过程控制期末考试题.ppt

分程控制系统 题1 下图为化学反应器的过程控制系统：1）说明图中的控制策略属于哪类控制系统？2）最主要的被控变量是什么？最主要的操纵变量是什么？3）图中哪个控制器要整定的最慢，哪个控制器要整定的最快？为什么？4）阀门V1是气开还是气关？为什么？V2是气开还是气关？为什么？5）指出各图中控制器的正反作用，并给出选取的理由；6）给出图中控制规律的选取。 分程控制系统（续） 题2 有一放热反应的化学反应釜，需要移走热量，在一般情况下用自来水作冷剂，但在热天需补充深井水作冷剂。控制的要求是当自来水阀全开还感到去热不足时，才开启深井水阀。现设计了一套分程控制系统，试确定：① 阀的气开、气关形式；② 控制器的正、反作用；③ 分程区间。 分程控制系统（续） 题3 图中所示的加热炉，出口温度需控制在规定值。所用燃料要求尽量使用燃料气，使用不足时才用燃油，如何设计控制系统？ ① 执行器的气开、气关形式； ② 控制器的正、反作用；③ 在下图上画出工艺控制流程图；④ 画出控制系统方块图。 选择性控制系统 什么是控制器的“积分饱和”现象？产生积分饱和的条件是什么？ 选择性控制系统（续） 图示为加热炉出口温度控制系统方案之一。工艺上规定要优先使用炼厂气A，只有在负荷增加后。使用了炼厂气所能提供的最大限量还是不够时，则以B来加以补充。 试分析：图示控制方案是如何满足上述工艺要求的？ 阀位控制系统 什么是阀位控制系统（VPC）？何时需采用这种系统？ 练习题 如图所示的精馏塔提馏段灵敏板温度控制回路很可能引起液泛。假设液泛可以用塔底和塔顶压力之差来表征（压差太大表示可能存在液泛）。请在此基础上设计一个液泛约束控制系统，以保证正常操作时按提馏段温度调节加热蒸汽流量，而当塔即将出现液泛时则要求调节加热蒸汽流量确保不发生液泛。要求： （1）画出带控制点的流程图与对应的方块图； （2）选择调节器的正反作用。 谢 谢！ 放映结束 感谢各位批评指导！ 让我们共同进步 10/11 * * 控制系统组成及性能指标 题1：如图所示是一压力自动控制系统。试指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量和扰动变量，画出该系统的方框图。 题2：对于如图所示的加热炉温度控制系统，试 (1)指出该系统中的被控变量、操纵变量、扰动变量; (2)画出该系统的方块图 控制系统组成及性能指标（续） 控制系统组成及性能指标（续） A B 题3：如图所示为一反应器温度控制系统示意图。A、B两种物料进入反应器进行反应，通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。试画出该温度控制系统的方块图，并指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的干扰是什么？如果由于进料温度升高使反应器内的温度超过给定值，试说明此时该控制系统的工作情况，此时系统是如何通过控制作用来克服干扰作用对被控变量影响的？ 过程动态特性及建模 题1：如图所示液位过程的输入量为Q1，流出量为Q2、Q3，液位h为被控参数，A为截面积，并设R1、R2、R3均为线性液阻。要求： ①列写过程的微分方程组； ②画出过程的方框图； ③求过程的传递函数 Q2 h R1 R3 R2 Q3 Q1 过程动态特性及建模（续） 题2： (1) 列写过程微分方程组; (2) 画出方框图; (3) 求传递函数 过程动态特性及建模（续） 题3：有一水槽，其截面积F为0.5m2。流出侧阀门阻力实验结果为：当水位H变化20cm时，流出量变化为1000cm3/s。试求流出侧阀门阻力R，并计算该水槽的时间常数T。 过程动态特性及建模（续） 如图所示为蒸汽加热器控制系统，若被控对象控制通道的传递函数为 控制器TC的传递函数为 调节阀的传递函数为 测量变送环节的传递函数为 因生产需要，出口物料的设定温度从80℃提高到85 ℃时，物料出口温度的稳态变化量 为多少？系统的余差为多少？ 测量变送器和执行器与控制器 ---控制阀流量特性选择 热平衡方程: ①主要扰动为T1时，如何选择控制阀流量特性； ②主要扰动为G1时，如何选择阀的流量特性； ③设定值变化时，如何选择阀的流量特性。（提示：首先应求取对象静态增益与主要扰动的关系） λ-----冷凝潜热；C1----比热容 测量变送器和执行器与控制器（续） 题1：定值控制系统的过渡过程有几种形式？工程上一般要求为哪种过渡过程形式？随动系统一般要求为哪种过渡过程形式？ 题2：一生产过程，被控对象为一阶特性，控制器为纯比例控制器，控制中还是发生了衰减振荡过程？为什么？ 测量变送器和执行器与控制器（续） 题3：一个系统的对象有容量滞后，另一个系统由于测量点位置造成纯滞后，如分别采用微分作用克服滞后，效果如何？ 测量变送器和执行器与控制器（续） 题4：PID控制器的时间域算式中有一偏置u0，而在复频域（即在传递函数