化工自動(dòng)化及儀表習(xí)題與答案華理

1、化工自動(dòng)化及儀表補(bǔ)充習(xí)題與答案1. 某物料加熱后與添加料混合，工藝要求混合時(shí)物料溫度o穩(wěn)定，工藝采用改變換熱器蒸汽流量Qs來穩(wěn)定罐內(nèi)溫度o 。影響o的因素有：閥前蒸汽壓力Ps，冷物料流量Qi和溫度i ，環(huán)境溫度c等。1） 畫出溫度控制系統(tǒng)的方塊圖；2） 指出該控制系統(tǒng)的被控變量、操縱變量、被控對象及擾動(dòng)；3） 若蒸汽閥前壓力Ps突然變大時(shí)，簡述該系統(tǒng)的控制過程。解： 1）略 2）罐內(nèi)溫度o ；蒸汽流量Qs；混合罐；閥前蒸汽壓力Ps，冷物料流量Qi和溫度i ，環(huán)境溫度c 3）PsQso e Qs2. 圖a為流量控制系統(tǒng)，主要克服閥前壓力P1波動(dòng)來穩(wěn)定流量Q1 。圖b是儲槽液位控制系統(tǒng)，主要克服Q

2、2流量變化的擾動(dòng)，保持液位穩(wěn)定。1） 指出兩圖中的各控制系統(tǒng)的被控變量、操縱變量、被控過程及主要擾動(dòng)；2） 若采用圖a系統(tǒng)來控制液位，試比較與圖b系統(tǒng)的不同點(diǎn)。圖a 圖b解：1)圖a：Q1；Q1；管道；P1 圖b：h；Q1；儲液槽；Q1、Q22)前饋a：開環(huán)控制，控制及時(shí) b：閉環(huán)控制，控制不及時(shí)3 某換熱器的溫度控制系統(tǒng)（設(shè)定值是30）在階躍擾動(dòng)作用下的過渡過程曲線如圖所示。試分別求出衰減比、最大偏差、余差、回復(fù)時(shí)間。解：1）n=42）|emax|=|B+C|=B-r=75-30=453）e（）=r-y（）=30-35=-54）估測：32min4. 已知某換熱器被控變量是出口溫度，操縱變量是

3、蒸汽流量Q 。在蒸汽流量作階躍變化時(shí)，出口溫度響應(yīng)曲線如圖所示。該過程通常可以近似作為一階滯后環(huán)節(jié)來處理。試估算該控制通道的特性參數(shù)K、T、。解：1）放大系數(shù)K=0.32）時(shí)間常數(shù)T=2.5min（40+3*0.632的所對應(yīng)的時(shí)間）3）純滯后=1min5. 如果用K熱電偶測量溫度，其儀表指示值是600，而冷端溫度是65，則實(shí)際溫度是665，對不對？若不對，正確值應(yīng)為多少，為什么？解答：不對。 因?yàn)镋()=E(,0)+E(0,0)所以600=535+65正確溫度應(yīng)為5356. 何謂變送器零點(diǎn)調(diào)整、零點(diǎn)遷移和量程調(diào)整，試舉一例說明之。7. 熱電偶配接溫度變送器測溫時(shí)，為什么除了要確定測量溫度的范

4、圍外，還需確定分度號？若電動(dòng)型溫度變送器量程為0150，當(dāng)介質(zhì)為90時(shí)，該變送器的輸出為多少mA？若采用電動(dòng)型溫度變送器，量程和介質(zhì)溫度同上，則變送器的輸出又為多少mA？（設(shè)I）解：1）每一個(gè)分度號與一個(gè)熱電偶一一對應(yīng)。2）×(10-0)+0=6mA(電動(dòng)型010mA)3)×（20-4）+4=13.6mA(電動(dòng)型420mA)8. 某一標(biāo)尺為0500的溫度計(jì)出廠前經(jīng)過校驗(yàn)，其刻度標(biāo)尺各點(diǎn)的測量結(jié)果值為：被校表讀數(shù)（） 0 100 200 300 400 500標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)（） 0 103 198 303 406 4951） 求出儀表最大絕對誤差值；2） 確定儀表的允許誤差及精度

5、等級；3） 儀表經(jīng)過一段時(shí)間使用后，重新校驗(yàn)時(shí)，儀表最大絕對誤差為±8，問該儀表是否還符合出廠時(shí)的精度等級？解：1）max=406-400=62）max=±1.2% 因此精度等級為1.53） max=±1.6%>±1.5% 不符合出廠時(shí)的精度等級10. 現(xiàn)欲測往復(fù)泵出口壓力（約1.2MPa），工藝要求±0.05 Mpa，就地指示?？晒┻x擇的彈簧管壓力表的精度為：1.0, 1.5, 2.5, 4.0級，量程為01.6, 02.5, 04.0 Mpa 。試選擇壓力表的精度和量程。解：往復(fù)泵出口壓力波動(dòng)較大 選量程為02.5Mpa。同時(shí) 1.2

6、>2.5× max 精度選1.5級11. 熱電偶與電子電位差計(jì)配套測溫應(yīng)注意什么問題？熱電阻與電子自動(dòng)平衡電橋配套測溫應(yīng)注意什么問題？ 答：1）參比端溫度補(bǔ)償補(bǔ)償導(dǎo)線正負(fù)不能反接分度號與電子電位差計(jì)分度號一致熱電偶參比端要與補(bǔ)償電阻感受相同溫度 2）采用三線制接法，消除環(huán)境溫度造成導(dǎo)線電阻變化對測量的影響兩者分度號一致12. 熱電偶與數(shù)字式顯示儀表測溫線路如圖所示。這種接法是否正確？為什么？ 答：不對。普通銅導(dǎo)線換成補(bǔ)償導(dǎo)線。14. 用差壓變送器與孔板配套測量過熱蒸汽流量，儀表按P=3MPa（表壓），=400的工作狀態(tài)標(biāo)定?，F(xiàn)過熱蒸汽的工作狀態(tài)發(fā)生了變化。若P=3.2MPa，=

7、380，則當(dāng)儀表示值為6000kg/h時(shí)，實(shí)際流量為多少？（設(shè)P/T，P：絕對壓力，T：絕對溫度） 解： qm=Cqm×qv=1.0472×6000=6284.51kg/h15. 常用的流量計(jì)有哪幾種？各有何主要特點(diǎn)？16. 常用的壓力、液位檢測元件有哪些？17. 用差壓變送器測量如圖所示敞口儲槽液位。已知被測介質(zhì)密度=900kg/m3，液位高度量程為01m，靜液柱高度Ho=0.8m。1） 應(yīng)該采用正遷移還是負(fù)遷移？遷移量是多少？2） 確定變送器量程及應(yīng)調(diào)整的量程范圍。3） 當(dāng)儲槽液位h是0.5m時(shí)，變送器（氣動(dòng)）的輸出為多少？18. 什么是控制閥理想流量特性？控制閥理想流

8、量特性有哪幾種？ 答：控制閥的前后壓差保持不變時(shí)得到的流量特性。 線性流量特性，對數(shù)流量特性，快開流量特性。19. 為什么氣動(dòng)執(zhí)行器在工業(yè)現(xiàn)場用得最多？電氣閥門定位器又有何作用？ 答：安全防爆。電氣轉(zhuǎn)換，閥門定位（改善閥的靜態(tài)特性，動(dòng)態(tài)特性，流量特性，用于分程控制，用于閥門的反向動(dòng)作）。20. 說明P、PI、PD、PID控制規(guī)律的特點(diǎn)以及這幾種控制規(guī)律在控制系統(tǒng)中的作用。 答：比例控制，比例積分控制，比例微分控制，比例積分微分控制。21. 說明比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間的改變對過渡過程有何影響。 答：比例度越大越穩(wěn)定，越小越震蕩；積分時(shí)間越大越穩(wěn)定，越小越震蕩，微分時(shí)間過大過小都會(huì)劇烈震蕩。2

9、2. 某比例調(diào)節(jié)器輸入信號為420mA, 輸出信號為15V, 當(dāng)比例度為60%時(shí)，輸入變化6 mA所引起的輸出變化量是多少？ 解： 23. 某控制系統(tǒng)采用PI控制規(guī)律，若整定參數(shù)過渡過程的曲線如下圖。試判定應(yīng)如何改變參數(shù)或Ti，并簡述理由。 或Ti 或Ti 或Ti24. 已知某夾套反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)如圖所示，反應(yīng)大量放熱。要求控制溫度為50，在供氣中斷時(shí)保證冷卻。 1） 選擇合適的檢測元件及變送器；2） 選擇調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)特性并說明理由；3） 確定調(diào)節(jié)器正、反作用并說明理由。 答：1）銅電阻，熱電阻溫度變送器 2）氣關(guān) 3）正作用 TeuqQ 正作用25. 數(shù)字式控制器硬件和軟件各有哪幾個(gè)

10、主要部分組成？什么叫組態(tài)？26. 可編程序控制器（PLC）有何主要特點(diǎn)？如何選用PLC？27. 簡述DCS、FCS系統(tǒng)特點(diǎn)。28. 為保證精餾塔提餾段重組分產(chǎn)品質(zhì)量，擬采用以再沸器熱蒸汽流量為副變量、提餾段靈敏板溫度為主變量的串級控制方案，工藝要求在供氣中斷時(shí)切斷熱源，試：1） 確定調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)特性；2） 確定調(diào)節(jié)器的正反作用；3） 畫出控制系統(tǒng)方塊圖；4） 簡單說明流量副回路的主要作用。 答：1）氣開 2）主：反；副：反 3） 4）克服蒸汽流量波動(dòng)29. 生產(chǎn)聚乙烯醇時(shí)，要求聚醋酸乙烯與氫氧化鈉以一定比例混合。現(xiàn)采用單閉環(huán)控制系統(tǒng)，主動(dòng)量（Q1）是聚醋酸乙烯，從動(dòng)量（Q2）是氫氧化鈉。正常生產(chǎn)時(shí)，Q1=7M3/h, Q2=0.25M3/h, 且Q1m=10M3/h, Q2m=0.3M3/h 。若用孔板配差壓變送器測量流量，試確定用開方器和不用開方器時(shí)，儀表設(shè)置的比值系數(shù)K各為多少？當(dāng)用開方器時(shí)，電動(dòng)III型調(diào)節(jié)器FC設(shè)定值約為多少？ 解：用開方器 不用開方器 30. 下圖為某加熱爐控制系統(tǒng)，原料油出口溫度為被控變量。1） 這是什么控制系統(tǒng)？它對什么擾動(dòng)的克服能力最強(qiáng)？為什么？2） 若要進(jìn)一步提高控制質(zhì)量，可對系統(tǒng)如何