化工仪表及自动化复习题(期中)

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1、化工仪表及自动化复习题（1）第一章自动控制系统的基本概念1.基本要求:（1）掌握自动控制系统的组成，了解各组成部分的作用以及相互影响和联系。（2）理解自动控制系统中常用的儿个术语，掌握方块图的意义及画法。（3）掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下，过渡过程的几种基本形式及过渡过程品质指标的含义。2.复习题:1.何谓化工自动化？所谓自动化是在工艺设备上，配备一些自动化装罝，用它们来代替操作人员的（部分）直接劳动，使生产在不同程度上按照规定的要求自动地进行，也即：用自动化装置来管理设备（生产过程），使之的正常运行。2.自动控制系统主要由哪些环节组成？各部分的

2、作用是什么？自动控制系统主要由被控对象、测S元件及变送器、执行器、控制器组成。其作用：测S元件及变送器用来感受被控变量的变化并将它转换成-种特定信号:控制器将测量元件及变送器送来的测量信号与给定值相比较得出偏差，根据其大小按某种规律进行运算后,将运算结果川特定信号发送给执行器:执行器能ft动地根据控制器送来的信号相应地改变流入（或流出）被控对象的物料或能量,克服干扰的影响。3.简述过渡过程的儿种基本形式及过渡过程品质指标的含义过渡过程的基本形式有：衰减振荡过程、非振荡衰减过程、等幅振荡过程、发散振荡过程0最大偏差A:指过渡过程中被拧变量偏离给定值的最

3、大数位；袋减比：是指过渡过程曲线上同方向第一个波的峰值与第二个波的峰值之比；余差：过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳态值与给定值的差值：过渡时间：控制系统受干扰作用后，被控变量从原稳定状态回复到新的平衡状态所经历的最短吋间。4.什么叫负反馈？将系统的输入信号直接或经过一些环节后又返回输入端并且使原信号减弱的作法叫负反馈。试㈣出该温度控制系统的方块图，并指出该系统5.如图为一反应器温度控制系统示意图载热体附图：反应釜温度控制系统中的被控变量、/了（3操纵变量、及可能、'_引起的干扰各是什么？解：被控变量：釜温；操纵变量：载热体的流量；可能引起的干扰

4、各是加料的流量、温度及载热体的温度等。方块图为：给定值►TC►控制阀►反应釜TT1.某发酵过程工艺规定操作温度为4(H2°C。考虑到发酵效果，掠制过程屮温度偏离给定伉最大不能超过6°C。现设计一定值控制系统，在阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示。试确定最大偏差、袞减比、余差及过渡时间，并回答该系统能否满足工艺要求？发酵罐及反应曲线示意图解:由反应曲线可知；最大偏差A=45-40=5°C；余差C=41-40=1°C;B45-41衰减比n==l_-=4:1；B'42-41过渡时间由题要求，被控变量进入新稳态值的士2%就可认为过渡过程已结束，那么限制范

5、围应是41x2%=±0.82°C;由图可看出，过渡时间7；=23min。1.如图所示硫酸生产中的沸腾炉。请说明图中位号和围形的含义。稱仪表位号TblOi、TI-1O2、TI-103表示为第一工序第0K02.03个温度检澜回路。其中：T表示被測变量为温度；I表示仪表具有指示功能》t表示该温度指示仪安装f主要位置，操作员监5盘IE面）。仪表位号PI-101表示为第一工序第01个压力检测回路。其中：P表示被测变量为压力；I表示仪表具有指示功能；表示该压力指示仪表安装在现场。沸牌炉示意阳位号PRC-102表示为第一工序第02个压力控制回路。其中：P表示被测变

6、贵为压力》RC表示仪表具有记录、控制功能。仪表位号AR-101表示为第一工序第01个成分分析回路。其中：A表示被测变量为成分》R表示仪表具有报警功能，第二章被控对象的特性1.基本要求:（1）了解用机理建模的方法建立简单对象的数学模型。（2）掌握表征对象特性的三个参数K、T、t的物理意义及其对控制过程的影响。1.什么是对象的特性？什么是对象的数学模型？被控对象的特性是指当被控对象的输入量发生变化吋，对象的输山量是如何变化、变化快慢程度及最终变化的数值等。定量地表达对象输入输出关系的数学表达式，称为对象的数学模型。2.简述对象特性参数的物理意义及其对控制

7、过程的影响。放大倍数K:放大倍数K在数值上等于对象处于稳定状态时输出的变化量与出入的变化量之比，由于放大倍数K反映的是对象处于稳定状态下的输出和输入之间的关系，所以放大倍数是描述对象静态特性的参数。放大倍数K大，控制作用强，但K过大会使系统的稳定性下降。时间常数T:时间常数T是指当对象受阶跃输入作用后，被控变如果保持初始速度变化，达到新的稳态值所需的时间。时间常数T等于对象的容呈系数与阯力系数的乘积，B

8、J:T=CxRo时间常数T是反映被控变量变化快慢的参数，闪此它是对象的一个重要的动态参数。时间常数T大被控变量的变化比较缓慢，但过渡时间变长；若时间

9、常数T小则被控变量的变化速度快，不易控制，所以T应适中考虑。滞后时间T:对象的输出落后于输入变化的时间为滞后