《過程控制系統(tǒng)》作業(yè)題答案

1、進(jìn)程控制系統(tǒng)思考題什么叫串級控制系統(tǒng)？繪制其結(jié)構(gòu)方框圖。自獨(dú)力的測量輸入，有一個(gè)控制器的給定由外部設(shè)定。與單回路控制系統(tǒng)相比，串級控制系統(tǒng)有哪些主要特點(diǎn)？而且又能改善進(jìn)程特性。副調(diào)節(jié)器具有有細(xì)調(diào)”的作用，從而使其控制品質(zhì)得到進(jìn)一步提高。粗調(diào)”的作用，主調(diào)節(jié)器具3為什么說串級控制系統(tǒng)由于存在一個(gè)副回路而具有較強(qiáng)的克制擾動的能力？ 副回路的快速作用，關(guān)于于進(jìn)入副回路的干擾快速地克服，減少了干擾關(guān)于主變量的影響； 引入副回路，改善了畐U關(guān)于象的特性（減少副關(guān)于象的相位滯），提高了主回路的響應(yīng)速度提高了干擾的克制能力； 副回路可以依照主回路的要求關(guān)于副變量進(jìn)行精確控制； 串級系統(tǒng)提高了控制系統(tǒng)的魯棒性

2、。4串級控制系統(tǒng)在副參數(shù)的選擇和副回路的設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循哪些主要原則? 將主要干擾囊括在副回路； 副回路盡快包含多的干擾；U關(guān)于象的滯后不能太長； 為提高系統(tǒng)的魯棒性，將具有非線性時(shí)變部分包含于副關(guān)于象中； 需要關(guān)于流量實(shí)現(xiàn)精確的跟蹤時(shí)，將流量選為副關(guān)于象。5串級控制系統(tǒng)通?？捎迷谀男﹫鏊?*應(yīng)用于容量滯后較大的進(jìn)程*應(yīng)用于純時(shí)延較大的進(jìn)程*應(yīng)用于擾動變化激烈而且幅度大的進(jìn)程*應(yīng)用于參數(shù)互相關(guān)聯(lián)的進(jìn)程*應(yīng)用于非線性進(jìn)程6.只要系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)是穩(wěn)定的，則控制系統(tǒng)必然穩(wěn) 疋；具有指定性填補(bǔ)的局限性；存在穩(wěn)定性問題；關(guān)于各種擾動均有校正作用；控制規(guī)律通常是P、PI、P 或PI 等典范規(guī)律。在什么條件下前饋

3、控制效果最好？為什么一般不但獨(dú)使用前饋控制方案?準(zhǔn)確地掌握進(jìn)程擾動通道的特點(diǎn)wf(s)及控制通道的特性wo(s)wm (s屬于開環(huán)控制，易受其他擾動干擾而無法控制其克服可測不可控的擾動，關(guān)于于系統(tǒng)中其他擾動無克制作用試述前饋控制系統(tǒng)的整定方法。前饋控制器的選擇 用模擬表實(shí)施經(jīng)過特定的前饋控制器，或采用運(yùn)算單元自行構(gòu)造； 用軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)整定單純的前饋控制，可視工藝要求進(jìn)行參數(shù)整定；先調(diào)整K，然后調(diào)整T1、T2前饋一反饋相接合，先整定反饋系統(tǒng)，再反復(fù)步驟。9什么是比值控制系統(tǒng)？常用的比值控制方案有哪些？并且比較其優(yōu)缺陷，繪制各比值制方案結(jié)構(gòu)方框圖。實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上參數(shù)契合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)，

4、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)雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，變比值控制系宛量設(shè)計(jì)控制回路控制器控制閥測電變送關(guān)于象一匸控制器KS比值控制器S控制流啟關(guān)于象一閥：1測試變送10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)需解決哪些主要問題？k=Q1/Q2,K =k(Q1max/Q2max)k折算成比值器上，主從動量確定；控制方案的選擇；調(diào)節(jié)器控制規(guī)律的確定；正確選用流量計(jì)與變送器；比值 控制系統(tǒng)的實(shí)施；比值參數(shù)的計(jì)算；比值控制系統(tǒng)參數(shù)的整定11.什么是均勻控制？常用的均勻控制方案有哪些？均勻控制是在連續(xù)生產(chǎn)進(jìn)程中，各種設(shè)備前后緊密聯(lián)系的情況提出來的一種特殊的控制 采用液位控制采用液位

5、和流量的串級控制取液位和流量兩個(gè)信號之差為被控變量 雙沖量均勻控制12.什么是分程控制？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?不同的閥門，這樣的控制系統(tǒng)叫做分程控制系統(tǒng)。盡快選用關(guān)于數(shù)調(diào)節(jié)閥；采用分程信號重疊法；調(diào)節(jié)閥的泄漏量的大小若按輸出信號的不同區(qū)間操作什么是選擇性控制？試述常用選擇性控制方案的基本原理。凡是在控制回路中引入選擇器的系統(tǒng)稱為選擇性控制系統(tǒng)。閥兩個(gè)調(diào)節(jié)器共用一個(gè)調(diào)節(jié)選擇器位于調(diào)節(jié)器之前，關(guān)于變送器的輸出信號進(jìn)行選擇的系統(tǒng)：幾個(gè)變送器合用一個(gè)調(diào)節(jié)器什么是積分飽和現(xiàn)象？如何消除選擇性控制中的積分飽和現(xiàn)象？當(dāng)選擇器在控制器和控制閥之間，系統(tǒng)出現(xiàn)超限時(shí)，控制器應(yīng)立即切換。

6、為保證即時(shí)切換， 在偏差為零時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器應(yīng)該有相同的輸出。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， 和現(xiàn)象，使下一次不能即時(shí)切換。偏差仍存在，且存在的時(shí)間較長， 將產(chǎn)生積分飽由于偏差長時(shí)間存在，偏差為零時(shí)控制器輸出仍要超出規(guī)則上、下限一段時(shí)間。為了保持步，常采用積分外反饋的辦法。采用選擇器的輸出，即控制調(diào)節(jié)閥的信號做為積分外反饋。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。構(gòu)中的位置 不同、選擇性控制系統(tǒng)叫分為曲 F耳玉代關(guān)節(jié)越卜r三氣 0*世常調(diào)節(jié)恭卜-ifII_J_止常mii醬決什么是推斷控制？兩類“計(jì)算指標(biāo)控制”是什么？測擾動推算出來實(shí)現(xiàn)前

7、饋控制。由扶助輸出推算控制指標(biāo)，作為被控變量的測量值；以某扶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?；?qū)⒉豢韶?試述復(fù)雜控制系統(tǒng)有哪些？它們都是為什么目的而開發(fā)的？串級控制系統(tǒng)：改善控制質(zhì)量前饋控制系統(tǒng)：擾動出現(xiàn)時(shí)就能夠進(jìn)行控制比值控制系統(tǒng)：根據(jù)某一流量的變化調(diào)節(jié)另一流量均勻控制系統(tǒng)：使前后設(shè)備在物料供求上相互兼顧均勻協(xié)調(diào)用于滿足工藝上操作的特殊要求選擇性控制系統(tǒng)：被控關(guān)于象的輸出和擾動都不可測，無法設(shè)計(jì)一般的反饋和前饋控制。離心泵或離心式壓縮機(jī)的負(fù)荷控制方案有哪些？ 直流節(jié)流法改變泵的轉(zhuǎn)速 n經(jīng)過旁路控制敘述離心式壓縮機(jī)的特性曲線及產(chǎn)生喘振的原因。特性曲線：壓縮比和入口體積流量

8、的關(guān)系曲線；效率和流量或功率和流量之間 關(guān)系曲線。在這里關(guān)于于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，壓縮比和入口體積流量的關(guān)系 曲線如右圖所示： 當(dāng)負(fù)荷降低到一定程度時(shí)，氣體的排出量會出現(xiàn)強(qiáng)烈振蕩，同時(shí)機(jī)身也劇烈振 動，這種現(xiàn)象叫離心式壓縮機(jī)的喘振。用圖示說明離心式壓縮機(jī)的防喘振控制方案。固定極限流量法可變極限流量法為什么有的場所下需要壓縮機(jī)的串并且聯(lián)運(yùn)行？一些生產(chǎn)進(jìn)程中，采用一個(gè)離心式壓縮機(jī)壓頭不能滿足要求時(shí)， 就需要兩臺或兩臺以上壓縮 機(jī)串聯(lián)運(yùn)單獨(dú)的旁路回流量控制。當(dāng)一臺壓縮機(jī)的流量（氣體）不能滿足要求時(shí)，就需兩臺或兩臺以上的壓縮機(jī)并且聯(lián)運(yùn)行1. 典范的傳熱設(shè)備有哪些？熱量的傳遞方式有哪幾種?換熱器，加熱爐，

9、鍋爐；熱傳導(dǎo)，關(guān)于流；熱輻射2 傳熱目的及其控制方案？在進(jìn)程進(jìn)行中加入吸收的熱量或除去放出的熱量；在工藝進(jìn)程中改變物料狀態(tài)；熱量回收。調(diào)載熱體的流量調(diào)節(jié)傳熱平均溫度差調(diào)節(jié)傳熱面積采用旁路控制并且說明各方案的優(yōu)缺陷及適用場所。3用圖示加熱爐的各串級控制方案 爐出口溫度關(guān)于爐膛溫度的串級控制 爐出口溫度關(guān)于燃料流量的串級出口溫度關(guān)于燃料閥后壓力的串級采用壓力平衡式控制閥4用圖示說明加熱爐的前饋反饋控制方案5聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的作用：為安全生產(chǎn)、防止事故燃?xì)饧訜釥t 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??； 燃料壓力不能過高，否則會引起脫氣滅火燃

10、油加熱爐工藝介質(zhì)流量過小或中斷，切斷燃料油；燃料油壓力過低會回火，流量不能太??；燃料油壓力過高會脫火；法燃燒。工業(yè)鍋爐的主要控制系統(tǒng)汽包水位控制燃燒系統(tǒng)控制過熱蒸汽系統(tǒng)控制鍋爐燃燒率增加，主蒸汽流量增加汽包壓力下降依負(fù)荷變化的前饋控制8.工藝流程簡圖，并且給出加法器的設(shè)置G:根據(jù)閥的特性數(shù)據(jù)計(jì)現(xiàn)場湊試時(shí)，只有在負(fù)干擾的情況下，調(diào)整到水位基本不變。C,:可取 1,也可小于q:在正常負(fù)荷,與邛近或正好抵消。9前饋與串級組成的復(fù)合控制系統(tǒng)丄蒸汽蒸汽101” 二丄 _-r前饋加反饋控制G丄給水給水前饋-串級控制系統(tǒng)LC2給水10.試?yán)L制鍋爐燃燒控制系統(tǒng)有邏輯提量控制方案的工藝流程簡圖，敘述其動 作進(jìn)程

11、。燃料量嚴(yán)101tPCx101FC ,1丄1027在正常工燃料陶空氣閥況下，這是鍋爐出口蒸汽壓力關(guān)于燃油流量的串級控制系統(tǒng)和燃油流量與空氣流量的比值控制系統(tǒng)。蒸汽壓力控制器為反作用的，當(dāng)蒸汽壓力下降時(shí)（如因蒸汽耗量增加），壓力控制輸出增加，而提高了燃油流量控制器的設(shè)定值。但是，如果空氣量不足，將使燃燒不完全。LS它只讓兩個(gè)信號中較小的一個(gè)經(jīng)過，足夠的情況下才能加大。壓力控制器的輸出信號將先經(jīng)過高值選擇器這樣保證燃料量只能在空氣量HS來加大空氣流量，少空氣流量。四.使燃燒完全。當(dāng)蒸汽壓力上升時(shí)，壓力控制器輸在減燃料量的同時(shí)， 經(jīng)過比值控制系統(tǒng)，自動減簡述精餾塔受控變量的選擇有哪些？各自的特點(diǎn)是什

12、么？ 測溫點(diǎn)的選擇 測溫點(diǎn)盡快選擇在通道滯后較小的點(diǎn)。 采用塔頂回流控制溫度時(shí)，選擇頂部塔板液相溫度。 溫差控制 優(yōu)點(diǎn)：能夠克服塔壓變化關(guān)于產(chǎn)品質(zhì)量的影響。缺陷：不能克服進(jìn)料組分和負(fù)荷變化關(guān)于溫差的影響。 雙溫差控制 壓降引起的溫差不僅在塔頂，也發(fā)生在塔底，相減后可相互抵消。特點(diǎn)。固定回流量和再沸氣量LRVSB就確定了。101102固定餾出液量和再沸氣量 特點(diǎn)： 適用于回流比較大的場所。LR/為回流比 固定塔底餾出量和回流量精餾塔按精餾段指標(biāo)的控制方案有哪些？繪制其工藝流程簡圖，敘述各自的特點(diǎn)。間接物料平衡控制優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)作用滯后小，反映迅速； 有利于克服進(jìn)入精餾段的擾動； 保證塔頂產(chǎn)品質(zhì)量。適

13、用場所：回流比0.8，需要減少滯后直接物料平衡控制優(yōu)點(diǎn)匕物料平衡與能量平衡關(guān)聯(lián) 小， 內(nèi)回流穩(wěn)定。缺陷：滯后較大。真用場合，溜出液小或回流比 較大，回流罐容積適當(dāng)。精餾塔按提餾段指標(biāo)的控制方案有哪些？繪制其工藝流程簡圖，敘述各自的點(diǎn)。間接物料平衡控制以鏗鰹的塔板溫度來控制加熱蒸汽流量。rTUi分JOI |tcLL1U2101工TfFCjK102H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。HB回流比比值控制關(guān)于負(fù)荷的適應(yīng)能 力校強(qiáng).缺陷：滯后較大，液位控制回路存在反向特性。5.系統(tǒng)的方案有哪些？繪制其工藝流程簡圖，率相有大量不凝物精餾塔壓力控制敘述各自的特點(diǎn)適合氣棒涼經(jīng)冷凝器的阻力變

14、化較小，回流罐的壓力基本代表塔頂壓力口冷除器的阻力較大時(shí)，回流罐壓力不能代表塔頂壓力 液相采出，飽出物中含有少量不凝物（如右下圖所示）調(diào)節(jié)/可改變傳熱量，傳熱量小于使 全部蒸汽冷凝所需熱量，蒸汽集聚壓力升高：傳熱量過大.壓力會降低口調(diào)節(jié) W 改變氣相排出。 液相采出，憎出物中含有微量不凝物 改變 T 專熱量控制塔頂壓力特點(diǎn)；1 2 反映3 泛。1劑流量氣 相采出靈圖 2 按壓力改變傳熱面枳 圖 3 采用熱旁路PCLRT6 簡述精餾塔先進(jìn)控制方案中內(nèi)回流與外回流的區(qū)別？流變化越多。外回流。五.1 簡述反映器的分類方法和類型。根據(jù)反映物料的云集狀態(tài)分為均相與非均相反映器兩大均相：反映器內(nèi)物料處于同

15、一相態(tài)下。反映在均一的氣相中進(jìn)行，為氣相均相反映反映在均一的液相中進(jìn)行，為液相均相反映非均相：反映器內(nèi)物料之間或反映物與催化劑之間存在相界面。按反映器進(jìn)出料狀況可分為間歇式，半間歇式和連續(xù)式器中一切物料，然后重新加料進(jìn)行反映。半間歇式反映器：反映物料間歇加入，產(chǎn)品連續(xù)取出。從傳熱情況分為絕熱式和非絕熱式反映絕熱式反映：不與外界進(jìn)行交換。轉(zhuǎn)化率反映掉的.4白寸皿刃進(jìn)入反映器的/的胡川表征反映的質(zhì)量指標(biāo)有哪些？寫出它們的算式。經(jīng)過一定反映時(shí)間后， 取出反映收率二轉(zhuǎn)化率域產(chǎn)率簡述催化裂化提升管反映器控制的要求，并且繪制其工藝流程簡圖。 工藝要求 控制合理的反映溫度、反映壓力。保證合理的反映深度； 控制兩器壓差，保證催化劑的流化與循環(huán)； 控制恰當(dāng)?shù)拇呋瘎┖剂?，保證催化劑的活性；控制合理的煙氣含氧量，避免二次燃燒發(fā)生。反映溫度控制影響因素催化劑循環(huán)量、溫度；進(jìn)料量、溫度；提升蒸汽;控制設(shè)計(jì)出口溫度再出滑閥開度控制；要保證