過程控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)題

1、過程控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)題一、圖1為一蒸汽加熱設(shè)備，利用蒸汽將物料加熱到所需溫度后排出。試問：影響物料出口溫度的主要因素有哪些？若選擇蒸汽流量為操縱變量，設(shè)計一溫度控制系統(tǒng)，畫出控制原理框圖。設(shè)被控對象傳遞函數(shù)為，調(diào)節(jié)閥為，檢測變送單元為，當(dāng)要求出口溫度準(zhǔn)確控制時，選用何種控制規(guī)律？為什么？上述單回路控制系統(tǒng)中，當(dāng)控制器的積分時間常數(shù)增大時，對系統(tǒng)的性能指標(biāo)穩(wěn)定性、控制精度及調(diào)節(jié)速度各有什么影響？并解釋原理。上述控制系統(tǒng)用PI控制規(guī)律，按4：1衰減曲線整定參數(shù)后，改用PID控制規(guī)律，仍然保持整定在4：1衰減曲線上，這時比例增益和積分時間常數(shù)如何調(diào)整？為什么？攪拌器物料入口蒸汽冷凝水出口圖1二、 如圖2

2、所示的系統(tǒng)，要求原油出口溫度精確控制在設(shè)定值上，要求：當(dāng)燃料氣壓力波動為主要干擾時，應(yīng)怎樣組成串級？將控制方案畫在工藝流程圖上。確定控制方案后，系統(tǒng)的主要干擾量是哪些？分析副回路能克服的干擾量。選控制閥采用氣開閥，確定主副控制器的正反作用。在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，如果燃料氣壓力突然升高，結(jié)合控制閥開閉形式及控制器的正反作用，分析該串級控制系統(tǒng)的工作過程。燃燒氣出口溫度爐膛溫度原油圖2三、圖2所示的系統(tǒng)，要求原油出口溫度精確控制在設(shè)定值上，要求：當(dāng)原油流量是主要干擾量，設(shè)計前饋反饋控制系統(tǒng)，將控制方案畫在工藝流程圖上。設(shè)被控對象傳遞函數(shù)為，控制閥為，溫度檢測變送單元，干擾通道為,設(shè)控制器為，計算前饋

3、控制器的數(shù)學(xué)模型。分析串級控制系統(tǒng)和前饋反饋控制系統(tǒng)克服干擾方式的優(yōu)缺點。燃燒氣出口溫度爐膛溫度原油圖2四、如圖3 所示，某化學(xué)反應(yīng)過程要求參與反應(yīng)A、B兩物料保持的比例，兩物料的最大流量，。系統(tǒng)采用DDZ-型儀表。要求：畫出該系統(tǒng)的控制原理方塊圖。計算該比值系統(tǒng)的儀表比值系數(shù)。BA圖3五、圖4 所示為一鍋爐燃料系統(tǒng)的產(chǎn)氣量與燃料管線壓力選擇性控制系統(tǒng)。其中燃料壓力控制是為了防止壓力過高產(chǎn)生“脫水”緣故而設(shè)置的，蒸汽流量控制是根據(jù)用戶所需要的氣量而設(shè)置的。假設(shè)系統(tǒng)中所選擇閥為氣開閥，要求：試分析確定各控制器的正、反作用及選擇器的類型。在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，燃料壓力突然升高，高于“脫水”設(shè)定的壓力

4、值，試分析該控制系統(tǒng)的工作過程。圖4六、如圖5所示為石油化工產(chǎn)品的儲罐。這些油品不易與空氣長期接觸，因為空氣中的氧氣會使油品氧化而變質(zhì)，甚至?xí)鸨ā榇?，常常在油品儲罐液位以上充以惰性氣體氮，以使油品與空氣隔絕。為了保證儲罐向外抽取物料時及時向儲罐補充氮氣，而向儲罐中注料時及時排出儲罐中的一部分氮氣設(shè)計了如圖所示的分程控制方案。要求：確定A和B兩控制閥的開閉形式及每個閥的工作信號段（設(shè)分程點為0.06MPa），畫出分程閥特性圖。 確定控制器的正、反作用，畫出該系統(tǒng)的控制原理方塊圖。 當(dāng)由儲罐向外抽取物料時，分析說明該系統(tǒng)的工作過程。圖5 油品儲罐氮封分程控制方案七、 簡要回答下列問題： 對于大滯后系統(tǒng)，采用Smith補償器控制方案，分析有什么優(yōu)缺點？畫出Smith補償控制原理框圖。對于多輸