梁哥版过程控制习题说课讲解.docx

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梁哥版过程控制习题说课讲解

梁哥版过程控制习题

　出版说明

　　前言

　　第1章概论

　　1.1过程控制概况

　　1.2过程控制的发展

　　1.3目前的主要技术和发展方向

　　1.4思考题

　　参考文献

　　第2章过程的数学模型

　　2.1过程动态特性的描述方法

　　2.2典型过程的动态特性

　　2.3控制系统其他环节的动态特性

　　2.4过程控制系统的性能指标

　　2.5思考题5习题课一

1、常用过程控制系统可分为哪几类？

答：

常用过程控制系统可分为闭环控制系统和开环控制系统两类。

其中，闭环控制系统又可分为定值控制系统，随动控制系统和程序控制系统。

2、简述被控对象、被控变量、扰动、设定值和偏差的含义？

答：

被控对象：

简称对象，指自动控制系统中要进行控制的设备或生产过程的一部分或全部。

被控变量：

被控对象中要求实现自动控制的物理量，例如温度,湿度,压力等。

扰动：

又称扰动，是引起被控变量发生变化的外部原因。

设定值：

又称给定值，即通过控制作用，使被控变量达到要求的数值。

偏差：

被控变量的设定值与实际值之差。

3、过程系统衰减的动态指标有哪些？

答：

最大偏差A（或超调量B）、衰减比、上升时间、振荡周期Ｔ、过渡时间。

4、从过渡曲线可以看出最大偏差A=45-40=5；

衰减比n=45/42=15：

14=1.07：

1；

余差C=41-40=1；

过渡时间：

由题意被控变量进入新稳态值的±2%，就可以认为过渡过程结束，那么限制范围应是41*±2%=±0.82℃，由图可以看出过渡时间为23min.

振荡周期T=18-5=13min

该控制系统能满足控制温度为（40±2）℃的工艺要求。

5、有两台测量仪表，其测量范围分别为0~800℃和600~1100℃，已知其绝对误差的最大值均为±6℃，试求它们的准确度等级。

解：

相对误差的计算公式为：

对于第一台仪表：

第二台仪表：

根据仪表的精度等级：

0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0序列，可以确定第一台仪表的精度为1.0；第二台仪表的精度为1.5。

6、某设备被测温度为400℃左右，现有两支温度计，一支测量范围为0~1000℃，准确度等级为1.0，另一支范围为0~600℃，准确度等级为1.5，应选择哪一支温度计进行测量？

为什么？

解：

（１）测时范围都满足要求

（２）第一支温度计测量的最大误差为

第二支温度计测量的最大误差为

（３）一般要求测量值为仪表量程的2/3左右，能提高测量精度。

综上分析，如测量精度要求较高，误差不能超过，则只能选第一支温度计，如测量精度允许，则可以选择第二支温度计。

7、爆炸必须具备的三个条件是什么？

答：

爆炸必须具备的三个条件是：

爆炸性物质，氧气：

空气和点燃源同时存在。

8、构成一个安全火花防爆系统的充要条件是什么？

答：

构成一个安全火花防爆系统的充要条件有：

①在危险现场使用的仪表必须是安全火花型的；

②现场仪表与非危险场所（包括控制室）之间的电路连接必须经过防爆栅。

只有这样，才能保证事故状况下，现场仪表自身不产生危险火花，从危险现场以外也不引入危险火花。

10习题课二

1、差压式液位计的测量原理是什么？

容器内液位变化时，由液柱高度产生的静压也相应变化。

2、零点迁移产生的原因？

什么是正迁移和负迁移？

实现零点迁移的方法是什么?

使用差压式液位产生零点迁移的原因:

变送器的安装位置与容器的最低液位（H=0）不在同一水平位置，会产生零点迁移。

正迁移:

取压点在最低液位以下时，将变送器的零点沿⊿Ｐ的坐标正方向迁移一个相应的位置。

实现零点迁移的方法是调整变送器内部设置的零点迁移弹簧，改变弹簧的张力来抵消零点迁移量的作用力。

1、几种常用控制规律的数学表达式分别是什么？

2、P、I、D单独控制的优缺点分别是什么？

比例控制最大的优点：

及时、迅速。

控制器的输出与输入成正比，只要有偏差存在，控制器输出与偏差成比例地变化。

比例控制的缺点：

在负荷变化时有余差。

积分控制

优点：

积分控制可以消除余差

缺点：

输出变化滞后于偏差的变化，开始变化小，随着时间增加，变化才逐渐增强。

　　（时间长、有滞后）

微分控制

　优点：

提前控制，有助于稳定

　缺点：

有余差

3、比例度、积分时间和微分时间的大小对控制系统过渡过程有什么影响？

δ越大，比例控制作用越弱，

δ越小，比例控制作用越强。

积分时间越大，积分作用越小

微分时间越大，微分作用越强。

1、A3000过程控制系统的两条支路走向是怎样的？

一支路：

储水箱－手动阀门－1＃水泵－变频器（西门子）－智能流量计（西门子）－涡轮流量计－压力变送器－手动阀门－散热管－手动阀门－下水箱－储水箱

二支路：

储水箱－手动阀门－2＃水泵－涡轮流量计－压力变送器－气动薄膜调节阀（西门子）－手动阀门－下水箱－储水箱

2、A3000过程控制系统的三个执行机构分别是什么？

三个执行机构：

调压模块、变频器、气动调节阀

3、A3000过程控制系统的两个电机分别怎样控制？

1＃变频水泵：

由变频器控制其工作频率，频率范围为0-50HZ，它可以控制流量、压力和液位三个参数。

2＃工频水泵：

只有50一个运行频率，用一个开关直接控制其停止与运行。

14习题课三

1、使用标准节流装置应具备的管道条件和流体条件有哪些？

1.流体必须是充满圆管，并连续

2.流体的流动是稳定的

3.流体必须是单相的、均匀的牛顿流体

4.流体在流过节流装置前与管道轴线平行，没有涡流。

2、导压管和差压计的安装时要注意哪些问题？

１、液体

（1）用Ｄ＝10-12mm钢管作导压管

（2）差压计低于节流装置

（3）取压点与管道水平轴线夹角为0-45℃

（4）导压管平行铺设，保证完全充满液体

（5）导压管上端设置集气罐及放空阀

２、气体

（1）取压点、差压度设在节流装置上半部

（2）导压管垂直向上，或向上倾斜一定坡度

（3）设集液罐及放空阀

３、腐蚀性液体或气体，加装隔离罐

４、蒸汽：

两根导压管在相同高度

3、隔膜调节阀的优点、缺点分别是什么？

它可以应用在哪些场合？

优点：

结果简单、流阻小，流通能力比同口径的其他种类的阀要大。

由于介质用隔膜与外界隔离，介质不会泄露，耐腐蚀性强。

缺点：

隔膜阀的耐高温、高压能力较差，流量调节范围小，限制了它的应用。

应用场合：

适用于强酸、强碱、强腐蚀性介质的调节，也能用于高粘度及悬浮颗粒状的介质的调节。

4、怎样选择执行器？

1.结构型式

２.气开、气关形式

３.口径大小