过程控制综合系统与仪表习题答案.doc

一、某化学反应器，工艺要求操作温度为200±10℃，考虑安全原因，调整过程中温度要求值最大不得超出15 参考答案： 最大偏差 A = 230-200 = 30 余差 C= 205-200 = 5 衰减比 n = y1: y3 = 25:5 = 5:1 振荡周期 T = 20 – 5 = 15 （min） 设被控变量进入稳态值土2％，就认为过渡过程结束，则误差区域=205 ×（ ± 2％）＝ ± 4.1 在新稳态值（205℃）两侧以宽度为±4.1℃ 工艺要求操作温度为200±10℃，考虑安全原因，调整过程中温度要求值最大不得超出15℃，而该调整系统A= 最大偏差 A = 230-200 = 30 余差 C= 205-200 = 5 衰减比 n = y1: y3 = 25:5 = 5:1 二、图所表示，用差压变送器检测液位。已知ρ1＝1200kg／m3，ρ2＝950kg／m3，h1＝1.0m，h2＝5.0m，液位改变范围为 0～3.0m，假如当地重力加速度 g＝9.8m／s，求差压变送器量程和迁移量。 当液位在0～3.0m改变时，差压改变量为 ρ1gHmax＝ 1200×9.8×3.0＝35280 Pa 依据差压变送器量程系列，可选差变量程为40kPa 当H＝0时，有 Δp＝－ρ2g（h2－h1）＝－950×9.8×（5.0－1.0）＝－37240 Pa 所以，差压变送器需要进行负迁移，负迁移量为37.24kPa 迁移后该差变测量范围为－37.24～2.76kPa 若选择 DDZ-Ⅲ型仪表，则当变送器输出 I＝4mA时，表示 H＝0；当I＝20mA时，H＝40×3.0／35.28＝3.4m，即实际可测液位范围为 0～3.4m。 假如要求H＝3.0m时差变输出满刻度（20mA）， 则可在负迁移后再进行量程调整， 使适当Δp＝－37.24＋35.28＝－1.96kPa时，差变输出达成20mA。 三、有一台电动差压变送器，表量程为25000Pa，对应最大流量为50t/h，工艺要求40t/h时报警。问：①不带开方器时，报警值设定在多少？②带开方器时，报警信号设定在多少？ 参考答案： ①不带开方器时对应40t/h流量差压 ΔP1= 25000(40/50)2=16000Pa 对应40t/h流量输出 I出1=（16000/25000）16+4=12.24mA ∴报警值S=12.24mA ②带开方器时, ∵ΔQ=KΔP 对应40t/h流量差压 ΔP2= 25000(40/50)=0Pa 对应40t/h流量输出 I出2=（0/25000）16+4=16.8mA ∴报警值S=16.8mA 四、某百分比控制器，温度控制范围为400～800℃，输出信号范围是4～20mA。当指示指针从600℃变到700℃时，控制器对应输出从8mA变为 即：温度偏差在输入量程50％区间内（即200℃）时，e和y是2 五、有一台百分比积分调整器，它百分比度为50%，积分时间为1分，开始时，测量、给定和输出全部在50%，当测量改变到55%时，输出改变到多少？1分钟后又改变到多少？ (1)当测量由50%跃变到55%一瞬间，时间t=0。已知调整器百分比度δ=50%，积分时间TI=1分，ε=ΔI入=55%-50%=5% 代入上式可得Δy(0+)= ΔI出 (0+)= =10%即输出改变为10%加上原有50%，所以输出跃变到60%。 (2)一分钟后，输出改变为Δy(1)= ΔI出(1)=20%加上原有50%，所以一分钟后输出变到50%+20%=70% 六、请判定图所表示温度控制系统中，调整阀和调整器作用型式。 TC TC 物料 当物料为温度过低时易析出结晶颗粒介质，调整介质为过热蒸汽时； （ A ） 当物料为温度过高时易结焦或分解介质，调整介质为过热蒸汽时； （ B ） 当物料为温度过低时易析出结晶颗粒介质，调整介质为待加热软化水时； （ C） 当物料为温度过高时易结焦或分解介质，调整介质为待加热软化水时； （ D ） A.气关调整阀，正作用调整器； B.气开调整阀，反作用调整器； C.气开调整阀，正作用调整器； D.气关调整阀，反作用调整器. 七、对于图示加热器串级控制系统。 要求： （1）画出该控制系统方框图，并说明主变量、副变量分别是什么？主控制器、副控制器分别是哪个？ （2）若工艺要求加热器温度不能过高，不然易发生事故，试确定控制阀气开气关型式； （3）确定主、副控制器正反 作用； （4）当蒸汽压力忽然增加时， 简述该控制系统控制过程； （5）当冷物料流量忽然加大时， 简述该控制系统控制过程； （注：要求用各变量