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1、笔记上的分析题题燃料气1）画出控制系统的方块图，说明各环节方块图输入输出物理意义，并指出该系统 主回路“广义对象”的输入输出关系；1）请选择调节阀为气开还是气关阀，并确定调节器TC、PC的正反作用；解：1）2）选择“气开阀”，即u _； Rf ；假设调节器Tc、Pc为正作用，那么Tm u ,Pm uT_-U A T -Pm * TR TPT-,Pm因此匕控制器Tc、Pc作用方向不能为正，故Tc、Pc为反作用题1）问题：下图的串级调节系统是否有错？错在哪里？应作如何改正，为什么?*出料解：1）有错；2）有题目可知，工艺要求是控制塔釜温度，温度是主被控变量，所以图中的主副 控制器位置搞错了；3）应
2、该以温度控制器为主控制器，流量控制器为副控制器，则温度控制器的输出 是流量控制器的给定，而不是流量控制器输出是温度控制器的给定，就不能起到克服否则 蒸汽压力干扰的作用。改正如下图：*出料题（3 ）1）问题：试分析如图所示酒精蒸憎塔塔顶温度控制方案，以塔顶温度作为被控变量的合 理性；解：1）系统直接被控变量应是酒精浓度，难以测量，应选择间接变量作为被控变量；2）由相率定量：自由度（F）=组分数（C）+相数（P）-2因为：酒精蒸憎塔内进行酒精与水的分离组分数=2 （即酒和水两种组分），且相 数=2 （气、流两相）所以：自由度数=2+2-2=2由此可见系统应该控制两个参数才合理，但是由图可知，冷凝罐
3、上不通大气，因此 实际上已经恒定了冷凝罐与蒸憎塔的压力，客观上塔压已被控制，而温度与酒精浓度存 在一一对应关系，因此用塔顶温度作为被控变量是合理的。题（4）（比值控制系统）问题：如图所示单闭环比值控制系统，工艺要求的流量比Qa： Qb =4:1 2.75:1,浓度为 30%Na0H 的正常流量为 Q 700kg/h，试求：A确定流量仪表的量程上限；B仪表采用4 20mA信号制，计算采用比值器方案的比值系数K ；C. 采用乘法器方案的设定值Is；D. 采用除法器方案的设定值Ksp ；解：A.一般正常流量选满量程的70%,则QB =1 103kg/h ；由题意3 一 ，一KABmax = 4, Q
4、A = 41 福 / h ；B该系统采用差压法测量流量，且无开放器LZ IZ 2 Qbewx =Kab !QAmax J当 Kab =4 时：K1当 Kab =2.75 时：K0.4 7 3C.采用乘法器方案时：.当 Kab =4=2.75 时：时:Qb max 16 4QAmaxIs =20mA 当 Kab11.57mAD.采用除法器方案K416.4B 稳态时：K=Ks spvKSp =kAb 6 + 4 .Q Amax j当 Kab = 4 时：Is= 20mA当 KAB =2.75 时：Is=11.57mA题（5）（分程控制系统）问题：（1）选择两调节阀的气开气关属性；（2）温度控制器的
5、正反作用；（3）协调两调节阀的动作；（4）如何克服广义对象的非线性；解：设计思路：（1）确定阀的气开、气关形式，从安全角度，为了避免气源故障时，反应器温度 过高，所以要求无气时输入热量处于最小情况，蒸汽阀选气开式，冷水阀选气关式。温 度控制器应选反作用。调节器输出信号(mA)（2）决定分程区间根据工艺要求，当温度偏高时，总是先关小蒸汽再开大冷水。而由于温度控 制器为反作用，温度增高时其输出信号下降。两者综合起来即是要求信号下降时先关小 蒸汽，再开大冷水。这就意味着蒸汽的分程区间在高信号区（1220mA ）;冷水的分程区间在低信号区（412mA）工作过程:当反应釜备料工作完成后，温度控制系统投入
6、运行，因为起始温度低于设定值，所 以具有反向作用的温度控制器输出信号升高（最大），B阀打开，用蒸汽加热以获得热 水，再通过夹套对反应釜加热，升温，引起化学反应，一旦化学反应进行下去，到反应 温度升高并超过设定值后，则控制器的输出信号下降。将逐渐关闭B阀，接着打开A阀 通入冷水移走反应热，从而把反应温度控制在设定值。题（6）（选择控制系统）问题：1）越线参数是什么；2）调节阀气开气关特性的选择；3）控制器正反作用的选择；4）选择器（低选器LS或高选器HS）的选择；解：1）越线参数液氨蒸发器液位；两个控制系统的工作逻辑规律如下：正常工作下一一由温控器进行温度控制；非正常情况下一一液位控制器（此时温
7、度即使仍偏高为次要，保护氨压缩机不 致顺坏已上升为主要矛盾）等引起生产不正常因素消失，液位恢复到正常区域，此时应 恢复控制器闭环运行；2）气源中断时，为使氨蒸发器的液位不致因过高而满溢，则应选择气开阀；3）1。选反作用，TC选正作用4）由于液位控制器为反作用，当测量值超过设定值时，控制器输出信号会减小。 该信号减小后，要求在选择器中被选中，显然该选择器应为低选器。参数整定：为取代及时，（LC）一般采取较窄比例度，即K较大。题（7）（变比值控制系统）一氧化炉温度对氨气/空气串级比值控制系统题（8）（汽包水位控制）见典型操作单元自己找的分析题（感觉可能会考类似的）题（8）（控制系统的组成及方框图）
8、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，并画出该系统的方框图。甲被控对象：压力罐操 纵变量：进料流量方 框图如下：被控变量:扰动变量:储罐内的压力 进料压力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对象、被控变量、操纵变量和扰动变量；2）画出该系统的方框图；3）如何选择控制阀的气开气关形式；4）如何选择温度控制器的正反作用，以使闭环系统为负反馈系统？RT燃料1）被控对象：加热炉操 纵变量：燃料流量2）3）4）题被控变量：原料出口温度扰动变量：进料流量、温度、燃料温度、压力、成分控制阀选气开型控制器应为反作用式（10）（控制期的正反
9、作用选择）1)2)精憎塔提憎段温度控制系统如图所示，途中，Pv为调节阀阀前压力为保证再沸器的安全，蒸汽调节阀应选用气关阀还是气开阀，为什么？ 确定调节器TC、PC的正反作用，并画出该系统完整的方框图；1)2)题（11）（控制期的正反作用选择）如图为贮槽液位控制系统，为安全起见，贮槽内液体严格禁止溢出，试在下述两种 情况下，分别确定执行器的气开、气关形式及控制器的正、反作用。1）选择流入量Qi为操纵变量；2）选择流出量Qo为操纵变量；1）当选择流入量Qi为操纵变量时，为了防止液体溢出，在控制阀膜头上气源突然中断 时，控制阀应处于关闭状态，所以应选择气开阀，为正作用方向，控制器应选择反作用 方向；
10、2）当选择流出量Qo为操纵变量时，为了防止液体溢出，在控制阀膜头上气源突然中断 时，控制阀应处于全开状态，所以应选用气关阀，为反作用方向。控制器应选择反作用 方向。题（12）（串级控制系统）如图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 度控制精确度要求很高，单回路控制满足不了要求，需用串级控制；1）当冷却水压力波动时主要干扰时，应怎样组成串级？画出系统结构图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;题（13）（前馈控制系统）有时前馈-反馈控制系统从其系统结构上看
11、与串级控制系统十分相似。试问如何来 区分他们？试分析判断下图所示的两个系统各属于什么系统？并说明理由。图（a）是前馈-反馈控制系统，图（b）是串级控制系统。前馈反馈控制系统有一个闭合回路，串级控制系统有两个闭合回路；前馈反馈控制系统中的调节阀在定值控制系统 中，第二个图中的调节阀在随动系统中。题（14）（分程控制系统）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）图中那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；解：1）是串级分程控制系统；2）最主要的被控变量是反应器内温度，最主要的操纵变量是冷剂流量；3）图中T1C要整定的最慢，FC最快;4）阀门V1是气关，保证反应物温度不致过高，从而生成其他产物。阀门V2是气 开；5）T1C是反作用，T2C正作用，。正作用；6）T1C:PID T2C:P （ PI，I 弱）FC : P
