化工过程控制工程习题集(1).ppt

1 化工过程控制工程习题集 之三 问答题 2 1 生产过程的数据记录 实验数据记录以及数据处理应当遵循的最基本的原则是什么 请应用这一原则 计算如下题目 用五位数字电压表测一支20 精度的150 电阻上的电压 显示值为10 523V 试算出该电阻的耗散功率和流过的电流 答案 有效数字原则电阻值和电压值应分别记录为1 5 102 1 05 10V计算得功率 电流分别为7 4 102mW 7 0 10Ma 3 2 什么叫测量误差 为什么会产生测量误差 答案 测量值与 真值 之间的差异叫测量误差 人们进行测量的目的 是要求得被测量的 真值 尽管 真值 客观存在 但在实际测量中 由于被测量 测量原理和方法 测量仪表 或设备 测量环境及测量者本身都要受许多主 客观因素的影响 因而很难测得被测量的 真值 这就是为什么会产生测量误差的主要原因 这种情况在测量过程中是普遍存在的 4 3 测量值 真值 误差 修正值之间有何关系 如何表示测量误差 答案 答案 测量值 真值 误差 修正值之间的关系如下 误差 测量值 真值修正值 真值 测量值误差 修正值测量误差的表示方法 绝对误差 测量值 真值相对百分误差 最大绝对误差 仪表指示范围 100 5 4 按测量误差出现的规律来分类 它可分为哪几类 各类有何特点 产生该类误差的主要原因是什么 答案 按测量误差出现的规律来分类 它可分为系统误差 偶然误差 疏忽误差 系统误差的主要特点是容易消除或修正 产生系统误差的主要原因是 仪表本身的缺陷 使用仪表的方法不正确 观测者的习惯或偏向 单因素环境条件的变化等 偶然误差又称随机误差 因它的出现完全是随机的 其主要特点是不易发觉 不好分析难于修正 但它服从与统计规律 产生偶然误差的原因复杂 因为它是许多复杂因素微小变化的共同作用的结果所致 疏忽误差的主要特点是无规律可循 切明显的与事实不符 产生这类误差的主要原因是观察者的失误或外界的偶然干扰 6 5 在设计计算节流装置时 差压值应如何选择 答案 在设计计算节流装置时 差压值的选择应考虑下列因素 1 差压值大时 所需的最小直管段可一短些 2 差压值大时 值变小 推荐使用的最小雷诺数较小 这样 使实际最小雷诺数有可能远大于推荐使用的雷诺数 于是流量系数趋于稳定 测量精度也就提高 3 对于差压变送器来说 一般差压大的比差压小的稳定 4 差压值大时 节流件的压力损失也大 不利于节能 在大直径低压气体管道上 还会明显限制流体通过能力 从而限制装置的生产能力 7 6 为什么用标准节流件测量气体流量时 下游绝对压力和上游绝对压力之比应大于0 75 答案 用标准节流件测量压缩气体的流量时 上游压力和下游压力是有规定的 当在设计节流件的差压时 最后一定要演算其下 上游压力是否小于0 75 因为对标准节流件来说 小于这个范围已没有试验数据 另外如果差压变大 流量的计算公式也不成立 8 7 说明测量蒸汽流量的差压变送器安装后初次启动的操作步骤 答案 应按下列步骤取操作 1 检查各个阀门 导压管 活接头等是否已连接牢固 2 检查二次阀和排污阀是否关闭 平衡阀是否打开 3 稍开一次阀 然后检查导压管 阀门 活接头等 如果不漏就把一次阀全开 4 分别打开全污阀 进行排污后 关闭排污阀 5 拧松差压室丝堵 排除其中的空气 6 待导压管内充满凝结水后方可启动差压变送器 启动差压变送器应按打开正压阀 关闭平衡阀 打开负压阀的顺序 此时仪表已启动完毕 9 8 怎样判断现场运行中差压变送器的工作是否正常 答案 由于差压变送器的故障多是零点漂移和导压管堵塞 所以在现场很少对刻度逐点校验 而是检查它的零点和变化趋势 具体方法如下 1 零点检查 关闭正 负压截止阀 打开平衡阀 此时电动差压变送器输出电流应为4mA 气动差压变送器输出气压为20kPa 2 变化趋势检查 零点检查以后 各阀们恢复以前的开表状态 打开负压室的排污阀 这时变送器的输出应为最大 即电动差压变送器为20mA以上 气动差压变送器为100kPa以上 若只打开正压室排污阀 则输出为最小 即电动差压变送器为4mA以下 气动差压变送器为20kPa以下 打开排污阀时 被测介质排出很少或没有 说明导压管有堵塞现象 要设法疏通 3 对于测量蒸汽的差压变送器 排污时会将导压管内冷凝液放掉 所以应等导压管内充满冷凝液后 再投入运行 由于充满冷凝液时间较长 影响仪表使用 所以测蒸汽的差压变送器 是不轻易排污的 导压管内充有隔离液也很少排污 10 9 气动薄膜执行机构的薄膜有哪六种规格 答案 200 280 400 630 1000 1600 11 10 据你所知 写出十种常见的调节阀结构型式 答案 答案 直通单座调节阀 直通双座调节阀 角型调节阀 高压调节阀 三通调节阀 隔膜调节阀 偏心调节阀 套筒型调节阀 蝶阀 球阀 12 11 调节阀阀心型式一般分为哪两大类 答案 直行程阀芯 角行程阀芯 13 12 四种常见的上阀盖型式为哪些 答案 普通型 散 吸 热型 长径型 波纹管密封型 14 13 国内常用的调节阀填料有哪两种 答案 聚四氟乙稀 石墨石棉 15 14 什么是调节对象 给定值和偏差 答案 自动调节系统的生产设备叫做调节对象或简称对象 而生产中要求保持的工艺指标 称为给定值 对于自动调节系统中 习惯采用给定值X减去测量值Z作为偏差e 即e X Z 给定值X大于测量值Z时为正偏差 而给定值X小于测量值Z时为负偏差 16 15 偏差信号的含义在单独讨论调节器时和讨论自动化系统时是否相同 答案 不一样 在单独讨论调节器时 偏差信号e是用测量值Z减去给定值X计算的 即e Z X 而在自动化系统中却习惯采用给定值X减去测量值Z来作为偏差信号e的 即e X Z 虽然都叫偏差信号 但是 在这两种不同场合 计算方法正好相反 应当注意区别 17 16 有一流量调节系统 信号传输管线很长 因此 系统产生较大的传送滞后 有人设想给调节器后加微分器来改善系统特性 试问这种设想合理否 为什么 若不合理 应采取什么措施合理 答案 这种设想不合理 因为信号传送滞后是纯滞后 而微分作用不能克服纯滞后 合理的措施是采用1 1继动器加在信号传输线之间 以增大信号流速 从而减小传输滞后 改善系统特性 18 17 利用微分作用来克服控制系统的信号传递滞后的设想是否合理与正确 答案 这种设想不合理 因为信号传送滞后是纯滞后 而微分作用不能克服纯滞后 合理的措施是采用1 1继动器加在信号传输线之间 以增大信号流速 从而减小传输滞后 改善系统特性 19 18 构成一个自动调节对象应具备哪三个条件 答案 1 调节对象中的被调节参数是可以连续测量的 2 在调节对象中存在着影响被调节参数使之偏离给定值的干扰因素 3 在调节对象中至少可以找到一个量是可以进行调节的 即所谓可控的 通过对这个量的调节 将补偿外界干扰对被调参数的影响 使被调节参数维持不变这个量即是所谓的调节参数 20 19 采用PID调节器 在什么情况下需要对纯滞后对象进行补偿 答案 采用PID调节器的条件是对象纯滞后不能太大 如果对象纯滞后较大 仍采用PID调节器 就必须考虑纯滞后补偿 纯滞后对象传递函数为G s KE s根据对象时间常数T 对象增益K 对象纯迟后 之间的函数关系来决定是否进行补偿 1 对象纯迟后 小于对象时间常数T的1 10时 则不用进行纯迟后补偿 2 当 大于T 2时 需要考虑补偿 当 大于1 5T时 则一定要补偿 21 20 自动调节系统的工作品质用什么指标来衡量 答案 1 最大偏差 指被调参数在过渡过程中偏离给定值的最大幅度 2 余差 指过渡过程结束后 被调参数的新稳定值与给定值之差 3 衰减比 是衰减震荡过程前后两个波的峰值之比 4 震荡周期 是衰减过程震荡一次所需的时间 5 过渡时间 指从被调参数变化之时起 直到被调参数进入新的稳态值的 5 需要的时间 6 过渡时间 指从被调参数变化之时起 直到被调参数进入新的稳态值的 5 所需要的时间 22