化工儀表及自動化 課后 答案 第5版 厲玉鳴 (史上版本)

(完整版)化工儀表及自動化課后答案第5版厲玉鳴(史上最全版本)P161?；ぷ詣踊腔?、煉油、食品、輕工等化工類型生產(chǎn)過程自動化的簡稱。在化工設(shè)備上,配備上一些自動化裝置，代替操作人員的部分直接勞動，使生產(chǎn)在不同程度上自動地進(jìn)行，這種用自動化裝置來管理化工生產(chǎn)過程的辦法，稱為化工自動化。實現(xiàn)化工生產(chǎn)過程自動化的意義：加快生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。（3)能夠保證生產(chǎn)安全，防止事故發(fā)生或擴(kuò)大,達(dá)到延長設(shè)備使用壽命，提高設(shè)備利用能力的目的。(4）能改變勞動方式，提高工人文化技術(shù)水平，為逐步地消滅體力勞動和腦力勞動之間的差別創(chuàng)造條件。2、化工自動化主要包括哪些內(nèi)容？一般要包括自動檢測、自動保護(hù)、自動操縱和自動控制等方面的內(nèi)容。1-3自動控制系統(tǒng)主要由哪些環(huán)節(jié)組成？解自動控制系統(tǒng)主要由檢測變送器、控制器、執(zhí)行器和被控對象等四個環(huán)節(jié)組成。4、自動控制系統(tǒng)主要由哪些環(huán)節(jié)組成？自動控制系統(tǒng)主要由測量元件與變送器、自動控制器、執(zhí)行器和被控對象等四個環(huán)節(jié)組成.1-51—5PI—307TRC-303FRC—305意義。題1-5圖加熱器控制流程圖解PI-307表示就地安裝的壓力指示儀表，工段號為3，儀表序號為07;TRC—303表示集中儀表盤安裝的，具有指示記錄功能的溫度控制儀表;工段號為3，儀表序號為03；FRC—305表示集中儀表盤安裝的，具有指示記錄功能的流量控制儀表；工段號為3，儀表序號為05.6、圖為某列管式蒸汽加熱器控制流程圖。試分別說明圖中PI—307、TRC-303、FRC—305所代表的意義。PI-307表示就地安裝的壓力指示儀表，工段號為3,儀表序號為07；TRC-303表示集中儀表盤安裝的，具有指示記錄功能的溫度控制儀表；工段號為3,儀表序號為03；FRC-305表示集中儀表盤安裝的，具有指示記錄功能的流量控制儀表；工段號為3，儀表序號為05。1—7在自動控制系統(tǒng)中，測量變送裝置、控制器、執(zhí)行器各起什么作用？解測量變送裝置的功能是測量被控變量的大小并轉(zhuǎn)化為一種特定的、統(tǒng)一的輸出信號（如氣壓信號或電壓、電流信號等）送往控制器；控制器接受測量變送器送來的信號，與工藝上需要保持的被控變量的設(shè)定值相比較得出偏差，并按某種運算規(guī)律算出結(jié)果,然后將此結(jié)果用特定信號（氣壓或電流）發(fā)送出去(完整版)化工儀表及自動化課后答案第5版厲玉鳴(史上最全版本)執(zhí)行器即控制閥,它能自動地根據(jù)控制器送來的信號值來改變閥門的開啟度,從而改變操縱變量的大小。7故稱之為方塊圖。1-8．試分別說明什么是被控對象、被控變量、給定值、操縱變量、操縱介質(zhì)？解：被控對象（對象）——自動控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過程、生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器。被控變量-—被控對象內(nèi)要求保持設(shè)定值的工藝參數(shù)?？叵到y(tǒng)通常用該變量的名稱來稱呼，如溫度控制系統(tǒng),壓力制系統(tǒng)等。給定值（或設(shè)定值或期望值）——人們希望控制系統(tǒng)實現(xiàn)的目標(biāo)，即被控變量的期望值。它可以是恒定的,也可以是能按程序變化的.操縱變量（調(diào)節(jié)變量）-—對被控變量具有較強的直接影響且便于調(diào)節(jié)（操縱）的變量?；?qū)崿F(xiàn)控制作用的變量。操縱介質(zhì)(操縱劑)—-用來實現(xiàn)控制作用的物料。8。測量元件與變送器：用來感受被控變量的變化并將它轉(zhuǎn)換成一種特定的信號（信號等；控制器：將測量元件與變送器送來的測量信號與工藝上需要保持的給定值信號進(jìn)行比較得出偏差，根據(jù)偏差的大小及變化趨勢,按預(yù)先設(shè)計好的控制規(guī)律進(jìn)行運算后，將運算結(jié)果用特定的信號送住執(zhí)行器。執(zhí)行器:能自動地根據(jù)控制器送來的信號值相應(yīng)地改變流入（或流出)被控對象的物料量或能量，從而克服擾動影響，實現(xiàn)控制要求.Ex9。被控對象：在自動控制系統(tǒng)中，將需要控制其工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器叫做~。被控變量：被控對象內(nèi)要求保持給定值的工藝參數(shù)。給定值:被控變量的預(yù)定值。操縱變量:受控制閥操縱的，用以克服干擾的影響，使被控變量保持給定值的物料量或能量。11B水流量來控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度不變.試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出該系統(tǒng)中的被控對象、被控變量、操縱變量及可能影響被控變量的干擾是什么？反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中，被控對象：反應(yīng)器；被控變量：反應(yīng)器內(nèi)的溫度；操縱變量：冷卻水流量?？赡苡绊懕豢刈兞康母蓴_因素主要有A、B兩種物料的溫度、進(jìn)料量，冷卻水的壓力、溫度,環(huán)境溫度的高低等。1—11l—11B進(jìn)入夾套的冷卻水流量來控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度不變.試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出該系統(tǒng)中的被5的閉環(huán)系統(tǒng).解該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖

題1-11圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)題解1—11圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中,被控對象：反應(yīng)器；被控變量：反應(yīng)器內(nèi)的溫度；操縱變量:冷卻水流量?？赡苡绊懕豢刈兞康母蓴_因素主要有A、B兩種物料的溫度、進(jìn)料量，冷卻水的壓力、溫度，環(huán)境溫度的高低等.若當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的被控溫度在干擾作用下升高時，其測量值與給定值比較，獲得偏差信號，經(jīng)溫度控制器所以該溫度控制系統(tǒng)是一個具有負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。1—121—11TC1—13按給定值形式不同，自動控制系統(tǒng)可分哪幾類?解：按給定值形式不同，自動控制系統(tǒng)可以分為以下三類：·定值控制系統(tǒng)——給定值恒定的控制系統(tǒng).·隨動控制系統(tǒng)(自動跟蹤系統(tǒng)）—-給定值隨機(jī)變化的系統(tǒng)?！こ绦蚩刂葡到y(tǒng)-—給定值按一定時間程序變化的系統(tǒng).定值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)。不平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的動態(tài)?！吒蓴_是客觀存在的，是不可避免的。一個自動控制系統(tǒng)投入運行時，時時刻刻都受到干擾作用,破壞正常持在工藝所要求的技術(shù)指標(biāo)上。一個正常工作的自動控制系統(tǒng)，總受到頻繁的干擾作用,總處在頻繁的動態(tài)17。階躍作用：在某一瞬間t0，干擾突然地階躍式地加到系統(tǒng)上，并保持在這個幅度。采用階躍干擾的原因:階躍干擾比較突然，比較危險，對被控變量的影響也最大。如果一個控制系統(tǒng)能夠有和計算.19.等幅振蕩過程和發(fā)散振蕩過程是不穩(wěn)定過程,生產(chǎn)上不能采用；非周期衰減過程雖是穩(wěn)定過程,但該過程(完整版)化工儀表及自動化課后答案第5版厲玉鳴(史上最全版本)中被控變量達(dá)到新的穩(wěn)定值的進(jìn)程過于緩慢，致使被控變量長時間偏離給定值，所以一般也不采用;衰減振蕩過程能夠較快地使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并且最終的穩(wěn)態(tài)值必然在兩峰值之間，決不會出現(xiàn)太高或太低的現(xiàn)象，更不會遠(yuǎn)離給定值以致造成事故.所以…1—19某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為10）℃得超過80℃1-19圖所示。試求值的1%（900(1%）=9℃)的時間并回答該控制系統(tǒng)能否滿足題中所給的工藝要求？題1—19圖溫度控制系統(tǒng)過渡過程曲線解A=950超調(diào)量=950908=4（℃；B=918908=10=42：10=4。2；C=908900=8℃;9=36(min);t=47min。s因為A=50℃<80℃，C=8℃<10℃，所以,該控制系統(tǒng)能滿足題中所給的工藝要求.1—20l-20（a）80℃提高到81℃，當(dāng)儀表給1-20（b)衰減比和余差（81℃）.題1-20圖蒸汽加熱器溫度控制解蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)的方塊圖如下圖所示。題解1—20圖蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中:被控對象是蒸汽加熱器；被控變量是出口物料溫度；操縱變量是蒸汽流量。可能存在的干擾主要有：進(jìn)口物料的流量、溫度的變化；加熱蒸汽的壓力、溫度的變化；環(huán)境溫度的變化等.該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo):最大偏差=81。581=0.5；

(完整版)化工儀表及自動化課后答案第5版厲玉鳴(史上最全版本)由于=81.580。7=0.（℃，B=80.987=0。（℃）,所以，衰減比余差=80781= 。3（℃。

=0.8：0.2=4；21、某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為10)℃超過80℃.1-19圖所示。試求該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo):最大偏差、超調(diào)量、衰減比、余差、振蕩周期和過渡時間（被控溫度進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的1％（900（1％）=9℃）題1—19圖溫度控制系統(tǒng)過渡過程曲線解最大偏差A(yù)=950900=50(℃）;超調(diào)量B=950908=42（℃);B=918908=10(℃）=42：10=4。C=908900=8℃；振蕩周期=45t=47min.s因為A=50℃<80℃,C=8℃<10℃，所以，該控制系統(tǒng)能滿足題中所給的工藝要求.22、題l-20（a）圖是蒸汽加熱器的溫度控制原理圖.試畫出該系統(tǒng)的方塊圖，并指出被控對象、被控變量、操縱變量和可能存在的干擾是什么?現(xiàn)因生產(chǎn)需要，要求出口物料溫度從80℃提高到81℃，當(dāng)儀表給定值階躍變化后，被控變量的變化曲線如題1-20(b)圖所示。試求該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差、衰減比和余差（提示：該系統(tǒng)為隨動控制系統(tǒng),新的給定值為81℃）.題1—20圖蒸汽加熱器溫度控制解蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)的方塊圖如下圖所示。(完整版)化工儀表及自動化課后答案第5版厲玉鳴(史上最全版本)題解1—20圖蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中：被控對象是蒸汽加熱器；被控變量是出口物料溫度；操縱變量是蒸汽流量。該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差=81。581=0.（℃；由于=81.580。7=0.8(℃,B=80.980.7=。2（℃，所以衰減比=：B=0.8：0.2=；余差。781= 。3（℃)。2P33Ex1.對象特性指對象輸入量與輸出量之間的關(guān)系。各種對象千差萬別，有的操作很穩(wěn)定，操作很容易；有的稍不小心可能就會超越正常工藝條件，甚至造成事故。有經(jīng)驗的操作人員需要很熟悉這些對象，才能使生產(chǎn)操作得心應(yīng)手；設(shè)計自動化裝置時,也必須深入了解對象的特性，了解它的內(nèi)在規(guī)律，才能根據(jù)工藝對控制質(zhì)量的要解研究對象的特性，就是用數(shù)學(xué)的方法來描述對象輸入量與輸出量之間的關(guān)系。當(dāng)采用自動化裝置組成自動控制系統(tǒng)時，首先也必須深入了解對象的特性,了解它的內(nèi)在規(guī)律，才能根據(jù)工藝對控工程整定Ex2。對象的數(shù)學(xué)模型指對象特性的數(shù)學(xué)描述.靜態(tài)數(shù)學(xué)模型：描述的是對象在靜態(tài)時的輸入量與輸出量之間的關(guān)系;動態(tài)