過程控制習題

1、第一章單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)1.設(shè)計單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，被調(diào)變量和調(diào)節(jié)變量的選擇原則是什么？2.調(diào)節(jié)通道、干擾通道特性可以用哪些特征參數(shù)來表示，各參數(shù)對過渡過程有何影響？3.為什么大的負荷變化或工況變化有時會影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量？怎樣解決？4.測量滯后、信號傳遞滯后常常對調(diào)節(jié)質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，一般可用哪些方法克服？5.在自控系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥特性選擇原則是什么？6.在單回路中調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律是根據(jù)什么原則確定的？為什么要對調(diào)節(jié)器參數(shù)進行整定，通常有哪些方法？各參數(shù)的變化對過渡過程的影響有哪些規(guī)律？7.為什么有的流量（或壓力）調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定時在調(diào)節(jié)器與與調(diào)節(jié)閥之間家一個一階滯后環(huán)節(jié)會變好？8.組成單回

2、路調(diào)節(jié)系統(tǒng)時，如何考慮各環(huán)節(jié)的時間常數(shù)匹配？9.自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)間為什么會產(chǎn)生相關(guān)？你知道哪些克服方法？10.由手動向自動切換后如何快速判斷切換是無擾動的？調(diào)節(jié)系統(tǒng)投運前應(yīng)做好哪些準備工作？11.用反應(yīng)曲線法、衰減曲線法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)的要點是什么？12.根據(jù)給出條件，試分析下列被調(diào)對象中影響被調(diào)變量溫度T2的因素。 12題圖a Q1、P1不可控，P2較穩(wěn)，對象滯后較小時，設(shè)計一單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)；b 若僅P2被動較大但對象滯后較大時，設(shè)計一調(diào)節(jié)系統(tǒng)。13.設(shè)槽內(nèi)液位高度H為被調(diào)變量，試根據(jù)不同工藝要求選調(diào)節(jié)變量：（1） 若要求槽內(nèi)物料對以后工序能穩(wěn)定供料時； 13題圖（2）若要求物料在槽內(nèi)有一定停留時

3、間時；（3）若要求來多少物料就需處理多少物料時。14.設(shè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的干擾、調(diào)節(jié)二通道傳遞函數(shù)為Gf=KfWf,且無零點。P=KpWp,為只分析對象特性影響，令Wf=Wp;調(diào)節(jié)器為正比例作用，比例度為求：（1） 調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜差；并說明干擾KfKp對的影響關(guān)系。（2） 若調(diào)節(jié)、干擾通道特性都為二階的；調(diào)節(jié)器仍為比例作用，設(shè)過渡過程衰減比為n：1時，其偏差Ymax與Kf、Kp及n的關(guān)系如何？15.某單回路溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器的，T1=1時有滿意的過渡過程，經(jīng)過一段的運行時間由于變送器損壞，將原量程為100的換一個200的，問；（1） 調(diào)節(jié)器仍為原整定參數(shù)，能否得到與原來差不多的過渡過程？ 與原來比有何變

4、化？（2） 需怎樣調(diào)整才能得到與原來差不多的過渡過程？能否得到原調(diào)節(jié)精度？16.對于介質(zhì)壓力和溫度都較高的流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，為克服與密封件的磨擦及不平衡力的影響，需裝閥門定位器，但系統(tǒng)卻因此產(chǎn)生振蕩（定位起本身沒問題）這時應(yīng)采取什么措施？為什么？17.工藝設(shè)備不變的情況下自控人員可以通過哪些環(huán)節(jié)改善廣義對象的特性？舉例說明。18.用量程為1200mm水柱的氣動差變作液位變送器，工作特性為線性的氣動調(diào)節(jié)閥流量范圍為010。求變送器及調(diào)節(jié)閥的放大倍數(shù)。19.已知用QDZ型儀表組成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，流過調(diào)節(jié)閥的介質(zhì)密度為，工藝系統(tǒng)兩個壓力穩(wěn)定點內(nèi)壓力差為；閥全開時，閥上壓降為，選定其流通能力C=100，理想

5、流量特性為對數(shù)的，求正常生產(chǎn)流量為情況下，調(diào)節(jié)閥的放大倍數(shù)。20.DDZ-型儀表的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如圖所示。20題圖 反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)釜內(nèi)溫度50左右，工藝要求控制精度，調(diào)節(jié)閥理想特性為線性，管路阻力分配系數(shù)S=0.8，全開流量為100理想可調(diào)節(jié)范圍。試 （1）選用測溫元件及溫度變送器量程：理想線性發(fā)開度（R0=30）公式：k=(2)計算流量在 ；時絕對測量變送器的絕對放大倍數(shù)；（3）計算調(diào)節(jié)閥的絕對放大倍數(shù)。21.若一個自控系統(tǒng)，在比例控制的基礎(chǔ)上分別增加：（1）適當?shù)姆e分作用； （2）適當?shù)奈⒎肿饔谩Ｔ噯枺海?） 這兩種情況下對系統(tǒng)的穩(wěn)定性、最大動態(tài)偏差、殘差分別有何影響？并說明原因。（2

6、） 為了得到相同的系統(tǒng)穩(wěn)定性，應(yīng)如何調(diào)整比例度，并說明理由。（3） 試總結(jié)調(diào)節(jié)器P、PI、PD和PID動作規(guī)律對系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響。22.有哪些方法可以解決系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥處于小開度產(chǎn)生振蕩？23.蒸汽加熱器出口溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，氣動調(diào)節(jié)器在手動輸出蒸汽流量為，出口溫度穩(wěn)定在200，當手動輸出階躍為時，蒸汽流量為11出口溫度經(jīng)18分鐘穩(wěn)定在21；又當手動輸出穩(wěn)定在，而開大手閥A，物料流量增加出口溫度經(jīng)分鐘后穩(wěn)定在195。試計算調(diào)節(jié)通道和干擾通道的絕對放大倍數(shù)及時間常數(shù)的近似值。 23題圖 蒸汽加熱器出口溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)24一個廢熱回收換熱器，如圖所示。熱流體是從反應(yīng)器出來的產(chǎn)物，其溫度為300+25。試設(shè)

7、計一個簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并用兩種方式定量的計算討論你所設(shè)計系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量，對這個換熱器進行了一次特性測試，當熱流體從穩(wěn)定流量增加了50后測得t2的變化情況如下：時間（min）00.250.50.751.01.5235101520溫度t2(c)00.10.40.71.12.03.04.46.69.09.79.91025.實驗設(shè)備如圖所示，線性調(diào)節(jié)閥流量范圍壓力變送器量程為00.3kg/;流量差變量程1000mmH2O（相當流量為01.0Nm/h）再實驗時在穩(wěn)態(tài)下，閥信號由0.70.8kg/,結(jié)果壓變輸出由0.60.68kg/,開方器輸出由650750mm水柱，問：25題圖壓力容器實驗裝置（1） 壓變

8、信號與閥信號間的絕對，相對放大倍數(shù)各是多少？調(diào)節(jié)閥的、壓力變送器、壓力罐的絕對和相對放大倍數(shù)各是多少？（2） 罐內(nèi)壓力變化多少？26.畫出下列調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方框圖，其中調(diào)節(jié)器傳函為Gc調(diào)節(jié)閥為Gv調(diào)節(jié)通道Gp為變送器為Gm;P0為干擾，干擾通道函數(shù)為Gf. (a) (b) ( c ) (d ) 26題圖 壓力、流量系統(tǒng)27.已知列管式換熱器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖，設(shè)溫度對象的傳函為：Gp(s)=K0/( T1S+1)(T2S+1),調(diào)節(jié)器PID規(guī)律，調(diào)節(jié)閥Gv=Kv/Tvs+1，溫變Gm(S)=Km/(Tm1S+1)(Tm2S+1).若干擾通道與通道特性相同，試畫出下面兩種情況的方框圖干擾來自蒸汽壓力波

9、動；干擾來自進料溫度T1波動。 27題圖 管式換熱器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)28、試畫出圖示液面調(diào)節(jié)系統(tǒng)方塊圖。設(shè)備部分傳遞函數(shù)分別為調(diào)節(jié)器Gc，變送器Cm 調(diào)節(jié)閥膜頭Gv 閥開度為Xv 壓力為P1 P2及液位高度H2，入口流量Q，對出口流量Q2的影響關(guān)系為 28題圖 壓力容器液位控制系統(tǒng)29、氣動調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構(gòu)的正、反作用是如何定義的？在結(jié)構(gòu)上有何不同？調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式如何實現(xiàn)的？（畫簡圖表達出來）在使用時應(yīng)根據(jù)什么原則選擇？30、調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)C是什么含義？如何根據(jù)C值選擇調(diào)節(jié)閥口徑？什么是調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比？串聯(lián)管路、并聯(lián)管路的S100值對調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比有何影響？31、什么是調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性、固

10、有流量特性（理想流量特性）、和工作流量特性（安裝流量比特性）？32、某一線性被控過程的控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥與工藝管道串聯(lián)使用，其全開時閥阻比S100=0.5，試決定調(diào)節(jié)閥的流量特性。33、試確定下列控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥的開關(guān)形式及調(diào)節(jié)器的正、反作用。 33題圖34、一個間歇生產(chǎn)的夾套式反應(yīng)釜，放熱反應(yīng)，用冷凍鹽水量控制釜內(nèi)溫度在10攝氏度左右，（測量元件帶有金屬保護管）工藝要求控制誤差（動、靜態(tài)）越小越好。人工操作用改變鹽水量對釜內(nèi)溫度響應(yīng)曲線如圖，其釜內(nèi)溫度過高容易發(fā)生沖料事故，鹽水壓力和溫度變化對釜內(nèi)溫度影響較大，試 設(shè)計一個單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，且確定調(diào)節(jié)器正反作用及調(diào)節(jié)閥開關(guān)形式。調(diào)節(jié)器作用規(guī)律并說

11、明理由 畫出調(diào)節(jié)系統(tǒng)方塊圖 選用測溫元件各類及變送器量程。 34題圖 35、在所有單閉環(huán)控制回路均為開環(huán)時某一控制過程的開環(huán)增益矩陣為 試推導(dǎo)出其相對增益矩陣，并選出最好的變量配對，并分析此時過程是否需要解耦。 第二章 串級、比值、均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)1、說明串級調(diào)節(jié)、比值調(diào)節(jié)、均勻調(diào)節(jié)特點及應(yīng)用場合。2、為什么采用串級調(diào)節(jié)可以改善對象特性，工作頻率的提高取決于什么？3、為什么用串級調(diào)節(jié)克服幅值大、頻率高的干擾效果比單閉環(huán)回路系統(tǒng)好？4、串級系統(tǒng)的設(shè)計原則有哪些？5、怎樣選擇串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)中主、副調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律？試證明只要主調(diào)節(jié)器有積分作用就可以消除主變量余差？6、串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)中若副對象時間常數(shù)太小，

12、整個系統(tǒng)穩(wěn)定性不好時你有哪些解決方法？7、試證明串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)中主副調(diào)節(jié)器正反作用可用下面兩格判斷式確定：（副調(diào)節(jié)器+）（調(diào)節(jié)器+）（副對象+）=（）（主調(diào)節(jié)器+）（副對象+）=（）8、說明以DTL12儀表組成的串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)投運步驟。9、用衰減曲線法如何整定串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主副調(diào)節(jié)器之參數(shù)？10、填空（1）串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，一般副對象的時間常數(shù)應(yīng)當比主對象（ ），對（ ）變量的選擇是設(shè)計串級調(diào)節(jié)的關(guān)鍵。（2）串級系統(tǒng)中，副回路對進入其中的干擾具有（ ）能力，因此設(shè)計時要把（ ）干擾包括回路內(nèi)，并在參數(shù)整定時把副調(diào)節(jié)器的比例度整得（ ），以使系統(tǒng)的抗干擾（ ）使這類干擾對主變量的影響（ ）。（3）當對

13、象的容量滯后（ ），用單回路調(diào)節(jié)不能滿足質(zhì)量要求時，可用串級調(diào)節(jié)，可選擇一個（ ）的輔助變量組成副回路使對象的等效（ ）縮小，以提高系統(tǒng)的工作頻率。（4）一般采用流量為副參變量的串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是因為在引入副回路后，系統(tǒng)對進入副回路的壓力或流時波動具有（ ）的反應(yīng)速度和（ ）的克服能力，而且對改善調(diào)節(jié)（ ）有利，對于被控制變量調(diào)節(jié)品質(zhì)要求（ ）、對象（ ）較大、干擾影響（ ）等場合宜采用。（5）在串級均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，必須對（ ）回路選擇合適的（ ）規(guī)律及（ ）。因（ ）作用規(guī)律對過度過程的影響與均勻調(diào)節(jié)的目的是相違背的，故（ ）采用。12、煉油廠催化劑化裝置中，反應(yīng)后結(jié)焦的催化劑通過加料器由熱風

14、將它由提升管進入再生器（見圖），工藝要求一次風量必須隨壓力的變化快速、準確的矯正。但對壓力的調(diào)節(jié)質(zhì)量要求不高，組成了壓力一一流量串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。問：此系統(tǒng)中主、副對象特性有什么特點？ 此系統(tǒng)投運、進行參數(shù)整定時應(yīng)非常注意什么？ 對主、副回路工作頻率有何要求？ 12題圖煉油廠催化劑化裝置13、某氨廠合成塔用熱點T1與敏點T2組成串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖所示系統(tǒng)投運后，不論怎樣調(diào)整調(diào)節(jié)器參數(shù)，主、副變量記錄曲線都幾乎同步等形波動，如曲線圖示。且調(diào)節(jié)質(zhì)量很差，經(jīng)實測主、副對象的時間常數(shù)分別為T2=13分，T1=15分。試分析原因。 13題圖 氨廠合成塔溫度控制系統(tǒng)14、某煉油廠用初餾塔頂溫度與回流量組成串級調(diào)

15、節(jié)系統(tǒng)，如圖。該系統(tǒng)副回路單獨投運時，比較平穩(wěn)，而切入串級后，只要在主調(diào)上稍加一些微分，其輸出電流表指針就激烈波動，甚至整個調(diào)節(jié)系統(tǒng)都不穩(wěn)定了。經(jīng)了解，%主=30% T1=5分鐘過程曲線尚好。其后又加微分作用，但一點都加不上去，稍一動微分旋鈕，輸出就激烈擺動（調(diào)節(jié)器本身沒有問題）系統(tǒng)應(yīng)采用何種投運步驟才對？主調(diào)節(jié)器的%，Td應(yīng)為多少才合適？ 14題圖15、某煉油廠加熱爐，為保證物料出口溫度穩(wěn)定，設(shè)置了入圖示調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該系統(tǒng)投運后經(jīng)參數(shù)整定，確定%主=40%，%副=10%，得到記錄曲線如圖a所示。主變量平穩(wěn)，但副變量波動劇烈。后來據(jù)說為了安全，從新調(diào)整了調(diào)節(jié)器參數(shù)，得到如圖b所示過程曲線。問：那

16、種整定正確？為什么？為使調(diào)節(jié)系統(tǒng)在大的擾動下能安全運行，應(yīng)采取什么措施為好？ 15題圖 煉油廠加熱爐溫度與回流量組成串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)16、試確定下列調(diào)節(jié)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥的開關(guān)形式及主、副調(diào)節(jié)器的正反作用。 16題圖17、某廠脫丁烷塔提餾段溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖。系統(tǒng)投運后出現(xiàn)：當蒸汽壓力正常時調(diào)節(jié)過程比較滿意；但當蒸汽壓力變低時，過程曲線出現(xiàn)有規(guī)則的較大脈動，如圖。通過對設(shè)備考察發(fā)現(xiàn)，在這種情況下冷凝水管線間歇式排水，且頻率與上曲線差不多。你建議如何改進此系統(tǒng)？并進行定性分析改進根據(jù)？ 17題圖 18對均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)過程有些什么要求？調(diào)節(jié)器參數(shù)怎樣整定？19均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)和定值系統(tǒng)？20判斷下列各系統(tǒng)哪個

17、應(yīng)為均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)？ 20題圖21常用的比值調(diào)節(jié)方案有幾種？試畫控制方案方框圖并加以說明各方案的特點。串級比值與變比值調(diào)節(jié)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上有什么不同？22如何計算比值器、乘法器、除法器、分流器的比值系數(shù)，為什么其值與儀表類型（氣動、電動型、型表）無關(guān)？比值系數(shù)的大小有否限制？為什么？23當比值系數(shù)K>1，且用DDZ型加法器作比值器時如何實施比值系數(shù)？24比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，從動流量調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定有什么特點？用節(jié)流裝置測量時，有無開方器比值系數(shù)為什么不一樣？在什么情況下可不用開方器？25為什么靜態(tài)比值調(diào)節(jié)不能保持動態(tài)過程中一定的比值關(guān)系？你有什么方法解決？26用氣動、電動型、型單元組合儀表測量時，

18、流量與變送信號間有通用關(guān)系式嗎？請寫出來。27試將四種常見的比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制流程圖畫成方框圖。設(shè)調(diào)節(jié)器傳函為GC調(diào)節(jié)閥為GV變送器為Gm1，流量對象為Gp1各流量管道壓力變化量化為主要干擾，它們對輸出流量的傳函分別為 Gif=Pi(s)/Qi(s), i=1,2 28填空：在比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，用節(jié)流裝置而又不用開方器測流量時，由于節(jié)流件特性是（ ）。其（ ）隨負荷變化較大時（ ）性的抗（ ）能力降低。29用水和氫氧化鈉配制68%NaOH溶液，要求H2O/30%NaOH=（42.7）：1 范圍內(nèi)可調(diào)整，方案如圖示。30%NaOH溶液正常流量700kg/h最大流量為900kg/h（測量計標尺：1.1

19、，1.25，1.6，2，2.5，3，5，6，6.3，8×10n）求：水的流量計量程 當水流量計量程選3200kg/h時能否滿足要 30題圖 29題圖30天然氣加氫比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖已知：混合氣體中的H2含量為10%（體積比）；加氫氣中的H2含量為74%（體積比）；天然氣儀表量程范圍為03200Nm3/h,加氫氣量程為0500Nm3/h。求儀表比值系數(shù)K。若方案仍如上圖的實驗裝置，天然氣正常流量為G1=7m3/h;加氫氣G2= 250升/時，G1m=10m3/h,G2m=300升/時，求K=？31用石腦油為原料在一段轉(zhuǎn)化爐制備生產(chǎn)合成氨的合成氣，流程如圖 31題圖 32題圖工藝要求水碳比

20、（H2O/C）3：7，已知石腦油平均分子量為122。含碳量為85.5%（重量比），蒸汽表量程為0140T/h，石腦油表量程為08000Nm3/h。求蒸汽與石腦油氣比值系統(tǒng)的比值系數(shù)。32加熱爐燃料油需加入霧化蒸汽，霧化情況影響燃燒，進而影響溫度調(diào)節(jié)質(zhì)量，會浪費資源，在采用蒸汽壓力單回路調(diào)節(jié)時，油調(diào)節(jié)閥變化不大情況下尚可，但若變動大，便不能滿足霧化要求，有的采用油閥后壓力與蒸汽壓力比值調(diào)節(jié)，如圖。問：此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能否保持比較準確的流量比？理論根據(jù)是什么？（用計算公式定性說明）用此法對工藝管道設(shè)備等有什么要求？調(diào)節(jié)對象發(fā)生什么情況會產(chǎn)生錯誤動作？在什么情況下用壓力比調(diào)節(jié)比用流量比調(diào)節(jié)好？33某聚合

21、車間混合槽的串級比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖。工藝要求碳氫相和水相比為4：1進槽，已知碳氫表量程為G1m=12.5m3/h,水相表量程為G2m=20m3/h問比值系數(shù)多大？設(shè)G1正常為4m3/h, 用配比器時比值系數(shù)為多少？（氣動配比器運算式為P1=KAPA，P2=KBPB，KA，KB連續(xù)可調(diào)且KA/KB=0.325） 若G1從4m3/h6m3/h,K應(yīng)該多大？若G1從412.5m3/h使K不變，工藝比值變化如何？畫出系統(tǒng)方框圖。 33題圖 36題圖34一單閉環(huán)流量比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主流量是水，付流量是石灰液，系統(tǒng)中用電動加法器作比值器。由于生產(chǎn)實際需要比值用人工調(diào)整范圍為G從/G主=0.002160.005

22、1，現(xiàn)場實驗證明，G主出現(xiàn)最大值略小于5000kg/h，用節(jié)流件測流量，比值器的K=0.33，問：用這個比值器能否滿足這個調(diào)整范圍？ 主、付流量計的量程選多大為好。35一單閉環(huán)氣動流正常運行時主流量QA=100Nm3/h,QB=200Nm3/h,QAm=125,Qpm=250,孔板測流量。問：調(diào)節(jié)系統(tǒng)有開方器和沒用開方器時，理論上由定值器給乘法器的信號應(yīng)為多大？36一變比值流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖正常穩(wěn)態(tài)下要求QA=100Kg/h(量程為125)，QB=200Kg/h，希望FC調(diào)節(jié)器的測量值指示在儀表刻度的50%處，試確定B物料量的變送器量程。37為保證乙炔加氫反映的正常進行，須嚴格控制進反應(yīng)器的脫乙

23、烷塔塔頂C餾分與氫氣之間的比例（當知道乙炔在C2組份中含量時，即反應(yīng)乙炔與氫氣之比）。若氫量過低乙炔轉(zhuǎn)化不完全，但若或高使乙炔收率降低，同時反應(yīng)劇烈，溫升過高有燒毀催化劑的危險。由于反應(yīng)器分兩段，因一、二段乙炔加氫的負荷隨催化劑活性的降低而變化，所以H2根據(jù)負荷的情況以相應(yīng)的比例（如在開車初期使一段轉(zhuǎn)化70%，二段轉(zhuǎn)化30%）進入反應(yīng)器（可用比值偏值器或負荷分配器運算式為IX=I出+。 為偏值量）將加入氫氣總量進行合理分配。另外，工藝還要求所設(shè)計的控制系統(tǒng)，必須滿足進反應(yīng)器的C2組分流量平穩(wěn)的同時，乙烷塔的塔壓也應(yīng)穩(wěn)定。工藝流程如圖，且有了調(diào)節(jié)閥。試設(shè)計控制系統(tǒng)并畫在圖中，同時畫出系統(tǒng)方框圖。

24、 37題圖38工藝要求天然氣與水蒸氣流量比為1：3（重量），當蒸汽/天然氣比值低于2.9時，天然氣過量了，為防止析碳應(yīng)及時報警，由氣動QDZ-型儀表組成比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖。流量信號經(jīng)開方器，量程：Gm =10000m3/h Gm=27000m3/h.求：系統(tǒng)的比值器系數(shù)和高限信號器給定值。 38題圖第三章 前饋、分程、選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)1前饋調(diào)節(jié)與反饋調(diào)節(jié)有哪些不同？前饋反饋調(diào)節(jié)有什么特點？怎樣判斷可用靜態(tài)前饋調(diào)節(jié)？或動態(tài)前饋調(diào)節(jié)？超前調(diào)節(jié)作用與前饋調(diào)節(jié)作用概念相同否？2按絕對不變性原理，前饋模型由什么決定？在處理模型實施時應(yīng)考慮那些問題？3為什么一般情況下前饋模型可用形勢代替?設(shè)計時,根據(jù)什么選定

25、前饋模型的形式,試分析前式中T1>T2和T1<T2的使用場合.4.在單變量前饋一一反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)投運時,如何用單閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)確定靜態(tài)前饋系數(shù)?根據(jù)是什么?5.在什么情況下用前饋一一反饋調(diào)節(jié)而不用單回路反饋調(diào)節(jié)?或串級調(diào)節(jié)?(左圖為何種調(diào)節(jié)形式并畫出方框圖 5題圖6.如何選擇前饋變量?前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計原則有哪些?7多變量前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)擾動通道和調(diào)節(jié)通道傳遞矩陣由什么級成?多變量前饋模型由什么確定?8.前饋一一反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)如何進行參數(shù)整定和投運?用加法器對前饋信號和反饋調(diào)節(jié)信號進行綜合時應(yīng)注意什么問題?9.試畫出下列調(diào)節(jié)系統(tǒng)方框圖.塔液位控制系統(tǒng) 連消塔出口溫度控制系統(tǒng) 塔頂溫度控制系統(tǒng)

26、10.就下例證明:若反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)是穩(wěn)定的話,則相應(yīng)的前饋一一反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)也是穩(wěn)定的.設(shè),FFc=,TC=Gc 10題圖11.工藝需嚴格控制加熱爐物料出口溫度,進行原設(shè)有流量調(diào)節(jié)系統(tǒng),但為保持物料在容器1中有足夠的停留時間,并要防止溢出和抽空(正常流量為2030T/h)需經(jīng)常改變流量調(diào)節(jié)器的給定值(每次提降約為2T/h左右)經(jīng)分析,它為主要干擾,今為使液體與流量都能兼顧,并增強服流量對出口溫度的影響,增設(shè)如圖控制回路. 11題圖經(jīng)實測燃料量對出口溫度通道的傳函為,進料量對出口溫度通道的傳函為問: 調(diào)節(jié)系統(tǒng)屬于哪類? 對流量調(diào)節(jié)器參數(shù)整定有什么要求? 前饋調(diào)節(jié)器模型為何?你認為應(yīng)當用動態(tài),還是靜態(tài)

27、前饋好,為什么? 判斷加法器各種號的符號,C值應(yīng)為多少?12.在哪鐘結(jié)構(gòu)的前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)中對調(diào)節(jié)閥的我要求更嚴格一些?為什么?13.比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)與靜態(tài)前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)有什么共同點和不同點?14.試分析圖示控制系統(tǒng)中,有幾個控制回路?判斷 ，,的正反作用; 14題圖例 15題圖例確定加法器a,b,c符號;畫出系統(tǒng)方框圖.15.分程調(diào)節(jié)有什么特點?都可用在哪些場合?(在生產(chǎn)過程控制中有什么作用?)已知兩閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,各閥的動作信號范圍如圖示,哪種是分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)?哪種不是?16.兩閥的分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥的開關(guān)形式有幾種?如何確定?如何劃分調(diào)節(jié)器輸出信號范圍?常有哪些實現(xiàn)分程動作的方法?某工藝生產(chǎn)設(shè)備需設(shè)

28、置兩閥的分程調(diào)節(jié)系統(tǒng),從安全角度看,兩閥均應(yīng)用選用氣開式的,而從自控角度看,又應(yīng)僅是一個為氣開式的,現(xiàn)閥結(jié)構(gòu)又小,不能安裝定們器,你有幾種方法解決?并具體說明原理.17.分程調(diào)節(jié)中,對調(diào)節(jié)閥組合特性有什么要求?對調(diào)節(jié)閥間最小流量和泄露量與一般調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求有什么不同?分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器正,反作用方向如何確定?系統(tǒng)投運和參數(shù)整定時,應(yīng)注意哪些問題? 18.畫出吸收塔氣動液位分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥的分程范圍,并指出調(diào)節(jié)器正反作用. 18題圖工藝要求: 當液位高度在正常范圍為液位最大高度的2060%時,吸收塔的液位全部由閥A控制,經(jīng)水力透平回收能量后,去再生塔. 當液位高度在液位最大高度6080%時,

29、打開C閥并使其開度能達到最大,液位超過其最大高度90%時,D閥開,進行調(diào)節(jié). 當液位高度下降其最大高度40%以下,為保證水力透平正常工作和塔的液封,打開B閥,使半貧液回流透平. 已知塔內(nèi)徑3.4m正常液面與排出水平管距離h=6m飽含的富液正常流量為1240T/h,介質(zhì)比重為1.24g/吸收塔壓P=27kg/,70%的富液經(jīng)調(diào)節(jié)閥A(正常時全開)和水力透平后進入再生塔底(壓力為0.28kg/進行內(nèi)蒸,富液的30%流經(jīng)D閥(正常開度為70%).求:塔液位對象調(diào)節(jié)通道傳函數(shù).19.什么叫選擇性調(diào)節(jié)?在生產(chǎn)過程控制中起哪些作用?什么叫安全軟限控制?在保護性取代調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,經(jīng)常工作的調(diào)節(jié)器和不經(jīng)常工作的

30、調(diào)節(jié)器,在參數(shù)鑒定上是否相同?為什么?20.如何理解把工藝限制(約束)條件構(gòu)成的邏輯關(guān)系加到通常的調(diào)節(jié)系統(tǒng)以構(gòu)成選擇性調(diào)節(jié)?怎么確定選擇器功能?21什么是調(diào)節(jié)器的輸出飽和?在選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)中為什么要注意解決積分飽和問題?簡單選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)中原則性解決積分飽和有哪些方法?在串級調(diào)節(jié)的選擇性調(diào)節(jié)的選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)如何防積分飽和?是否在各種有積分調(diào)節(jié)器的選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,都有積分飽和現(xiàn)象?為什么?22.選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)在什么情況下要考慮號匹配?匹配原則是什么?23.判斷下列系統(tǒng)中選擇器能(高選或低選)及調(diào)節(jié)器正反作用,畫出方塊圖(,PC,TC為正常調(diào)節(jié)器) a)防P2過高脫火 b）防H過低抽空 c）防T

31、過高24.什么叫開關(guān)選擇調(diào)節(jié)?有什么特點?在何種情況下采用?如何確定選擇性調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律?25.加熱爐使用兩種燃料且壓力有波動,又要求盡量燒弛放氣,在它到達仍不能滿足要求時再使用燃料油,為此設(shè)計了溫度一一流量串級調(diào)節(jié)并可對調(diào)節(jié)變量選擇的調(diào)節(jié)系統(tǒng),如圖,設(shè)燃料熱值與流量成比例,調(diào)節(jié)器輸出與流量成比例;弛放氣表量程.,油表量程為實施方案應(yīng)如何辦?(應(yīng)增加什么單元表?如何進行信號匹配?)26.蒸汽鍋爐壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(題27圖)為保證燃料合理燃燒,用選擇器怎樣實現(xiàn)燃料與供風量,降燃料量時則應(yīng)先降燃料量后降風量)設(shè)風量與燃料間的比值系數(shù)為K,試畫出控制流程圖. 26題圖27.壓力為100Kg/蒸汽輔助鍋

32、爐,正常情況下蒸汽全部通過透平作動力,其抽汽進中壓管網(wǎng)(40Kg/)如圖.為保證透平正常運轉(zhuǎn),要求:高壓蒸汽P高<(100+2)kg/.中壓蒸汽中>40-1.5kg/cm2;否則由壓力調(diào)節(jié)器,和控制分程閥A,B閥節(jié)(分程動作如圖示) 27題圖試: 確定調(diào)節(jié)器的正反作用;確定選擇器的功能正常時調(diào)節(jié)器和的輸出為多少？.28.乙烯裝置中的甲烷化器使進料氣在催化劑作用下除去其中（CO+）溫度低時反應(yīng)使用蒸汽加熱，反應(yīng)開始后為放熱反應(yīng)，利用反應(yīng)后熱物料可通過換熱器加熱進料，如圖，但反應(yīng)器內(nèi)溫度不能過高，否則會使CO及含量增加，從而導(dǎo)致觸媒層溫度急劇升高防止，出料能提供的熱裕量足夠，工藝要求進

33、料總量不變，為此設(shè)計了如圖示的入口的溫度一一出口溫度選擇性分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)試：確定調(diào)節(jié)閥開關(guān)形式及調(diào)節(jié)器信號范圍的劃分圖 28題圖確定調(diào)節(jié)器，正反作用選擇器的功能29.輔助鍋爐燃燒控制系統(tǒng)如圖,指出由哪些調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成的? 29題圖30.某工藝加熱爐,如圖示,需保持物料出口溫度恒定,燒A,B兩種燃燒,燃料A壓力波動較大,馳放氣B波動大且不可控,Qam=200/H,A的熱值為10000Kcal/,B的為5000Kcal/,物料壓力和組分較穩(wěn)定.試:1.設(shè)計一自控系統(tǒng),并說明依據(jù);2.儀表作用規(guī)律選型并說明理由;3.確定儀表信號匹配系數(shù)及符號. 30題圖31.什么叫按計算指標調(diào)節(jié)?舉例說明控制模型是怎樣

34、獲得的?32.精餾塔的內(nèi)回流調(diào)節(jié)是怎樣通過調(diào)外回流量實現(xiàn)的?在什么情況下才設(shè)計這種方案?試畫出控制原理圖.33.在什么情況下采用熱焓調(diào)節(jié)?控制模型如何得到?34.解釋與回答:1.精餾塔的提餾段溫度控制及目的2.精餾塔的協(xié)調(diào)一一平衡控制系統(tǒng)3化工過程的質(zhì)量控制系統(tǒng)4.對一個化學反應(yīng)的控制,一般應(yīng)考慮設(shè)置哪些類型的自控系統(tǒng)?5.化工單位操作設(shè)備的整體自控方案主要應(yīng)考慮哪些方面?第四章 應(yīng)用1.某化學反應(yīng)器(如下圖示),為防熱反應(yīng),用器內(nèi)溫度可代表反應(yīng)過程轉(zhuǎn)化率,器內(nèi)反應(yīng)溫度控制在50°C左右,反應(yīng)熱用冷劑移走,已知冷劑壓力和溫度波動對器內(nèi)溫度影響較大,設(shè)計中必須給予考慮,試:設(shè)計一個控制

35、系統(tǒng),畫出控制系統(tǒng)方框圖(各環(huán)節(jié)傳函自行規(guī)定),并求出閉環(huán)系統(tǒng)溫度與干擾冷劑壓力間的傳函數(shù)表達式.選測溫元件類型及測量變送器量程.2.某化工反應(yīng)器(如圖示,用冷水量控釜內(nèi)溫度為70°C左右,(測溫元件帶有金屬保護管)工藝要求控制誤差越小越好,改變鹽水量對溫度的影響的響應(yīng)曲線如圖示,釜內(nèi)溫度過高容易發(fā)生沖料事故,冷凍鹽水壓力變化是系統(tǒng)主要干擾. 2題圖試:設(shè)計一個單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng),并指出什么是被控變量和控制變量,(在圖中注出即可)確定調(diào)節(jié)器作用規(guī)律并說明理由;確定調(diào)節(jié)器正反作用及調(diào)節(jié)閥開關(guān)形式(在圖中注出即可);畫出控制系統(tǒng)方塊圖(系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)特性可自定傳函樹形式表示);選用測溫元件種類

36、及變送器量程.3.某廠發(fā)醇用的培養(yǎng)基料液,發(fā)醇前需要高溫消毒殺其中雜菌,今采用了先進的連續(xù)消毒塔,由離心泵送入其內(nèi)并用蒸汽直接混合料液溫度升到128°C,然后送到維持罐,工藝要求控制(128±2)°C.開始采用單回路溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),如圖示,但由于蒸汽壓力經(jīng)常在(47)kg/范圍內(nèi)移動,調(diào)節(jié)質(zhì)量不滿足工藝要求;若用蒸汽量做調(diào)節(jié)手段會使塔蒸汽壓過低,并稀了料液,不利于生產(chǎn)和節(jié)能,現(xiàn)想用前饋一一反饋調(diào)節(jié)方案,以提高調(diào)節(jié)質(zhì)量,經(jīng)測試知廣義對象一一調(diào)節(jié)通道傳函為 改變蒸汽壓的干擾通道特性(包括變送器)為試: 在圖中畫出前饋一一反饋調(diào)節(jié)回路,及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)方塊圖,設(shè)調(diào)節(jié)器傳函數(shù)為; 算出前饋調(diào)節(jié)器的數(shù)學模型; 原系統(tǒng)用DD2-型儀表,選擇實現(xiàn)前饋作用的工具; 在帶控制點工藝流程圖中畫出前饋調(diào)節(jié)器輸出和反饋調(diào)節(jié)器進入加法器和符號. 3題圖4.以乙烯,氧,醋酸等氣體為原料,按一定比例混合進反應(yīng)器,在觸媒作用下合成醋酸乙烯,由于轉(zhuǎn)化率低,反應(yīng)產(chǎn)物出來進換器再經(jīng)氣液分離后,使未反應(yīng)氣體壓縮循環(huán)使用,為保證醋酸蒸汽在進入反應(yīng)器的的混合氣中濃度為20%（相對值）氧氣最大不超過10%（即用除法器輸出作為該量調(diào)節(jié)器FC1的給定）設(shè)計的控制流量系統(tǒng)，如圖