2025年过程控制工程重点习题答案整理.pdfVIP

其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》

过程控制课后习题精点Gs1

第一章

1.5（P54）

1.5图1.41为一蒸汽加热设备，利用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。试问：

①影响物料出口温度的主要因素有哪些?

答：影响物料出口温度的主要有：蒸汽流量、物料流量为影响物料出口温度的

主要因素。

②如果要设计一温度控制系统，你认为被控变量与控制变量应选哪些参数?为什

么?

答：被控变量为物料出口温度，控制变量为蒸汽流量。因为物料出口温度表征

了系统的

质量指标，蒸汽流量是可控的，无纯滞后，靠近控制阀，控制通道时间常数较

小。

③如果物料在温度过低时会凝结，应如何选择控制阀的开、闭形式及控制器的

正、反作用?

答：为防止在气源供气中断，或控制器出故障而无输出时出现物料凝结，应选

气闭式。

当出口温度降低时，要求蒸汽流量加大，即控制阀输入减小，控制器输出减小，

此时控制器输入由于测量值减小而减小，控制器选正作用。

1.7P(55)

1.7单回路系统方块图如图1.43所示。试问当系统中某组成环节的参数发生变化

时，系统质量会有何变化?为什么?

答：当KC、KV、K0增加时，系统的余差减小，但系统稳定性下降。T0增加

时，系统的工作频率降低，控制速度变慢。这样就不能及时地克服干扰的影响，

因而，系统的控制质量会越差。τ0增加时，使系统控制不及时，使动态偏差

增大，而且还会使系统的稳定性降低。

Kf增加时，系统的余差也变大，即控制静态质量变差。Tf增加时，控制过程

的品质会提高。

τf增加时，质量没有影响。

第二章P(85)

2.7

2.7图2.21所示的反应釜内进行的是放热化学反应，而釜内温度过高会发生事故，

因此采用夹套通冷却水来进行冷却，以带走反应过程中所产生的热量。

由于工艺对该反应过程温度控制精度要求很高，单回路控制满足不了要求，需用

串级控制。

①当冷却水压力波动是主要干扰时，应怎样组成串级?画出系统结构图。

选择釜内温度为主对象，冷却水流量为副对象，组成串级控制，结构图如下

②当冷却水入口温度波动是主要干扰时，应怎样组成串级?画出系统结构图。

选择釜内温度为主对象，冷却水入口温度为副对象，组成串级控制，结构图如

下

③对上述两种不同控制方案选择控制阀的开、闭形式及主、副控制器正、反作

用。

答：从安全角度出发，上述两种方案均应选择气闭式控制阀。

副控制器：第一种方案下，当冷却水流量超过给定值时，其输入为正值，此时

好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。——《中庸》

过程控制课后习题精点Gs2

要求阀的开度减小，即控制器输出增大，所以选正作用。第二种方案下，当入

口温度超过给定值时，

其输入为正值，此时要求阀的开度增加，即控制器输出减小，所以选负作用。

主环控制器：两种方案下，当冷却水流量增加时，釜内温度降低，因此K01为

负，应选择正作用。

2.8

2.8图2.22为一管式炉原油出口温度与炉膛温度串级控制系统。要求：

①选择控制阀的开、闭形式。

答：根据安全要求，控制阀应选择气开式。

②确定主、副控制