化工仪表例题课件

例题：返回首页1、如图15－11所示为一加热炉出口温度控制系统示意图。试画出该控制系统的方块图，确定调节阀的气开、气关型式和调节器的正反作用，并简述物料流量突然增加时该控制系统的调节过程。解：该控制系统的方块图如图15－12所示。当调节阀上的气源中断时，为了防止炉温过高，烧坏炉子，应关闭阀门，不再通入燃料气，因此采用气开阀。在该控制系统中，当燃料气流量增加时，加热炉出口温度升高，因此，加热炉为“正作用”对象；测量变送元件的作用方向也为“正方向”；调节阀为气开阀，也属于“正作用”方向；为了保证系统具有负反馈，调节器应为“反作用”方向。2、用4：l衰减曲线法整定一个控制系统的调节器参数，已测得δs＝40％、Ts＝4min。如果调节器采用PI、PID作用，试确定调节器的参数值。解：根据4：1衰减曲线法调节器参数计算表得：①PI作用时：比例度δ＝1．2δs＝48％；积分时间TI＝0.5Ts＝2min②PID作用时：比例度δ＝0．8δs＝32％；积分时间TI＝0．3Ts＝1．2min微分时间TD＝0．1Ts＝0．4min3、如图15一16所示的反应器为温度控制系统。它通过调节进入反应器的冷却水的流量来保持反应器温度的稳定。要求：①画出该控制系统的方块图，并说明它是什么类型的控制系统；②若反应器温度不能过高，否则会发生事故，试确定调节阀的气开气关型式；③确定主调节器和副调节器的正反作用；④若冷却水压力突然升高，试简述该控制系统的调节过程。解：①本系统是串级控制系统。其方块图如图15一17所示。②因为反应器温度不能过高，调节阀在气源中断时应是打开的，因此采用气关阀。③先确定副调节器。因为副对象是正作用对象，调节阀是反作用方向，为了保证副环为负反馈，副调节器采用正作用。再确定主调节器。把整个副环看成一个正作用环节，主对象为反作用对象，为了保证主环为负反馈，主调节器采用正作用。从主环来看，若副环对冷却水压力的波动不能完全克服，而使反应器温度有了微小的降低。这时，由于主调节器是正作用调节器，其输出减小，即副调节器的给定值减小，相当于副调节器的测量值增加，所以其输出增加，调节阀开度减小，冷却水流量减少，使反应器温度回升。这样，主环和副环同时作用，很及时地克服了冷却水压力的影响。5、如图15－24所示的两种测温方法，问A表和B表的指示值哪一个高？为什么？6、现用一只分度号为K的热电偶测量某炉温，已知热电偶冷端温度为20℃，显示仪表（本身不带冷端温度补偿装置）读数为400℃，①若没有进行冷端温度补偿，试求实际炉温为多少？②若利用补偿电桥（0℃时平衡）进行了冷端温度补偿，实际炉温又为多少？为什么？解：由K热电偶的分度表可知，E（400，O）＝16．395mV，E（20，O）＝0．798mV①设实际温度为T℃。若没有进行冷端温度补偿，则输入显示仪表的电势为热电偶所产生的热电势，即：E入＝E（T，20）＝E（T，0）－E（20，0）由显示仪表读数为400℃可知，E入＝E（400，0），于是E（T，0）－E（20，0）＝E（400，0）即E（T，O）＝E（400，0）＋E（20，0）＝16.395＋0.798＝17.193mV查K热电偶的分度表可知，对应的实际温度T＝418．9℃。②设实际温度为T℃。若进行了冷端温度补偿，则输入显示仪表的电势为热电偶所产生的热电势E（T，20）加上补偿电桥的输出电势E补，即E入=E（T，20）＋E补由补偿原理可知，补偿电桥的输出电势为E补=E（20，0）由显示仪表读数为400℃可知E入＝E（400，0）故E（T，20）＋E（20，0）＝E（400，0）即E（T，O）＝E（400，0）因此，对应的实际温度T＝400℃。7、用分度号为K的热电偶进行测温，误用了分度号为E的补偿导线接配在型号为K的电子电位差计（本身带冷端温度补偿）上，如图15－26所示。已知电子电位差计读数为650℃，问被测实际值为多少？解：由电子电位差计的读数为650℃可知，输入电子电位差计的电势为E入＝EK（650，20）设被测实际值为T，由外接线路可知：E入＝EK（T，40）＋EE（40，20）于是EK（T，40）＋EE（40，20）＝EK（650，20）∴EK（T，40）＝EK（650，20）－EE（40，20）而EK（T，40）＝EK（T，0）－EK（40，0）8、某压力容器压力波动不大，压力控制指标为6MPa，要求测量误差不大于0.18MPa，试选用一台合适的单圈弹簧管压力表。解：①选用压力表应先确定仪表类型，题中已经给定。②再确定仪表的量程范围。因为压力波动不大，最大工作压力不超过满量程的2／3，即6＜（2／3）N，故N＞6×（3／2）＝9MPa，选用量程范围为0－10MPa的压力表。③最后确定仪表的精度等级。工艺允许的相对误差最大值为δ允＝±0．18/(10－0)＝1．8%所以仪表的精度等级应选1