化工儀表及自動(dòng)化期末習(xí)題完美版

實(shí)用文檔《化工儀表及自動(dòng)化》期末復(fù)習(xí)題班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：題號(hào)一二三四總分得分試題：一．填空（每空1分）1．工程上所用的壓力指示值多為，即絕對(duì)壓力和大氣壓力之差；當(dāng)被測(cè)壓力低于大氣壓力時(shí)，一般用負(fù)壓或真空度表示，即之差。2．差壓式液位計(jì)在使用中會(huì)出現(xiàn)、和三種零點(diǎn)遷移問(wèn)題。3．差壓式流量計(jì)通常由、以及組成。4．溫度計(jì)是把溫度的變化通過(guò)測(cè)溫元件轉(zhuǎn)化為熱電勢(shì)的變化來(lái)測(cè)量溫度的，而溫度計(jì)是利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。5．用來(lái)評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)性能優(yōu)劣的衰減振蕩過(guò)程的品質(zhì)指標(biāo)分別是最大偏差（或超調(diào)量）、、、和振蕩周期（或頻率）等。6．描述簡(jiǎn)單對(duì)象特性的參數(shù)分別有、和。7．對(duì)于比例積分微分（PID）控制來(lái)說(shuō)，單純的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。8．前饋控制的主要形式有和兩種。9．衰減振蕩過(guò)程的品質(zhì)指標(biāo)主要有、、、、振蕩周期等。10．對(duì)于一個(gè)比例積分微分（PID）控制器來(lái)說(shuō)，積分時(shí)間越大則積分作用越；微分時(shí)間越大，則微分作用越。11．根據(jù)滯后性質(zhì)的不同，滯后可以分為和兩類(lèi)。12．測(cè)量?jī)x表的量程是指與之差。13．按照使用能源的不同，工業(yè)儀表可以分為、兩類(lèi)。14．對(duì)于比例積分微分（PID）控制來(lái)說(shuō)，單純的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。15．按照測(cè)量原理的不同，壓力檢測(cè)儀表可以分為、、、等。16．用于輸送流體和提高流體壓頭的機(jī)械設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)為流體輸送設(shè)備，其中輸送液體并提高其壓頭的機(jī)械稱(chēng)為，而輸送氣體并提高其壓頭的機(jī)械稱(chēng)為。17、氣動(dòng)儀表的信號(hào)傳輸，國(guó)際上統(tǒng)一使用的模擬氣壓信號(hào)；DDZIII型電動(dòng)儀表國(guó)際上規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制是。18．化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容有、、自動(dòng)操縱和開(kāi)停車(chē)系統(tǒng)、。19．選擇性控制系統(tǒng)可分為、和混合型選擇性控制系統(tǒng)，對(duì)于選擇性控制系統(tǒng)要注意防止現(xiàn)象的發(fā)生。20、常見(jiàn)的傳熱設(shè)備有、、等。21．兩種常用的均勻控制方案包括、。22．速度式流量計(jì)中，應(yīng)用原理測(cè)量流體流量的儀表為電磁流量計(jì)，根據(jù)“卡曼渦街”現(xiàn)象測(cè)量流體流量的儀表為，而差壓式流量計(jì)體積流量大小與其所測(cè)得差壓的（平方/平方根）成比例關(guān)系。23．比例度對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響規(guī)律是比例度越，過(guò)渡過(guò)程曲線越平穩(wěn)，但余差也越大，比例度越，余差減小，但過(guò)渡過(guò)程曲線越振蕩24、工程上所用的壓力指示值多為，即絕對(duì)壓力和大氣壓力之差；當(dāng)被測(cè)壓力低于大氣壓力時(shí)，一般用或真空度表示。25．某換熱器溫度控制系統(tǒng)在單位階躍干擾作用下的過(guò)渡過(guò)程曲線如圖1所示，溫度給定值為200℃，該控制系統(tǒng)的最大偏差為，余差為，衰減比為。圖126．用鎳鉻-銅鎳熱電偶測(cè)溫，設(shè)備的溫度為900℃（對(duì)應(yīng)的分度表熱電勢(shì)為68783μV），自由端的溫度為30℃（對(duì)應(yīng)的分度表熱電勢(shì)為1801μV），測(cè)得的熱電勢(shì)應(yīng)為。27．在精餾塔控制系統(tǒng)中，可以改變的變量有進(jìn)料流量、塔頂冷回流流量、塔底再沸器加熱蒸汽流量，要控制塔頂餾出物的組分應(yīng)選擇作為操縱變量，要控制塔底餾出物的組分應(yīng)選擇作為操縱變量。28．控制器參數(shù)工程整定的常用方法有、和經(jīng)驗(yàn)湊試法。29．某臺(tái)DDZ-III型比例積分控制器，控制器為正作用，比例度為100%，積分時(shí)間為2min。穩(wěn)態(tài)時(shí)，輸出為5mA。某瞬時(shí)，輸入突然增加了，此時(shí)刻輸出瞬間變化到；經(jīng)過(guò)5min后，輸出又將變化到。30．比值控制系統(tǒng)中，要求不僅可以實(shí)現(xiàn)比較精確的流量比值，而且確保兩物料總量基本不變，應(yīng)采用。31．離心泵的流量控制方案有以下三種：控制泵的出口閥門(mén)開(kāi)度、以及；32．離心式壓縮機(jī)產(chǎn)生喘振現(xiàn)象的主要原因是壓縮機(jī)的吸氣量（大于、小于或等于）極限排氣量引起的，防喘振控制方案有固定極限流量法和。二．簡(jiǎn)答1．試分別寫(xiě)出QDZ型氣動(dòng)單元組合儀表和DDZ-II型、DDZ-III型電動(dòng)單元組合儀表的信號(hào)范圍。（6分）2．列舉一種容積式流量計(jì)，三種速度式流量計(jì)，一種直接式質(zhì)量流量計(jì)。（10分）3．簡(jiǎn)述化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容。（8分）4．什么是串級(jí)控制系統(tǒng)的主控制器和副控制器請(qǐng)畫(huà)出串級(jí)控制系統(tǒng)的方塊圖。（10分）5．簡(jiǎn)述離心泵的流量控制方案有哪幾種（6分）6．什么是反饋什么是負(fù)反饋（6分）7．用熱電偶測(cè)溫時(shí)，為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償常用的冷端溫度補(bǔ)償方法有那些（6分）8．什么是控制器的參數(shù)整定工程上常用的控制器參數(shù)整定有幾種方法（6分）9．控制閥的流量特性是什么何為控制閥的理想流量特性控制閥的理想流量特性有哪幾種（6分）10．前饋控制具有什么特點(diǎn)為什么采用前饋-反饋復(fù)合系統(tǒng)將能較大地改善系統(tǒng)的控制品質(zhì)（6分）11、什么是精餾塔的溫差控制和雙溫差控制（6分）12、試述比例(P)、積分(I)、微分(D)控制規(guī)律的定義及其各自特點(diǎn)（6分）13．簡(jiǎn)述操縱變量的選擇原則是什么（6分）14．簡(jiǎn)述放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)的定義。（6分）15．常用的熱電偶有哪幾種什么是補(bǔ)償導(dǎo)線（6分）16．什么叫控制器的無(wú)擾動(dòng)切換（2分）17．簡(jiǎn)述單回路控制系統(tǒng)由哪些環(huán)節(jié)組成試畫(huà)出單回路控制系統(tǒng)的典型方塊圖。（6分）三．計(jì)算1．某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)量范圍是200～700℃，校驗(yàn)該表時(shí)得到的最大絕對(duì)誤差為+4℃，試確定該儀表的精度等級(jí)。（5分）2．用差壓變送器來(lái)測(cè)量液位時(shí)，在變送器正、負(fù)壓室與取壓點(diǎn)之間裝有隔離罐，測(cè)量方式如圖2所示，若被測(cè)介質(zhì)密度為ρ1，隔離液密度為ρ2，問(wèn)有無(wú)遷移何種遷移遷移量多少（10分）h2h2h1Hρ1p0ρ2ρ2圖23．試定性畫(huà)出在階躍輸入信號(hào)時(shí)的比例(P)控制器和比例積分(PI)控制器的響應(yīng)曲線，要求在響應(yīng)曲線上標(biāo)明比例放大系數(shù)Kp和積分時(shí)間Ti。（15分）4．某發(fā)酵過(guò)程工藝規(guī)定操作溫度為（40±2）℃。考慮到發(fā)酵效果，控制過(guò)程中溫度偏離給定值最大不能超過(guò)6℃。現(xiàn)設(shè)計(jì)一定值控制系統(tǒng)，在階躍擾動(dòng)作用下的過(guò)渡過(guò)程曲線如圖3所示。試確定該系統(tǒng)的最大偏差、衰減比、余差、過(guò)渡時(shí)間和振蕩周期等過(guò)渡過(guò)程指標(biāo)，并回答該系統(tǒng)是否能夠滿足工藝要求（10分）圖35．用一臺(tái)雙法蘭式差壓變送器測(cè)量某容器的液位，如圖4所示。已知被測(cè)液位的變化范圍是0~3m，被測(cè)介質(zhì)密度ρ=900，毛細(xì)管內(nèi)工作介質(zhì)密度ρ0=950。變送器的安裝尺寸為h1=1m，h2=4m。求變送器的測(cè)量范圍，并判斷零點(diǎn)遷移方向，計(jì)算遷移量。當(dāng)法蘭式差壓變送器的安裝位置升高或者降低時(shí)，問(wèn)對(duì)遷移量有什么影響（10分）圖4法蘭式差壓變送器測(cè)量液位6．現(xiàn)用一支鎳鉻—鎳硅熱電偶來(lái)測(cè)量某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為30℃，顯示儀表為動(dòng)圈儀表，此儀表的機(jī)械零位為0℃，這時(shí)指示值為400℃，若認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為430℃，對(duì)不對(duì)為什么正確值為多少（10分）已知條件：（1）（2）（3）7．（15分）如果有一臺(tái)壓力表，其測(cè)量范圍為0~10MPa，經(jīng)校驗(yàn)得到下列數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/MPa0246810被校表正行程讀數(shù)/MPa0被校表反行程讀數(shù)/MPa0(1)分別求出該壓力表正反行程的最大絕對(duì)誤差值；（5分）(2)根據(jù)正反行程的最大絕對(duì)誤差值，該壓力表的精度等級(jí)應(yīng)為多少；（5分）(3)求出該壓力表的變差；（3分）(4)根據(jù)變差的大小，問(wèn)該壓力表是否還能符合(2)中確定的精度等級(jí)。（2分）（我國(guó)規(guī)定的儀表等級(jí)有,,,,,,等）8．（10分）一臺(tái)精度等級(jí)為級(jí)，測(cè)量范圍為600～1200℃的電子電位差計(jì)，問(wèn)：（1）它的最大允許絕對(duì)誤差是多少（5分）（2）校驗(yàn)時(shí)，如其中的某一點(diǎn)最大絕對(duì)誤差是4℃，問(wèn)此表是否合格（5分）9．測(cè)量高溫液體（指它的蒸汽在常溫下要冷凝的情況）時(shí)，在負(fù)壓管上裝有冷凝罐（圖5），已知被測(cè)液位H變化范圍為，被測(cè)介質(zhì)密度，變送器安裝尺寸為，，大氣壓，問(wèn)這時(shí)用差壓變送器來(lái)測(cè)量液位時(shí)，要不要遷移如要遷移，遷移量應(yīng)為多少（8分）h2h2h1Hρp0圖510．某合成氨廠合成塔的壓力變化范圍為11~14MPa，較為平穩(wěn)，要求測(cè)量誤差不得大于。工藝上要求就地指示，并能高低限報(bào)警。試選用一臺(tái)壓力表，指出其類(lèi)型、量程和精度?？晒┻x用的壓力表量程規(guī)格為0～10、0～16、0～25M、0~40、0~60MPa，精度等級(jí)為,,。（9分）11．某被測(cè)壓力變化范圍為~，較為平穩(wěn)，要求測(cè)量誤差不得大于，就地指示壓力表示值，試選用一臺(tái)壓力表，指出其類(lèi)型、量程和精度?？晒┻x用的壓力表量程規(guī)格為0～、0～、0～，精度等級(jí)為,,。（10分）12．某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)量范圍是0～1000℃，出廠時(shí)經(jīng)校驗(yàn)，其刻度標(biāo)尺上的各點(diǎn)測(cè)量結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/℃02004006007008009001000被校表讀數(shù)/℃02014026047068059031001(1)求出該測(cè)溫儀表的最大絕對(duì)誤差值；(2)確定該測(cè)溫儀表的精度等級(jí)；(3)如果工藝上允許的最大絕對(duì)誤差為±8℃，問(wèn)該測(cè)溫儀表是否符合要求（我國(guó)規(guī)定的儀表等級(jí)有,,,,,,等）（10分）13．測(cè)量高溫液體（指它的蒸汽在常溫下要冷凝的情況）時(shí)，在負(fù)壓管上裝有冷凝罐（見(jiàn)圖6），問(wèn)這時(shí)用差壓變送器來(lái)測(cè)量液位時(shí)，有無(wú)遷移何種遷移遷移量多少（10分）h2h2h1Hρp0圖6四．分析1．某貯槽，其進(jìn)口流量來(lái)自上一工序，不可控，控制目標(biāo)是保證貯槽的液位恒定，為此設(shè)計(jì)一簡(jiǎn)單液位控制系統(tǒng)，如圖7所示，試問(wèn)：(1)畫(huà)出簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的方塊圖。（6分）(2)指出該系統(tǒng)中的被控對(duì)象、被控變量、操縱變量和主要擾動(dòng)變量。（4分）出口流量進(jìn)口流量LT出口流量進(jìn)口流量LTLC圖72、乙炔發(fā)生器是利用電石和水來(lái)產(chǎn)生乙炔氣的裝置。為了降低電石消耗量，提高乙炔氣的收率，確保安全生產(chǎn)，設(shè)計(jì)了圖8所示的溫度控制系統(tǒng)。工藝要求乙炔發(fā)生器的反應(yīng)溫度控制在（80±1）℃。試畫(huà)出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出圖中的被控對(duì)象、被控變量、操縱變量以及可能存在的擾動(dòng)。（10分）TTTCTTTC乙炔氣電石出料冷水圖83、（10分）圖9為一精餾塔的塔釜液位于塔底產(chǎn)品流量的串級(jí)均勻控制系統(tǒng)。（1）畫(huà)出該控制系統(tǒng)的方框圖（5分）（2）簡(jiǎn)述該系統(tǒng)與一般串級(jí)控制系統(tǒng)的異同點(diǎn)（5分）LCFCLCFC圖94、（15分）某聚合反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行放熱反應(yīng)，釜內(nèi)溫度過(guò)高會(huì)發(fā)生事故，為此采用夾套水冷卻。由于釜溫控制要求較高，故設(shè)置控制系