化工设备机械基础补充作业题

1、补充作业题11. 在某化工控制系统中，设定值按预先设定程序变化的控制系统称为（ C ）。（a）定值控制系统；（b）随动控制系统；（c）程序控制系统2. 在控制系统方块图中，控制器的给定值为x，输入的测量值为z，如果该控制系统为负反馈系统，则偏差值e为( B )。（a）e=x+z；（b）e=x-z；（c）e=-z；（d）-x； 3. 化工自动控制中，理想的调节系统过渡过程是（b）（a）被调参数非周期性衰减过程； （b）被调参数周期性衰减振荡过程；（c）被调参数等幅振荡过程； （d）被调参数发散振荡过程4. 描述被控对象特性的参数有放大系数K、时间常数T，滞后时间，下列说法正确的是（a）（a）K具

2、有静态特性，T具有动态特性；（b）K具有动态特性，T具有静态特性；（c）K和T都具有静态特性；（d）K和T都具有动态特性。5. 描述被控对象特性的时间常数T理解中，下列说法正确的是（ a ）：（a）对象受到阶跃输入作用后，被调参数达到新稳定态的63.2所需要的时间 （b）对象受到阶跃输入作用后，被调参数达到新稳定态的36.8所需要的时间（c）对象受到阶跃输入作用后，被调参数达到新稳定态的50所需要的时间（d）对象受到阶跃输入作用后，被调参数达到新稳定态的95所需要的时间6. 对于描述被控对象特性的时间常数T，正确的理解是：对象受到阶跃干扰后，假如被控变量（a）（a）保持初始速度变化，达到新稳定

3、态所需要的时间就是时间常数T。（b）保持平均速度变化，达到新稳定态所需要的时间就是时间常数T。（C）保持终了速度变化，达到新稳定态所需要的时间就是时间常数T。（d）与达到新稳定态的时间无关。7. 压力表的测量上下限范围是010MPa，校对压力表时，在标准压力表读数5MPa时，发现被校对压力表的正行程读数4.9MPa、而反行程读数5.1MPa，则压力表的变差为（a）（a）0.2 MPa； （b）0.1MPa；（c）4；（d）18. 圆形指针压力表的测量上下限范围是010MPa，测量时发现压力变化小于0.01MPa时，压力表指针不移动，压力变化等于或大于0.01MPa时，指针头开始移动，则该压力表

4、的灵敏限是（ b ）（a）1MPa； （b）0.01 MPa；（c）10，(d )1%9. 热电偶分度表中热电势数值是在冷端温度为（ a ）时的输出电势。（a）0； （b）20；（c）25；（d）3010. 对于气关式控制阀，因故切断气源后，控制阀会（ a ）。（a）自动全开；（b）自动全关；（c）保持原位置不变 对于气开式控制阀，因故切断气源后，控制阀会（ b）不变11. 具有理想流量特性的控制阀，它的放大系数随着流量的增加而增加，即阀的单位相对行程变化与此点的流量成正比，则该控制阀应该属于（a ）。（a）直线流量特性控制阀； （b）等百分比特性控制阀；（c）抛物线流量特性控制阀；（d）快开

5、流量特性控制阀 12. 如热电偶温度计的热端温度和冷端温度相同，则冷端输出热电势应该（b ）（a）小于零；（b）等于零；（c）大于零; （d）不确定13. 电磁流量计适用于（ c ）的流量测量（a）任何液体； （b）非导电性液体；（c）导电性液体； 14. 在比例控制系统，若比例度远小于临界比例度k，则过渡过程属于（b ）（a）衰减性振荡；（b）发散性振荡；（c）不能确定15. 在比例积分控制系统，若积分时间越小，则过渡过程中（a ）（a）被控变量的振荡越激烈；（b）被控变量的振荡越缓和；（c）不能确定16. 在比例积分微分三作用控制系统，微分项的作用是（ a ）（a）力图抑制被控变量变化；（

6、b）力图加速被控变量变化；（c）不能确定17. 孔板流量计在测量流体过程中，孔板左右两侧的压力差（a）（a）随流量增加而增加；（b）为常数；（c）随流量增加而减小18. 单元组合仪表DDZ控制器标准信号范围是（a）（a）010mA；（b）420mA；（c）0.020.1MPa19. 霍尔片压力传感器是通过压力弹簧管改变霍尔片在非均匀磁场中的位置，从而改变霍尔片的（ 霍尔电压）来实现压力测量和变送。20. 安装和校对氧气压力表时绝对禁止使用（a ）（a）油封； （b）铜材质的管阀；（c）不锈钢材质的管阀; （d）炭钢材质连接件21. 安装和校对氨气压力表时应当禁止使用（ b ）（a）油封； （b

7、）铜材质连接件；（c）不锈钢材质连接件；（d）炭钢材质连接件22. 圆柱卡曼涡街流量计工作原理是：当流体以足够大速度流过垂直于流体流向的节流元件时，在节流元件后面，沿两条平行线上产生排列整齐、转向相反的漩涡，生成漩涡的频率与流体速度（ b ）（a）成反比；（b）成正比；（c）成抛物线关系；（d）成对数关系23. 电磁流量计不能测量（ d ）（a）高粘度流体；（b）悬浮物流体；（c）导电性流体；（d）非导电流体24. 电容式压力变送器由左右对称的两个电容A和B组成，当A室测量膜片压力大于B室测量膜片压力，则A室电容（ c ）B室电容。（a）大于；（b）等于；（c）小于；（d）不确定25. 自动电

8、位差计应该选用的电源是（a ）（a）必须为直流电源；（b）必须为交流电源；（c）直流和交流电源都可以26. 自动平衡电桥可以选用的电源是（ c ）（a）必须为直流电源；（b）必须为交流电源；（c）直流和交流电源都可以27. 齿轮流量计特别适合（ a）的流量测量。（a）高粘度液体； （b）低粘度液体；（c）气体； （d）任何气体和液体28. 测量600以上的高温，最好采用（ a ）。（a）热电偶温度计；（b）热电阻温度计。（c）双金属温度计；（d）玻璃温度计29. 如果热电偶温度计的热端温度和冷端温度相同，则冷端输出热电势应该（ b ）（a）不等于零；（b）等于零；（c）大于零；（d）不确定30

9、. 精度0.5级、100MPa压力传感器的误差范围是（ c ） （a）50MPa；（b）5MPa；（c）0. 5MPa，（d）0.0 5MPa31. 下列（ d ）的信号范围不属于DDZ型系列仪表的标准信号范围。（a）420mA；（b）15V DC；（c）0.020.1MPa; （d）1-10mA32. 双位式控制过程中，采用的控制过程品质指标是（a）（a）振幅和周期；（b）过程过渡时间；（c）余差；（d）最大超调量33. 某一简单控制过程在工程参数整定时的等幅振荡时的临界比例度k，工业实际控制时的比例度以表示，则控制过程必须满足（ c）（a）k ；（d）不能确定34. 在比例控制系统，若比例

10、度远小于临界比例度k，则过渡过程属于（ b ）（a）衰减性振荡；（b）发散振荡；（c）不能确定 35. 转子流量计在测量流体过程中，转子上下两侧的压力差（ b）（a）随流量增加而增加；（b）为常数；（c）随流量增加而减小36. 霍尔片压力传感器是通过压力弹簧管改变霍尔片在非均匀磁场中的位置，从而改变霍尔片的（ d ）来实现压力测量和变送。（a）电容；（b）电流；（c）电阻 ；（d）电压37. 自动控制阀的理想流量特性取决于（ a）。（a）阀芯的形状；（b）并联手动阀的开度；（c）串连手动阀的开度38. 在选择性控制系统，低选器的输入信号为A、B，某时刻AB，则低选器的输出信号为（ d ）（a）

11、A+B；（b）A-B；（c）A；（d）B39. 自动电位差计作为热电偶信号的显示电路元件时，电位差计中桥路的输出电压是U1，热电偶冷端输出电压是U2，则输入显示放大电路的电压是（ d ）（a）U1；（b）U2；（c）U1+ U2；（d）U1U240. 精度0.5级、0100温度计的误差范围是（c） （a）50；（b）5；（c）0.5；（d）0. 0541. 在比例积分控制系统，积分作用可消除余差。若积分时间越长，则（b）（a）余差越小；（b）余差越大；（c）不能确定 42. 在设计串级控制系统时，应该将干扰因素（b）。（a）尽可能包含在副回路中；（b）尽可能包含在主回路中；（c）不确定43.

12、在包含主、副回路的串级控制系统中，主控制器作用方向（ C ）（a）与执行器作用方向有关；（b）与副控制器作用方向有关；（c）只与工艺对象的要求有关；（d）与副控制器和执行器作用方向有关44. 在包含主、副回路的串级控制系统中，副控制器作用方向（ d ）（a）与执行器作用方向有关；（b）与副控制器作用方向有关；（c）只与工艺对象的要求有关；（d）与副控制器和执行器作用方向有关45. 目前制定现场总线标准的国际标准化组织是（ C ）（a）ISO；（b）IEC；（c）ISO和IEC；（d）FFC 46. 数字控制器采用的电源是（ D ）（a）DC 5V；（b）DC 12V；（c）AC 24V；（d）

13、DC 24V 47. 对于一些对象控制通道滞后较小，负荷变化不大，工艺要求又不太高的被控变量的控制(贮罐的液面，以及不太重要的蒸汽压力等控制系统)，调节系统的调节规律通常选用（ D ）。（a） PI； (b) PD； (c)PID；（d） P48. 对象控制通道滞后较小，负荷变化不大，但不允许有余差的被控变量的控制（如流量、压力控制），调节系统的调节规律通常选用（ A）。 （a）PI; (b) PD ; (c) PID49. 对象滞后较大、负荷变化也较大、控制质量又要求较高的被控变量的控制（如成分、温度、pH值等），调节系统的调节规律通常选用（C ）。（a） PI ; （b） PD ; （c）

14、PID补充作业题21. 在控制流程图中，仪表符号“PIRC”的含义是指一台具有压力显示、记录和控制功能的仪表；2. 被控对象的输入量与输出量之间的关系叫做对象特性。研究对象特性是为了提高控制质量。3. 对于一阶微分对象，描述对象特性微分表达式是，4. 对于一阶微分对象，描述对象特性的积分表达式是5. 压力表全量程内的最大相对误差是1.2，则它精度等级是1.5级。6. 容器内的绝对压力是0.08MPa，则真空度约为0.02 MPa.7. 弹簧管压力表的工作原理是：被测压力由弹簧管固定端引入后，弹簧管的自由端会产生位移，此位移大小与被测压力成正比。8. 霍尔片测量压力的原理是：把固定在弹簧管自由端

15、上的霍尔片置于不均匀磁场中，压力由弹簧管固定端导入后，自由端上的霍尔片在该磁场中移动时所引起的霍尔片输出电压变化与压力变化成比例。9. 应变片压力传感器是利用电阻应变原理构成的：被测压力使应变片产生应变，当应变片产生压缩应变时，其电阻值减小；当应变片产生拉伸应变时，其电阻值增大。10. 指出阀兰毛细管变送器图中箭头所示的部件名称11. 指出磁翻版液位计图中箭头所示的部件名称12. 指出下图（a）和（b）中差压变送器的零点迁移值，图中1为物料密度，2为隔离罐油的密度，H为被测液位高度。 （a） （b）答：（a）为负迁移，负迁移值为（h2h1）2；（b）为正迁移，迁移值为h1。13. 下图（a）、

16、（b）、（c）中，哪种最适合测导电液体？电容器两极由何组成？答：（C），电容器两极由绝缘金属棒和导电容器壁组成14. 使用热电偶温度计时，常配合使用补偿导线，补偿导线的作用相当于延长热电偶冷端，使冷端远离温度波动较大的测量点，所以补偿导线的低温热电特性与热电偶的低温热电特性相同或相近。15. 与热电偶配套使用的测量电子线路是自动电位差计，与热电阻配套使用的测量电子线路是自动平衡电桥。16. 分度号为Pt100热电阻的组成材料是铂，表示在0时的电阻值是100。17. 分度号为Cu50热电阻的组成材料是铜，表示在0时的电阻值是50。18. 用于流体流量控制系统的气动执行器，通常由上下两部分组成，上

17、部是执行机构，下部是控制机构。19. 不考虑控制阀前后压差变化得到的流量特性叫理想流量特性。20. 考虑控制阀前后压差变化得到的流量特性叫工作流量特性。21. 描述控制阀串联管道流量特性的使用参数s，s表示控制阀全开时的压差与系统总压差之比，实际应用中，s一般不小于0.3-0.522. 描述控制阀串联管道流量特性的使用参数x，x表示控制阀全开时的流量与系统总管流量之比，实际应用中，x一般不小于0.8.23. 在电动执行器中，电气转换器的作用是：把电信号转换为气信号，也可以把气信号转换为电信号.24. 在电动执行器中，电气阀门定位器可以有两个作用：一方面具有电气转换作用，另一方面具有阀门定位器的

18、作用。25. DDZ-型单元组合仪表的输入和输出信号可以是4-20mA的电流信号，也可以是15V的电压信号。26. 目前气动仪表的输入、输出气压信号标准是0.0201MPa27. 在串级控制中，有主回路和次回路两个控制回路，一般要求次要干扰因素尽可能包含在 副 回路中；28. 前馈控制特点是，从输入控制器的测量信号是干扰信号，而不是被控变量信号，它不能根据被控变量的变化控制操纵变量，所以它属于开环控制。29. 在前溃控制系统中，一种前溃控制作用能克服一种干扰，而反馈中一个控制回路能克服多种干扰。30. 在分程控制系统中一台控制器可以控制两个或两个以上的执行器；在多冲量控制系统中；多个变量信号，

19、经过一定运算后，共同控制一台执行器。31. 在计算机控制系统类型中， DDC控制是直接数字控制的简写，通常用一台计算机实现多个（几十个）回路的控制； DCS控制是集散控制的简写，控制系统通常有多台计算机组成的网络实现对复杂工艺的控制。32. 在包含主、副回路的串级控制系统中，如果主变量增大时要求执行器（阀）开大、副变量增大时也要求执行器（阀）开大，则主控制器作用方向应该选择反作用方向；如果主变量增大时要求执行器（阀）开大、副变量增大时则要求执行器（阀）关小，则主控制器作用方向应该选择正作用方向。33. 在包含主、副回路的串级控制系统中，如果副变量增大时要求执行器（阀）关小、同时已经选定执行器是

20、气开阀，则副控制器作用方向应该选择反作用方向。34. 在包含主、副回路的串级控制系统中，如果副变量增大时要求执行器（阀）关小、同时已经选定执行器是气关阀，则副控制器作用方向应该选择正作用方向。35. DCS控制系统是集散控制系统的缩写，其含义是控制系统的功能分散、管理集中，的原则构成。一般由企业级、工厂级、车间级、装置级等4级组成。36. FCS是现场总线控制系统的缩写，是应用在生产现场，在测量与控制设备之间实现双向、串行、多节点、数字通信的开放型控制网络技术。现场总线是工业数据通信与控制网络技术的代名词，是测控领域的通信与网络技术。37. 目前制定现场总线标准的国际标准化组织是ISO和IEC

21、。38. 数字调节器，又称为可编程调节器或智能调节器, 单回路数字控制器，是仪表化的超小型控制计算机。39. 现场与控制室之间用电流信号, 而控制室内用电压信号。40. 数字式控制器指运用模拟技术、以微处理器为核心部件的控制器，输入输出信号可以是模拟或数字信号41. 国际电工委员会(IEC)对PLC 的定义是，PLC 是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计；PLC 的突出特点是可以实现编程。42. 根据国际电工委员会（IEC）和美国仪表协会(ISA)的定义，现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字、双向传输、多分支结构的通信网络。43. 阀门（执行器）的直线流量特性指阀门的

22、相对流量与阀杆的相对位移成正比，用公式表示为： 44. 阀门（执行器）的等百分比流量特性是指：阀门开度处于某一点时，其相对流量的变化和阀杆相对位移的变化之比值，与该点的相对流量成比例，用公式表示为：补充作业3：计算类1、某化学反应器的控制系统为定值控制系统。在最大阶跃干扰下的过渡曲线如下图1所示，求该控制系统过渡过程的品质指标：（1）超调量；（2）余差；（3）衰减比；（4）振荡周期； （5）求过渡时间。 图1、过渡过程曲线2.为测定某高压加氢反应器的对象特性，某时刻将通入反应器的氢气流量从25L/min提高到30L/min，反应器压力记录仪得到的阶跃曲线如图。（1）写出描述加氢反应器的微分方程

23、；（2）求阶跃输入6min时，反应器内的压力。解：（1）据阶跃曲线，该对象为一阶微分对象，其中A=30-25=5(L/min)T=2min,K=(200-100)/(30-25)=20, 加氢反应器的微分方程为斯蒂芬随风倒图、高压加氢反应器阶跃反应曲线其中P是容器内压力变化量，Q是通入容器的氢气变化量，t是时间变化量。（2）据阶跃曲线，该对象为一阶微分对象，计算时可以不考虑滞后时间，代入一阶微分对象的积分表达式，得压力变化量：所以阶跃输入6min时，反应器内的压力是（100+86.45）186.45(atm)3、图是S型热电偶的接线图，其中AC和BD是补偿导线，求C、D间的电势差UCD是多少?

24、已知S型热电偶的E(500,0)=4234V，E(60,0)=4234V，E(50,0)= 299V，E(20,0)=113V)解：UCDE(500,0)E(60,0)E(60,0)E(50,0) E(50,0)E(20,0)E(500,0)E(20,0)42341134121（V）4、现有一台用于压力控制的比例控制器，输入信号全量程是0100MPa，输出信号范围15V。如果控制器比例度为80，在输入信号50MPa时，稳定态的输出信号为2.5V，此时输入信号阶跃增加10 MPa，求到达新稳定态时相应的控制器输出变化量多少？到达新稳定态时控制器的输出信号是多少？解：（1）根据，代入题中相关数据

25、（2）到达新稳定态时控制器的输出信号为2.5+0.53（V）5、现有一台具有比例积分控制规律的DDZ型控制器，其比例度为200时，稳态输出5mA。某瞬间，输入突然变化了1mA，经过30秒后，输出由5mA变化到6 mA，求该比例积分控制器的积分时间TI是多少？（2004年试题）解： DDZ型显示仪表的输出信号和输入信号均为420 mA的电流信号，所以Kp1/，据题意：输入变化量e1mA，（ 1分）输出变化量p=651mA， 时间变化量 t=30s，（1分） （6分）答：该比例积分控制器的积分时间TI是30秒（1分）6、现有一台DDZ型比例积分控制器，其比例度为100，积分时间为2min，稳态时输

26、出为5mA。某瞬间输入突然增加了0.2mA，试问经过5min后，输出将由5mA变化到多少？据题意：=100%，TI=2min，t=5min，输入变化量e0.2mA；输出变化量p=6-51mA输出值5+0.75.7 mA答：输出将由5mA变化到5.7 mA7、现有一台DDZ型温度比例控制器（输出信号范围420mA），测量的全量程是0100，当指示值变化10，控制器比例度为80，求相应的控制器输出变化是多少？据题意有： 答：该仪表的输出变化量为2mA。8、现有一台具有比例积分控制规律的DDZ型控制器，其比例度为200时，稳态输出10mA。某瞬间，输入突然变化了0.5mA，经过30秒后，输出由10m

27、A变化到11 mA，求该比例积分控制器的积分时间TI是多少？解：据题意：输入变化量e0.5mA， 输出变化量p=651mA ；t=30s. 答：积分该比例积分控制器的积分时间TI是10秒其它综合分析题1、图2是列管换热器控制流程图。（1） 画出控制方块图。（2） 指出什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量、操纵介质?图2、列管换热器控制流程图（2）： 被控对象：换热器 被控变量：换热管中出料温度 给定值：给定的出料温度 操纵变量：加热蒸汽的流量 操纵介质：加热蒸汽2控制规律的选择原则：（1） P: 对于一些对象控制通道滞后较小，负荷变化不大，工艺要求又不太高的控制系统，可选用比例控制器。象

28、贮罐的液面，以及不太重要的蒸汽压力等控制系统。（2）PI: 对象控制通道滞后较小，负荷变化不大，但不允许有余差的情况，可选用比例积分控制器。例如流量、管道压力等控制系统往往采用控制器。（3）PID：当对象滞后较大，如温度、p值等控制系统则需引入微分作用。一般在对象滞后较大，负荷变化也较大，控制质量又要求较高时，可选用比例（P）积分（I）微分（D）控制器。3、图3是管式加热炉出口温度串级控制流程图，炉膛温度过高会烧坏原料油管，两个控制器偏差计算规定为“测量值减去给定值”。解答下列问题：（1）画出控制方块图（2）确定控制阀气开气关型式（3）确定TC1 和TC2的作用方向（4）确定TC2的作用方向（

29、5）干扰来自原料温度波动（升高），简述控制过程图3、管式加热炉出口温度串级控制流程图解：（1）控制方块图如下（2）炉膛温度过高会烧坏原料油管，为保证安全，应选气开阀；（3）T1C作用方向确定： 1，期望执行器关小；同时 2 ，也期望执行器关小， TC1确定为反作用方向。（注：主控制器的确定原则是：当主、副回路测量值同方向变化时，若要求执行器动作方向一致，则主控制器的作用方向为反作用方向；反之，若要求执行器动作方向相反，则主控制器的作用方向为正作用方向。所以主控制器的作用方向的确定与副控制器无关）（4）T2C作用方向确定：而2时期望执行器关小，已经选用的是气开阀，就意味着气开阀输入信号 ，即要求

30、T2C输出信号，所以 T2C确定为反作用方向。（注：副控制器的确定原则与简单控制系统的确定原则相同，即控制器的作用方向必须使控制回路形成负反馈。这就要同时看执行器的气开/气关，以及期望被控变量的增大/减小。副控制器的作用方向的确定与主控制器也无关）（5）干扰来自原料温度波动（升高），控制过程如下：干扰F1（进料温度升高）1 (T1C)out（相当于T2C的测量值） (T2C)out 气开阀开度 Q 21 (完成负反馈控制）4、据图2的列管换热器控制流程图，请画出控制方块图；如出料温度因干扰而升高，简述其控制过程。解答：略图2、列管换热器控制流程图5、聚合反应釜温度控制图如下。工艺要求：反应釜温度过高会发生爆炸，要求用水冷却。问题（1）画出控制方块图（2）确定控制阀气开气关型式（3）确定TC1 和TC2的作用方向（4）确定TC2的作用方向（5）冷却水温度波动（升高），简述控制过程（