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    過程控制系統與儀表習題與思考題解答 下載本文

    由自控理論知識可知,開環傳遞函數中幾個時間常數值錯開,可提高系統的工作頻率,減小過渡過程時間和最大偏差等,改善控制質量。

    6-8 選擇檢測變送裝置時要注意哪些問題?怎樣克服或減小純滯后? 解答:

    1)P184-1、2、3、4 2)合理選擇檢測點。

    6-9 調節閥口徑選擇不當,過大或過小會帶來什么問題?正常工況下,調節閥的開度在什么范圍比較合適? 解答:

    1)調節閥口徑選得過大,閥門調節靈敏度低,工作特性差,甚至會產生振蕩或調節失靈的情況。

    調節閥口徑選得過小,當系統受到較大的擾動時,調節閥工作在全開或全關的飽和狀態,使系統暫時處于失控工況,這對擾動偏差的消除不利。

    2)正常工況下要求調節閥的開度在15%-85%之間。

    6-10 選擇調節閥氣開、氣關方式的首要原則是什么? 解答:

    保證人身安全、系統與設備安全是調節閥開、關作用方式選擇的首要原則。

    6-11 調節器正、反作用方式的選擇依據是什么? 解答:

    確定原則是整個單回路構成負反饋系統。

    6-12 在蒸氣鍋爐運行過程中,必須滿足汽-水平衡關系,汽包水位是一個十分主要的指標。當液位過低時,汽包中的水易被燒干引發生產事故,甚至會發生爆炸,為此設計如圖6-28所示的液位控制系統。試確定調節閥的氣開、氣關方式和調節閥LC正、反作用;畫出該控制系統的框圖。

    解答:見圖2-28 1)調節閥:氣關方式。 2)調節器:正作用。 3)框圖:

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    6-13 在如圖6-29所示的化工過程中,化學反應為吸熱反應。為使化學反應持續進行,必須用熱水通過加熱套加熱反應物料,以保證化學反應在規定的溫度下進行。如果溫度太低,不但會導致反映停止,還會使物料產生聚合凝固導致設備堵塞,為生產過程再次運行造成麻煩甚至損壞設備。為此設計如圖6-29所示的溫度控制系統。試確定調節閥的氣開、氣關方式和調節閥的TC正、反作用;畫出該控制系統的框圖。

    解答:

    1)調節閥:氣開式。 2)調節器:反作用。 3)框圖:

    6-14 簡述比例、積分、微分控制規律各自的特點。 解答:P193

    1)比例控制:是最簡單的調節規律,它對控制作用和擾動作用的響應都很迅速。比例調節只有一個參數,整定簡便。比例調節的主要缺點是系統存在靜差。

    2)積分控制:積分調節的特點是沒有靜差。但它的動態偏差最大、調節時間長,只能用于有自衡特性的簡單對象、很少單獨使用。

    3)微分控制:超前調節。

    6-21 試比較臨界比例度法、衰減曲線法、響應曲線法及經驗法的特點。 解答:P201 臨界比例度法:

    衰減曲線法:

    響應曲線法:

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    經驗法:

    6-22 如圖6-30所示熱交換器,將進入其中的冷卻物料加熱到設定溫度。工藝要求熱物料溫度的?T??1?C,而且不能發生過熱情況,以免造成生產事故。試設計一個簡單控制系統,實現熱物料的溫度控制,并確定調節閥的氣開、氣關方式,調節器的正反作用方式,以及調節器的調節規律。

    解答:

    1)被控參數選擇:

    熱交換器出口溫度。

    2)控制參數選擇:

    載熱介質流量。

    3)檢測儀表選擇:

    溫度傳感器與溫度變送器。 4)調節閥選擇:

    1 流量特性選擇:對數流量特性。 ○

    2 氣開、氣關方式選擇:氣開。 5)調節器選擇:

    1 調節規律選擇:PI或PID。 ○

    2 正反作用方式選擇:反作用方式。 系統各環節正、負符號判別:被控過程:+;變送器:+;調節閥:+; 根據系統構成負反饋條件:各環節符號之積必為“-”,則調節器為“-”。 6)畫出控制系統流程圖:如圖所示。 7)畫出控制系統方框圖:如圖所示。 8)簡述控制系統工作原理:

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    第7章 思考題與習題

    7-1 與單回路系統相比,串級控制系統有哪些主要特點? 解答:P212—7.1.2

    7-2 分析串級系統的工作原理,說明為什么副回路的存在會使系統抑制擾動的能力增強。 解答:P208—7.1.1

    7-5 在串級控制系統中當主回路為定值(設定值)控制時,副回路也是定值控制嗎?為什么? 解答:P212

    不是,副回路是隨動控制。

    7-8 在某生產過程中,通過加熱爐對冷物料加熱,根據工藝要求,需對熱物料出口溫度進行嚴格控制。對系統分析發現,主要擾動為燃料壓力波動。故設計如圖7-43所示的控制系統。要求: (1)畫出控制系統框圖;

    (2)為保證設備安全,爐溫不能過高。確定調節閥的氣開、氣關形式。 (3)確定兩個調節器的正反作用。 解答:

    (1)控制系統框圖如圖所示。 (2)氣開式。

    (3)副調節器:反作用; 主調節器:反作用。

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