閉，執(zhí)行器應(yīng)為氣開(kāi)閥；帶加熱軟化水流量增加時(shí)，冷卻器內(nèi)溫度降低，被控對(duì) 象是“反”

31、作用；執(zhí)行器、被控對(duì)彖與控制器組成一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng)，所以控制器應(yīng)為“正”作用。（4）根據(jù)工藝要求肖物料溫度過(guò)高易易結(jié)焦成分解的介質(zhì)，系統(tǒng)無(wú)能源初始狀態(tài)時(shí)閥 門應(yīng)完全打開(kāi)，執(zhí)行器應(yīng)為氣關(guān)閥；帶加熱軟化水流最增加時(shí)，冷卻器內(nèi)溫度降低，被控對(duì) 象是“反”作用；執(zhí)行器、被控對(duì)象與控制器組成一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng)，所以控制器應(yīng)為，反”作用。4圖為貯槽液位控制系統(tǒng)，為安全起見(jiàn)，貯槽內(nèi)液體嚴(yán)格禁止溢出，試在卜述兩種情況卜， 分別確定控制閥的氣開(kāi)、氣關(guān)型式及控制器的正、反作用。（1）選擇流入量Qi為操縱變量：（2）選擇流出量Q0為操縱變量。Q.解：分兩種情況：=（1）當(dāng)選擇流人量Qi為操縱變量時(shí)，控制閥安裝三在流人管線

32、上，這時(shí)，為了防止液體溢出，在控制 閥般頭上氣源突然中斷時(shí)，控制閥應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)， 所以應(yīng)選用氣開(kāi)型式控制閥，為“ + ”作用方向。Q。這時(shí)，操縱變量即流人量Qi增加時(shí)+被控變°量液位是上升的，故對(duì)象為“ + ”作用方向。由于控制閥與對(duì)彖都是“ + ”作用方向，為使整個(gè)系統(tǒng)具有負(fù)反饋?zhàn)饔?，控制?應(yīng)選擇反作用方向。（2）當(dāng)選擇流出量Q0為操縱變量時(shí)，控制閥安裝在流出管線上，這時(shí)，為防 止液體溢出，在控制閥膜頭上氣源突然中斷時(shí)，控制閥應(yīng)處于全開(kāi)狀態(tài)，所以應(yīng) 選用氣關(guān)型式控制閥，為“一”作用方向。這時(shí)，操縱變量即流出量Q0增加時(shí)，被控變量液位是下降的，故對(duì)象為“一” 作用方向。以上這兩種

33、情況說(shuō)明，對(duì)同一對(duì)象，其控制閥氣開(kāi)、氣關(guān)型式的選擇及對(duì)象的作 用方向都與操縱變量的選擇是有關(guān)的。由于選擇流出量Q0為操縱變量時(shí)，對(duì)象與控制閥都是“一”作用方向，為使整 個(gè)系統(tǒng)具有負(fù)反饋?zhàn)饔?，?yīng)選擇反作用方向的控制器。5.控制器參數(shù)正定的任務(wù)是什么？工程上常用的控制器整定方法有哪幾種？答：控制器參數(shù)整定的任務(wù)是：根據(jù)己定的控制方案，來(lái)確定控制器的最佳參數(shù)值（包括比例度§枳分時(shí)間T】微分時(shí)間Td）,以便使系統(tǒng)能獲得好的控制質(zhì)帚，控制器參數(shù)整定的方法令理論計(jì)算和工程整定兩大類，其中常用的是工程整定法。屬于 控制器參數(shù)的工程整定法主要有臨界比例度法、衰減曲線法和經(jīng)驗(yàn)湊試法等。8.臨界比例度的

34、意義是什么？為什么工程上控制器所采用的比例度要人于臨界比例度？ 臨界比例度的盤義：在純比例作用下，控制系統(tǒng)的彼垃變量輸出呈等幅震蕩曲線，這時(shí)的比 例度為臨界比例度。臨界比例度處于穩(wěn)定與不穩(wěn)定狀態(tài)之間，在工程上希塑出現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，比例度越人系統(tǒng)越穩(wěn) 定，比例度越小系統(tǒng)越不穩(wěn)定，所以比例度要人于臨界比例度。、補(bǔ)充部分什么是控制通道和擾動(dòng)通道（干擾通道）?對(duì)于不同的通道，對(duì)象的特性參數(shù)（K、T、r）對(duì)控 制有什么不同的影響？答：對(duì)于一個(gè)被控對(duì)彖來(lái)說(shuō)，輸入量是擾動(dòng)量和操縱變量，而輸出是被控變量。由對(duì)彖的輸入變最至輸出變最的信號(hào)聯(lián)系稱為通道。操縱變呈至被控變最的信號(hào)聯(lián)系稱為控制通道：擾動(dòng)量至被控變屋的信號(hào)

35、聯(lián)系稱為擾動(dòng)通道。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于不同的通道，對(duì)象的特性參數(shù)（K、T、r）對(duì)控制作用的影響是不同的。對(duì)于控制通道：放人系數(shù)K人，操縱變量的變化對(duì)被控變量的影響就人，即控制作用對(duì)擾動(dòng)的補(bǔ)償能力強(qiáng)，余差也??；放人系數(shù)K小，控制作用的影響不顯著，被控變最的變化緩慢。但K太大，會(huì)使控制作用對(duì)被控變屋的影響過(guò)強(qiáng)，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性I、降。在相同的控制作用下，時(shí)間常數(shù)T人，則被控變量的變化比較緩慢，此時(shí)對(duì)象比較平穩(wěn)，容易進(jìn)行控制，但過(guò)渡過(guò)程時(shí)間校長(zhǎng)；若時(shí)間常數(shù)T小，則被控變最變化速度快，不易控制。時(shí)間常數(shù)太大或太小，在控制上都將存在一定困難，因此，需根據(jù)實(shí)際情況適中考世。滯后時(shí)間Z的存在，使得控制作用總是落后于

36、被控變量的變化，造成被控變最的最人偏差增人，控制質(zhì)量I、降。因此，應(yīng)盡量減小滯后時(shí)間r。對(duì)于擾動(dòng)通道：放人系數(shù)K人對(duì)控制不利，因?yàn)椋?dāng)擾動(dòng)頻繁出現(xiàn)且幅度較人時(shí)，被控變呈的波動(dòng)就會(huì) 很人，使得最人偏差增人：而放人系數(shù)K小，既使擾動(dòng)校大，對(duì)被控變量仍然不會(huì)產(chǎn)生多 人影響。時(shí)間常數(shù)T人，擾動(dòng)作用比較平緩，被控變屋變化較平穩(wěn)，對(duì)象較易控制。純滯后的存在，相當(dāng)于將擾動(dòng)推遲心時(shí)間才進(jìn)入系統(tǒng)，并不影響控制系統(tǒng)的品質(zhì)；而容量滯后的存在，則將使階躍擾動(dòng)的影響趙于緩和，被控變量的變化相應(yīng)也緩和些，因此，對(duì) 系紐是有利的。4、控制對(duì)彖的干擾通道的動(dòng)態(tài)特性對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響是:干擾通道的時(shí)間常數(shù)愈人,対被控 變量的影響

37、越小汗擾通道容屋滯后愈多，則調(diào)節(jié)質(zhì)量_越差干擾通道的純滯后 對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量_有影響，純滯后越大，質(zhì)最越差_。P166-5.被控變最的選擇原則是什么？答：被控變量的正確選擇是關(guān)系到系統(tǒng)能否達(dá)到預(yù)期控制效果的重要因素，它選擇的一般原 則是：（1）被控變量應(yīng)能代表一定的工藝操作指標(biāo)或是反映工藝操作狀態(tài)的重要變量；（2）被控變量應(yīng)是工藝生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常變化，因而需要頻繁加以控制的變最；（3）被控變量應(yīng)盡町能選擇工藝生產(chǎn)過(guò)程的直接控制指標(biāo)，當(dāng)無(wú)法獲得直接控制指標(biāo)信號(hào)，或英測(cè)量或傳送滯后很人時(shí)，町選擇與直接控制指標(biāo)冇單值對(duì)應(yīng)關(guān)系的間接控制指標(biāo)；（4）被控變量應(yīng)是能測(cè)量的，并具有較大靈敏度的變量；（5）被控變量應(yīng)是獨(dú)立可控的；（6）應(yīng)考農(nóng)工藝的合理性與經(jīng)濟(jì)性。P167-7.操縱變量的選擇原則是什么？答：（1）操縱變量應(yīng)是工藝上允許加以控制的可控變量；（2）操縱變量應(yīng)是對(duì)被控變量影響諸因索中比較靈敏的變屋，即控制通道的放人系數(shù)要人 一些，時(shí)間常數(shù)要小一些，純滯后時(shí)間要盡量小：（3）操縱變最的選擇還應(yīng)考慮工藝的合理性和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。20.口動(dòng)控制系統(tǒng)衰減振蕩過(guò)渡過(guò)程的品質(zhì)指標(biāo)有哪些？影響這些品質(zhì)指標(biāo)