過程裝備控制技術(shù)課后習(xí)題及參考答案

過程裝備控制技術(shù)課后習(xí)題及參考答案第一章控制系統(tǒng)的基本概念1.什么叫生產(chǎn)過程自動(dòng)化？生產(chǎn)過程自動(dòng)化主要包含了哪些內(nèi)容？答：利用自動(dòng)化裝置來管理生產(chǎn)過程的方法稱為生產(chǎn)過程自動(dòng)化。主要包含：①自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)②信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)③自動(dòng)操縱系統(tǒng)④自動(dòng)控制系統(tǒng)。2.自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由哪幾個(gè)環(huán)節(jié)組成？自動(dòng)控制系統(tǒng)常用的術(shù)語有哪些？答：自動(dòng)控制系統(tǒng)主要有被控對(duì)象,測(cè)量元件和變送器，調(diào)節(jié)器，執(zhí)行器等環(huán)節(jié)組成。自動(dòng)控制系統(tǒng)常用的術(shù)語有：被控變量y；給定值ys；測(cè)量值ym；操縱變量m；干擾f；偏差信號(hào)（e）；控制信號(hào)u3.什么是自動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖？它與工藝流程圖有什么不同？答：自動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖上是由傳遞方塊、信號(hào)線（帶有箭頭的線段）、綜合點(diǎn)、分支點(diǎn)構(gòu)成的表示控制系統(tǒng)組成和作用的圖形。其中每一個(gè)分塊代表系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分，方塊內(nèi)填入表示其自身特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式；方塊間用帶有箭頭的線段表示相互間的關(guān)系及信號(hào)的流向。采用方塊圖可直觀地顯示出系統(tǒng)中各組成部分以及它們之間的相互影響和信號(hào)的聯(lián)系，以便對(duì)系統(tǒng)特性進(jìn)行分析和研究。而工藝流程圖則是以形象的圖形、符號(hào)、代號(hào)，表示出工藝過程選用的化工設(shè)備、管路、附件和儀表自控等的排列及連接，借以表達(dá)在一個(gè)化工生產(chǎn)中物料和能量的變化過程，即原料→成品全過程中物料和能量發(fā)生的變化及其流向。4.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，什么是干擾作用？什么是控制作用？兩者有什么關(guān)系？答：干擾作用是指除操縱變量以外的各種因素引起被控變量偏離給定值的作用；控制作用是通過對(duì)被控變量的測(cè)量得到測(cè)量值，使其與給定值比較，得出偏差信號(hào)。這個(gè)信號(hào)按一定規(guī)律計(jì)算出控制信號(hào)來改變操縱變變量克服干擾作用。兩者關(guān)系是控制作用的一部分職能就是減小或消除干擾對(duì)被控變量的影響。5.什么是閉環(huán)控制？什么是開環(huán)控制？定值控制系統(tǒng)為什么必須是一個(gè)閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)？答：閉環(huán)控制是控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)的改變回返回影響操縱變量的控制方式。開環(huán)控制是控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)不會(huì)影響操縱變量的控制方式。定值控制系統(tǒng)是指設(shè)定值恒定不變的控制系統(tǒng)。定值控制系統(tǒng)的作用是克服擾動(dòng)對(duì)被控變量的影響，當(dāng)輸出信號(hào)變大時(shí)，反饋影響操縱變量使輸出信號(hào)減小，反之則影響操縱變量是輸出信號(hào)增大。可見定值控制系統(tǒng)滿足閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)的要求。6.在圖1-11的換熱器出口溫度控制系統(tǒng)中，工藝要求熱物料出口溫度保持為某一設(shè)定值。①試畫出該控制系統(tǒng)的方框圖；②方框圖中各環(huán)節(jié)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)是什么？整個(gè)系統(tǒng)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)又是什么？③系統(tǒng)在遇到干擾作用（如冷物料流量突然增大）時(shí)，該系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的？TCTCTT冷物料蒸汽熱物料控制信號(hào)蒸汽流量Th,m設(shè)定溫度偏差e答：如圖所示為該控制系統(tǒng)的方框圖。Ts控制信號(hào)蒸汽流量Th,m設(shè)定溫度偏差eTsTh干擾作用作用TC溫控器調(diào)節(jié)閥被控對(duì)象溫度測(cè)量變送裝置TT該控制系統(tǒng)及各環(huán)節(jié)的輸入、輸出信號(hào)如圖所示。整個(gè)系統(tǒng)的輸入信號(hào)為：給定值ys，干擾作用f，輸出為熱物料出口溫度T，當(dāng)冷物料流量增大，則出口溫度y減小，TT檢測(cè)后所得ym減小，偏差信號(hào)e=ym-ys<0，輸入調(diào)節(jié)器后產(chǎn)生控制信號(hào)u，使執(zhí)行器或調(diào)節(jié)閥加大閥門開度，使溫度T升高，從而實(shí)現(xiàn)控制。7.圖1-12為貯糟液位控制系統(tǒng)，工藝要求液位保持為某一數(shù)值，（1）試畫出該系統(tǒng)的方框圖；（2）指出系統(tǒng)中被控對(duì)象，被控變量，操縱變量，干擾作用各是什么？LTLTLCqv1qv2f（1）如圖所示為該控制系統(tǒng)的方框圖；f貯槽hh貯槽hhs液位控制器閥門液位控制器閥門液位測(cè)量變送裝置液位測(cè)量變送裝置-（2）該系統(tǒng)中被控變量對(duì)象為貯槽；被控變量為貯槽液位；操縱變量為出水流量；干擾作用為：進(jìn)水流量，大氣溫度等。8.什么是自動(dòng)控制系統(tǒng)的過度過程？在階躍干擾作用下有哪幾種基本形式？其中哪些能滿足自動(dòng)控制的要求，哪些不能，為什么？答：對(duì)于任何一個(gè)控制系統(tǒng)，從被控對(duì)象受到干擾作用使被控變量偏離給定值時(shí)起，調(diào)節(jié)器開始發(fā)揮作用，使被控變量恢復(fù)到給定值附近范圍內(nèi)的過程叫做系統(tǒng)的過渡過程。①發(fā)散振蕩過程②等幅振蕩過程③衰減振蕩過程④非振蕩的單調(diào)過程⑤等幅振蕩過程。上述五種振蕩過程，其中非振蕩衰減和振蕩衰減過程是穩(wěn)定過程，能基本滿足要求，但衰減過程被控變量達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值進(jìn)程過于緩慢，致使被控變量長期偏離給定值，所以一般不采用。只有生產(chǎn)工藝不允許被控變量振蕩時(shí)才會(huì)考慮采用這種形式的過渡過程。等幅振蕩發(fā)散振蕩和非振蕩發(fā)散受到階躍干擾后不能穩(wěn)定下來，不符合自動(dòng)控自要求9.試畫出衰減比分別為n<1,n=1,n>1,n→∞時(shí)的過度過程曲線？答：如圖所示：n→∞n→∞，單調(diào)過程n<1，發(fā)散振蕩n〉1，衰減振蕩n=1，等幅振蕩10.表示衰減振蕩過程的控制指標(biāo)有哪些？答：表示衰減振蕩過程的控制指標(biāo)有：①最大偏差A(yù)——指過渡過程中被控變量偏離設(shè)定值的最大值，即被控變量第一個(gè)波的峰值與給定值的差。②衰減比n——過渡過程曲線上同方向的相鄰兩個(gè)波峰之比。③回復(fù)時(shí)間（過渡時(shí)間）ts——指被控變量從過渡狀態(tài)回復(fù)到新的平衡狀態(tài)的時(shí)間間隔，即整個(gè)過渡過程所經(jīng)歷的時(shí)間。④差e(∞)——指過渡過程終了時(shí)被控變量新的穩(wěn)態(tài)值與設(shè)定值之差。⑤振蕩周期T——過渡過程的第一個(gè)波峰與相鄰的第二個(gè)同向波峰之間的時(shí)間間隔，其倒數(shù)稱為振蕩頻率。第二章過程裝備控制基礎(chǔ)1.什么是被控對(duì)象的特性？表征被控對(duì)象特性的參數(shù)有哪些？它們的物理意義是什么？答：所謂被控對(duì)象的特性，是指當(dāng)被控對(duì)象的輸入變量發(fā)生變化時(shí)，其輸出變量隨時(shí)間的變化規(guī)律（包括變化的大小，速度），描述被控對(duì)象特性的參數(shù)有放大系數(shù)K，時(shí)間常數(shù)T和滯后時(shí)間τ。K：被控對(duì)象重新達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的輸出變化量與輸入變化量之比。T：時(shí)間常數(shù)是指當(dāng)對(duì)象受到輸入作用后，被控變量如果保持初始速度變化，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間?；虍?dāng)對(duì)象受到輸入作用后，被控變量達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值的快慢。它決定整個(gè)動(dòng)態(tài)過程的長短；τ：描述對(duì)象滯后現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)參數(shù)2.為什么說放大系數(shù)是對(duì)象的靜態(tài)特性，而時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間是動(dòng)態(tài)特性？答：放大系數(shù)K表達(dá)了被控對(duì)象在干擾作用下重新達(dá)到平衡狀態(tài)的性能，是不隨時(shí)間變化的參數(shù)，所以K是被控對(duì)象的靜態(tài)特性參數(shù)。時(shí)間常數(shù)反映了被控對(duì)象受到輸入作用后，輸入變量達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值的快慢，它決定了整個(gè)動(dòng)態(tài)過程的長短，所以是動(dòng)態(tài)特性參數(shù)。滯后時(shí)間也是描述對(duì)象滯后現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)參數(shù)。3.什么是被控對(duì)象的控制通道？什么是干擾通道？答：被控對(duì)象的控制通道是指操縱變量與控制變量之間的關(guān)系，干擾通道是指干擾作用與被控變量之間的關(guān)系。4.在控制系統(tǒng)中，對(duì)象的放大系數(shù)，時(shí)間常數(shù)，滯后時(shí)間對(duì)控制有什么影響？答：放大系數(shù)對(duì)控制的影響：對(duì)控制通道而言，放大系數(shù)K值大，即使調(diào)節(jié)器輸出變化不大，也會(huì)對(duì)被控對(duì)象產(chǎn)生很大影響，控制靈敏。反之放大系數(shù)小，被控變量變化遲緩。對(duì)干擾通道而言，如果K很小，即使干擾幅度很大也不會(huì)對(duì)控制變量產(chǎn)生很大影響，如果K很大則當(dāng)干擾幅度很大并且頻繁出現(xiàn)系統(tǒng)很難穩(wěn)定。時(shí)間常數(shù)T對(duì)控制影響：對(duì)控制通道而言，時(shí)間常數(shù)大，則被控變量變化較平緩，系統(tǒng)容易控制，缺點(diǎn)是控制較緩慢。若T小，則控制變量變化迅速，不易控制。對(duì)干擾通道而言，時(shí)間常數(shù)大明顯存在好處，此時(shí)階躍干擾系統(tǒng)影響比較平緩，被控變量變化平緩，系統(tǒng)容易控制。滯后時(shí)間對(duì)控制影響：對(duì)控制通道而言，滯后存在是不利的，使控制不夠及時(shí)，在干擾出現(xiàn)后不能及時(shí)調(diào)節(jié)，嚴(yán)重影響控制質(zhì)量。對(duì)干擾通道而言，純滯后只是延遲干擾時(shí)間，并不影響控制質(zhì)量，對(duì)于容量滯后則可以緩和干擾對(duì)控制變量的影響，因而對(duì)控制系統(tǒng)是有利Δqv1Δqv15.試從圖Δqv1Δqv1解：如圖所示：k==THH(THH()T=，如圖所示，不存在容量滯后，6.什么是調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律？調(diào)節(jié)器有哪幾種基本控制規(guī)律？答：調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律是指調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化的規(guī)律或是指控制器的輸出信號(hào)P與輸入偏差信號(hào)e之間的關(guān)系。常用的基本調(diào)節(jié)規(guī)律有：位式，比例，積分，微分等，以及它們的組合控制規(guī)律如PI，PD，PID。7.什么是雙位控制，比例控制，積分控制，微分控制，它們各有什么特點(diǎn)？答：雙位控制是指調(diào)節(jié)器的輸出僅有最大和最小兩個(gè)極限位置，雙位控制結(jié)構(gòu)簡單成本較低使用方便，對(duì)配用的調(diào)節(jié)閥沒有任何要求，缺點(diǎn)是被控對(duì)象總是在波動(dòng)，控制質(zhì)量不高，且當(dāng)被控對(duì)象純滯后較大時(shí)，被控變量波動(dòng)幅度較大，不適合控制要求較高場(chǎng)合。比例控制是指調(diào)節(jié)器輸出變化量與輸入變化量成比例，比例控制系統(tǒng)能迅速的克服干擾影響，使系統(tǒng)未定下來。有點(diǎn)是反應(yīng)快控制及時(shí)，缺點(diǎn)是被控對(duì)象負(fù)荷發(fā)生改變時(shí)，系統(tǒng)輸出存在余差。積分控制是指調(diào)節(jié)器輸出變化量與輸入余差積分成正比，積分控制可以消除余差，但輸出變化總是滯后于余差變化，不能及時(shí)克服擾動(dòng)影響，使被控變量的波動(dòng)加劇，使系統(tǒng)難以穩(wěn)定。微分控制是指調(diào)節(jié)器輸出變化量與輸入偏差變化速度成正比，且具有一定的超前控制作用，抑制振動(dòng)，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定（但微分作用不宜過強(qiáng)）8．什么是余差？為什么單純的比例控制不能消除余差積分控制消除余差。答：余差是指過渡過程終了時(shí)，被控變量新的穩(wěn)態(tài)值與測(cè)定值之差。比例調(diào)節(jié)器的輸出變化量與輸入偏差具有一一對(duì)應(yīng)的比例差系，要使調(diào)節(jié)器有輸出，就必須要有偏差存在，因此，比例調(diào)節(jié)控制不能消除余差。積分控制其輸出信號(hào)的大小不僅與輸入偏差信號(hào)的大小有關(guān)，還取決于偏差存在時(shí)間長短。只要有偏差，調(diào)節(jié)器的輸出就不斷變化，偏差存在的時(shí)間越長，輸出信號(hào)的變化量就越大，只有存在偏差身先等于的情況下，積分調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)才能相對(duì)穩(wěn)定，因此積分控制作用是力圖消涂余差。9．為什么積分控制規(guī)律一般不單獨(dú)使用？答：積分控制其輸出變化總是滯后于偏差，不能及時(shí)有效地克服擾動(dòng)的影響，加劇了被控變量的波動(dòng)，使系統(tǒng)難以穩(wěn)定下來，因此工業(yè)過程控制中，通常不單獨(dú)使用積分控制規(guī)律。10．比例、積分、微分、控制分別用什么量表示其控制作用的強(qiáng)弱？并分別說明它們對(duì)控制質(zhì)量的影響。答：①比例——比例度是反映比例控制器的比例控制作用強(qiáng)弱的參數(shù)。比例度越大，表示比例控制作用越弱。減少比例度，系統(tǒng)的余差越小，最大偏差也越短，系統(tǒng)的穩(wěn)定程度降低；其過渡過程逐漸以衰減振蕩走向臨界振蕩直至發(fā)散振蕩。②積分控制——積分時(shí)間TI表示積分控制作用強(qiáng)弱的參數(shù)，積分時(shí)間越小，表示積分控制作用越強(qiáng)。積分時(shí)間TI的減少，會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)性能變差，但能加快消除余差的速度，提高系統(tǒng)的靜態(tài)準(zhǔn)確度，最大偏差減小。③微分控制——微分時(shí)間TD是表示微分控制作用強(qiáng)弱的一個(gè)參數(shù)。如微分時(shí)間TD越大，表示微分控制作用越強(qiáng)。增加微分時(shí)間TD，能克服對(duì)象的滯后，改善系統(tǒng)的控制質(zhì)量，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但微分作用不能太大，否則有可能引起系統(tǒng)的高頻振蕩。e(t)e(t)e(t)11．試畫出在階躍作用下，比例、比例積分、比例積分微分調(diào)節(jié)器的輸出特征曲線。e(t)e(t)e(t)AAAAAAtttKpAKpAΔu(t)KpAtttKpAKpAΔu(t)KpAKpAKpAKpAKpAtttttt12．比例積分微分調(diào)節(jié)器有什么特點(diǎn)？答：比例積分微分調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)是：①在比例調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上進(jìn)行微分調(diào)節(jié)可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進(jìn)行積分調(diào)節(jié)可消除余差，所以這種調(diào)節(jié)器既能快速進(jìn)行調(diào)節(jié)，又能消除余差，具有良好的調(diào)節(jié)性能。②調(diào)節(jié)作用可通過調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膮?shù)，比例度，積分時(shí)間TI和微分時(shí)間TD面改變。答：比例控制反應(yīng)快，控制及時(shí)，但有余差。積分控制作用緩慢但可消除余差。微分控制具有一定的超前控制作用，抑制振蕩，增強(qiáng)穩(wěn)定性。若將三者結(jié)合起來，并選擇適合的比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間，就可以得到無余差、控制及時(shí)又穩(wěn)定的高質(zhì)量控制。13．在比例積分微分調(diào)節(jié)器中可以調(diào)整的參數(shù)有哪幾個(gè)?試說明調(diào)下整其中一個(gè)參數(shù)時(shí),對(duì)調(diào)節(jié)器的控制作用有什么影響?答:在PID調(diào)節(jié)器中,比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間三個(gè)參數(shù)可以調(diào)整，從而可獲得較高的控制質(zhì)量。如比例度增大，則比例控制作用減少弱，當(dāng)時(shí)，PID調(diào)節(jié)器成為積分微分調(diào)節(jié)器，當(dāng)TI積分時(shí)間時(shí)，PID調(diào)節(jié)器成為比例微分控制器，當(dāng)TD時(shí)，PID調(diào)節(jié)器成為PI即比例積分控制。答：調(diào)整積分時(shí)間對(duì)控制作用的影響：隨著積分時(shí)間的減小積分作用不斷增強(qiáng)，在相同的干擾作用下，調(diào)節(jié)器的輸出增大，最小偏差減小，余差消除很快，但同時(shí)系統(tǒng)的震蕩加劇。積分時(shí)間過小還可能導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。14．調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的目的是什么？工程上常用的整定方法有哪些？答：調(diào)節(jié)參數(shù)整定目的是按照給定的控制系統(tǒng)，求取控制系統(tǒng)最好的調(diào)節(jié)器參數(shù)。工程上常用的整定方法有經(jīng)驗(yàn)試湊法、臨界比例法、曲線衰減法15．調(diào)節(jié)器控制規(guī)律選擇的依據(jù)是什么？答：關(guān)于控制規(guī)律選取可歸納為以下幾點(diǎn)：①

簡單控制系統(tǒng)適用于控制負(fù)荷變化較小的被控變量，如果負(fù)荷變化較大，無論選擇哪種調(diào)節(jié)規(guī)律，簡單控制系統(tǒng)都很難得到滿意的控制質(zhì)量，此時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)選取用復(fù)雜的控制系統(tǒng)。在一般的控制系統(tǒng)中，比例控制是必不可少的，當(dāng)廣義對(duì)控制通道時(shí)間常數(shù)較少，負(fù)荷變化較小，而工藝要求不高時(shí)，可選擇單純的比例規(guī)律，

當(dāng)廣義對(duì)象控制通道時(shí)間常數(shù)較，負(fù)荷變化較小，而工藝要求無余差時(shí)，可選用比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律，如管道壓力，流量等參數(shù)的控制。④

當(dāng)廣義對(duì)象控制通道時(shí)間常數(shù)較大或容量滯后較大時(shí)，應(yīng)引入微分作用，如工藝充許消除余差，可選用比例微分調(diào)節(jié)規(guī)律；如工藝要求無余差時(shí)，則選用PID調(diào)節(jié)規(guī)律16．設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，必須確定和考慮哪些方面的問題？答：設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)，首先應(yīng)對(duì)被控對(duì)象做全面的了解。除被控對(duì)象的動(dòng)靜態(tài)特征外，對(duì)于工藝過程，設(shè)備等也需要比較深入的了解；在此基礎(chǔ)上，確定正確的控制方案，包括合理地選擇被控變量與操縱變量，選擇合適的檢測(cè)變送元件及檢測(cè)位置，選用恰當(dāng)?shù)膱?zhí)行行器，調(diào)節(jié)器以及調(diào)節(jié)器控制規(guī)律待，最后將調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定到最佳值。17．什么是串級(jí)控制系統(tǒng)？它有什么特點(diǎn)？什么情況下采用串級(jí)控制？答：串級(jí)控制系統(tǒng)是由其結(jié)構(gòu)上的特征面得出的。它是由主、副兩個(gè)控制器串接工作的，主控制器的輸出作為副控制器的給定值，副控制器的輸出操縱控制閥，以實(shí)現(xiàn)對(duì)主變量的定值控制。它的特點(diǎn)有：①能迅速克服進(jìn)入副回路的干擾。②能改善被控對(duì)象的特征，提高了系統(tǒng)克服干擾的能力。③主回路對(duì)副對(duì)象具有“魯棒性”，提高了系統(tǒng)的控制精度。串級(jí)控制系統(tǒng)主要就用于：對(duì)象的滯后和時(shí)間常數(shù)很大，干擾作用強(qiáng)面頻繁，負(fù)荷變化大，對(duì)控制質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合。18．串級(jí)控制系統(tǒng)中心副回路和主回路各起什么作用？為什么？答：串級(jí)控制系統(tǒng)中主回路在控制過程中起著細(xì)調(diào)作用，是定值控制系統(tǒng)，副回路在控制系統(tǒng)中起著粗調(diào)作用，是隨動(dòng)控制系統(tǒng)。這是因?yàn)榇?jí)控制系統(tǒng)的目的是更好的穩(wěn)定主回路，使其等于給定值，主變量就是主調(diào)節(jié)器的輸出，所以說主回路是定制給定系統(tǒng)；副回路的輸出是副變量，副回路的給定值是主調(diào)節(jié)器的輸出，所以在串級(jí)控制系統(tǒng)中，復(fù)變量不是要求不變的，而是隨著主調(diào)節(jié)器的輸出變化而變化，因此是隨動(dòng)控制系統(tǒng)。19．圖2-59是聚合釜溫度與流量的串級(jí)控制系統(tǒng)。 ①說明該系統(tǒng)的主、副對(duì)象，主、副變量，主、副調(diào)節(jié)器各是什么？②試述該系統(tǒng)是如何客觀實(shí)現(xiàn)其控制作用？解：①該系統(tǒng)的主對(duì)象：聚合釜副對(duì)象：冷卻水進(jìn)口管路主變量：聚合釜溫度副變量：冷卻水流量主調(diào)節(jié)器：溫度調(diào)節(jié)器副調(diào)節(jié)器：流量調(diào)節(jié)器T調(diào)節(jié)器流量調(diào)節(jié)器溫度調(diào)節(jié)器聚合釜T調(diào)節(jié)器流量調(diào)節(jié)器溫度調(diào)節(jié)器聚合釜檢測(cè)變送2（流量）檢測(cè)變送1（溫度）冷卻水進(jìn)口管路給定如圖所示：冷卻水流量若減小，首先由流量檢測(cè)變送，經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥調(diào)整冷卻水閥門開度，開度增加；同時(shí)由于流量減少使聚合釜由溫度T升高。從而使溫度穩(wěn)定在工橄要求范圍內(nèi)。20．什么是前饋控制系統(tǒng)？應(yīng)用在什么場(chǎng)合？答：前饋控制又稱擾動(dòng)補(bǔ)償，它是測(cè)量進(jìn)入過程的干擾（包括外界干擾和設(shè)定值變化），并按其信號(hào)產(chǎn)生合適的控制作用去改變操縱變量，使被控變量維持在設(shè)定值上。前饋控制主要用于下列場(chǎng)合：①干擾幅值大面頻繁，對(duì)被控變量影響劇烈，單純反饋達(dá)不到要求時(shí)；②主要干擾是可測(cè)不可控的變量；③對(duì)象的控制通道滯后大，反饋控制不即時(shí)，控制質(zhì)量差時(shí)，可采用前饋—反饋控制系統(tǒng)，以提高控制質(zhì)量。21.什么是比值控制系統(tǒng)？它有哪幾種類型？答：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的參數(shù)符號(hào)一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)，它主要有定比值控制系統(tǒng)和變比值控制系統(tǒng)。其中定比值系統(tǒng)有三類：開環(huán)比值控制系統(tǒng)，單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。22.選擇性控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？應(yīng)用在什么場(chǎng)合？答：選擇性控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是使用選擇器，可以在兩個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出端，或在幾個(gè)變送器輸出端對(duì)信號(hào)進(jìn)行選擇，以適應(yīng)不同的工況，主要應(yīng)用在對(duì)不穩(wěn)定工況的控制，可以保證生產(chǎn)工藝過程的安全操作，盡量減少開，停車中的不穩(wěn)定工況。主要應(yīng)用于非正常生產(chǎn)過程的保護(hù)性措施中。23.均勻控制的目的和特點(diǎn)是什么？答：均勻控制系統(tǒng)的目的是為了解決前后工序的供求矛盾，使兩個(gè)變量之間能夠互相兼顧和協(xié)調(diào)操作。均勻控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是其控制結(jié)果不像其他控制系統(tǒng)那樣，不是為了使被控變量保持不變可，而是使兩個(gè)互相聯(lián)系的變量都在允許的范圍內(nèi)緩慢地變化。第三章過程檢測(cè)技術(shù)1.寫出測(cè)量方程式，以及測(cè)量三要素，并舉例說明。答：測(cè)量方程式：為被測(cè)量，x為測(cè)量值，u為測(cè)量單位。測(cè)量過程三要素為：測(cè)量單位，測(cè)量方法，測(cè)量儀器與設(shè)備。舉例：如液柱式溫度計(jì)測(cè)量溫度。2.簡述直接測(cè)量法與間接測(cè)量法的定義，指出它們的異同及使用場(chǎng)合？答：直接測(cè)量法—指被測(cè)量與單位能直接比較得出比值，或者儀表能直接顯示出被測(cè)參數(shù)值的測(cè)量方法；間接測(cè)量法—通過測(cè)量與被測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的其他物理量，然后根據(jù)函數(shù)關(guān)系計(jì)算出被測(cè)量的數(shù)值，稱為間接測(cè)量法。相同之處在于都是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中一些物理量的測(cè)量，都包含測(cè)量三要素。不同之處在于直接測(cè)量測(cè)量過程簡單方便，應(yīng)用廣泛；間接測(cè)量過程較復(fù)雜，只有在誤差較大或缺乏直接測(cè)量儀表時(shí)才采用。3.測(cè)量儀表的主要性能指標(biāo)有哪些？傳感器的主要特性有哪些？答：測(cè)量儀表的主要性能指標(biāo)有技術(shù)，經(jīng)濟(jì)及使用三方面的指標(biāo)，其中技術(shù)方面的有：誤差，精度等級(jí)，靈敏度，變差，量程，響應(yīng)時(shí)間，漂移等；經(jīng)濟(jì)方面的有：使用壽命，功耗，價(jià)格等；使用方面的有：操作維修是否方便，運(yùn)行是否可靠安全，以及抗干擾與防護(hù)能的強(qiáng)弱，重量體積的大小，自動(dòng)化程度的高低等。傳感器的主要特性有：準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性，靈敏性。4.舉例說明系統(tǒng)誤差，隨機(jī)誤差和粗大誤差的含義及減小誤差的方法。答：系統(tǒng)誤差是由于測(cè)量工具本身的不準(zhǔn)確或安裝調(diào)整得不正確，測(cè)試人員的分辨能力或固有的讀數(shù)習(xí)慣，測(cè)量方法的理論根據(jù)有缺陷或采用了近似公式等原因產(chǎn)生的測(cè)量值與真值的偏差。系統(tǒng)誤差的絕對(duì)值和符號(hào)或者保持不變，或者在條件變化時(shí)按某一規(guī)律變化。如儀表零位未調(diào)整好會(huì)引起恒值系統(tǒng)誤差。隨即誤差是由于測(cè)量過程中大量彼此獨(dú)立的微小因素對(duì)被測(cè)值的綜合影響而產(chǎn)生的測(cè)量值與真值的偏差，其絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)料的方式變化。如氣溫的變化。粗大誤差—是由于測(cè)量操作者的粗心，不正確地操作，實(shí)驗(yàn)條件的突變或?qū)嶒?yàn)狀況未達(dá)到預(yù)想的要求而匆忙實(shí)驗(yàn)等原因造成的明顯地歪曲測(cè)量結(jié)果的誤差。減小誤差的方法：①系統(tǒng)誤差：應(yīng)盡量減少或消除系統(tǒng)誤差的來源。首先檢查儀表本身的性能是否符號(hào)要求；其次仔細(xì)檢查儀器是否處于正常工作條件，如環(huán)境條件及安裝位置等是否符合技術(shù)要求，零位是否正確；此外還應(yīng)檢查測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量方法本身是否正確。②隨即誤差：由于摩擦，間隙，噪聲等都會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)誤差，因此首先從結(jié)構(gòu)，原理上盡量避免采用存在摩擦的可動(dòng)部分；采用減小噪聲的裝置，并采用抗干擾能力強(qiáng)的測(cè)量儀器。③對(duì)于粗大誤差應(yīng)端正科學(xué)研究態(tài)度，并認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，剔除壞值。5.試述絕對(duì)誤差，相對(duì)誤差及引用誤差的定義，舉例說明各自的用途。答：絕對(duì)誤差—儀表指示值與被測(cè)變量的真值之間的代數(shù)差，即，可表示儀表基本誤差限：。相對(duì)誤差—測(cè)量的絕對(duì)誤差與被測(cè)變量的約定真值（實(shí)際值）之比，即用，可表示儀表的基本誤差限與絕對(duì)誤差相比較，相對(duì)誤差更能說明測(cè)量結(jié)果的精確程度，如溫度升測(cè)量顯示值為57℃，時(shí)間溫度為60℃，則：=57-60=-3,，若實(shí)際為30℃，測(cè)量顯示值為27℃，則：=-3℃，，顯然此時(shí)的相對(duì)誤差比前者大。引用誤差—絕對(duì)誤差與儀表的量程之比，用引用誤差表示的儀表基本誤差限為：，如溫度計(jì)的量程為100℃，則其引用誤差，根據(jù)允許引用誤差值的大小可劃分儀表的精度等級(jí)。6.檢定一只量程為5A的電流表，結(jié)果如下：輸入量/A12345示量/A1.101.983.014.085.02（1）試求儀表各示值的絕對(duì)誤差，實(shí)際相對(duì)誤差，示值相對(duì)誤差和引用誤差。（2）確定儀表的精度等級(jí)。解：1-1.102-1.983-3.014.-4.085-5.02絕對(duì)誤差：；相對(duì)誤差：，示值相對(duì)誤差：，引用誤差：所以數(shù)值計(jì)算列表如下：12345X1.101.983.014.085.020.1-0.020.010.080.020.1-0.010.00330.020.0040.091-0.01010.00330.01960.0040.020.0040.0020.040.004儀表的精度等級(jí)，故該儀表的精度等級(jí)為2。7.對(duì)某物理量經(jīng)過20次測(cè)量，得到如下數(shù)據(jù)：324.08324.03324.02324.11324.14324.07324.11324.14324.19324.23324.18324.03324.01324.12324.08324.16324.12324.06324.21324.14分別用3準(zhǔn)則和肖維耐準(zhǔn)則判斷有無粗差，并求該測(cè)量的計(jì)算平均值，標(biāo)準(zhǔn)差和極限誤差，寫出測(cè)量結(jié)果表達(dá)式。解：n=20，平均值=，剩余誤差：，即：-0.03-0.08-0.0900.03-0.0400.030.080.120.07-0.08-0.10.01-0.030.050.01-0.050.10.03標(biāo)準(zhǔn)差=，標(biāo)限誤差（1）3準(zhǔn)則：3=0.192，因此該組數(shù)中無壞值。（2）肖維耐準(zhǔn)則：依表3-1可知n=20時(shí)，=2.24，，故該組數(shù)中無壞值。極限誤差，測(cè)量結(jié)果：8.用一溫度計(jì)測(cè)量某介質(zhì)溫度，40%的讀數(shù)誤差小于0.5，用線性插值法估計(jì)該溫度升的標(biāo)準(zhǔn)差，并計(jì)算誤差小于0.75的概率。解：（1）=，由此推得0.7時(shí)，由已知條件知，查概率積分表得：時(shí)z=0.5205，，得：（2），得：查表得：時(shí)，==0.5646即誤差小于0.75，概率為0.56469.現(xiàn)有精度等級(jí)為1.5A級(jí)，2.0B級(jí)和2.5C級(jí)的三塊儀表，測(cè)量范圍分別為℃，℃和℃，現(xiàn)需測(cè)量500℃左右的溫度，要求測(cè)量的相對(duì)誤差不超過2.5%，選用哪塊表合適？解：根據(jù)測(cè)量范圍，選擇B，C兩塊表，A表排除。B表：q=2%=0.02=℃故B表合適。C表：q=2.5%=0.025=℃故C表不合適。綜上所述選用B表即2.0級(jí)，量程的儀表。10.檢定一臺(tái)測(cè)量范圍為的位移測(cè)量儀表，結(jié)果如下：（1）試畫出上下行程的輸入輸出特性曲線；（2）求該儀表的線性度（以上行曲線為例）；(3)確定該表的回差（遲滯誤差）解：已知數(shù)據(jù)：位移/mm00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.0上行程示值/mm：00.340.691.061.411.772.042.452.813.203.674.074.37下行程示值/mm：00.400.771.141.521.902.272.653.023.383.724.064.37（1）如圖所示，上下行程曲線（2）（3）11．概述膨脹式溫度計(jì)的工作原理與主要特點(diǎn)：答：膨脹式溫度計(jì)是利用物體熱脹冷縮的性質(zhì)來測(cè)溫的。主要特點(diǎn)：玻璃液體：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測(cè)量精度高，價(jià)格低廉；測(cè)量上限和精度受玻璃質(zhì)量的限制，易碎，不能遠(yuǎn)傳。雙金屬；結(jié)構(gòu)緊湊，牢固，可靠；測(cè)量精度較低，量程和使用范圍有限。12熱點(diǎn)偶有那些特點(diǎn)？用普通導(dǎo)線和補(bǔ)償導(dǎo)線作熱電偶的延長線，效果有何不同？試證明補(bǔ)償導(dǎo)線的補(bǔ)償作用。答：熱電偶的特點(diǎn)有：測(cè)量精度教高，性能穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，產(chǎn)品互換性好；將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，便于信號(hào)遠(yuǎn)傳和象現(xiàn)多點(diǎn)切換測(cè)；測(cè)量范圍廣，可達(dá)－200～2000℃，形式多樣，適用于各種測(cè)量條件。選用補(bǔ)償導(dǎo)線要求其在一定溫度范圍內(nèi)與所連接的熱電偶具有相同的熱電特性，型號(hào)相配，極性連接正確。補(bǔ)償導(dǎo)線的作用證明：如圖所示：回路中電勢(shì)為：E＝Eab（t，t1）＋Ecd（t1，t0）由補(bǔ)償導(dǎo)線的性質(zhì)得：Ecd（t1,t0）=Eab(t1,t0)∴E＝Eab（t，t1）＋Eab（t1，t0）＝Eab（t，t0）補(bǔ)：用普通導(dǎo)線做熱電偶得延長線要求引入兩端得溫度相同熱電勢(shì)不同，故一般接熱電偶的冷端，因此冷端溫度依然是現(xiàn)場(chǎng)溫度。而用補(bǔ)償導(dǎo)線卻可以將冷端溫度現(xiàn)場(chǎng)溫度分開，利于測(cè)量。13用兩只分度號(hào)為K的熱電偶測(cè)量A區(qū)與B區(qū)的溫差，連接方法如圖3－79所示。若（1），（2），試分別求兩種情況下的示值誤差,并解釋為何與實(shí)際溫差不同.解:查熱電偶分度號(hào)表:K型熱電偶:20℃200℃220℃500E:0.798mv8.137mv8.937mv20.640mv(1)ΔE=8.938-0.798=8.140mv反查K熱電偶分度號(hào)表:201℃-----8.177mv內(nèi)析求得:Δt=200.075℃(2)ΔE=20.640-8.137=12.503℃反查K分度號(hào)表:307----12.498℃;308----12.539℃內(nèi)析求得:Δt=307.12℃分析原因:低溫度下熱電勢(shì)與溫度線性關(guān)系較好,高溫時(shí)誤差較大。14.用分度號(hào)為S的熱電偶與動(dòng)圈儀表構(gòu)成的測(cè)溫系統(tǒng),冷端補(bǔ)償器的平衡點(diǎn)溫度在20℃.圖3-80中,t=1300℃,t1=80℃,t2=25℃,t0=30℃；動(dòng)圈儀表的機(jī)械零位為0℃,試求：(1)儀表的示值溫度是多少;(2)如何處理可使示值與實(shí)際溫度相符;(3)把補(bǔ)償導(dǎo)線改為銅線時(shí),示值變?yōu)槎嗌?解:如圖所示:(1)查S型熱電偶的分度號(hào)表:t/℃13003025E/mv13.1550.1730.142由E(t,t0)=E(t,0)-E(t0,0)即E(1300,30)＝E(1300,0)-E(30,0)=13.155-0.173=12.982mv查表,12.982mv時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為t=1286℃,即儀表顯示的溫度為1286℃。（2）由于補(bǔ)償電橋是在20℃時(shí)平衡的，因此須將儀表的機(jī)械零位預(yù)先調(diào)到20處，即可使示值與實(shí)際溫度相符。（3）若將補(bǔ)償導(dǎo)線改為銅線，則,則E(1300,80)=E(1300,0)-E(80,0)=13.155-0.502=12.653mv查表12.653mv時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為t=1258.5℃,即示值變?yōu)?258.5℃。15.用分度號(hào)為Cu50的熱電阻測(cè)得某介質(zhì)的溫度為84℃，但經(jīng)檢定，該電阻R0=50.4Ω,電阻溫度系數(shù)α=4.28×10-3/℃.試求介質(zhì)的實(shí)際溫度。解：∵在-50℃～150℃的范圍內(nèi)，銅電阻與溫度是線性關(guān)系：查得他t＝84℃時(shí)R＝67.97Ω即：16.用U型管壓力計(jì)（封液為水銀）測(cè)溫度管道中水的壓力。壓力計(jì)在管道下面1.5M（至肘管端口）處，壓力計(jì)同大氣一側(cè)肘管內(nèi)水銀面距口80mm，兩管水銀面高度h=140mm，求水的表壓力（Pa)解：如圖所示：1－1截面壓力相等，即：=∴表壓17．四個(gè)應(yīng)變片R1，R2（在上面），R3,R4（在下面）如圖3－81所示貼于梯形片簧，片簧以懸臂形式固定。（1）畫出應(yīng)變片接成直流氣橋形式的電路圖；（2）當(dāng)片簧受力P的作用時(shí)，貼片處產(chǎn)生350με的應(yīng)變，供橋電壓10V，，應(yīng)變片靈敏系數(shù)為2，求電橋輸出。參考：化工測(cè)量及儀表范玉文主編P31圖3－81輸出電壓：18.液體式壓力計(jì)有哪些主要類型？試分析其誤差答：液柱式壓力計(jì)主要有：U型管壓力計(jì)，單管壓力計(jì)和微壓力計(jì)。以U型管壓力計(jì)：誤差產(chǎn)生主要有以下幾方面：a讀數(shù)誤差，消除視察。b溫度變化產(chǎn)生液體ρ變化，產(chǎn)生測(cè)量誤差，故須修正。c安裝誤差：當(dāng)U型管安裝不直時(shí)會(huì)產(chǎn)生安裝誤差。d毛細(xì)現(xiàn)象，修正19．試述彈簧管壓力計(jì)彈簧管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與測(cè)壓原理。答：彈簧管壓力計(jì)由彈簧管壓力感應(yīng)元件和放大指示機(jī)構(gòu)兩部分組成，前者是彎成圓弧狀的空心管子，一端固定（作為壓力輸入端）；另一端自由，作為位移輸出端，接放大指示機(jī)構(gòu)。其它是由拉桿，齒輪及指針組成。測(cè)壓原理：在彈性范圍內(nèi)，彈簧管自由端的位移與被測(cè)壓力之間近似線性關(guān)系，即通過測(cè)量自由端的位移，可直接測(cè)得相應(yīng)的被測(cè)壓力大小。20．已知被測(cè)壓力在范圍0.7~1MPa內(nèi)波動(dòng)，要求測(cè)量的絕對(duì)誤差不得超過0.02MPa，試選定彈簧管壓力的量程和精度等級(jí)?？晒┻x用的壓力計(jì)量程系列為：0～0.6MPa;0~2.5MPa.故選用0～1.6MPa精度等級(jí)：故選用精度等級(jí)為1級(jí)的量程為0~1.6MPa的儀表。21．轉(zhuǎn)子流量計(jì)顯示流量的形式有幾種，是如何分度的。答：轉(zhuǎn)子流量計(jì)顯示流量的形式有3種，一種是玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，其錐型管是電玻璃制成，并在管壁標(biāo)有流量刻度，直接根據(jù)轉(zhuǎn)子的高度進(jìn)行讀數(shù)；另一類為電運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，即將轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)；另一種為氣動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)子流量，將轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)變?yōu)閴毫π盘?hào)，進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送。22．標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有哪幾部分組成，對(duì)各部分有哪些要求？答：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有：節(jié)流元件，取壓裝置和前、后管道三部分組成。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)、加工、安裝和使用都有規(guī)定的技術(shù)要求，規(guī)定和數(shù)據(jù)，可參見GB/T262423．試比較節(jié)流裝置與轉(zhuǎn)子流量計(jì)在工作原理與使用特點(diǎn)上的異同點(diǎn)。答：工作原理使用特點(diǎn)節(jié)流裝置利用節(jié)流元件前后的差壓與流速之間的關(guān)系，獲得被測(cè)流量的大小使用已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，使用范圍：管徑為50～1000mm，測(cè)量范圍1.5~100000m3/h，但使用產(chǎn)生的壓力損失大，精度±1～2%轉(zhuǎn)子流量計(jì)基于力平衡原理，利用錐形管內(nèi)的轉(zhuǎn)子把流體的流速轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的位移，進(jìn)而獲得被測(cè)流量的大小。相同點(diǎn)：都是測(cè)流速然后得流量。使用已系列化，測(cè)量時(shí)若介質(zhì)變化，應(yīng)修正，可測(cè)小流量，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，壓力損失小。缺點(diǎn)：機(jī)械傳逆信號(hào)，儀表性能和準(zhǔn)確度難以提高，轉(zhuǎn)子易卡死，測(cè)量管徑范圍4~150mm,測(cè)量范圍：0.001~3000m3/h,精度±1~2.5%24．從渦輪流量計(jì)得基本原理分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，輸出信號(hào)方法和使用要求。答：渦輪流量計(jì)得基本原理：流體對(duì)置于管內(nèi)渦輪得作用力，使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)速度在一定流速范圍內(nèi)與管內(nèi)流體得流速成正比。其結(jié)構(gòu)主要由：渦輪、導(dǎo)流器、磁電轉(zhuǎn)換裝置，外殼以及信號(hào)放大電路等部分組成。輸出信號(hào)方法：將葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)得轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)電信號(hào)輸出，經(jīng)進(jìn)一步放大整形后獲得分撥信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)和單位換算可得到積累流量；通過頻率——電流轉(zhuǎn)換單元可得到瞬時(shí)流量。使用要求：①僅適用潔凈得被測(cè)介質(zhì)，通常在渦輪前要安裝過濾裝置；②流量計(jì)前后需由一定的直管段長度，③流量計(jì)的轉(zhuǎn)換系數(shù)?一般在常溫下用水標(biāo)定的，當(dāng)介質(zhì)的密度和粘度發(fā)生變化時(shí)需重新標(biāo)定或進(jìn)行補(bǔ)償。25．已知：流體為過熱蒸汽，工作壓力P＝14MPa，工作溫度t＝550℃；管道D20＝221mm,材料X20CrMoV21無縫管，節(jié)流裝置為角接標(biāo)準(zhǔn)噴嘴，材料為1Cr18Ni9Ti，d20＝148.74mm；差壓0p=100.42KPa，求：（1）在假定0p下的蒸汽流量；（2）計(jì)算測(cè)量時(shí)的壓力損失。解：計(jì)算參考《過程控制檢測(cè)技術(shù)與儀表》杜維主編…p81。查附數(shù)據(jù)表可得管道材質(zhì)和孔板材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)為：則工作狀態(tài)下管道內(nèi)徑為電表2－5查得管道內(nèi)壁粗糙度k＝0.7則:在工作壓力下,過熱蒸汽等熵指數(shù)其中因?yàn)?6.已知：流體為水，工作壓力p＝14.71MPa，工作溫度t＝215℃；管道D20＝233mm，材料20號(hào)無縫鋼管；截流裝置為法蘭標(biāo)準(zhǔn)孔板，材料為1Cr18Ni9Ti。d20＝117.34mm，差壓Δp＝156.91KPa.求：（1）在給定的Δp下的流量qm（2）測(cè)量時(shí)的壓力損失。解：液體,27．當(dāng)工作壓力偏離額定壓力時(shí)，如何由差壓顯示的水位值求出真實(shí)的水位。答：當(dāng)工作壓力偏離額定壓力時(shí)，可通過差壓計(jì)的正、負(fù)遷移，求出遷移量，即利用正負(fù)遷移改變變送器的零點(diǎn)，同時(shí)改變量程的上下限，即可求出真實(shí)的水位。28．差壓式液位計(jì)如何測(cè)量液位?當(dāng)差壓變送器高于或低于最低液位時(shí)，應(yīng)如何處理？答：差壓式液位計(jì)是采用壓差計(jì)測(cè)量氣、液兩相的壓差，壓差大小通過氣動(dòng)或電動(dòng)差壓變送器傳送，并轉(zhuǎn)化位電信號(hào)，最終顯示處液位的大小及其變化。當(dāng)差壓變送器高于或低于最低液位時(shí)，可對(duì)差壓變送器進(jìn)行零點(diǎn)遷移，由正遷移和負(fù)遷移（低于最低液位時(shí)，采用正遷移，高于最低液位時(shí)，采用負(fù)遷移。）第四章過程控制裝置1．單杠桿式氣動(dòng)差壓變送器式由哪些部分組成的？各部分由何作用？試說明其工作原理。答：單杠桿式氣動(dòng)差壓變送器電氣動(dòng)轉(zhuǎn)換部分和測(cè)量部分組成，測(cè)量部分的作用是將被測(cè)量的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成力的形式；氣動(dòng)轉(zhuǎn)換部分的作用，是將被測(cè)差壓Δpi轉(zhuǎn)換成為作用于主杠桿下端的輸入力Fi。其工作原理為：①正負(fù)壓容的輸入壓力經(jīng)敏感元件轉(zhuǎn)換成輸入力Fi。即。②Fi作用于主杠桿的下端，對(duì)支點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針方向的輸入力矩Mi，使主杠桿發(fā)生順時(shí)針方向的偏轉(zhuǎn)。③變送器輸出信號(hào)P0，引入反饋波紋管中，并產(chǎn)生反饋力矩Ff作用于主杠桿上，使主杠桿對(duì)支點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針方向的力矩Mf。④當(dāng)時(shí)，主杠桿就處于平衡狀態(tài)，噴嘴擋板間的距離不再改變，若Mf≠M(fèi)i時(shí)，則杠桿系統(tǒng)產(chǎn)生偏角α，位移檢測(cè)片產(chǎn)生微小位移s，其變化量再通過放大器10轉(zhuǎn)換并方大為20～100

KPa的輸出壓力，即變送器的輸出信號(hào)與被測(cè)差壓Δpi成正比。2．什么時(shí)氣阻？什么是氣容？它們?cè)跉饴分懈髌鹗裁醋饔?？答：在氣路中安裝的節(jié)流元件稱為氣阻，作用是阻礙氣體的流動(dòng)，起著降壓（產(chǎn)生壓力降）和限流（調(diào)節(jié)氣體流量）的作用。氣容是在氣路中能儲(chǔ)存或釋放處氣體的氣容，在氣路中起著緩沖，防止振蕩的作用。3．噴嘴擋板機(jī)構(gòu)由哪些氣動(dòng)元件組成？它們的作用是什么？答：噴嘴-擋板機(jī)構(gòu)是由噴嘴和擋板構(gòu)成的變氣阻，一個(gè)恒氣阻和一個(gè)氣容串聯(lián)而成的節(jié)流通室，作用是將輸入的微小位移信號(hào)（即擋板相對(duì)于噴嘴的距離）轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的氣壓信號(hào)輸出。4．DD8－III型電動(dòng)差壓變送器是按什么原理工作的？它是由哪幾部分組成的？試簡述其工作過程。答：DD8－III型電動(dòng)差壓變送器是按力矩平衡原理工作的，由測(cè)量部分（杠桿系統(tǒng)）；電磁反饋裝置；矢量機(jī)構(gòu)；低額位移檢測(cè)放大器。其工作過程如下：被測(cè)差壓信號(hào)p1,p2分別送入敏感元件兩側(cè)的正負(fù)壓室，敏感元件將其轉(zhuǎn)換成作用于主杠桿下端的輸入力Fi，使主杠桿以軸封膜片為支點(diǎn)偏轉(zhuǎn)，并以力F1沿水平方向推動(dòng)矢量機(jī)構(gòu)，矢量機(jī)構(gòu)將推力分解成F2和F3。F2使矢量機(jī)構(gòu)的推板向上偏轉(zhuǎn)，并通過連接簧片帶動(dòng)副杠桿L4以支點(diǎn)M逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，使固定在副杠桿上的差動(dòng)變壓器B的銜鐵靠近差動(dòng)變壓器，兩點(diǎn)之間的距離變化量再通過低頻位移檢測(cè)放大器轉(zhuǎn)換并方大為4～20mA直流電流，作為便送器的輸出信號(hào)；同時(shí)該電流又流過電磁反饋裝置的反饋動(dòng)圈，產(chǎn)生電磁反饋力Ff，使副杠桿順時(shí)偏轉(zhuǎn)o，當(dāng)輸入力與反饋力對(duì)杠桿系統(tǒng)說產(chǎn)生的力矩Mi,Mf達(dá)到平衡時(shí)，變送器便達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)低頻位移檢測(cè)放大器的輸出電流Io便反映了說測(cè)電壓Δpi的大小。5．DD8－III型溫度變送器為什么要采用線性化措施？熱電偶溫度變送器時(shí)怎樣實(shí)現(xiàn)線性化的。答：熱電偶溫度變送器要求的輸出電壓信號(hào)與相應(yīng)的變送器輸入的溫度信號(hào)成線性關(guān)系，而熱電偶是非線性關(guān)系的，溫度變送器放大回路是線性的，若將熱電偶的熱電勢(shì)直接接到變送器的放大回路，則溫度t℃與變送器的輸出電壓Usc之間的關(guān)系是非線性的。因此需要采用線性化措施，措施是:采用反饋電路非線性，使放大回路具有線性，依據(jù)輸入輸出關(guān)系，當(dāng)放大系數(shù)k很大時(shí)，要使熱電偶輸入的溫度變送器保持線性，就要使反饋電路的特性曲線與熱電偶的特性曲線相同，從而實(shí)現(xiàn)線性化。6．試分析電動(dòng)差壓變送器如何實(shí)現(xiàn)量程遷移（零點(diǎn)遷移）的。答：電動(dòng)差壓變送器的零點(diǎn)遷移是通過調(diào)整零點(diǎn)遷移彈簧進(jìn)行的。當(dāng)調(diào)整零點(diǎn)遷移彈簧時(shí)，由主杠桿力矩平衡，可知在被測(cè)差壓信號(hào)不變的情況下，作用于矢量結(jié)構(gòu)的力F1變化，從而改變壓差變送器的輸出電流，即改變儀表的使用范圍，實(shí)現(xiàn)量程遷移7．試分析四線制變送器與兩線制變送器與電源的連接方式并畫出示意圖。答：電動(dòng)變送器輸出信號(hào)與電源的連接方式有兩種：四線制和兩線制，四線制中，供電電源通過兩根導(dǎo)線接入，另兩根導(dǎo)線與負(fù)載電阻R2相連，輸出0～10mADC信號(hào)。這種連線方式中，同變送器連接的導(dǎo)線共有4根，成為四線制，如圖（a）所示。如圖b中所示，同變送器連接的導(dǎo)線只有兩根，同時(shí)傳送變送器所需的電源電壓和4～20mADC輸出電流，稱為兩線制。-220V-220V現(xiàn)場(chǎng)變送器現(xiàn)場(chǎng)變送器現(xiàn)場(chǎng)變送器現(xiàn)場(chǎng)變送器（a） （b）8．本質(zhì)安全防爆型系統(tǒng)是由哪些要素構(gòu)成的？需要采取哪些措施才能保證整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到防爆要求？答：本質(zhì)安全防爆型系統(tǒng)是由安裝載危險(xiǎn)場(chǎng)所中的本質(zhì)安全電路及安裝載非危險(xiǎn)場(chǎng)所中的非本質(zhì)安全電路和防爆安全柵組成。采取措施以達(dá)到防爆要求的方法有：本質(zhì)安全防爆儀表采用低的工作電壓和小的工作電流。用防爆安全柵將危險(xiǎn)場(chǎng)所和非危險(xiǎn)場(chǎng)所的電路隔開。在現(xiàn)場(chǎng)儀表導(dǎo)控制室儀表之間的連接導(dǎo)線不得形成過大的分布電感和電容。9．試分析氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表與電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表各自具有什么特點(diǎn)。答：氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表線路簡單，直觀，容易被使用者掌握，使用壓縮空氣作為氣源，是天然防爆儀表，信號(hào)范圍為20～100KPa，電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，4～20mADC傳輸信號(hào)，并采用線路集成電路，使可靠性提高，維修工作量減少，結(jié)構(gòu)合理，功能多樣，整套儀表可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)，而且可與計(jì)算機(jī)連用。10．簡述膜片式PI調(diào)節(jié)器的工作原理。答：膜片式PI調(diào)節(jié)器是根據(jù)力矩平衡原理工作的，由比較部分，比例部分，積分部分，放大部分，開關(guān)部分等組成。其中比較部分由測(cè)量氣室，給定氣容，和比較部分芯桿所聯(lián)系起來的膜片組，比例部分使輸出。積分部分用積分氣容和跟蹤氣室串聯(lián)在積分正反饋回路里，，開關(guān)部分用以控制調(diào)節(jié)器輸出的通斷。輸入回路作用是將輸入信號(hào)與給定信號(hào)進(jìn)行比較，取出偏差信號(hào)，并進(jìn)行電平移動(dòng)。11．PID調(diào)節(jié)器是由哪些基本部分組成的？試分析各部分所完成的功能。答：PID調(diào)節(jié)器的基本組成有輸入電路，運(yùn)算電路和輸出電路組成。輸入電路是檢測(cè)偏差信號(hào)，信號(hào)經(jīng)濾波電路后輸出導(dǎo)PID運(yùn)算電路。（輸入電路包括偏差檢測(cè)電路，內(nèi)給定穩(wěn)壓電源電路，內(nèi)外給定切換開關(guān)，正反作用開關(guān)及濾波電路等）。PID運(yùn)算電路：根據(jù)整定好的參數(shù)用以對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行比例，微分和積分的運(yùn)算，是調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)PID控制規(guī)律的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。輸出電路：將運(yùn)算電路的輸出信號(hào)做最后一次放大，或者作為運(yùn)算電路之回路中放大器的組后一級(jí)，提供調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)。12．何為基型調(diào)節(jié)器？它具有哪些主要特點(diǎn)？答：基型調(diào)節(jié)器是一種具有PID運(yùn)算功能，并能對(duì)被調(diào)參數(shù)，給定值及閥門位置進(jìn)行顯示的調(diào)節(jié)器。特點(diǎn)：①采用了高增益、高阻抗線性集成電路組件，提高萬儀表的精度，穩(wěn)定性和可靠性，降低了能耗。②有軟、硬兩種手動(dòng)操作方式，軟手動(dòng)與自動(dòng)之間由于有保持狀態(tài)而使調(diào)節(jié)器輸出能夠長期保持，因而在互相切換時(shí)具有雙向無平衡無抗擾特性，提高了操作性能。③采用集成電路便于各種功能的擴(kuò)展。采用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制，接受1－5VDC測(cè)量信號(hào)，輸出4～20mADC信號(hào)，由于空氣受點(diǎn)不是從零點(diǎn)開始的，故容易識(shí)別斷電、斷線等故障能與計(jì)算機(jī)聯(lián)用。13．試說明基型調(diào)節(jié)器產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象的原因。答：∵在基型調(diào)節(jié)器的PI電路中，接有運(yùn)算放大器，對(duì)于理想的比例積分電路，只要輸入信號(hào)Usc2存在，積分作用就不會(huì)終止，直到輸出電壓被限制在運(yùn)算放大器的最大或最小允許輸出為止，即產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，一般稱輸出電壓未被限制為正常工作狀態(tài)，輸出電壓被限制后稱為飽和工作狀態(tài)。14．試分析DTZ－2100型氣刻度指示調(diào)節(jié)器的工作原理。它試由哪些部分組成的？各部分的主要功能試什么？答：DT8－2100型氣刻度指示調(diào)節(jié)器的工作原理是：輸入信號(hào)經(jīng)測(cè)量指示回路進(jìn)行連續(xù)指示，并輸入輸入回路與經(jīng)給定指示電路指示的給定值進(jìn)行比較得出偏差信號(hào)，偏差信號(hào)經(jīng)比例微分，比例積分回路運(yùn)算后，送入輸出回路將1－5VDC電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成4～20mADC信號(hào)，作為調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)。組成：由指示單元和控制單元兩部分組成，其中指示單元由測(cè)量指示電路和給定指示，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量信號(hào)和給定信號(hào)進(jìn)行連鎖指示?？刂茊卧奢斎腚娐贰饔檬菍⑤斎胄盘?hào)與給定信號(hào)進(jìn)行比較，取出偏差信號(hào)，并進(jìn)行電平移位；比例微分回路——功能為：∵回路的輸出值大小不僅與輸入信號(hào)的大小、極性有關(guān)，而且與輸入信號(hào)變化的速度有關(guān)，因此對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行PD運(yùn)算，對(duì)于容量大、慣性大，具有滯后的調(diào)節(jié)對(duì)象有益。比例積分回路——作用是為調(diào)節(jié)器引入積分功能，從而使調(diào)節(jié)器的輸出值與偏差對(duì)時(shí)間的積分成正比例。輸出回路——作用使將PI回路輸出的1－5VDC電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成以電流負(fù)端為基準(zhǔn)的4～20mADC信號(hào)，作為調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)。手動(dòng)操作回路——在控制回路中實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作。15．DDZ－III型調(diào)節(jié)器的輸入電路為什么要進(jìn)行電平移動(dòng)？答：DDZ－III型調(diào)節(jié)器采用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制，接受來自變送器的或轉(zhuǎn)換器輸出的1～5VDC測(cè)量信號(hào)，輸出4～20mADC信號(hào)。其輸入電路將丙丁以0伏為基準(zhǔn)的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成以電平10伏為基準(zhǔn)的偏差輸出，由于電氣受點(diǎn)不是從0開始的，故容易識(shí)別斷電、斷線故障，傳輸信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化。16．有一電動(dòng)比例調(diào)節(jié)器，器輸入電流范圍為4～20mA，輸出電壓范圍是1－5V。試計(jì)算當(dāng)比例度規(guī)定在40％時(shí)，輸入電流變化4mA所引起的輸出電壓變化量為多少?解：∵即即：輸出電壓變化量為2.5V17．全刻度指示調(diào)節(jié)器與偏差指示調(diào)節(jié)器有哪些主要區(qū)別？答：全刻度指示調(diào)節(jié)器與偏差指示調(diào)節(jié)器基本電路相同，只是指示電路有差異，全刻度指示調(diào)節(jié)器能對(duì)被調(diào)整參數(shù)（即調(diào)節(jié)器輸入信號(hào)）做0～100％全刻度范圍顯示，顯示值與給定值之差即為偏差值。偏差指示調(diào)節(jié)器則沒有輸入信號(hào)的全刻度指示，而是直接指示偏差大小。18．在DDZ－III型調(diào)節(jié)器中，什么是軟手操狀態(tài)？什么是硬手操狀態(tài)？如何實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)器無擾動(dòng)切換？答：軟手操狀態(tài)——軟手操回路直接改變調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作。在進(jìn)行軟手時(shí)，輸出電流以某種速度進(jìn)行變化。一停止手操，輸出就停止變化。硬手操狀態(tài)——硬手操回路也可以直接改變調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作。在進(jìn)行硬手操回路時(shí)輸出值大小與硬手操作桿的位置有對(duì)應(yīng)關(guān)系。由于在“自動(dòng)”與“手動(dòng)”之間增加了一種過渡狀態(tài)——保持狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換。19.氣動(dòng)執(zhí)行器主要由哪些部分組成的？各部分的作用是什么？答：氣動(dòng)執(zhí)行器由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它按調(diào)節(jié)器輸出氣壓信號(hào)（20～100KPa）的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿產(chǎn)生位移，推動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分，其內(nèi)腔直接與被調(diào)介質(zhì)接觸，調(diào)節(jié)流體的流量。20．試分析說明調(diào)節(jié)閥的流量特性理想流量特性及工作流量特性。答：調(diào)節(jié)閥的流量特性是指被調(diào)介質(zhì)流過閥的相對(duì)流量與閥門的相對(duì)開度之間的關(guān)系，即：。調(diào)節(jié)閥的理想流量特性是指在調(diào)節(jié)閥前后壓差一定情況下的流量特性，在實(shí)際使用調(diào)節(jié)閥時(shí)，由于調(diào)節(jié)閥串聯(lián)在管路中或與旁路閥并聯(lián)，因此，閥前后的壓差總在變化，這時(shí)的流量特性稱為調(diào)節(jié)閥的工作流量特性。21.何為阻塞流？他有什么意義？答：阻塞流是指當(dāng)閥入口壓力P1保持恒定，并逐步降低出口壓力P2時(shí)，流過閥的流量會(huì)增加到一個(gè)最大值，此時(shí)若繼續(xù)降低出口壓力，流量不再增加，此極限流量稱為阻塞流。意義：在阻塞流條件下，流經(jīng)閥的流量不隨閥后壓力的降低而增加，因此在計(jì)算流量系數(shù)時(shí)，首先要確定調(diào)節(jié)閥是否處于阻塞流狀態(tài)。22.流量敘述的定義是什么？試寫出不可壓縮流體系數(shù)計(jì)算的基本公式。答：我國規(guī)定的流量系數(shù)定義為：在給定行程下，閥兩端的壓差為0.1Mpa，流體密度為1000kg/m3時(shí)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量數(shù)(m3/h),以C表示，它表示流體通過調(diào)節(jié)閥的流通能力，不可壓縮流體：23．試分析電—?dú)廪D(zhuǎn)換器的工作原理。答：電—?dú)廪D(zhuǎn)換器按力矩平衡原理工作，當(dāng)恒定磁場(chǎng)量的測(cè)量線圈重視，所產(chǎn)生的磁通與磁鋼在空氣隙中的磁通相互作用而產(chǎn)生一個(gè)向上的電磁力（即測(cè)量力）。由于線圈固定在杠桿上，使杠桿繞十字簧片偏轉(zhuǎn)，于是裝在杠桿另一端的擋拆靠近噴嘴，使其背壓升高，經(jīng)過放大器功率放大后，一方面輸出，一方面反饋到正負(fù)兩個(gè)波紋管，建立起與測(cè)量力矩相平衡的反饋力矩。因而輸出氣壓信號(hào)（0.020.1MPa）就與線圈電流信號(hào)成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。24.試簡述電—?dú)忾y門定位器的工作原理。答：來自調(diào)節(jié)器的直流電流信號(hào)，經(jīng)過力矩馬達(dá)的線圈，使主杠桿磁化并繞其支點(diǎn)反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，噴嘴靠近擋板，P背上升，經(jīng)放大后送入薄膜調(diào)節(jié)閥，空氣壓力上升，推動(dòng)閥桿下移，帶動(dòng)凸輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。副杠桿左移，帶動(dòng)反饋彈簧，當(dāng)從反饋=從力矩馬達(dá)時(shí)。主杠桿停在新的平衡位置。因此，閥桿的位移與輸入的電流之間有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，而閥桿位移量與開度之間的關(guān)系是確定的，所以電流信號(hào)就能使閥位確定下來，這就是電—?dú)忾y門定位器的工作原理。25.試分析DKZ型直行程電動(dòng)執(zhí)行器的組成特點(diǎn)。它的基本組成有那些部分？各部分的功能是什么？答：ＤＫＺ型直行程電動(dòng)執(zhí)行器具有推力大，定位進(jìn)度高，反應(yīng)速度快，滯后時(shí)間少，能源消耗底，安裝方便，供電簡便，在電流突然斷電時(shí)能自動(dòng)保持調(diào)節(jié)閥原來的位置特點(diǎn)，由伺服放大電和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成。伺服放大電主要由前置磁紅大電，觸發(fā)電和可控硅交流開關(guān)等構(gòu)成，作用是綜合輸入信號(hào)和反饋信號(hào)，然后將它們的差值信號(hào)加以放大，以控制伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，執(zhí)行伺服電動(dòng)機(jī)，減速電和位置發(fā)送電三部分組成。它接受可控硅交流開關(guān)或電動(dòng)操作里的信號(hào)，使伺服電機(jī)按正，反方向運(yùn)轉(zhuǎn)。26．氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正，反作用形式是如何定義的？在結(jié)構(gòu)上有何不同？答：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正作用是指：當(dāng)閥芯向下位移時(shí)，閥芯與閥座之間的流通截面積減少，稱為正作用，或正裝；反之，則稱為反作用。只要改變閥桿與閥芯的連接位置就可改作反裝。27．試為一個(gè)壓力控制系統(tǒng)選擇合適的調(diào)節(jié)閥口徑，已知管內(nèi)介質(zhì)為丙烷與丁烷的混合物，最大流量條件下的計(jì)算數(shù)據(jù)為：g0=250m3/h,P1=0.2Mpa,P2=0.12Mpa,t1=50C,Fk=0.98,PH=2.4kg/m3,Z=1,調(diào)節(jié)閥為V型單座閥.解:參考"化工儀表自動(dòng)化"(歷玉鳴)第二版P196(1)判別是否為阻塞流:查表4-5得XT=0.72所以=0.980.72=0.7056又X==(0.2-0.12)/0.2=0.4<0.7056故為非阻塞流＝＝查附表：型。初選公稱通徑，閥座直徑，的雷諾數(shù)修正。查得，=28.試為某水廠選擇一臺(tái)氣動(dòng)雙座調(diào)節(jié)閥，已知流體為水，正常流量條件下的數(shù)據(jù)為：，，℃，，，，接管直徑。解：（1）判別是否為阻塞流：（同27題）有表6-2查得：，，并查其熱力學(xué)臨界壓力=11000Kpa（絕壓）==0.88N=（2）求。=(3)計(jì)算==0.453m=n=1.25=1.5=(4)選定口徑：查附表雙座調(diào)節(jié)閥選用29.已知流體介質(zhì)為氟利昂，在最大流量條件下的計(jì)算數(shù)據(jù)為：9000kg/h，，k=1.14，=0.8MPa，=0.38MPa，接管直徑，試選擇所需的調(diào)節(jié)閥。解：擬選用單座，柱塞，流開形調(diào)節(jié)閥。查得，=設(shè)=100℃X==(0.8-0.38)/0.8=0.525<=0.8140.72=0.586故為非阻塞流式中==12.5查附表，選用40mm30.某煉油廠中有管道需要安裝一臺(tái)氣動(dòng)單座調(diào)節(jié)閥，已知最大計(jì)算流量條件下的計(jì)算數(shù)據(jù)為：=5.2MPa，，℃，，，，接管直徑，流體為非阻塞流，試確定該調(diào)節(jié)閥（流開形）的口徑。解：流體為非阻塞流==236.96查附表，選用150mm的調(diào)節(jié)閥第五節(jié)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)1.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是由哪幾部分組成的？各部分有什么作用？答：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是由工業(yè)對(duì)象和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)兩大部分組成。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主要由硬件和軟件兩部分組成。其中硬件部分主要包括計(jì)算機(jī)主機(jī)，外部設(shè)備，外圍設(shè)備，工業(yè)自動(dòng)化儀表和操作控制臺(tái)，軟件是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序系統(tǒng)，各部分作用參見課本P234-235。2.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與常規(guī)的模擬控制系統(tǒng)相比，有哪些相同與不同點(diǎn)？答：相同點(diǎn)：控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)相同，有關(guān)調(diào)節(jié)原理和調(diào)節(jié)過程相同，即都是基于“檢測(cè)偏差，糾正偏差”的控制原理。在系統(tǒng)的對(duì)象，執(zhí)行元件，檢測(cè)元件等環(huán)節(jié)內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與模擬控制系統(tǒng)是相同的。不同之處：在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，控制里對(duì)控制對(duì)象的參數(shù)，狀態(tài)信息的檢測(cè)和控制結(jié)果的輸出在時(shí)間上是斷續(xù)的，對(duì)檢測(cè)信號(hào)的分析計(jì)算是數(shù)字化的，而在模擬控制系統(tǒng)中則是連續(xù)的，并使用數(shù)字控制控制里代替了模擬控制里，并增加了模數(shù)轉(zhuǎn)換元件和數(shù)模轉(zhuǎn)換元件，給定值也從數(shù)字量形式輸入計(jì)算機(jī)。3.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)按照目的不同分為哪些類型？各有什么特點(diǎn)？答：分為：數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC，監(jiān)督控制系統(tǒng)SCC，分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以及集散型控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要是對(duì)大量的過程狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行巡回檢測(cè)，數(shù)據(jù)存貯紀(jì)錄，數(shù)據(jù)處理進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)越限報(bào)警等功能，計(jì)算機(jī)不直接會(huì)與過程控制，對(duì)生產(chǎn)過程不產(chǎn)生直接影響。直接數(shù)字控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)完全代替了模擬調(diào)節(jié)里，實(shí)現(xiàn)了幾十個(gè)甚至更多的單回路PID控制，并易于實(shí)現(xiàn)其他新型控制規(guī)律的控制，具有大純滯后對(duì)象的控制等，他把顯示，紀(jì)錄，報(bào)警和給定值設(shè)定等功能都集中在操作控制臺(tái)上，給操作人員帶來了方便，修改程序即可實(shí)現(xiàn)上述各種形式的控制規(guī)律；缺點(diǎn)是：要求工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的可靠性很高，否則會(huì)直接影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，P238-P242。4.集散型控制系統(tǒng)是怎樣構(gòu)成的？有哪些主要特點(diǎn)？答：集散型控制系統(tǒng)將生產(chǎn)過程按其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)縱向分成現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)，控制管理級(jí)，生產(chǎn)和經(jīng)營管理級(jí)。級(jí)間相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。再對(duì)每一級(jí)按其功能劃分為若干小塊，采取既分散又集中的設(shè)計(jì)原則，進(jìn)行集散控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)特點(diǎn)：（1）硬件組裝積木化（2）軟件模塊化（3）組態(tài)控制系統(tǒng)（4）應(yīng)用先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)（5）具有開放性（6）可靠性高故：集散型控制系統(tǒng)既有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制算法先進(jìn)，精度高，響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，又有儀表控制系統(tǒng)安全可靠，維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，而且，集散型控制系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律，成本低，施工周期短.5.試自擬一個(gè)對(duì)象，畫出計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的方框圖，并說明各部件的名稱解：工業(yè)對(duì)象——》多道開關(guān)——》A/D——》計(jì)算機(jī)——》顯示/打印/報(bào)警6某被控對(duì)象有5個(gè)模擬量控制回路和3個(gè)模擬量檢測(cè)監(jiān)視回路，試為該對(duì)象設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方框圖。解：方框圖見：測(cè)量測(cè)量測(cè)量控制生產(chǎn)過程模擬儀表SCC2控機(jī)7.什么是計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)？它有什么特點(diǎn)？答：直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC分時(shí)的對(duì)被控對(duì)象的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試的結(jié)果與給定值的差值，按照預(yù)先制定的控制標(biāo)法進(jìn)行數(shù)字分析，運(yùn)算后，控制量輸出直接作用在調(diào)節(jié)閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，使各個(gè)被控參數(shù)保持在給定值上，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是1.計(jì)算機(jī)完全代替了模擬調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)幾個(gè)甚至更多的單回路PID控制。2。較易實(shí)現(xiàn)其他新型控制規(guī)律的控制，如串級(jí)控制，前饋控制，自動(dòng)選擇性控制。3。將顯示，記錄，報(bào)警和給定值設(shè)定等功能集中在操作控制臺(tái)上，操作方便。缺點(diǎn)：要求工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的可靠性提高，否則會(huì)直接影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。8．DDC的基本算法有哪些？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：DDC的基本算法分為兩種：理想PID算法和實(shí)際PID算法。其中理想PID算法包括：位置式，增量式和速度式；實(shí)際PID算法有：位置式，增量式和速度式。理想算法中，位置式算法容易產(chǎn)生累積誤差，若該項(xiàng)值很大時(shí)，調(diào)節(jié)緩慢，發(fā)生積分飽和，對(duì)控制調(diào)節(jié)不利，且受到計(jì)算機(jī)字長的限制，當(dāng)超過字長時(shí)，引起積分丟失現(xiàn)象。增量式算法無此缺點(diǎn)，而且系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)切換時(shí)，增量式PID由于執(zhí)行元件保存了過去的位置，因此沖擊較小，即使發(fā)生故障時(shí)，也由于執(zhí)行元件的寄存作用，仍可保存元件位，對(duì)被控制過程的影響較小。但是理想算法存在自身不足，而且具體工業(yè)過程的控制有一定的特殊性，故采用實(shí)際PID算法，有較強(qiáng)的干擾抑制能力。9．試列出一些改進(jìn)的PID算法，并分析其改進(jìn)特點(diǎn)及適用場(chǎng)合答：改進(jìn)的PID算法有：（1）帶有死區(qū)的PID控制——當(dāng)控制偏差在某個(gè)閥值以內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)不進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)超過這個(gè)閥值時(shí)，系統(tǒng)按照PID進(jìn)行調(diào)節(jié)，表示為式中B為閥值，O-B的區(qū)間稱為死區(qū)。該控制方式適用于要求控制作用盡可能少變動(dòng)的場(chǎng)合，如在中間器皿的液面控制。（2）飽和作用的抑制（A）PID位置算法的積分飽和作用機(jī)器抑制——采用遇限削弱積分法和積分分離法。（B）PID增量算法的飽和作用及其抑制（C）干擾的抑制——四點(diǎn)中的差分法。該控制方式適用于可能出現(xiàn)飽和效應(yīng)的場(chǎng)合，即控制量因受到執(zhí)行元件機(jī)械和物理性能的約束而限制在有限范圍以內(nèi)，Umax<=U<=Umax，控制器執(zhí)行的控制量不再是計(jì)算值。︱△U︱<=△Umax.10．在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，采樣周期是如何確定的？為什么執(zhí)行器響應(yīng)速度較慢時(shí)對(duì)采樣周期可適當(dāng)選大一些？答：采樣周期的選擇主要從以下幾個(gè)方面來考慮：1。從對(duì)控制質(zhì)量的要求考慮，采樣周期小一些，控制效果好。2。從被控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特征考慮，若對(duì)象的反應(yīng)速度快，選用較短的采樣周期；如果對(duì)象的反應(yīng)速度慢，則選用較長的采樣周期。3。從執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求考慮，有時(shí)需要計(jì)算機(jī)輸出的控制信號(hào)保持一定的時(shí)間寬度，為使執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠按預(yù)期的調(diào)節(jié)規(guī)律運(yùn)作，則采樣周期可選長一些。4。從抗干擾的要求看，希望采樣周期短些。5。從計(jì)算機(jī)的工作量和每個(gè)控制回路的成本看，希望采樣周期大些。綜上所述，必須根據(jù)拘役情況和主要的要求作出選擇，當(dāng)執(zhí)行器相應(yīng)速度較慢時(shí)，采樣周期應(yīng)適當(dāng)選大些，以保證執(zhí)行器能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的調(diào)節(jié)規(guī)律。11．已知模擬調(diào)節(jié)器的傳遞各數(shù)G（S）=（1+0.17S）/0.085S，現(xiàn)在要用數(shù)字PID算法來實(shí)現(xiàn)，試分別寫出相應(yīng)的位置式和增量式PID算法表達(dá)式，設(shè)采樣周期為To=0.2S.解：由G（S）=，可得：=1=0.17=0.085位置式u(k)={e(k)+}代入T=0.2u(k)={e(k)+}增量式：u(k)=+其中：u(k)=+12．計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有哪些基本原則？其設(shè)計(jì)步驟是怎樣的答：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則：1。系統(tǒng)操作性能好——使用方便和維修方便。2。可靠性高。3。通用性好，便于擴(kuò)充。4。實(shí)時(shí)性強(qiáng)——表現(xiàn)在時(shí)間驅(qū)動(dòng)和時(shí)間驅(qū)動(dòng)能力上。5。設(shè)計(jì)周期短，價(jià)格便宜。設(shè)計(jì)步驟：1.確定系統(tǒng)整體控制方案：確定系統(tǒng)整體控制方案；確定系統(tǒng)的構(gòu)成方式；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備選擇;2.確定控制算法;3.系統(tǒng)硬軟件的設(shè)計(jì):4.系統(tǒng)調(diào)試。13．如何提高計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性？有哪些方法途徑？答：為了提高計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性，常采用提高元器件的可靠性，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的冗條技術(shù)，采取抗干擾措施，采用故障診斷和系統(tǒng)恢復(fù)技術(shù)以及軟件可靠性技術(shù)等。常用的冗條系統(tǒng)——并聯(lián)系統(tǒng)，備用系統(tǒng)，表決系統(tǒng)?？垢蓴_措施——電磁干擾的屏蔽；隔離技術(shù)；共模輸入法；電源系統(tǒng)的干擾抑制；布線的防干擾；接地設(shè)計(jì)；軟件的抗干擾措施。14．過程控制系統(tǒng)所處的干擾環(huán)境是極其惡劣的，試闡述它所受的干擾有哪些？答：干擾分為3類：（1）空間感應(yīng)干擾，它以電磁感應(yīng)形式進(jìn)入系統(tǒng)的任何部件和線路（2）類干擾是通過對(duì)通道的感應(yīng)，傳輸結(jié)合，地線聯(lián)系進(jìn)入通道部分的干擾（3）電網(wǎng)的沖擊波通過變壓器結(jié)合系統(tǒng)進(jìn)入電源系統(tǒng)而傳到各個(gè)部分的。15．共模干擾與串模干擾個(gè)有什么特點(diǎn)，它們是如何進(jìn)入系統(tǒng)造成干擾的？答：在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于對(duì)象，通道裝置比較，通道與被測(cè)信號(hào)之間往往要長線連接，由此造成了被測(cè)信號(hào)地線和主機(jī)地線之間存在一定的電位差，它作為干擾，同時(shí)施加在通道的兩個(gè)輸入端上，稱為共模干擾。共模干擾的抑制措施：采用高共模抑制比的差動(dòng)放大器，采用浮地輸入雙層屏蔽放大器，光電隔離，使用隔離放大器。16．長線傳輸干擾為什么不可避免，如何加以抑制？答：在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于對(duì)象，通道裝置比較分散，通道與被測(cè)信號(hào)之間望完要長線連接，由此造成了被測(cè)信號(hào)地線和主機(jī)地線之間存在一定的電位差，它作為干擾，同時(shí)施加在通道的兩個(gè)輸入端上，稱為共模干擾。共模干擾的抑制措施：采用高共模抑制比的差動(dòng)放大器，采用浮地輸入雙層屏蔽放大器，光電隔離，使用隔離放大器。17．模擬地與數(shù)字地為何必須嚴(yán)格分開？答：模擬地是作為A/D轉(zhuǎn)換，前置放大器，比較器等模擬信號(hào)傳遞電路的零電位；數(shù)字地即邏輯地，主要是指TTL或CMOS印刷電路板的地端，作為數(shù)字邏輯的零位。18．在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，常用的抗干擾措施有哪些？分析合理接地的重要性。答：抗干擾措施——電磁干擾的屏蔽；隔離技術(shù)；共模輸入法；電源系統(tǒng)的干擾抑制；布線的防干擾；接地設(shè)計(jì)；軟件的抗干擾措施。接地問題在計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)抗干擾中有重要地位，接地不當(dāng)，將引入干擾。接地設(shè)計(jì)目的在于消除各電路電流流徑一個(gè)公共地線阻抗時(shí)所產(chǎn)生的噪音電壓，避免受磁場(chǎng)和地電位差的影響，即不使其形成地環(huán)路，使屏蔽和濾波有環(huán)路，確保系統(tǒng)安全。19．可偏程序調(diào)節(jié)器與普通模擬儀表相比有哪些異同及優(yōu)點(diǎn)？答：可偏程序調(diào)節(jié)器是一種可以由用戶編制程序，構(gòu)成各種控制方式的數(shù)字化儀表，它以微處理器為運(yùn)算控制的核心，是單元組各式儀表向微機(jī)化發(fā)展和計(jì)算機(jī)控制向分散化發(fā)展兩者相結(jié)合的方向，具有邏輯控制，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)，分支以及子程序等順序控制功能，又有數(shù)字運(yùn)算，數(shù)據(jù)處理，模擬量調(diào)節(jié)，操作顯示以及聯(lián)網(wǎng)通信等各種功能。特點(diǎn)：1。編制程序簡單。2。控制系統(tǒng)簡單，通用性強(qiáng)。3。抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。4。體積小，維護(hù)方便。5?？s短了設(shè)計(jì)，施工，投產(chǎn)調(diào)試周期，應(yīng)用前景廣闊。20．可編程序調(diào)節(jié)器由哪些部分組成的？各部分的主要作用是什么？答：可遍程序調(diào)節(jié)器有四部分組成：1。輸入，輸出部件；是PC與被控設(shè)備連接起來的部件。2。中央處理器，是PC的大腦，處理和運(yùn)行用戶程序，監(jiān)控中央處理機(jī)和輸入輸出部件的狀態(tài)，并作出邏輯判斷。3。電源部件，是將交流電源轉(zhuǎn)換成供PC的微處理器，存儲(chǔ)器等電子電路工作所需要的直流電流，是PC能正常工作。4。編程器，是PC最重要的外圍設(shè)備，PC需要編程器輸入，檢查，修改，調(diào)試用戶程序，也可在線監(jiān)視PC的工作情況。21．試簡述可編程序調(diào)節(jié)器的基本工作過程。答：可編程序調(diào)節(jié)器的工作過程有三部分：=1\*GB3①輸入采樣—即讀狀態(tài)信息。=2\*GB3②程序執(zhí)行—通過CPU中的運(yùn)算器對(duì)讀入的輸入信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算。=3\*GB3③輸出刷新—當(dāng)所有的指令執(zhí)行完畢時(shí)，集中把輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)通過輸出部件轉(zhuǎn)換成被控設(shè)備所能接受的電壓或電流信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)被控設(shè)備，使之完成預(yù)定的任務(wù)。第六章典型過程控制系統(tǒng)應(yīng)用方案1.離心式壓縮機(jī)防喘振的控制方案有什么特點(diǎn)?答:壓縮機(jī)防喘振的控制方案分為固定極限流量法和可受流量極限流量法,固定極限流量法是控制壓縮機(jī)的入口流量不低于某一不受的極限值,以防止喘振現(xiàn)象的產(chǎn)生.該方案結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行安全可靠,投資費(fèi)用少,但產(chǎn)生喘振現(xiàn)象的流量極限值統(tǒng)統(tǒng)與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān).因此當(dāng)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速不是衡值時(shí),不宜采用次方案,當(dāng)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速可變時(shí),進(jìn)入喘振區(qū)的極限流量也是變化的.這個(gè)極限流量可以根據(jù)壓縮機(jī)的安全操作線經(jīng)計(jì)算得到,可變極限流量法就是控制壓縮機(jī)的入口流量,使之不低于由計(jì)算得到的流量極限值,以防止喘振現(xiàn)象的發(fā)生.該方案要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)來計(jì)算流量的極限值.較麻煩,而且當(dāng)安全操作線的方程不相同時(shí),有不同的計(jì)算方法和相應(yīng)的控制方案.但這種方案在壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速不恒定,負(fù)荷需要變動(dòng)的場(chǎng)合下,使用較可靠較經(jīng)濟(jì).2.單回路控制系統(tǒng)的主要應(yīng)用場(chǎng)合有哪些?答:單回路控制系統(tǒng)通常是指由一個(gè)被控對(duì)象,一個(gè)檢測(cè)元件及傳感器或變速器,一個(gè)控制器和一個(gè)執(zhí)行器所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng),主要應(yīng)用于控制負(fù)荷變化較小的被控對(duì)象,被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性易于控制工藝對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的要求不高時(shí),可選用單回路控制系統(tǒng).3.為什么選擇控制參數(shù)時(shí)要從分析過程特性入手?怎樣選擇一個(gè)可控性良好的量作為控制參數(shù)?答:在生產(chǎn)過程中,存在著各種各樣的被控對(duì)象.這些對(duì)象的特性各不相同,有的較易操作,工藝變量能夠控制的比較平穩(wěn),有的卻很難操縱,工藝變量容易產(chǎn)生大幅段波動(dòng),容易越出工藝允許的范圍,只有充分了解和熟悉對(duì)象特征,才能使工藝生產(chǎn)在最佳狀態(tài)下運(yùn)行,因此,在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),首先必須充分了解被控對(duì)象的特征,掌握他的內(nèi)在規(guī)律,才能選擇合適的被控變量,操縱變量.被控變量的選擇原則:信號(hào)可直接測(cè)得,測(cè)量變送環(huán)節(jié)的滯后小.可選擇與之有單質(zhì)函數(shù)關(guān)系的間接參數(shù)(當(dāng)不能直接獲取時(shí))獨(dú)立變量考慮工藝合理性及當(dāng)前儀表性能操縱變量的選擇原則:(1).考慮工藝合理性(2)考慮被控對(duì)象特征:使被控對(duì)象控制通道的放大系數(shù)較大,時(shí)間常數(shù)較小,純滯后時(shí)間越小越好.使被控對(duì)象干擾通道的放大系數(shù)盡可能小,時(shí)間常數(shù)越大越好.4.化學(xué)反應(yīng)里對(duì)自動(dòng)控制有什么基本要求?答:基本要求有以下幾個(gè)方面:=1\*GB3①控制指標(biāo)—根據(jù)進(jìn)行的反映不同,指標(biāo)選擇不同,如反應(yīng)轉(zhuǎn)化率,產(chǎn)品的質(zhì)量,產(chǎn)量等直接指標(biāo)或T.P②物料平衡和能量平衡,以使反映能正常進(jìn)行=3\*GB3③約束條件:保證反應(yīng)里能安全正常操作所要求的條件=4\*GB3④盡可能將干擾作用排除在反應(yīng)之前,以保證產(chǎn)品質(zhì)量.5.為什么大多數(shù)反應(yīng)器的主要被控量都是溫度？對(duì)于大多數(shù)反映皿來說,其控制要求是在一定的約束條件和保持物料平衡的情況下,使反映皿的生成物的質(zhì)量指標(biāo)符合一定的要求,化學(xué)反應(yīng)皿的質(zhì)量指標(biāo)一般指反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率或反映生成物的規(guī)定濃度,但是轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)物濃度一般不易直接測(cè)量,所以要尋找與轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)物濃度有一定關(guān)系的間接質(zhì)量指標(biāo),對(duì)于化學(xué)反應(yīng)皿,一般總伴隨有熱效應(yīng),不是吸熱就是放熱,所以溫度量最能夠表征轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)物濃度的間接控制指標(biāo),如果再輔以壓力和處理量等控制系統(tǒng),即可保證反映皿的正常操作.以溫度作為被控變量,由于溫度較宜測(cè)量,且影響溫度的變量教多,給選擇操縱變量提供了方便條件,故較宜構(gòu)成相應(yīng)的溫度控制系統(tǒng),但有時(shí)以溫度作為間接控制指標(biāo),并不能保證質(zhì)量穩(wěn)定,當(dāng)有干擾作用時(shí),轉(zhuǎn)化率和反映生成物組合等仍會(huì)受到影響,特別是在有些反映中,溫度與生成物組合間不完全是單值關(guān)系,這就需要不斷根據(jù)情況去改變溫度控制系統(tǒng)的給定值,在有催化劑的反映皿中由于催化劑的活性變化,溫度給定值也要隨之改變6．生產(chǎn)過程一般對(duì)換熱器控制系統(tǒng)有什么要求？答：生產(chǎn)過程對(duì)換熱器控制系統(tǒng)的要求有以下幾點(diǎn)：被控變量要求是冷卻介質(zhì)（被加熱介質(zhì)）的出口溫度；加熱介質(zhì)是廢熱熱源時(shí)，為了節(jié)省能量，要求最大限度地加以利用，所以一般不對(duì)其流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，而是調(diào)節(jié)被加熱介質(zhì)的流量。對(duì)于兩側(cè)均無相變化的換熱器的控制，要穩(wěn)定被加熱介質(zhì)的出口溫度?？梢酝ㄟ^改變載熱體自身流量，改變載熱體旁路流量，改變被加熱介質(zhì)自身流量，改變被加熱介質(zhì)的旁路流量。當(dāng)郵箱便是，如蒸氣冷凝，其控制方案可以通過改變加熱蒸汽流量或改變冷凝水排出量來維持被加熱介質(zhì)出口溫度的穩(wěn)定。補(bǔ)：已知閥的最大流量，可調(diào)范圍R=30。試分別計(jì)算在理想情況下閥的相對(duì)行程為0.1，0.2，0.8，0.9時(shí)的流量值R，并比較不同理想流量特性的控制閥在小開度時(shí)的流量變化情況。直線流量特性；等百分比流量特性。解：（1）根據(jù)直線流量特性的相對(duì)流量與相對(duì)行程之間的關(guān)系：分別代入：，R=30，0.1，0.2，0.8，0.9等數(shù)據(jù)，可計(jì)算出在相對(duì)行程為0.1，0.2，0.8，0.9時(shí)的流量值。，，，（2）根據(jù)直線流量特性的相對(duì)流量與相對(duì)行程之間的關(guān)系：代入數(shù)據(jù)得：，，，由上述數(shù)據(jù)可得，對(duì)于直線流量特性的控制閥，相對(duì)行程有10%變化到20%時(shí)，流量變化值為：100%=74.4%；相對(duì)行程由80%變化到90%時(shí)，流量變化的相對(duì)值為100%=12%，由此可見，對(duì)于直線流量特性的控制閥