化工自動化及儀表習(xí)題和答案華理

...wd......wd......wd...《化工自動化及儀表》補充習(xí)題與答案某物料加熱后與添加料混合，工藝要求混合時物料溫度穩(wěn)定，工藝采用改變換熱器蒸汽流量Qs來穩(wěn)定罐內(nèi)溫度。影響的因素有：閥前蒸汽壓力Ps，冷物料流量Qi和溫度θi，環(huán)境溫度θc等。畫出溫度控制系統(tǒng)的方塊圖；指出該控制系統(tǒng)的被控變量、操縱變量、被控對象及擾動；假設(shè)蒸汽閥前壓力Ps突然變大時，簡述該系統(tǒng)的控制過程。解：1〕略2〕罐內(nèi)溫度蒸汽流量Qs；混合罐；閥前蒸汽壓力Ps，冷物料流量Qi和溫度θi，環(huán)境溫度θc3〕Ps↑→Qs↑→2.圖a為流量控制系統(tǒng)，主要抑制閥前壓力P1波動來穩(wěn)定流量Q1。圖b是儲槽液位控制系統(tǒng)，主要抑制Q2流量變化的擾動，保持液位穩(wěn)定。指出兩圖中的各控制系統(tǒng)的被控變量、操縱變量、被控過程及主要擾動；假設(shè)采用圖a系統(tǒng)來控制液位，試對比與圖b系統(tǒng)的不同點。圖a圖b解：1)圖a：Q1；Q1；管道；P1圖b：h；Q1；儲液槽；Q1、Q22)前饋a：開環(huán)控制，控制及時b：閉環(huán)控制，控制不及時某換熱器的溫度控制系統(tǒng)〔設(shè)定值是30℃〕在階躍擾動作用下的過渡過程曲線如以以以下列圖。試分別求出衰減比、最大偏差、余差、回復(fù)時間。解：1〕n===42〕|emax|=|B+C|=B-r=75-30=453〕e〔∞〕=r-y〔∞〕=30-35=-54〕估測：32min4.某換熱器被控變量是出口溫度θ，操縱變量是蒸汽流量Q。在蒸汽流量作階躍變化時，出口溫度響應(yīng)曲線如以以以下列圖。該過程通?？梢越谱鳛橐浑A滯后環(huán)節(jié)來處理。試估算該控制通道的特性參數(shù)K、T、τ?！蕖蕖鹘猓?〕放大系數(shù)K===0.3△2〕時間常數(shù)T=2.5min〔40+3*0.632的θ所對應(yīng)的時間〕3〕純滯后τ=1min5.如果用K熱電偶測量溫度，其儀表指示值是600℃，而冷端溫度是65℃，則實際溫度是665℃，對不對假設(shè)不對，正確值應(yīng)為多少，為什么解答：不對。因為E(θ)=E(θ,θ0)+E(θ0,0)所以600=535+65正確溫度應(yīng)為535℃6.何謂變送器零點調(diào)整、零點遷移和量程調(diào)整，試舉一例說明之。7.熱電偶配接溫度變送器測溫時，為什么除了要確定測量溫度的范圍外，還需確定分度號假設(shè)電動Ⅱ型溫度變送器量程為0～150℃，當(dāng)介質(zhì)為90℃時，該變送器的輸出為多少mA假設(shè)采用電動Ⅲ型溫度變送器，量程和介質(zhì)溫度同上，則變送器的輸出又為多少mA〔設(shè)ΔI∝Δθ〕解：1〕每一個分度號與一個熱電偶一一對應(yīng)。2〕×(10-0)+0=6mA(電動Ⅱ型0~10mA)3)×〔20-4〕+4=13.6mA(電動Ⅲ型4~20mA)8.某一標(biāo)尺為0～500℃的溫度計出廠前經(jīng)過校驗，其刻度標(biāo)尺各點的測量結(jié)果值為：被校表讀數(shù)〔℃〕0100200300400500標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)〔℃〕0103198303406495求出儀表最大絕對誤差值；確定儀表的允許誤差及精度等級；儀表經(jīng)過一段時間使用后，重新校驗時，儀表最大絕對誤差為±8℃，問該儀表是否還符合出廠時的精度等級解：1〕△max=406-400=6℃2〕δmax===±1.2%因此精度等級為1.5δmax===±1.6%>±1.5%∴不符合出廠時的精度等級10.現(xiàn)欲測往復(fù)泵出口壓力〔約1.2MPa〕，工藝要求±0.05Mpa，就地指示?？晒┻x擇的彈簧管壓力表的精度為：1.0,1.5,2.5,4.0級，量程為0～1.6,0～2.5,0～4.0Mpa。試選擇壓力表的精度和量程。解：往復(fù)泵出口壓力波動較大選量程為0~2.5Mpa。同時1.2>2.5×δmax∴精度選1.5級11.熱電偶與電子電位差計配套測溫應(yīng)注意什么問題熱電阻與電子自動平衡電橋配套測溫應(yīng)注意什么問題答：1〕=1\*GB3①參比端溫度補償=2\*GB3②補償導(dǎo)線正負(fù)不能反接=3\*GB3③分度號與電子電位差計分度號一致=4\*GB3④熱電偶參比端要與補償電阻感受一樣溫度2〕=1\*GB3①采用三線制接法，消除環(huán)境溫度造成導(dǎo)線電阻變化對測量的影響=2\*GB3②兩者分度號一致12.熱電偶與數(shù)字式顯示儀表測溫線路如以以以下列圖。這種接法是否正確為什么答：不對。普通銅導(dǎo)線換成補償導(dǎo)線。14.用差壓變送器與孔板配套測量過熱蒸汽流量，儀表按P’=3MPa〔表壓〕，θ’=400℃的工作狀態(tài)標(biāo)定?，F(xiàn)過熱蒸汽的工作狀態(tài)發(fā)生了變化。假設(shè)P=3.2MPa，θ=380℃，則當(dāng)儀表示值為6000kg/h時，實際流量為多少〔設(shè)ρ∝P/T，P：絕對壓力，T：絕對溫度〕解：qm=Cqm×qv’=1.0472×6000=6284.51kg/h15.常用的流量計有哪幾種各有何主要特點16.常用的壓力、液位檢測元件有哪些17.用差壓變送器測量如以以以下列圖敞口儲槽液位。被測介質(zhì)密度ρ=900kg/m3，液位高度量程為0～1m，靜液柱高度Ho=0.8m。應(yīng)該采用正遷移還是負(fù)遷移遷移量是多少確定變送器量程及應(yīng)調(diào)整的量程范圍。當(dāng)儲槽液位h是0.5m時，變送器〔氣動〕的輸出為多少18.什么是控制閥理想流量特性控制閥理想流量特性有哪幾種答：控制閥的前后壓差保持不變時得到的流量特性。線性流量特性，對數(shù)流量特性，快開流量特性。19.為什么氣動執(zhí)行器在工業(yè)現(xiàn)場用得最多電氣閥門定位器又有何作用答：安全防爆。電氣轉(zhuǎn)換，閥門定位〔改善閥的靜態(tài)特性，動態(tài)特性，流量特性，用于分程控制，用于閥門的反向動作〕。20.說明P、PI、PD、PID控制規(guī)律的特點以及這幾種控制規(guī)律在控制系統(tǒng)中的作用。答：比例控制，比例積分控制，比例微分控制，比例積分微分控制。21.說明比例度、積分時間、微分時間的改變對過渡過程有何影響。答：比例度越大越穩(wěn)定，越小越震蕩；積分時間越大越穩(wěn)定，越小越震蕩，微分時間過大過小都會劇烈震蕩。某比例調(diào)節(jié)器輸入信號為4～20mA,輸出信號為1～5V,當(dāng)比例度δ為60%時，輸入變化6mA所引起的輸出變化量是多少解：23.某控制系統(tǒng)采用PI控制規(guī)律，假設(shè)整定參數(shù)過渡過程的曲線如以以以下列圖。試判定應(yīng)假設(shè)何改變參數(shù)δ或Ti，并簡述理由。δ↑或Ti↑δ↓或Ti↓δ↓或Ti↓24.某夾套反響器溫度控制系統(tǒng)如以以以下列圖，反響大量放熱。要求控制溫度為50℃，在供氣中斷時保證冷卻。選擇適宜的檢測元件及變送器；選擇調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)特性并說明理由；確定調(diào)節(jié)器正、反作用并說明理由。答：1〕銅電阻，熱電阻溫度變送器2〕氣關(guān)3〕正作用T↑→e↑→u↑→q↑→Q↑正作用25.數(shù)字式控制器硬件和軟件各有哪幾個主要局部組成什么叫組態(tài)26.可編程序控制器〔PLC〕有何主要特點假設(shè)何選用PLC27.簡述DCS、FCS系統(tǒng)特點。28.為保證精餾塔提餾段重組分產(chǎn)品質(zhì)量，擬采用以再沸器熱蒸汽流量為副變量、提餾段靈敏板溫度為主變量的串級控制方案，工藝要求在供氣中斷時切斷熱源，試：確定調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)特性；確定調(diào)節(jié)器的正反作用；畫出控制系統(tǒng)方塊圖；簡單說明流量副回路的主要作用。答：1〕氣開2〕主：反；副：反3〕4〕抑制蒸汽流量波動生產(chǎn)聚乙烯醇時，要求聚醋酸乙烯與氫氧化鈉以一定比例混合?，F(xiàn)采用單閉環(huán)控制系統(tǒng)，主動量〔Q1〕是聚醋酸乙烯，從動量〔Q2〕是氫氧化鈉。正常生產(chǎn)時， Q1=7M3/h,Q2=0.25M3/h,且Q1m=10M3/h,Q2m=0.3M3/h。假設(shè)用孔板配差壓變送器測量流量，試確定用開方器和不用開方器時，儀表設(shè)置的比值系數(shù)K各為多少當(dāng)用開方器時，電動=3\*ROMANIII型調(diào)節(jié)器FC設(shè)定值約為多少解：用開方器不用開方器30.以以以下列圖為某加熱爐控制系統(tǒng)，原料油出口溫度為被控變量。這是什么控制系統(tǒng)它對什么擾動的抑制能力最強為什么假設(shè)要進一步提高控制