《過(guò)程控制系統(tǒng)》作業(yè)題

1、過(guò)程控制系統(tǒng)思考題o1 什么叫串級(jí)控制系統(tǒng) ?繪制其結(jié)構(gòu)方框圖。串級(jí)控制系統(tǒng)就是由兩個(gè)控制器得串接組成,一個(gè)控制器得輸出做為另一個(gè)控制器得設(shè)定值兩個(gè)控制器有各自獨(dú)立得測(cè)量輸入，有一個(gè)控制器得給定由外部設(shè)定 .2 與單回路控制系統(tǒng)相比 ,串級(jí)控制系統(tǒng)有哪些主要特點(diǎn)？ 多了一個(gè)副回路，形成雙閉環(huán) .特點(diǎn)：主控制器輸出改變副控制器得設(shè)定值，故副回路構(gòu)成 得就是隨動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)定值就是變化得。在串級(jí)控制系統(tǒng)中，由于引入了一個(gè)副回路,不僅能及早克服進(jìn)入副回路得擾動(dòng) ,而且又能改善過(guò)程特性 .副調(diào)節(jié)器具有 “粗調(diào) ”得作用，主調(diào)節(jié)器 具有 “細(xì)調(diào)得作用，從而使其控制品質(zhì)得到進(jìn)一步提高。3。為什么說(shuō)串級(jí)控制系統(tǒng)

2、由于存在一個(gè)副回路而具有較強(qiáng)得抑制擾動(dòng)得能力？ 副回路得快速作用 ,對(duì)于進(jìn)入副回路得干擾快速地克服 ,減小了干擾對(duì)主變量得影響； 引入副回路 ,改善了副對(duì)象得特性 （減小副對(duì)象得相位滯后） ，提高了主回路得響應(yīng)速度 ,提 高了干擾得抑制能力； 副回路可以按照主回路得要求對(duì)副變量進(jìn)行精確控制； 串級(jí)系統(tǒng)提高了控制系統(tǒng)得魯棒性。4. 串級(jí)控制系統(tǒng)在副參數(shù)得選擇與副回路得設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循哪些主要原則？ 將主要干擾包括在副回路 ; 副回路盡量包含多得干擾； 為保證副回路得快速響應(yīng) ,副對(duì)象得滯后不能太長(zhǎng)； 為提高系統(tǒng)得魯棒性 ,將具有非線(xiàn)性時(shí)變部分包含于副對(duì)象中 ; 需要對(duì)流量實(shí)現(xiàn)精確得跟蹤時(shí)，將流量選為

3、副對(duì)象。5 .串級(jí)控制系統(tǒng)通?？捎迷谀男﹫?chǎng)合？ 應(yīng)用于容量滯后較大得過(guò)程 應(yīng)用于純時(shí)延較大得過(guò)程* 應(yīng)用于擾動(dòng)變化激烈而且幅度大得過(guò)程* 應(yīng)用于參數(shù)互相關(guān)聯(lián)得過(guò)程* 應(yīng)用于非線(xiàn)性過(guò)程6.前饋控制與反饋控制各有什么特點(diǎn)？繪制前饋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖。 前饋:基于擾動(dòng)來(lái)消除擾動(dòng)對(duì)被控量得影響；動(dòng)作及時(shí)；只要系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)就是穩(wěn)定得，則控制系統(tǒng)必然穩(wěn)定；具有指定性補(bǔ)償?shù)镁窒扌裕?控制規(guī)律取決于被控對(duì)象得特性。反饋:基于偏差來(lái)消除偏差；不及時(shí)得控制；存在穩(wěn)定性問(wèn)題；對(duì)各種擾動(dòng)均有校正作用；控制規(guī)律通常就是P、PI、PD或P ID等典型規(guī)律。7 在什么條件下前饋控制效果最好？為什么一般不單獨(dú)使用前饋控制方案

4、? 準(zhǔn)確地掌握過(guò)程擾動(dòng)通道得特點(diǎn) wf(s)及控制通道得特性 w o( s)準(zhǔn)確求出前饋控制 wm ( s)；克服可測(cè)不可控得擾動(dòng)前饋控制室基于擾動(dòng)得控制，擾動(dòng)不止一個(gè)，難于把握屬于開(kāi)環(huán)控制，易受其她擾動(dòng)干擾而無(wú)法控制其克服可測(cè)不可控得擾動(dòng)，對(duì)于系統(tǒng)中其她擾動(dòng)無(wú)抑制作用8 .試述前饋控制系統(tǒng)得整定方法。前饋控制器得選擇 用模擬表實(shí)施通過(guò)特定得前饋控制器，或采用運(yùn)算單元自行構(gòu)造； 用軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)整定，然后調(diào)整T 1、T 2 單純得前饋控制，可視工藝要求進(jìn)行參數(shù)整定；先調(diào)整 前饋一反饋相結(jié)合，先整定反饋系統(tǒng)，再重復(fù)步驟。9 .什么就是比值控制系統(tǒng)？常用得比值控制方案有哪些 ？并比較其優(yōu)缺點(diǎn)，繪制

5、各比值控制方案結(jié)構(gòu)方框圖。實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上參數(shù)符合一定比例關(guān)系得控制系統(tǒng)，稱(chēng)為比值控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)比值控制系統(tǒng)，單閉環(huán)比值控制系統(tǒng) 統(tǒng)，雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，變比值控制系此呈設(shè)計(jì)挖制叵離1 0 .比值與比值系數(shù)有何不同？設(shè)計(jì)比值控制系統(tǒng)時(shí)需解決哪些主要問(wèn)題？比值k =Q1/Q 2,就是兩個(gè)體積流量或重量之比， 而比值參數(shù)就是把比值k折算成比值器上，K k (Q1m ax/Q2 max)主從動(dòng)量確定；控制方案得選擇；調(diào)節(jié)器控制規(guī)律得確定；正確選用流量計(jì)與變送器；比值控 制系統(tǒng)得實(shí)施；比值參數(shù)得計(jì)算；比值控制系統(tǒng)參數(shù)得整定11. 什么就是均勻控制？常用得均勻控制方案有哪些？均勻控制就是在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中

6、，各種設(shè)備前后緊密聯(lián)系得情況提出來(lái)得一種特殊得控制 采用液位控制采用液位與流量得串級(jí)控制取液位與流量?jī)蓚€(gè)信號(hào)之差為被控變量 雙沖量均勻控制12。 什么就是分程控制？怎樣實(shí)現(xiàn)分程控制？在分程控制中需注意哪些主要問(wèn) 題？在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，有時(shí)會(huì)遇到一個(gè)控制器去操縱幾只閥門(mén)，若按輸出信號(hào)得不同區(qū)間操作不同得閥門(mén)，這樣得控制系統(tǒng)叫做分程控制系統(tǒng)。盡量選用對(duì)數(shù)調(diào)節(jié)閥；采用分程信號(hào)重疊法；調(diào)節(jié)閥得泄漏量得大小13 什么就是選擇性控制？試述常用選擇性控制方案得基本原理。凡就是在控制回路中引入選擇器得系統(tǒng)稱(chēng)為選擇性控制系統(tǒng)。選擇器位于調(diào)節(jié)器得輸出端，對(duì)調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)進(jìn)行選擇得系統(tǒng)：兩個(gè)調(diào)節(jié)器共用一個(gè)調(diào)節(jié)閥選擇

7、器位于調(diào)節(jié)器之前， 對(duì)變送器得輸出信號(hào)進(jìn)行選擇得系統(tǒng)：幾個(gè)變送器合用一個(gè)調(diào)節(jié)器1 4.什么就是積分飽與現(xiàn)象？如何消除選擇性控制中得積分飽與現(xiàn)象？當(dāng)選擇器在控制器與控制閥之間，系統(tǒng)出現(xiàn)超限時(shí)，控制器應(yīng)立即切換。為保證及時(shí)切換，在偏差為零時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器應(yīng)該有相同得輸出.當(dāng)其中一個(gè)控制器或兩個(gè)控制器采用PI作用時(shí)，一個(gè)調(diào)節(jié)器被另一個(gè)控制器切換后，偏差仍存在，且存在得時(shí)間較長(zhǎng)，將產(chǎn)生積分飽與現(xiàn)象， 使下一次不能及時(shí)切換。由于偏差長(zhǎng)時(shí)間存在，偏差為零時(shí)控制器輸出仍要超出規(guī)定上、下限一段時(shí)間。為了保持同 步,常采用積分外反饋得辦法。采用選擇器得輸出，即控制調(diào)節(jié)閥得信號(hào)做為積分外反饋.15。一般地說(shuō)從結(jié)構(gòu)上

8、瞧，分程控制就是由一只控制器控制兩只控制閥，而選擇 性控制就是由兩只控制器控制一只控制閥，試?yán)L制各自系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖。1 6 .什么就是推斷控制？?jī)深?lèi)“計(jì)算指標(biāo)控制”就是什么？ 推斷控制：利用系統(tǒng)得數(shù) 學(xué)模型，由可測(cè)信息將不測(cè)輸出推算出來(lái)實(shí)現(xiàn)反饋控制;或?qū)⒉豢蓽y(cè)擾動(dòng)推算出來(lái)實(shí)現(xiàn)前饋控制 .由輔助輸出推算控制指標(biāo) ,作為被控變量得測(cè)量值 ; 以某輔助輸出變量為被控變量 ,其設(shè)定值由控制指標(biāo)算式推算出來(lái) . 17。試述復(fù)雜控制系統(tǒng)有哪些？它們都就是為什么目得而開(kāi)發(fā)得 ?1 串級(jí)控制系統(tǒng) :改善控制質(zhì)量2 前饋控制系統(tǒng) :擾動(dòng)出現(xiàn)時(shí)就能夠進(jìn)行控制3 比值控制系統(tǒng)：根據(jù)某一流量得變化調(diào)節(jié)另一流量4 均勻

9、控制系統(tǒng)：使前后設(shè)備在物料供求上相互兼顧均勻協(xié)調(diào)5分程控制系統(tǒng)：擴(kuò)大控制閥得可調(diào)范圍，使得在小流量時(shí)可實(shí)現(xiàn)更精確得控制 用于滿(mǎn)足工藝上操作得特殊要求6 選擇性控制系統(tǒng)：7 推斷控制系統(tǒng)：被控對(duì)象得輸出與擾動(dòng)都不可測(cè)，無(wú)法設(shè)計(jì)一般得反饋與前饋控制.二。1. 離心泵或離心式壓縮機(jī)得負(fù)荷控制方案有哪些 ? 直流節(jié)流法 改變泵得轉(zhuǎn)速n 通過(guò)旁路控制2 敘述離心式壓縮機(jī)得特性曲線(xiàn)及產(chǎn)生喘振得原因 .特性曲線(xiàn)：壓縮比與入口體積流量得關(guān)系曲線(xiàn)；效率與流量或功率與流量之間 關(guān)系曲線(xiàn)。在這里對(duì)于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，壓縮比與入口體積流量得關(guān)系 曲線(xiàn)如右圖所示：當(dāng)負(fù)荷降低到一定程度時(shí)，氣體得排出量會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈振蕩 ，同

10、時(shí)機(jī)身也劇烈振動(dòng) 這種現(xiàn)象叫離心式壓縮機(jī)得喘振3.用圖示說(shuō)明離心式壓縮機(jī)得防喘振控制方案.固定極限流量法可變極限流量法FT 4。為什么 合下需要 得串并聯(lián) 一些生產(chǎn)過(guò) 用一個(gè)離心 壓頭不能滿(mǎn) 時(shí)，就需要 臺(tái)以上壓縮行，因此每臺(tái)壓縮機(jī)都應(yīng)防喘振，才能 得正常運(yùn)行。因一臺(tái)提供得壓頭不夠，有得場(chǎng) 壓縮機(jī) 運(yùn)行？ 程中，采 式壓縮機(jī) 足要求 兩臺(tái)或兩 機(jī)串聯(lián)運(yùn) 保證設(shè)備 故不能采用兩臺(tái)單獨(dú)得旁路回流量控制。當(dāng)一臺(tái)壓縮機(jī)得流量（氣體）不能滿(mǎn)足要求時(shí)，就需兩臺(tái)或兩臺(tái)以上得壓縮機(jī)并聯(lián)運(yùn)行、1。典型得傳熱設(shè)備有哪些？熱量得傳遞方式有哪幾種?換熱器，加熱爐，鍋爐；熱傳導(dǎo)，對(duì)流;熱輻射2. 傳熱目得及其控制方案？

11、 使工藝介質(zhì)達(dá)到規(guī)定得溫度以使生產(chǎn)過(guò)程正常進(jìn)行； 在過(guò)程進(jìn)行中加入吸收得熱量或除去放出得熱量；3在工藝過(guò)程中改變物料狀態(tài)；熱量回收.調(diào)載熱體得流量調(diào)節(jié)傳熱平均溫度差調(diào)節(jié)傳熱面積采用旁路控制，用圖示加熱爐得各串級(jí)控制方案，并說(shuō)明各方案得優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合。JL01溫度料閥力得壓力式控聲,I廳3|0L101TT10 f對(duì)燃后壓串級(jí)采用平衡制閥出口4用圖示說(shuō)明加熱 爐得前饋一反饋控 制方案。爐出口溫度對(duì)爐膛溫度得串級(jí)控制 爐出口溫度對(duì)燃料流量得串級(jí)5。設(shè)置加熱爐得安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)得作用就是什么？對(duì)于燃?xì)馀c燃油加熱爐可能產(chǎn)生事故得原因分別就是什么？用圖示分別說(shuō)明各安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)得作用：為安

12、全生產(chǎn)、防止事故 燃?xì)饧訜釥t 工藝介質(zhì)流量過(guò)小或中斷，切斷燃料氣； 某種原因滅火時(shí)，切斷燃料氣； 燃料氣壓力不能過(guò)低，流量不能太??； 燃料壓力不能過(guò)高，否則會(huì)引起脫氣滅火 燃油加熱爐 工藝介質(zhì)流量過(guò)小或中斷，切斷燃料油； 燃料油壓力過(guò)低會(huì)回火，流量不能太??； 燃料油壓力過(guò)高會(huì)脫火； 霧化蒸汽壓力過(guò)低或中斷，造成燃料油霧化不良無(wú)法燃燒6工業(yè)鍋爐得主要控制系統(tǒng)汽包水位控制燃燒系統(tǒng)控制過(guò)熱蒸汽系統(tǒng)控制7造成鍋爐汽包“虛假”水位現(xiàn)象得原因就是什么？為避免控制器誤動(dòng)作所 采取得措施就是什么？鍋爐燃燒率增加，主蒸汽流量增加汽包壓力下降鍋爐燃燒率減少，主蒸汽流量減少，汽包壓力上升，給水溫度下降依負(fù)荷變化得前

13、饋控制8. 詳細(xì)敘述鍋爐汽包水位得雙沖量控制方案，繪制其工藝流程簡(jiǎn)圖，并給出加法 器得設(shè)置。G :根抿閩的博性數(shù)據(jù)計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)湊試時(shí)，只有在 負(fù)荷干擾的情況下，調(diào)艷到水位基衣不變.ct !可取1,也可小于:LG :在正常負(fù)荷下人*近似或正好抵消“9。試?yán)L制鍋爐汽包水位三雙沖量控制方案得工藝流程簡(jiǎn)圖 前饋與串級(jí)組成得復(fù)合控制系統(tǒng)前饋加反饋控制給水前饋串 級(jí)控制系統(tǒng)敘述其動(dòng)作X AC101 0 .試?yán)L制鍋爐燃燒控制系統(tǒng)有邏輯提量控制方案得工藝流程簡(jiǎn)圖, 過(guò)程在正常工:鳥(niǎo)L.1況下，這卡 半就是鍋爐出口蒸汽 壓力對(duì)燃 油流量得 串級(jí)控制 系統(tǒng)與燃油流量與空氣流量得比值控制系統(tǒng)。蒸汽壓力控制器為反作用得，

14、當(dāng)蒸汽壓力下降時(shí)（如因蒸汽耗量增加），壓力控制器輸出增加，而提高了燃油流量控制器得設(shè)定值。但就是，如果空氣量不足，將使燃燒不完全。為此設(shè)有低值選擇器LS它只讓兩個(gè)信號(hào)中較小得一個(gè)通過(guò) ，這樣保證燃料量只能在空氣量足夠得情況下才能加大。壓力控制器得輸出信號(hào)將先通過(guò)高值選 擇器H S來(lái)加大空氣流量，保證在增加燃料流量之前先把空氣量加大 ，使燃燒完全。當(dāng)蒸汽壓 力上升時(shí)，壓力控制器輸出減小 ，降低了燃油流量控制器得設(shè)定值 ，在減燃料量得同時(shí)，通過(guò) 比值控制系統(tǒng)，自動(dòng)減少空氣流量。四。1。簡(jiǎn)述精餾塔受控變量得選擇有哪些？各自得特點(diǎn)就是什么？測(cè)溫點(diǎn)得選擇測(cè)溫點(diǎn)盡量選擇在通道滯后較小得點(diǎn)。 采用塔頂回流控

15、制溫度時(shí)，選擇頂部塔板液相溫度。溫差控制優(yōu)點(diǎn)：能夠克服塔壓變化對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量得影響。缺點(diǎn)：不能克服進(jìn)料組分與負(fù)荷變化對(duì)溫差得影響 雙溫差控制 壓降引起得溫差不僅在塔頂，也發(fā) 生在塔底，相減后可相互抵消2。精餾塔產(chǎn)品質(zhì)量得開(kāi)環(huán)控制方案有哪些 ？ 繪制其工藝流程簡(jiǎn)圖，敘述各自得特點(diǎn)。 固定回流量與再沸氣量當(dāng)進(jìn)料流量及狀態(tài)恒定時(shí)，固定了LR與VS,D與B就確定了。丄心LTrLcMElBT.分塔1 01控制回流量與102再沸器加熱蒸汽量;物料平衡控制 固定餾出液量與再沸氣量 特點(diǎn)：適用于回流比較大得場(chǎng)合LR/D為回流比固定塔底餾出量與回流量3 精餾塔按精餾段指標(biāo)得控制方案有哪些？繪制其工藝流程簡(jiǎn)圖，敘述各

16、自得特點(diǎn)間接物料平衡控制4 精餾塔按提餾段指標(biāo)得控制方 案有哪些？繪制其工藝流程簡(jiǎn)圖， 敘述各自得特點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)作用滯后小，反應(yīng)迅速； 有利于克服進(jìn)入精餾段得擾動(dòng)； 保證塔頂產(chǎn)品質(zhì)量。適用場(chǎng)合：回流比0、8,需要減少滯后 直接物料平衡控制直接物料平衡控制優(yōu)點(diǎn)：物料平衡與能量平衡之間關(guān)聯(lián)最小缺點(diǎn)：滯后較大，液位控制回路存在反向特性5。精餾塔壓力控制系統(tǒng)得方案有哪 些？繪制其工藝流程簡(jiǎn)圖，敘述各自 得特點(diǎn)。6簡(jiǎn)述精餾塔先進(jìn)控制方案中內(nèi)回流與外回流得區(qū)別？外回流液得溫度比第一塊塔板得溫度低。外回流進(jìn)入塔后,需把它加熱至與第一塊塔板溫度相等，加熱外回流所需熱量由進(jìn)入第一塊塔板得蒸汽部分冷 凝所產(chǎn)生得

17、氣化潛熱供給 ,從第一塊塔板向下流得內(nèi)回流等于外回流量與這部 分冷凝液之與。部分冷凝液流量，除了受外回流得影響外,還受塔頂與外回流液溫差得影響。因此外回流量愈大，或外回流溫度與第一塊塔板溫度之差愈大， 則內(nèi)回流變化越多。當(dāng)塔頂蒸氣得溫度與外回流液溫度相同時(shí)，內(nèi)回流等于外回流,一般情況下，內(nèi)回流大于外回流。當(dāng)塔頂蒸氣溫度與外回流液溫度之差變化不大時(shí)，控制外回流得辦法一般可以滿(mǎn)足精餾塔得操作要求?？梢圆捎猛饣亓鞯棉k法控制內(nèi)回流,當(dāng)塔頂采用風(fēng)冷凝器時(shí) ,外回流溫度受環(huán)境溫度影較大 ,此時(shí)外回流控制并不能使內(nèi)回流 恒定.五1簡(jiǎn)述反應(yīng)器得分類(lèi)方法與類(lèi)型。 根據(jù)反應(yīng)物料得聚集狀態(tài) 分為均相與非均相反應(yīng)器兩

18、大類(lèi)均相：反應(yīng)器內(nèi)物料處于同一相態(tài)下。 反應(yīng)在均一得氣相中進(jìn)行，為氣相均相反應(yīng) 反應(yīng)在均一得液相中進(jìn)行 ,為液相均相反應(yīng) 非均相 :反應(yīng)器內(nèi)物料之間或反應(yīng)物與催化劑之間存在相界面。 按反應(yīng)器進(jìn)出料狀況 可分為間歇式，半間歇式與連續(xù)式 間歇式反應(yīng)器： 將反應(yīng)物料分次或一次加入反應(yīng)器中， 經(jīng)過(guò)一定反應(yīng)時(shí)間后， 取出反 應(yīng)器中所有物料，然后重新加料進(jìn)行反應(yīng)。半間歇式反應(yīng)器：反應(yīng)物料間歇加入 ,產(chǎn)品連續(xù)取出 . 從傳熱情況 分為絕熱式與非絕熱式反應(yīng)器 絕熱式反應(yīng)：不與外界進(jìn)行交換。 2.表征反應(yīng)得質(zhì)量指標(biāo)有哪些？寫(xiě)出它們得算式。3。簡(jiǎn)述催化裂化提升管反應(yīng)器控制得要求，并繪制其工藝流程簡(jiǎn)圖. 工藝要求 控制合理得反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力。保證合理得反應(yīng)深度； 控制兩器壓差，保證催化劑得流化與循環(huán) ; 控制恰當(dāng)?shù)么呋瘎┖剂浚ＷC催化劑得活性 ; 控制合理得煙氣含氧量，避免二次燃燒發(fā)生。 反應(yīng)溫度控制 影響因素 催化劑循環(huán)量、溫度 ; 進(jìn)料量、溫度；