《化工仪表及自动化》.ppt

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1、化工仪表及自动化06级毕业生辅导课一、各章节重要的基本概念二、各种自动化仪表的特点、选用和安装注意事项三、各章的基本理论分析、计算与要求1、自动控制系统过渡过程品质指标的分析与计算2、对象特性数学模型（微分方程）的建立与求取3、对象特性参数的分析与求取4、各种自动化仪表的选择与计算（类型、精度和量程）5、各种控制器的分析与计算6、执行器的特点、选择与计算7、自动控制系统控制器参数的工程整定与计算本课程的基本内容与要求四、简单控制系统的分析与设计（1）控制系统的设计分析（2）控制系统控制方案的设计确定（3）控

2、制系统方块图的画法（4）控制系统调节阀气关和气开的选择（5）控制系统控制器正、反作用的选择（6）组成自动控制系统各种自动化仪表的选择五、复杂控制系统的分析与设计（1）串级、均匀、比值控制系统的结构组成（2）复杂控制系统控制方案的分析（3）复杂控制系统方块图的画法（4）控制系统调节阀气关和气开的选择（5）控制系统主、副控制器正反作用的选择题型简单填空题分析计算题分析选择题综合设计题例：如图为某化工厂超细碳酸钙生产中炭化部分简化的工艺管路及控制流程图，试指出图中所示仪表符号的含义。解：图中各自动化仪表所代表的含

3、义如下：（1）仪表位号FICQ-101表示第一工序第01个流量控制回路（带累积指示），累积指示仪及控制器安装在仪表室仪表盘正面上。（2）仪表位号TI-101表示第一工序第01个温度显示仪表。仪表安装在现场。（3）仪表位号PI-101表示第一工序第01个压力显示仪表。仪表安装在现场。第一章自动控制系统基本知识例．某换热器出口温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图所示，试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间（给定值为200℃）。解：最大偏差：A＝230-200＝30（℃）；余差：C＝2

4、05-200＝5（℃）；第一个波峰值B＝230-205＝25℃；第二个波峰值Bˊ＝210—205＝5℃，故衰减比：n:1=B:Bˊ＝25:5＝5:l；振荡周期T＝20-5=15（min）。过渡时间：它与规定的被控变量限制范围大小有关。本题假定当被控变量进入新稳态值的±2%范围时，就可以认为过渡过程已经结束，那么限制范围为205×（±2％）=±4.1℃，这时，可在新稳态值（205℃）两侧以宽度为±4.1℃画一区域，图l-22中以画有阴影线的区域表示，只要被控变量进入这一区域且不再越出，过滤过程就可以认为已经结

5、束。因此，从图上可以读出，过渡时间tS=22min。例．已知某化学反应器的特性是具有纯滞后的一阶特性，其时间常数为4.15，放大系数为8.5，纯滞后时间为3.5，试写出描述该对象特性的一阶微分方程式。解:设y为输出变量，x为输入变量,据具有纯滞后的一阶特性微分方程的定义有:Tdy(t+)/dt+y(t+)＝Kx(t)则该对象一阶微分方程式为:4.15dy(t+3.5)/dt+y(t+3.5)＝8.5x(t)第二章过程特性及其数学模型例3例4第三章检测仪表及传感器例5例．什么是节流现象?标准的节流体有哪几

6、种?应用最广泛的是哪种?答:流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。标准的节流件有三种：标准孔板、标准喷嘴、标准文丘里管。应用最广泛的是标准孔板。它是世界上应用最广，最成熟测量较准确的测量工具。例13例如图为某储槽水位自动控制系统。已知最高水位为2米，h1＝3000mm,工艺要求水位稳定在1.2米，试回答下列问题：（1）变送器是否存在迁移，何种迁移？迁移量为多少？（2）变送器的量程为多少？（3）变送器的差压范围为多少？解：（1）变送器是否存在迁移分析：

7、正压室：P+=h1g+Hg+P气负压室：P-=P气P=P+-P-=（h1g+Hg+P气）-P气=h1g+Hg分析：当H=0时，P=h1g0则为正迁移，迁移量为：h1gLC（2）计算变送器的量程：P量程=Hmaxg=2（m）1000（kg/m3）9.81（m/s2）=1.962104(Pa)则有变送器的量程为：0--1.9625104(Pa)（3）变送器的差压范围计算：Pmin=h1g+Hming=3（m）1000（kg/m3）9.81（m/s2）=2.94310

8、4(Pa)Pmax=h1g+Hmaxg=510009.81=4.905104(Pa)则有变送器的差压范围为：2.943104----4.905104(Pa)LC例20例．试述热电偶温度计、热电阻温度计各包括哪些元件和仪表?输入、输出信号各是什么?答：热电偶温度计包括感温元件热电偶、补偿导线及铜线和测量仪表。热电偶温度计是把温度的变化通过测温元件热电偶转化为热电势的变化来测量温度的。所以，其输入信号