化工仪表及自动化期末习题文档格式.docx
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可以消除余差,而加入可以起到“超前控制”的效果。
8前馈控制的主要形式有和两种。
衰减振荡过程的品质指标主要
有、、、、振荡周期等。
10.对于一个比例积分微分(PID)控制器来说,积分时间越大则积分作用越;
微分时间越大,则微分作用越。
11.根据滞后性质的不同,滞后可以分为和两类。
12.测量仪表的量程是指与之差。
13.按照使用能源的不同,工业仪表可以分为、两类。
14.对于比例积分微分(PID)控制来说,单纯的比例作用存在余差,加入
15.按照测量原理的不同,压力检测仪表可以分
为、、、
16.用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备,其中输送液体
并提高其压头的机械称为,而输送气体并提高其压头的机械称
为。
17.气动仪表的信号传输,国际上统一使用的模拟气压信号;
DDZIII型电动仪表国际上规定的统一标准信号制是o
18.化工自动化的主要内容有、、
自动操纵和开停车系统、o
19.选择性控制系统可分为、和混合
型选择性控制系统,对于选择性控制系统要注意防止现象的
发生。
20.常见的传热设备有、、等。
21.两种常用的均匀控制方案包括、o
22.速度式流量计中,应用原理测量流体流量的仪表为电磁
流量计,根据“卡曼涡街”现象测量流体流量的仪表为,而
差压式流量计体积流量大小与其所测得差压的(平方/平方根)成比例关系。
23.比例度对过渡过程的影响规律是比例度越,过渡过程曲线越平稳,但余差
也越大,比例度越,余差减小,但过渡过程曲线越振荡
24、工程上所用的压力指示值多为,即绝对压力和大气压力之差;
当被测压力低于大气压力时,一般用或真空度表示。
25.某换热器温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1所示,温
度给定值为200C,该控制系统的最大偏差为,余差
为,衰减比为。
图1
26.用镍铬-铜镍热电偶测温,设备的温度为900C(对应的分度表热电势为
68783V),自由端的温度为30C(对应的分度表热电势为1801卩V),测得的热电势应为。
27.在精馏塔控制系统中,可以改变的变量有进料流量、塔顶冷回流流量、塔底再
沸器加热蒸汽流量,要控制塔顶馏出物的组分应选择作为操
纵变量,要控制塔底馏出物的组分应选择作为操纵变量。
28.控制器参数工程整定的常用方法有、
和经验凑试法。
29.某台DDZ-III型比例积分控制器,控制器为正作用,比例度为100%积分时间
为2min。
稳态时,输出为5mA某瞬时,输入突然增加了0.2mA,此时刻输出瞬间
变化到;
经过5min后,输出又将变化
到。
30.比值控制系统中,要求不仅可以实现比较精确的流量比值,而且确保两物料总
量基本不变,应采用。
31.离心泵的流量控制方案有以下三种:
控制泵的出口阀门幵度、
以及;
32.离心式压缩机产生喘振现象的主要原因是压缩机的吸气量
(大于、小于或等于)极限排气量引起的,防喘振控制方案有固定极限流量法
二•简答
1试分别写出QDZ型气动单元组合仪表和DDZ-II型、DDZ-III型电动单元组合仪表的信号范围。
(6分)
2.列举一种容积式流量计,三种速度式流量计,一种直接式质量流量计。
(10分)
3.简述化工自动化的主要内容。
(8分)
4.什么是串级控制系统的主控制器和副控制器?
请画出串级控制系统的方块图。
(10分)
5.简述离心泵的流量控制方案有哪几种?
(6分)
6.什么是反馈?
什么是负反馈?
(6分)
7.用热电偶测温时,为什么要进行冷端温度补偿?
常用的冷端温度补偿方法有那些?
&
什么是控制器的参数整定?
工程上常用的控制器参数整定有几种方法?
(6
分)
9.控制阀的流量特性是什么?
何为控制阀的理想流量特性?
控制阀的理想流量特性有哪几种?
10.前馈控制具有什么特点?
为什么采用前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质?
11.什么是精馏塔的温差控制和双温差控制?
12.试述比例(P)、积分⑴、微分(D)控制规律的定义及其各自特点?
13.简述操纵变量的选择原则是什么?
14.简述放大系数、时间常数的定义。
(6分)
15.常用的热电偶有哪几种?
什么是补偿导线?
16.什么叫控制器的无扰动切换?
(2分)
17.简述单回路控制系统由哪些环节组成?
试画出单回路控制系统的典型方块图。
(6分)
•计算
1.某台测温仪表的测量范围是200〜700C,校验该表时得到的最大绝对误差为+4C,试确定该仪表的精度等级。
(5分)
2.
用差压变送器来测量液位时,在变送器正、负压室与取压点之间装有隔离罐,测量方式如图2所示,若被测介质密度为p1,隔离液密度为p2,问有无迁移?
何种
图2
3.试定性画出在阶跃输入信号时的比例(P)控制器和比例积分(PI)控制器的响
应曲线,要求在响应曲线上标明比例放大系数Kp和积分时间Ti。
(15分)
4.某发酵过程工艺规定操作温度为(40±
2)C。
考虑到发酵效果,控制过程中温度偏离给定值最大不能超过6C。
现设计一定值控制系统,在阶跃扰动作用下
的过渡过程曲线如图3所示。
试确定该系统的最大偏差、衰减比、余差、过渡时间和振荡周期等过渡过程指标,并回答该系统是否能够满足工艺要求?
(10分)
图3
5.用一台双法兰式差压变送器测量某容器的液位,如图4所示。
已知被测液
位的变化范围是0〜3m被测介质密度p=900,毛细管内工作介质密度P0=950。
变送器的安装尺寸为h1=1mh2=4m求变送器的测量范围,并判断零点迁移方向,计算迁移量。
当法兰式差压变送器的安装位置升高或者降低时,问对迁移量有什么影响?
图4法兰式差压变送器测量液位
6.现用一支镍铬一镍硅热电偶来测量某换热器内的温度,其冷端温度为30C,
显示仪表为动圈仪表,此仪表的机械零位为0C,这时指示值为400C,若认为换热
器内的温度为430C,对不对?
为什么?
正确值为多少?
(10分)
已知条件:
(1)28.943mV
(2)1.801mV
(3)30.744mV
7.(15分)如果有一台压力表,其测量范围为0〜10MPa经校验得到下列数据
标准表读数/MPa
2
4
6
8
10
被校表正行程读数/MPa
1.98
3.96
5.94
7.97
9.99
被校表反行程读数/MPa
2.02
4.03
6.06
8.03
10.01
(1)分别求出该压力表正反行程的最大绝对误差值;
(5分)
(2)根据正反行程的最大绝对误差值,该压力表的精度等级应为多少;
(3)求出该压力表的变差;
(3分)
(4)根据变差的大小,问该压力表是否还能符合
(2)中确定的精度等级。
(2分)
(我国规定的仪表等级有0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5等)
8.(10分)一台精度等级为0.5级,测量范围为600〜1200C的电子电位差计,问:
(1)它的最大允许绝对误差是多少?
(5分)
(2)校验时,如其中的某一点最大绝对误差是4C,问此表是否合格?
(5分)
9.测量高温液体(指它的蒸汽在常温下要冷凝的情况)时,在负压管上装有冷凝罐
(图5),已知被测液位H变化范围为,被测介质密度,变送器安装尺寸为,,大气
压,问这时用差压变送器来测量液位时,要不要迁移?
如要迁移,迁移量应为多少?
10.某合成氨厂合成塔的压力变化范围为11〜i4MPa较为平稳,要求测量误差不得
大于0.4MPa。
工艺上要求就地指示,并能高低限报警。
试选用一台压力表,指出其
类型、量程和精度。
可供选用的压力表量程规格为0〜10、0〜16、0〜25M0〜40、
0〜60MPa精度等级为1.0,1.5,2.5o(9分)
11.某被测压力变化范围为1.0〜1.6Mpa,较为平稳,要求测量误差不得大于0.05MPa,就地指示压力表示值,试选用一台压力表,指出其类型、量程和精度。
可供选用的
压力表量程规格为0〜1.6、0〜2.5、0〜4.0MPa,精度等级为1.0,1.5,2.5。
(10
12.某台测温仪表的测量范围是0〜1000C,出厂时经校验,其刻度标尺上的各点
测量结果为
标准表读数
/C
200
400
600
700
800
900
1000
被校表读数
201
402
604
706
805
903
1001
(1)求出该测温仪表的最大绝对误差值;
(2)确定该测温仪表的精度等级;
(3)
如果工艺上允许的最大绝对误差为土8C,问该测温仪表是否符合要求?
(我国规定的仪表等级有0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5等)(10分)
13.测量高温液体(指它的蒸汽在常温下要冷凝的情况)时,在负压管上装有冷凝
罐(见图6),问这时用差压变送器来测量液位时,有无迁移?
何种迁移?
迁移量多少?
图6
四•分析
1.某贮槽,其进口流量来自上一工序,不可控,控制目标是保证贮槽的液位恒定,
为此设计一简单液位控制系统,如图7所示,试问:
(1)画出简单控制系统的方块图。
(2)指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量和主要扰动变量。
(4分)
进口流量
图7
2、乙炔发生器是利用电石和水来产生乙炔气的装置。
为了降低电石消耗量,提高乙
炔气的收率,确保安全生产,设计了图8所示的温度控制系统。
工艺要求乙炔发生
器的反应温度控制在(80±
1)C。
试画出该温度控制系统的方块图,并指出图中的
图8
3、(10分)图9为一精馏塔的塔釜液位于塔底产品流量的串级均匀控制系统。
(1)画出该控制系统的方框图(5分)
(2)简述该系统与一般串级控制系统的异同点(5分)
4、(15分)某聚合反应釜内进行放热反应,釜内温度过高会发生事故,为此采用夹
套水冷却。
由于釜温控制要求较高,故设置控制系统如图10所示
(1)这是什么类型的控制系统?
(3)选择控制阀的气幵、气关型式和主、副控制器的正反作用。
图10
5、(10分)图11所示为甲苯-二甲苯精馏塔控制流程图。
(1)试简述图中各控制系统的作用(5分)
(2)图11中是按精馏段指标进行控制的方案,试简述按精馏段指标进行控制的
方案适用于哪些情况?
6.(12分)图12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,分别设计简单控制系统,画出系统的控制流程图;
确定执行器的气幵、气关形式及控制器的正、反作用。
(1)选择流入量为操纵变量;
(2)选择流出量为操纵变量。
图12
7.(3分)对于某换热器,当进口物料流量的变化为主要干扰时,采用如图13所示
的控制方案,请指出此为何种类型的控制系统?
画出该控制系统的方块图。
图13
8.(12分)如图14所示,加热炉被加热物料出口温度Ti与炉膛温度T2的串级控制系统,工艺安全条件是:
一旦发生重大事故,立即切断燃料油的供应。
(1)画出该串级控制系统的方块图;
(4分)
⑵选择控制阀的气幵、气关形式;
(2分)
(3)选择主、副控制器的正反作用。
图14