《過程控制系統(tǒng)》作業(yè)題

1、1 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。為什么說串級(jí)控制系統(tǒng)由于存在

2、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)，將流量選為副對(duì)象。

3、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程 應(yīng)用于純時(shí)延較大得過程* 應(yīng)用于擾動(dòng)變化激烈而且幅度大得過程* 應(yīng)用于參數(shù)互相關(guān)聯(lián)得過程* 應(yīng)用于非線性過程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:基于偏差來消除偏差； 不及時(shí)"得控制； 存在穩(wěn)定性問題； 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

4、什么一般不單獨(dú)使用前饋控制方案？準(zhǔn)確地掌握過程擾動(dòng)通道得特點(diǎn)wf(s)及控制通道得特性 W 0( 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)，難于把握屬于開環(huán)控制，易受其她擾動(dòng)干擾而無法控制 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

5、有哪些 ？并比較其優(yōu)缺點(diǎn)，繪制 各比值控制方案結(jié)構(gòu)方框圖。，雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng),沆量設(shè)卅控制回路變比值控制系實(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)，稱為比值控制系統(tǒng) 開環(huán)比值控制系統(tǒng)，單閉環(huán)比值控制系統(tǒng) 統(tǒng)捽制閥控制閥測(cè)后變送?設(shè)計(jì)比值控制系統(tǒng)時(shí)需解決哪些主要問題？而比值參數(shù)就是把比值k折算成比值器上,1 0 .比值與比值系數(shù)有何不同比值k =Q1/Q 2,就是兩個(gè)體積流量或重量之比，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

6、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)過程中，各種設(shè)備前后緊密聯(lián)系得情況提出來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 題？在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有時(shí)會(huì)遇到一個(gè)控制器去操縱幾只閥門，若按輸出信號(hào)得不同區(qū)間操作不同得閥門，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)稱為選擇性控制系統(tǒng)。選擇器位于調(diào)節(jié)器得輸出端

7、，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

8、出，即控制調(diào)節(jié)閥得信號(hào)做為積分外反饋.15。一般地說從結(jié)構(gòu)上瞧，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)深悺坝?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)輸出推算出來實(shí)現(xiàn)反饋控制;或?qū)⒉豢蓽y(cè)擾動(dòng)推算出來實(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 . 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

9、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)，無法設(shè)計(jì)一般得反饋與前饋控制.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 通過旁路控制2 .敘述離心式壓縮機(jī)得特性曲線及產(chǎn)生喘振得原因.特性曲線：壓縮比與入口體積流量得關(guān)系曲線；效率與流量或功率與流量之間 關(guān)系曲線。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 曲線如右圖所示：當(dāng)負(fù)

10、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.用圖示說明離心式壓縮機(jī)得防喘振控制方案可變極限流量法固定極限流量法iFTK14。為什么 合下需要 得串并聯(lián) 一些生產(chǎn)過 用一個(gè)離心 壓頭不能滿 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， 用兩臺(tái)單獨(dú)得旁路回流量控制。f- £r-1TP O T i11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 故不能采當(dāng)一臺(tái)壓縮機(jī)得流量（氣體）不能滿足要求時(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)

11、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？ 使工藝介質(zhì)達(dá)到規(guī)定得溫度以使生產(chǎn)過程正常進(jìn)行； 在過程進(jìn)行中加入吸收得熱量或除去放出得熱量； 在工藝過程中改變物料狀態(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3。用圖示加熱爐得各串級(jí)控制方案, 爐出口溫度對(duì)爐膛溫度得串級(jí)控制并說明各方案得優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合。 爐出口溫度對(duì)燃料流量得串級(jí)/TC -ftm-J一-h /溫度料閥力得壓力式控r TT ,訕J1/3.5f LI、101'fc 1FC-i.6101/出 對(duì) 后 串 采 平口 燃 壓 級(jí) 用 衡制閥4

12、用圖示說明加熱 爐得前饋一反饋控 制方案。TT , jf TCloj 4ovr PC ,101-廐If ni艸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 能產(chǎn)生事故得原因分別就是什么？用圖示分別說明各安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng) 聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)得作用：為安全生產(chǎn)、防止事故燃?xì)饧訜釥t ?對(duì)于燃?xì)馀c燃油加熱爐可工藝介質(zhì)流量過小或中斷，切斷燃料氣；某種原因滅火時(shí)，切斷燃料氣；燃料氣壓力不能過低，流量不能太小； 燃料壓力不能過高，否則會(huì)引起脫氣滅火 燃油加熱爐tl .-ICici ifliA5LBJTFTJ03IAMfllini HI-4 TT .FS1.-L-.PSLJ0Z一 11111耳PST,1£

13、;2工藝介質(zhì)流量過小或中斷，切斷燃料油； 燃料油壓力過低會(huì)回火，流量不能太小； 燃料油壓力過高會(huì)脫火；霧化蒸汽壓力過低或中斷，造成燃料油霧化不良無法燃燒.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。U :根抿閥的特性數(shù)據(jù)計(jì)偉?，F(xiàn)場(chǎng)揍試時(shí)只有在 負(fù)荷干擾的清況下，調(diào)整到水位基衣不變

14、.G !可取1也可小丁:L爲(wèi)：在正常負(fù)荷下、哥與A近似或正好抵涔.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)前饋加反饋控制丄誠汽前饋串 級(jí)控制系統(tǒng)一.HT +給水給水1021 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， 過程.在正常工 況下，這 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)與燃敘述其動(dòng)作i PCHop工f AU、JOILSI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，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。

15、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 ，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)將先通過高值選擇器H S來加大空氣流量，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 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)。溫差控制 采用塔頂回流控制溫度時(shí)，選擇頂部塔板液相溫度。 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

16、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.:庵:103 Xrutc TIlli2。精餾塔產(chǎn)品質(zhì)量得開環(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。廠廠I Q1 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I 102-一FT IVsr，敘述各自得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 特點(diǎn).間接物料平衡控制V脅Lb 亠qI J- 亍 Ji ' '11

17、Y 1 亠 TLTI jn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、 直接物料平衡控制8,需要減少滯后JOI鞋氣101 - 丁ITL/9-+Ti 2- r】？F效Hi Ntetc1014.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)。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Lp_F一KWLC , 一 _ J101'H rr'世1/L：fT 】001-'IDLt 101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

18、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。,一般情況當(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 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)器得分類方法與類型。 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)器兩大類均相：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