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 5 习题课一习题课一 1 常用过程控制系统可分为哪几 常用过程控制系统可分为哪几 类 类 答 常用过程控制系统可分为闭环答 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 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 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 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 简述被控对象 被控变量 扰 动 设定值和偏差的含义动 设定值和偏差的含义 答 被控对象 简称对象 指自动答 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 程的一部分或全部 被控变量 被控对象中要求实现自被控变量 被控对象中要求实现自 动控制的物理量 例如温度动控制的物理量 例如温度 湿度湿度 压力压力 等 等 扰动 又称扰动 是引起被控变量扰动 又称扰动 是引起被控变量 发生变化的外部原因 发生变化的外部原因 设定值 又称给定值 即通过控制设定值 又称给定值 即通过控制 作用 使被控变量达到要求的数值 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偏差 被控变量的设定值与实际值 之差 之差 3 过程系统衰减的动态指标有哪 过程系统衰减的动态指标有哪 些 些 答 最大偏差答 最大偏差 A 或超调量或超调量 B 衰 衰 减比 上升时间 振荡周期 过渡时减比 上升时间 振荡周期 过渡时 间 间 4 从过渡曲线可以看出最大偏差 从过渡曲线可以看出最大偏差 A 45 40 5 衰减比衰减比 n 45 42 15 14 1 07 1 余差余差 C 41 40 1 过渡时间 由题意被控变量进入新过渡时间 由题意被控变量进入新 稳态值的稳态值的 2 就可以认为过渡过程 就可以认为过渡过程 结束 那么限制范围应是结束 那么限制范围应是 41 2 0 82 由图可以看出过 由图可以看出过 渡时间为渡时间为 23min 振荡周期振荡周期 T 18 5 13min 该控制系统能满足控制温度为该控制系统能满足控制温度为 40 2 的工艺要求 的工艺要求 5 有两台测量仪表 其测量范围 有两台测量仪表 其测量范围 分别为分别为 0 800 和和 600 1100 已知其 已知其 绝对误差的最大值均为绝对误差的最大值均为 6 试求它 试求它 们的准确度等级 们的准确度等级 解 相对误差的计算公式为 解 相对误差的计算公式为 对于第一台仪表 对于第一台仪表 第二台仪表 第二台仪表 根据仪表的精度等级 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 可以确定第序列 可以确定第 一台仪表的精度为一台仪表的精度为 1 0 第二台仪表的 第二台仪表的 0 100 100 xxx 标尺上限值标尺下限值 2 6 100 1 2 1100600 1 6 100 0 75 8000 精度为精度为 1 5 6 某设备被测温度为 某设备被测温度为 400 左右 左右 现有两支温度计 一支测量范围为现有两支温度计 一支测量范围为 0 1000 准确度等级为 准确度等级为 1 0 另一支 另一支 范围为范围为 0 600 准确度等级为 准确度等级为 1 5 应 应 选择哪一支温度计进行测量 为什么 选择哪一支温度计进行测量 为什么 解 测时范围都满足要求解 测时范围都满足要求 第一支温度计测量的最大误 第一支温度计测量的最大误 差为差为 第二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 一般要求测量值为仪表量程 一般要求测量值为仪表量程 的的 2 3 左右 能提高测量精度 左右 能提高测量精度 综上分析 如测量精度要求综上分析 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 则可以选择温度计 如测量精度允许 则可以选择 第二支温度计 第二支温度计 7 爆炸必须具备的三个条件是什 爆炸必须具备的三个条件是什 么 么 1 4004 C 1 5 4006 C 4 C 答 爆炸必须具备的三个条件是 答 爆炸必须具备的三个条件是 爆炸性物质 氧气 空气和点燃源同时爆炸性物质 氧气 空气和点燃源同时 存在 存在 8 构成一个安全火花防爆系统的 构成一个安全火花防爆系统的 充要条件是什么 充要条件是什么 答 答 构成一个安全火花防爆系统的构成一个安全火花防爆系统的 充要条件有 充要条件有 在危险现场使用的仪表在危险现场使用的仪表 必须是安全火花型的 必须是安全火花型的 现场仪表与非危险场所现场仪表与非危险场所 包括控包括控 制室制室 之间的电路连接必须经过防爆栅 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 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 现场以外也不引入危险火花 1010 习题课二习题课二 1 差压式液位计的测量原理是什么 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 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 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 变送器的安装位置与容器的最低液位 H 0 不在 不在 同一水平位置同一水平位置 会产生零点迁移 会产生零点迁移 正迁移正迁移 取压点在最低液位以下时 将变送器的零点沿取压点在最低液位以下时 将变送器的零点沿 的坐标正方向迁移一个相应 的坐标正方向迁移一个相应 的位置 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 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 几种常用控制规律的数学表达式分别是什么 eKu P 2 P I D 单独控制的优缺点分别是什么 单独控制的优缺点分别是什么 比例控制最大的优点 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 差成比例地变化 比例控制的缺点 比例控制的缺点 在负荷变化时有余差 在负荷变化时有余差 积分控制积分控制 优点 积分控制可以消除余差优点 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 化 开始变化小 随着时间增加 变化才逐渐增强 时间长 有滞后时间长 有滞后 微分控制微分控制 优点 提前控制 有助于稳定优点 提前控制 有助于稳定 缺点 有余差缺点 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 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 越大 比例控制作用越弱 越大 比例控制作用越弱 越小 比例控制作用越强 越小 比例控制作用越强 积分时间越大 积分作用越小积分时间越大 积分作用越小 微分时间越大 微分作用越强 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 它可以控制流量 压力 和液位三个参数 和液位三个参数 2 工频水泵 只有 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 一个运行频率 用一个开关直接控制其停止与运行 1414 习题课三习题课三 1 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 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 1 流体必须是充满圆管 并连续流体必须是充满圆管 并连续 2 2 流体的流动是稳定的流体的流动是稳定的 3 3 流体必须是单相的 均匀的牛顿流体流体必须是单相的 均匀的牛顿流体 4 4 流体在流过节流装置前与管道轴线平行 没有涡流 流体在流过节流装置前与管道轴线平行 没有涡流 2 2 导压管和差压计的安装时要注意哪些问题 导压管和差压计的安装时要注意哪些问题 液体 1 用 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 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 腐蚀性液体或气体 加装隔离罐 蒸汽 两根导压管在相同高度 3 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 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