化工仪表及自动化-课后-标准答案.doc
《化工仪表及自动化-课后-标准答案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化工仪表及自动化-课后-标准答案.doc(44页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、P161. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。在化工设备上,配备上一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法,称为化工自动化。􀂄 实现化工生产过程自动化的意义:(1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量。(2)减轻劳动强度,改善劳动条件。(3)能够保证生产安全,防止事故发生或扩大,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的。(4)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。2、化工自动化主要包括哪些内容?一般要
2、包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。1-3 自动控制系统主要由哪些环节组成?解 自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。4、自动控制系统主要由哪些环节组成?自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。1-5 题1-5图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。题1-5图 加热器控制流程图解 PI-307表示就地安装的压力指示仪表,工段号为3,仪表序号为07;TRC-303表示集中仪表盘安装的,具有指示记录功能的温
3、度控制仪表;工段号为3,仪表序号为03;FRC-305表示集中仪表盘安装的,具有指示记录功能的流量控制仪表;工段号为3,仪表序号为05。6、图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。PI-307表示就地安装的压力指示仪表,工段号为3,仪表序号为07;TRC-303表示集中仪表盘安装的,具有指示记录功能的温度控制仪表;工段号为3,仪表序号为03;FRC-305表示集中仪表盘安装的,具有指示记录功能的流量控制仪表;工段号为3,仪表序号为05。 1-7 在自动控制系统中,测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用?解 &nb
4、sp;测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号(如气压信号或电压、电流信号等)送往控制器;控制器接受测量变送器送来的信号,与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差,并按某种运算规律算出结果,然后将此结果用特定信号(气压或电流)发送出去执行器即控制阀,它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度,从而改变操纵变量的大小。7.方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形,由于各个环节在图中都用一个方块表示,故称之为方块图。1-8试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量、操纵介质?解:被控对象(对象)自动控制系统中,工艺参数需要控制
5、的生产过程、生产设备或机器。被控变量被控对象内要求保持设定值的工艺参数。控系统通常用该变量的名称来称呼,如温度控制系统,压力制系统等。给定值(或设定值或期望值)人们希望控制系统实现的目标,即被控变量的期望值。它可以是恒定的,也可以是能按程序变化的。操纵变量(调节变量)对被控变量具有较强的直接影响且便于调节(操纵)的变量。或实现控制作用的变量。操纵介质(操纵剂)用来实现控制作用的物料。8.测量元件与变送器:用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号(如气压信号、电压、电流信号等);控制器:将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的给定值信号进行比较得出偏差,根据偏差的大小及变化趋势
6、,按预先设计好的控制规律进行运算后,将运算结果用特定的信号送住执行器。执行器:能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入(或流出)被控对象的物料量或能量,从而克服扰动影响,实现控制要求。Ex9.被控对象:在自动控制系统中,将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做。被控变量:被控对象内要求保持给定值的工艺参数。给定值:被控变量的预定值。操纵变量:受控制阀操纵的,用以克服干扰的影响,使被控变量保持给定值的物料量或能量。11、图所示为一反应器温度控制系统示意图。A、B两种物料进入反应器进行反应,通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。试画出该温度控制系统的方块图,并指出该系统中的被控
7、对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的干扰是什么? 反应器温度控制系统该温度控制系统的方块图 反应器温度控制系统方块图其中,被控对象:反应器;被控变量:反应器内的温度;操纵变量:冷却水流量。可能影响被控变量的干扰因素主要有A、B两种物料的温度、进料量,冷却水的压力、温度,环境温度的高低等。1-11 题l-11图所示为一反应器温度控制系统示意图。A、B两种物料进入反应器进行反应,通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。试画出该温度控制系统的方块图,并指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的干扰是什么?并说明该温度控制系统是一个具有负反馈的闭环
8、系统。题1-11图 反应器温度控制系统解 该温度控制系统的方块图题解1-11图 反应器温度控制系统方块图其中,被控对象:反应器;被控变量:反应器内的温度;操纵变量:冷却水流量。可能影响被控变量的干扰因素主要有A、B两种物料的温度、进料量,冷却水的压力、温度,环境温度的高低等。若当反应器内的被控温度在干扰作用下升高时,其测量值与给定值比较,获得偏差信号,经温度控制器运算处理后,输出控制信号去驱动控制阀,使其开度增大,冷却水流量增大,这样使反应器内的温度降下来。所以该温度控制系统是一个具有负反馈的闭环控制系统。1-12 题1-11图所示的温度控制系统中,如果由于进料温度升高
9、使反应器内的温度超过给定值,试说明此时该控制系统的工作情况,此时系统是如何通过控制作用来克服干扰作用对被控变量影响的?解:当反应器内的温度超过给定值(即升高)时,温度测量元件测出温度值与给定值比较,温度控制器TC将比较的偏差经过控制运算后,输出控制信号使冷却水阀门开度增大,从而增大冷却水流量,使反应器内的温度降下来,这样克服干扰作用对被控变量影响。1-13 按给定值形式不同,自动控制系统可分哪几类?解:按给定值形式不同,自动控制系统可以分为以下三类:定值控制系统给定值恒定的控制系统。随动控制系统(自动跟踪系统)给定值随机变化的系统。程序控制系统给定值按一定时间程序变化的系统。 15. 定值控制
10、系统、随动控制系统、程序控制系统。16. 在自动化领域中,把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态,把被控变量随时间而变化的不平衡状态称为系统的动态。干扰是客观存在的,是不可避免的。一个自动控制系统投入运行时,时时刻刻都受到干扰作用,破坏正常的工艺生产状态。这就需要通过自动化装置不断施加控制作用去对抗或抵消干扰作用的影响,使被控变量保持在工艺所要求的技术指标上。一个正常工作的自动控制系统,总受到频繁的干扰作用,总处在频繁的动态过程中。了解系统动态更为重要。17. 阶跃作用:在某一瞬间t0,干扰突然地阶跃式地加到系统上,并保持在这个幅度。采用阶跃干扰的原因:阶跃干扰比较突然,比较危险,对
11、被控变量的影响也最大。如果一个控制系统能够有效克服阶跃干扰,对其他比较缓和的干扰也一定很好地克服。阶跃干扰形式简单,容易实现,便于分析、实验和计算。19. 等幅振荡过程和发散振荡过程是不稳定过程,生产上不能采用;非周期衰减过程虽是稳定过程,但该过程中被控变量达到新的稳定值的进程过于缓慢,致使被控变量长时间偏离给定值,所以一般也不采用;衰减振荡过程能够较快地使系统达到稳定状态,并且最终的稳态值必然在两峰值之间,决不会出现太高或太低的现象,更不会远离给定值以致造成事故。所以1-19 某化学反应器工艺规定操作温度为(90010)。考虑安全因素,控制过程中温度偏离给定值最大不得超过80。现设计的温度定
12、值控制系统,在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如题1-19图所示。试求该系统的过渡过程品质指标:最大偏差、超调量、衰减比、余差、振荡周期和过渡时间(被控温度进入新稳态值的1%(即900(1%)=9)的时间),并回答该控制系统能否满足题中所给的工艺要求?题1-19图 温度控制系统过渡过程曲线解 最大偏差A=950-900=50();超调量B=950-908=42();由于B=918-908=10(),所以,衰减比n=B:B=42:10=4.2;余差C=908-900=8;振荡周期T=45-9=36(min);过渡时间ts=47min。因为A=50<80,C=8<
13、;10,所以,该控制系统能满足题中所给的工艺要求。1-20 题l-20(a) 图是蒸汽加热器的温度控制原理图。试画出该系统的方块图,并指出被控对象、被控变量、操纵变量和可能存在的干扰是什么?现因生产需要,要求出口物料温度从80提高到81,当仪表给定值阶跃变化后,被控变量的变化曲线如题1-20(b) 图所示。试求该系统的过渡过程品质指标:最大偏差、衰减比和余差(提示:该系统为随动控制系统,新的给定值为81)。题1-20图 蒸汽加热器温度控制解 蒸汽加热器温度控制系统的方块图如下图所示。题解1-20图 蒸汽加热器温度控制系统方块图其中:被控对象是蒸汽加热器;被控
14、变量是出口物料温度;操纵变量是蒸汽流量。可能存在的干扰主要有:进口物料的流量、温度的变化;加热蒸汽的压力、温度的变化;环境温度的变化等。该系统的过渡过程品质指标:最大偏差A=81.5-81=0.5();由于B=81.5-80.7=0.8(),B=80.9-80.7=0.2(),所以,衰减比n=B:B=0.8:0.2=4;余差C=80.7-81= -0.3()。21、某化学反应器工艺规定操作温度为(90010)。考虑安全因素,控制过程中温度偏离给定值最大不得超过80。现设计的温度定值控制系统,在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如题1-19图所示。试求该系统的过渡过程品质指标:最大偏差、超调量、衰
15、减比、余差、振荡周期和过渡时间(被控温度进入新稳态值的1%(即900(1%)=9)的时间),并回答该控制系统能否满足题中所给的工艺要求?题1-19图 温度控制系统过渡过程曲线解 最大偏差A=950-900=50();超调量B=950-908=42();由于B=918-908=10(),所以,衰减比n=B:B=42:10=4.2;余差C=908-900=8;振荡周期T=45-9=36(min);过渡时间ts=47min。因为A=50<80,c=8<10,所以,该控制系统能满足题中所给的工艺要求。 0="" 1="" 2=
16、"" 3="" 4="" 5="" 6="" 8="" 10="" 98="" 200="" 201="" 400="" 402="" 600="" 604="" 700="" 706="" 800="" 805="" 900="
17、" 903="" 1000="" 1001="" a="1时,温度变化量的函数表达式为" b="81.5-80.7=0.8(),B=80.9-80.7=0.2(),所以,衰减比n=B:B=0.8:0.2=4;" c="80.7-81=" p33="" 2-2="" t="2min,则" 2-8="" 2-11="" 12.="" 2-12=&quo
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化工 仪表 自动化 课后 标准答案 厉玉鸣 史上最全 版本
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。