过程控制系统与仪表 习题答案 王再英 下载本文

第7章 思考题与习题

7-1 与单回路系统相比,串级控制系统有哪些主要特点? 解答:P212—7.1.2

7-2 分析串级系统的工作原理,说明为什么副回路的存在会使系统抑制扰动的能力增强。 解答:P208—7.1.1

7-5 在串级控制系统中当主回路为定值(设定值)控制时,副回路也是定值控制吗?为什么? 解答:P212

不是,副回路是随动控制。

7-8 在某生产过程中,通过加热炉对冷物料加热,根据工艺要求,需对热物料出口温度进行严格控制。对系统分析发现,主要扰动为燃料压力波动。故设计如图7-43所示的控制系统。要求: (1)画出控制系统框图;

(2)为保证设备安全,炉温不能过高。确定调节阀的气开、气关形式。 (3)确定两个调节器的正反作用。 解答:

(1)控制系统框图如图所示。 (2)气开式。

(3)副调节器:反作用; 主调节器:反作用。

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7-9 简述前馈控制的工作原理,与反馈控制相比,它有什么优点和局限? 解答:

1)当系统出现扰动时,立即将其测量出来,通过前馈控制器,根据扰动量的大小来改变控制量,以抵消扰动对被控参数的影响。P221

2)优点:前馈控制器在扰动出现时立即进行控制,控制及时,对特定扰动引起的动、静态偏差控制比较有效。 局限:P224—1)、2)

7-10 为什么一般不单独采用前馈控制方案? 解答:

由于前馈控制的局限性。

7-14 图7-44为一单回路水位控制系统。如果蒸气用量经常发生变化,为了改善控制质量,将单回路控制系统改为前馈-反馈复合控制系统,画出控制系统工艺流程图和框图,并对新增回路的功能进行简单说明。

解答:

1)控制系统工艺流程图如图所示。

控制系统框图如图所示。

2)新增回路功能说明:

7-19 物料比值K与控制系统比值系数K?有何不同?怎样将物料比值转换成控制系统比值系数K?? 解答:

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1)K是工艺规定的流量比;K?是仪表信号之间的比例系数。 2)用P234式(7-37)和P235式(7-38)进行转换。

7-20 单闭环比值控制系统的主、副流量之比Q2Q1是否恒定?总物料Q总=Q1?Q2是否恒定?双闭环比值系统中Q2Q1与Q总的情况怎样?

解答: 1)恒定。 2)不能恒定。 3)都能恒定。

7-22 画出图7-45所示比值控制系统框图。该系统的总流量是否恒定?如果总流量不恒定,要作什么改动才能实现总流量恒定?

解答:

1)系统框图如图所示:图7-21a)。

2)是单闭环比值控制系统,总流量不能恒定。 3)采用双闭环比值控制系统,如图所示:图7-22。

7-28 在某化学反应器内进行气相反应,调节阀A、B分别用来控制进料流量和反应生成物的初料流量。为了控制反应器内压力,设计图7-46所示的分程控制系统。试画出其框图,并确定调节阀的气开、气关形式和调节器的正、反作用方式。

解答:

1)框图如图所示:

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2)调节阀:A:气开;B:气关。 3)调节器:反作用。

7-30 图7-47所示的热交换器用来冷却裂解气,冷剂为脱甲烷塔的釜液。正常工况下要求釜液流量恒定,以保持脱甲烷塔工况稳定。但裂解气冷却后的出口温度不能低于15℃,否则裂解气中的水分会产生水合物堵塞管道。为此要设计一选择性控制系统,要求:

(1)画出系统流程图和框图;

(2)确定调节阀的气开、气关形式,调节器的正、反作用及选择器的类型。

解答:

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