《过程控制系统》作业题答案

1、进程控制系统思考题什么叫串级控制系统？绘制其结构方框图。自独力的测量输入，有一个控制器的给定由外部设定。与单回路控制系统相比，串级控制系统有哪些主要特点？而且又能改善进程特性。副调节器具有有细调”的作用，从而使其控制品质得到进一步提高。粗调”的作用，主调节器具3为什么说串级控制系统由于存在一个副回路而具有较强的克制扰动的能力？ 副回路的快速作用，关于于进入副回路的干扰快速地克服，减少了干扰关于主变量的影响； 引入副回路，改善了畐U关于象的特性（减少副关于象的相位滞），提高了主回路的响应速度提高了干扰的克制能力； 副回路可以依照主回路的要求关于副变量进行精确控制； 串级系统提高了控制系统的鲁棒性

2、。4串级控制系统在副参数的选择和副回路的设计中应遵循哪些主要原则? 将主要干扰囊括在副回路； 副回路尽快包含多的干扰；U关于象的滞后不能太长； 为提高系统的鲁棒性，将具有非线性时变部分包含于副关于象中； 需要关于流量实现精确的跟踪时，将流量选为副关于象。5串级控制系统通常可用在哪些场所?*应用于容量滞后较大的进程*应用于纯时延较大的进程*应用于扰动变化激烈而且幅度大的进程*应用于参数互相关联的进程*应用于非线性进程6.只要系统中各环节是稳定的，则控制系统必然稳 疋；具有指定性填补的局限性；存在稳定性问题；关于各种扰动均有校正作用；控制规律通常是P、PI、P 或PI 等典范规律。在什么条件下前馈

3、控制效果最好？为什么一般不但独使用前馈控制方案?准确地掌握进程扰动通道的特点wf(s)及控制通道的特性wo(s)wm (s属于开环控制，易受其他扰动干扰而无法控制其克服可测不可控的扰动，关于于系统中其他扰动无克制作用试述前馈控制系统的整定方法。前馈控制器的选择 用模拟表实施经过特定的前馈控制器，或采用运算单元自行构造； 用软件实现参数整定单纯的前馈控制，可视工艺要求进行参数整定；先调整K，然后调整T1、T2前馈一反馈相接合，先整定反馈系统，再反复步骤。9什么是比值控制系统？常用的比值控制方案有哪些？并且比较其优缺陷，绘制各比值制方案结构方框图。实现两个或两个以上参数契合一定比例关系的控制系统，

4、称为比值控制系统开环比值控制系统，单闭环比值控制系,统双闭环比值控制系统，变比值控制系宛量设计控制回路控制器控制阀测电变送关于象一匸控制器KS比值控制器S控制流啟关于象一阀：1测试变送10比值与比值系数有何不同？设计比值控制系统时需解决哪些主要问题？k=Q1/Q2,K =k(Q1max/Q2max)k折算成比值器上，主从动量确定；控制方案的选择；调节器控制规律的确定；正确选用流量计与变送器；比值 控制系统的实施；比值参数的计算；比值控制系统参数的整定11.什么是均匀控制？常用的均匀控制方案有哪些？均匀控制是在连续生产进程中，各种设备前后紧密联系的情况提出来的一种特殊的控制 采用液位控制采用液位

5、和流量的串级控制取液位和流量两个信号之差为被控变量 双冲量均匀控制12.什么是分程控制？怎样实现分程控制？在分程控制中需注意哪些主要问题?不同的阀门，这样的控制系统叫做分程控制系统。尽快选用关于数调节阀；采用分程信号重叠法；调节阀的泄漏量的大小若按输出信号的不同区间操作什么是选择性控制？试述常用选择性控制方案的基本原理。凡是在控制回路中引入选择器的系统称为选择性控制系统。阀两个调节器共用一个调节选择器位于调节器之前，关于变送器的输出信号进行选择的系统：几个变送器合用一个调节器什么是积分饱和现象？如何消除选择性控制中的积分饱和现象？当选择器在控制器和控制阀之间，系统出现超限时，控制器应立即切换。

6、为保证即时切换， 在偏差为零时，两个调节器应该有相同的输出。当其中一个控制器或两个控制器采用PI作用时，一个调节器被另一个控制器切换后， 和现象，使下一次不能即时切换。偏差仍存在，且存在的时间较长， 将产生积分饱由于偏差长时间存在，偏差为零时控制器输出仍要超出规则上、下限一段时间。为了保持步，常采用积分外反馈的办法。采用选择器的输出，即控制调节阀的信号做为积分外反馈。由两只控制器控制一只控制阀，试绘制各自系统结构方框图。构中的位置 不同、选择性控制系统叫分为曲 F耳玉代關节越卜r三气 0*世常调节恭卜-ifII_J_止常mii醬決什么是推断控制？两类“计算指标控制”是什么？测扰动推算出来实现前

7、馈控制。由扶助输出推算控制指标，作为被控变量的测量值；以某扶助输出变量为被控变量，其设定值由控制指标算式推算出来。或将不可仃.试述复杂控制系统有哪些？它们都是为什么目的而开发的？串级控制系统：改善控制质量前馈控制系统：扰动出现时就能够进行控制比值控制系统：根据某一流量的变化调节另一流量均匀控制系统：使前后设备在物料供求上相互兼顾均匀协调用于满足工艺上操作的特殊要求选择性控制系统：被控关于象的输出和扰动都不可测，无法设计一般的反馈和前馈控制。离心泵或离心式压缩机的负荷控制方案有哪些？ 直流节流法改变泵的转速 n经过旁路控制叙述离心式压缩机的特性曲线及产生喘振的原因。特性曲线：压缩比和入口体积流量

8、的关系曲线；效率和流量或功率和流量之间 关系曲线。在这里关于于控制系统设计而言，压缩比和入口体积流量的关系 曲线如右图所示： 当负荷降低到一定程度时，气体的排出量会出现强烈振荡，同时机身也剧烈振 动，这种现象叫离心式压缩机的喘振。用图示说明离心式压缩机的防喘振控制方案。固定极限流量法可变极限流量法为什么有的场所下需要压缩机的串并且联运行？一些生产进程中，采用一个离心式压缩机压头不能满足要求时， 就需要两台或两台以上压缩 机串联运单独的旁路回流量控制。当一台压缩机的流量（气体）不能满足要求时，就需两台或两台以上的压缩机并且联运行1. 典范的传热设备有哪些？热量的传递方式有哪几种?换热器，加热炉，

9、锅炉；热传导，关于流；热辐射2 传热目的及其控制方案？在进程进行中加入吸收的热量或除去放出的热量；在工艺进程中改变物料状态；热量回收。调载热体的流量调节传热平均温度差调节传热面积采用旁路控制并且说明各方案的优缺陷及适用场所。3用图示加热炉的各串级控制方案 炉出口温度关于炉膛温度的串级控制 炉出口温度关于燃料流量的串级出口温度关于燃料阀后压力的串级采用压力平衡式控制阀4用图示说明加热炉的前馈反馈控制方案5联锁保护系统的作用：为安全生产、防止事故燃气加热炉 工艺介质流量过小或中断，切断燃料气； 某种原因灭火时，切断燃料气； 燃料气压力不能过低，流量不能太小； 燃料压力不能过高，否则会引起脱气灭火燃

10、油加热炉工艺介质流量过小或中断，切断燃料油；燃料油压力过低会回火，流量不能太小；燃料油压力过高会脱火；法燃烧。工业锅炉的主要控制系统汽包水位控制燃烧系统控制过热蒸汽系统控制锅炉燃烧率增加，主蒸汽流量增加汽包压力下降依负荷变化的前馈控制8.工艺流程简图，并且给出加法器的设置G:根据阀的特性数据计现场凑试时，只有在负干扰的情况下，调整到水位基本不变。C,:可取 1,也可小于q:在正常负荷,与邛近或正好抵消。9前馈与串级组成的复合控制系统丄蒸汽蒸汽101” 二丄 _-r前馈加反馈控制G丄给水给水前馈-串级控制系统LC2给水10.试绘制锅炉燃烧控制系统有逻辑提量控制方案的工艺流程简图，叙述其动 作进程

11、。燃料量严101tPCx101FC ,1丄1027在正常工燃料陶空气阀况下，这是锅炉出口蒸汽压力关于燃油流量的串级控制系统和燃油流量与空气流量的比值控制系统。蒸汽压力控制器为反作用的，当蒸汽压力下降时（如因蒸汽耗量增加），压力控制输出增加，而提高了燃油流量控制器的设定值。但是，如果空气量不足，将使燃烧不完全。LS它只让两个信号中较小的一个经过，足够的情况下才能加大。压力控制器的输出信号将先经过高值选择器这样保证燃料量只能在空气量HS来加大空气流量，少空气流量。四.使燃烧完全。当蒸汽压力上升时，压力控制器输在减燃料量的同时， 经过比值控制系统，自动减简述精馏塔受控变量的选择有哪些？各自的特点是什

12、么？ 测温点的选择 测温点尽快选择在通道滞后较小的点。 采用塔顶回流控制温度时，选择顶部塔板液相温度。 温差控制 优点：能够克服塔压变化关于产品质量的影响。缺陷：不能克服进料组分和负荷变化关于温差的影响。 双温差控制 压降引起的温差不仅在塔顶，也发生在塔底，相减后可相互抵消。特点。固定回流量和再沸气量LRVSB就确定了。101102固定馏出液量和再沸气量 特点： 适用于回流比较大的场所。LR/为回流比 固定塔底馏出量和回流量精馏塔按精馏段指标的控制方案有哪些？绘制其工艺流程简图，叙述各自的特点。间接物料平衡控制优点：调节作用滞后小，反映迅速； 有利于克服进入精馏段的扰动； 保证塔顶产品质量。适

13、用场所：回流比0.8，需要减少滞后直接物料平衡控制优点匕物料平衡与能量平衡关联 小， 内回流稳定。缺陷：滞后较大。真用场合，溜出液小或回流比 较大，回流罐容积适当。精馏塔按提馏段指标的控制方案有哪些？绘制其工艺流程简图，叙述各自的点。间接物料平衡控制以鏗鰹的塔板温度来控制加热蒸汽流量。rTUi分JOI |tcLL1U2101工TfFCjK102H直接物料平衡控制优点：物料平衡与能量平衡之间关联最小。HB回流比比值控制关于负荷的适应能 力校强.缺陷：滞后较大，液位控制回路存在反向特性。5.系统的方案有哪些？绘制其工艺流程简图，率相有大量不凝物精馏塔压力控制叙述各自的特点适合气棒涼经冷凝器的阻力变

14、化较小，回流罐的压力基本代表塔顶压力口冷除器的阻力较大时，回流罐压力不能代表塔顶压力 液相采出，饱出物中含有少量不凝物（如右下图所示）调节/可改变传热量，传热量小于使 全部蒸汽冷凝所需热量，蒸汽集聚压力升高：传热量过大.压力会降低口调节 W 改变气相排出。 液相采出，憎出物中含有微量不凝物 改变 T 专热量控制塔顶压力特点；1 2 反映3 泛。1剂流量气 相采出灵图 2 按压力改变传热面枳 图 3 采用热旁路PCLRT6 简述精馏塔先进控制方案中内回流与外回流的区别？流变化越多。外回流。五.1 简述反映器的分类方法和类型。根据反映物料的云集状态分为均相与非均相反映器两大均相：反映器内物料处于同

15、一相态下。反映在均一的气相中进行，为气相均相反映反映在均一的液相中进行，为液相均相反映非均相：反映器内物料之间或反映物与催化剂之间存在相界面。按反映器进出料状况可分为间歇式，半间歇式和连续式器中一切物料，然后重新加料进行反映。半间歇式反映器：反映物料间歇加入，产品连续取出。从传热情况分为绝热式和非绝热式反映绝热式反映：不与外界进行交换。转化率反映掉的.4白寸皿刃进入反映器的/的胡川表征反映的质量指标有哪些？写出它们的算式。经过一定反映时间后， 取出反映收率二转化率域产率简述催化裂化提升管反映器控制的要求，并且绘制其工艺流程简图。 工艺要求 控制合理的反映温度、反映压力。保证合理的反映深度； 控制两器压差，保证催化剂的流化与循环； 控制恰当的催化剂含碳量，保证催化剂的活性；控制合理的烟气含氧量，避免二次燃烧发生。反映温度控制影响因素催化剂循环量、温度；进料量、温度；提升蒸汽;控制设计出口温度再出滑阀开度控制；要保证