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化工仪表及自动化第六版课后习题详细答案 1. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简 称。在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳 动，使生产在不同程度上自 动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动 化。 实现化工生产过程自动化的意义： （1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。 （2）减轻劳动强度，改善劳动条件。 （3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命， 提高设备利用能力的目的。 （4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和 脑力劳动之间的差别创造条件。 2、化工自动化主要包括哪些内容？ 一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。 1-3 自动控制系统主要由哪些环节组成？ 解 自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四 个环节组成。 4、自动控制系统主要由哪些环节组成？ 自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象 等四个环节组成。 1-5 题1-5图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-307、 TRC-303、FRC-305所代表的意义。 题1-5图 加热器控制流程图 解 PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07； TRC-303 表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表； 工段号为3，仪表序号为03； FRC-305 表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表； 工段号为3，仪表序号为05。 6、图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-307、TRC-303、 FRC-305所代表的意义。 PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07； TRC-303 表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表； 工段号为3，仪表序号为03； FRC-305 表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表； 工段号为3，仪表序号为05。 1-7 在自动控制系统中，测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用？ 解 测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、 统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器； 控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的 设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特 定信号（气压或电流）发送出去 执行器即控制阀，它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的 开启度，从而改变操纵变量的大小。 7.方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各 个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。 1-8．试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量、操 纵介质？ 解：被控对象（对象）——自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产 过程、生产设备或机器。 被控变量——被控对象内要求保持设定值的工艺参数。控系统通常用该 变量的名称来称呼，如温度控制系统，压力制系统等。 给定值（或设定值或期望值）——人们希望控制系统实现的目标，即被 控变量的期望值。它可以是恒定的，也可以是能按程序变化的。 操纵变量（调节变量）——对被控变量具有较强的直接影响且便于调节 （操纵）的变量。或实现控制作用的变量。 操纵介质(操纵剂)——用来实现控制作用的物料。 8.测量元件与变送器：用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的 信号（如气压信号、电压、电流信号等）；控制器：将测量元件与变送器送 来的测量信号与工艺上需要保 持的给定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先 设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号送住执行器。执 行器：能自动地根据控制器送来 的信号值相应地改变流入（或流出）被控对象的物料量或能量，从而克服 扰动影响，实现控制要求。 Ex9.被控对象：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或 机器叫做~。被控变量：被控对象内要求保持给定值的工艺参数。给定值： 被控变量的预定值。操纵变量： 受控制阀操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持给定值的物料量 或能量。 11、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