化工儀表及自動(dòng)化期末習(xí)題

1、化工儀表及自動(dòng)化期末復(fù)習(xí)題班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：題號(hào)一二三四總分得分試題：一.填空（每空1分）1 .工程上所用的壓力指示值多為,即絕對(duì)壓力和大氣壓力之差；當(dāng)被測(cè)壓力低于大氣壓力時(shí)，一般用負(fù)壓或真空度表示，即之差。2 .差壓式液位計(jì)在使用中會(huì)出現(xiàn)、和三種零點(diǎn)遷移問題。3 .差壓式流量計(jì)通常由、以及組成。4 .溫度計(jì)是把溫度的變化通過測(cè)溫元件轉(zhuǎn)化為熱電勢(shì)的變化來測(cè)量溫度的，而溫度計(jì)是利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來進(jìn)行溫度測(cè)量的。5 .用來評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)性能優(yōu)劣的衰減振蕩過程的品質(zhì)指標(biāo)分別是最大偏差（或超調(diào)量）、和振蕩周期（或頻率）等。6 .描述簡(jiǎn)單對(duì)象特性的參數(shù)分別有、和07 .對(duì)于比例積

2、分微分（PID）控制來說，單純的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。8 .前饋控制的主要形式有和兩種。9 .衰減振蕩過程的品質(zhì)指標(biāo)主要、振蕩周期等。10 .對(duì)于一個(gè)比例積分微分（PID）控制器來說，積分時(shí)間越大則積分作用越;微分時(shí)間越大，則微分作用越。11 .根據(jù)滯后性質(zhì)的不同，滯后可以分為和兩類。12 .測(cè)量?jī)x表的量程是指與之差。13 .按照使用能源的不同，工業(yè)儀表可以分為、兩類。14 .對(duì)于比例積分微分（PID）控制來說，單純的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。15 .按照測(cè)量原理的不同，壓力檢測(cè)儀表可以分為、16 .用

3、于輸送流體和提高流體壓頭的機(jī)械設(shè)備統(tǒng)稱為流體輸送設(shè)備，其中輸送液體并提高其壓頭的機(jī)械稱為,而輸送氣體并提高其壓頭的機(jī)械稱為。17、氣動(dòng)儀表的信號(hào)傳輸，國(guó)際上統(tǒng)一使用的模擬氣壓信號(hào)；DDZIII型電動(dòng)儀表國(guó)際上規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制是。18 .化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容有、自動(dòng)操縱和開停車系統(tǒng)、。19 .選擇性控制系統(tǒng)可分為、和混合型選擇性控制系統(tǒng)，對(duì)于選擇性控制系統(tǒng)要注意防止現(xiàn)象的發(fā)生。20、常見的傳熱設(shè)備有、等。21 .兩種常用的均勻控制方案包括、。22 .速度式流量計(jì)中，應(yīng)用原理測(cè)量流體流量的儀表為電磁流量計(jì)，根據(jù)“卡曼渦街”現(xiàn)象測(cè)量流體流量的儀表為,而差壓式流量計(jì)體積流量大小與其所測(cè)得差壓的（平

4、方/平方根）成比例關(guān)系。23 .比例度對(duì)過渡過程的影響規(guī)律是比例度越,過渡過程曲線越平穩(wěn)，但余差也越大，比例度越,余差減小，但過渡過程曲線越振蕩24、工程上所用的壓力指示值多為,即絕對(duì)壓力和大氣壓力之差；當(dāng)被測(cè)壓力低于大氣壓力時(shí)，一般用或真空度表示。25 .某換熱器溫度控制系統(tǒng)在單位階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖1所示，溫度給定值為200c,該控制系統(tǒng)的最大偏差為,余差為,衰減比為。圖126 .用鍥銘-銅鍥熱電偶測(cè)溫，設(shè)備的溫度為900c（對(duì)應(yīng)的分度表熱電勢(shì)為68783HV）,自由端的溫度為30C（對(duì)應(yīng)的分度表熱電勢(shì)為1801nV）,測(cè)得的熱電勢(shì)應(yīng)為o27 .在精儲(chǔ)塔控制系統(tǒng)中，可以改變的變

5、量有進(jìn)料流量、塔頂冷回流流量、塔底再沸器加熱蒸汽流量，要控制塔頂儲(chǔ)出物的組分應(yīng)選擇作為操縱變量，要控制塔底儲(chǔ)出物的組分應(yīng)選擇作為操縱變量。28 .控制器參數(shù)工程整定的常用方法有、和經(jīng)驗(yàn)湊試法。29 .某臺(tái)DDZ-III型比例積分控制器，控制器為正作用，比例度為100%積分時(shí)間為2min。穩(wěn)態(tài)時(shí)，輸出為5mA某瞬時(shí)，輸入突然增加了0.2mA,此時(shí)刻輸出瞬間變化到;經(jīng)過5min后，輸出又將變化到。30 .比值控制系統(tǒng)中，要求不僅可以實(shí)現(xiàn)比較精確的流量比值，而且確保兩物料總量基本不變，應(yīng)采用031 .離心泵的流量控制方案有以下三種：控制泵的出口閥門開度、以及;32 .離心式壓縮機(jī)產(chǎn)生喘振現(xiàn)象的主要原

6、因是壓縮機(jī)的吸氣量（大于、小于或等于）極限排氣量引起的，防喘振控制方案有固定極限流量法和0二.簡(jiǎn)答1 .試分別寫出QDZ®氣動(dòng)單元組合儀表和DDZ-II型、DDZ-III型電動(dòng)單元組合儀表的信號(hào)范圍。（6分）2 .列舉一種容積式流量計(jì)，三種速度式流量計(jì)，一種直接式質(zhì)量流量計(jì)。（10分）3 .簡(jiǎn)述化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容。（8分）4 .什么是審級(jí)控制系統(tǒng)的主控制器和副控制器？請(qǐng)畫出審級(jí)控制系統(tǒng)的方塊圖。（10分）5 .簡(jiǎn)述離心泵的流量控制方案有哪幾種？（6分）6 .什么是反饋？什么是負(fù)反饋？（6分）7 .用熱電偶測(cè)溫時(shí)，為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？常用的冷端溫度補(bǔ)償方法有那些?（6分）8 .

7、什么是控制器的參數(shù)整定？工程上常用的控制器參數(shù)整定有幾種方法？（6分）9 .控制閥的流量特性是什么？何為控制閥的理想流量特性？控制閥的理想流量特性有哪幾種？（6分）10 .前饋控制具有什么特點(diǎn)？為什么采用前饋-反饋復(fù)合系統(tǒng)將能較大地改善系統(tǒng)的控制品質(zhì)？（6分）11、什么是精儲(chǔ)塔的溫差控制和雙溫差控制？（6分）12、試述比例（P）、積分（I）、微分（D）控制規(guī)律的定義及其各自特點(diǎn)？（6分）13 .簡(jiǎn)述操縱變量的選擇原則是什么？（6分）14 .簡(jiǎn)述放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)的定義。（6分）15 .常用的熱電偶有哪幾種？什么是補(bǔ)償導(dǎo)線？（6分）16 .什么叫控制器的無擾動(dòng)切換？（2分）17 .簡(jiǎn)述單回路控制

8、系統(tǒng)由哪些環(huán)節(jié)組成？試畫出單回路控制系統(tǒng)的典型方塊圖。（61 .某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)量范圍是200700C,校驗(yàn)該表時(shí)得到的最大絕對(duì)誤差為+4C,試確定該儀表的精度等級(jí)。（5分）2 .用差壓變送器來測(cè)量液位時(shí)，在變送器正、負(fù)壓室與取壓點(diǎn)之間裝有隔離罐，測(cè)量方式如圖2所示，若被測(cè)介質(zhì)密度為p1,隔離液密度為P2,問有無遷移？何種遷移?遷移量多少？（10分）圖23 .試定性畫出在階躍輸入信號(hào)時(shí)的比例（P）控制器和比例積分（PI）控制器的響應(yīng)曲線，要求在響應(yīng)曲線上標(biāo)明比例放大系數(shù)Kp和積分時(shí)間Ti。（15分）4 .某發(fā)酵過程工藝規(guī)定操作溫度為（40±2）C。考慮到發(fā)酵效果，控制過程中溫度偏離給

9、定值最大不能超過6Co現(xiàn)設(shè)計(jì)一定值控制系統(tǒng)，在階躍擾動(dòng)作用下的過渡過程曲線如圖3所示。試確定該系統(tǒng)的最大偏差、衰減比、余差、過渡時(shí)間和振蕩周期等過渡過程指標(biāo)，并回答該系統(tǒng)是否能夠滿足工藝要求？（10分）圖35 .用一臺(tái)雙法蘭式差壓變送器測(cè)量某容器的液位，如圖4所示。已知被測(cè)液位的變化范圍是03m被測(cè)介質(zhì)密度p=900,毛細(xì)管內(nèi)工作介質(zhì)密度p0=950。變送器的安裝尺寸為h1=1mh2=4m求變送器的測(cè)量范圍，并判斷零點(diǎn)遷移方向，計(jì)算遷移量。當(dāng)法蘭式差壓變送器的安裝位置升高或者降低時(shí)，問對(duì)遷移量有什么影響？（10分）圖4法蘭式差壓變送器測(cè)量液位6 .現(xiàn)用一支鍥銘一鍥硅熱電偶來測(cè)量某換熱器內(nèi)的溫度

10、，其冷端溫度為30C,顯示儀表為動(dòng)圈儀表，此儀表的機(jī)械零位為0C,這時(shí)指示值為400C,若認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為430C,對(duì)不對(duì)？為什么？正確值為多少？（10分）已知條件：（1）28.943mV（2） 1.801mV（3） 30.744mV7 .（15分）如果有一臺(tái)壓力表，其測(cè)量范圍為010MPa經(jīng)校驗(yàn)得到下列數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/MPa0246810被校表正行程讀數(shù)/MPa01.983.965.947.979.99被校表反行程讀數(shù)/MPa02.024.036.068.0310.01（1）分別求出該壓力表正反行程的最大絕對(duì)誤差值；（5分）（2）根據(jù)正反行程的最大絕對(duì)誤差值，該壓力表的精度等級(jí)應(yīng)為多少；

11、（5分）（3）求出該壓力表的變差；（3分）（4）根據(jù)變差的大小，問該壓力表是否還能符合（2）中確定的精度等級(jí)。（2分）（我國(guó)規(guī)定的儀表等級(jí)有0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5等）8 .（10分）一臺(tái)精度等級(jí)為0.5級(jí)，測(cè)量范圍為6001200c的電子電位差計(jì)，問：（1）它的最大允許絕對(duì)誤差是多少？（5分）（2）校驗(yàn)時(shí)，如其中的某一點(diǎn)最大絕對(duì)誤差是4C,問此表是否合格？（5分）9 .測(cè)量高溫液體（指它的蒸汽在常溫下要冷凝的情況）時(shí)，在負(fù)壓管上裝有冷凝罐（圖5）,已知被測(cè)液位H變化范圍為，被測(cè)介質(zhì)密度，變送器安裝尺寸為，大氣壓，問這時(shí)用差壓變送器來測(cè)量液位時(shí)，要不要遷移？如要遷

12、移，遷移量應(yīng)為多少？（8分）圖510 .某合成氨廠合成塔的壓力變化范圍為iii4MPa較為平穩(wěn)，要求測(cè)量誤差不得大于0.4MPa工藝上要求就地指示，并能高低限報(bào)警。試選用一臺(tái)壓力表，指出其類型、量程和精度。可供選用的壓力表量程規(guī)格為010、016、025M04R060MPa精度等級(jí)為1.0,1.5,2.5。（9分）11 .某被測(cè)壓力變化范圍為1.01.6Mpa,較為平穩(wěn)，要求測(cè)量誤差不得大于0.05MPa,就地指示壓力表示值，試選用一臺(tái)壓力表，指出其類型、量程和精度。可供選用的壓力表量程規(guī)格為01.6、02.5、04.0MPa,精度等級(jí)為1.0,1.5,2.5。（10分）12 .某臺(tái)測(cè)溫儀表的

13、測(cè)量范圍是01000C,出廠時(shí)經(jīng)校驗(yàn)，其刻度標(biāo)尺上的各點(diǎn)測(cè)量結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)02004006007008009001000/C被校表讀數(shù)02014026047068059031001/C（1）求出該測(cè)溫儀表的最大絕對(duì)誤差值；（2）確定該測(cè)溫儀表的精度等級(jí)；（3）如果工藝上允許的最大絕對(duì)誤差為土8C,問該測(cè)溫儀表是否符合要求？（我國(guó)規(guī)定的儀表等級(jí)有0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5等）（10分）13 .測(cè)量高溫液體（指它的蒸汽在常溫下要冷凝的情況）時(shí)，在負(fù)壓管上裝有冷凝罐（見圖6）,問這時(shí)用差壓變送器來測(cè)量液位時(shí)，有無遷移？何種遷移？遷移量多少？（10分）h2圖6四.分析1.

14、某貯槽，其進(jìn)口流量來自上一工序，不可控，控制目標(biāo)是保證貯槽的液位恒定，為此設(shè)計(jì)一簡(jiǎn)單液位控制系統(tǒng)，如圖7所示，試問：（1）畫出簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的方塊圖。（6分）（2）指出該系統(tǒng)中的被控對(duì)象、被控變量、操縱變量和主要擾動(dòng)變量。（4分）圖72、乙快發(fā)生器是利用電石和水來產(chǎn)生乙快氣的裝置。為了降低電石消耗量，提高乙快氣的收率，確保安全生產(chǎn)，設(shè)計(jì)了圖8所示的溫度控制系統(tǒng)。工藝要求乙快發(fā)生器的反應(yīng)溫度控制在（80±1）Co試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出圖中的被控對(duì)象、被控變量、操縱變量以及可能存在的擾動(dòng)。（10分）3、（10分）圖9為一精儲(chǔ)塔的塔釜液位于塔底產(chǎn)品流量的用級(jí)均勻控制系統(tǒng)。（1）

15、畫出該控制系統(tǒng)的方框圖（5分）（2）簡(jiǎn)述該系統(tǒng)與一般審級(jí)控制系統(tǒng)的異同點(diǎn)（5分）4、（15分）某聚合反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行放熱反應(yīng)，釜內(nèi)溫度過高會(huì)發(fā)生事故，為此采用夾套水冷卻。由于釜溫控制要求較高，故設(shè)置控制系統(tǒng)如圖10所示（1）這是什么類型的控制系統(tǒng)？（5分）（2）其主變量和副變量是什么？（5分）（5分）（3）選擇控制閥的氣開、氣關(guān)型式和主、副控制器的正反作用圖105、（10分）圖11所示為甲苯-二甲苯精儲(chǔ)塔控制流程圖。（1）試簡(jiǎn)述圖中各控制系統(tǒng)的作用（5分）（2）圖11中是按精儲(chǔ)段指標(biāo)進(jìn)行控制的方案，試簡(jiǎn)述按精儲(chǔ)段指標(biāo)進(jìn)行控制的方案適用于哪些情況？（5分）圖116. （12分）圖12為貯槽液位控制系統(tǒng)，為安全起見，貯槽內(nèi)液體嚴(yán)格禁止溢出，試在下述兩種情況下，分別設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，畫出系統(tǒng)的控制流程圖；確定執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)形式及控制器的正、反作用。（1）選擇流入量為操縱