合肥学院化工仪表及自动化期末复习题(必考)

合肥学院化工仪表及自动化复习题（14——15年度）

1.如图所示为一受压容器，采用改变气体排出量以维持容器内压力恒定。试问控制阀应该选择气开式还是气关式？为啥？

答：一般情况下，应选气关式。因为在这种情况下，控制阀处于全关时比较危险，容器内的压力会不断上升，严重时会超过受压容器的耐压范围，以致损坏设备，造成不应有的事故。选择气关式，可以保证在气源压力中断时，控制阀自动打开，以使容器内压力不至于过高而出事故。

2.当DDZ —Ⅲ型电动控制器的测量指针由50％变化到 25％，若控制器的纯比例输出信号由12mA 下降到8mA ，则控制器的实际比例度为多少？并指出控制器的作用方向。

解：

又 ∵ 测量值减少时，控制器输出减少，∴ 是正作用方向。

答:控制器的实际比例度为100%，控制器是正作用方向。

3、题l-20(a) 图是蒸汽加热器的温度控制原理图。试画出该系统的方块图，并指出被控对象、被控变量、操纵变量和可能存在的干扰是什么？该系统的控制通道是什么？现因生产需要，要求出口物料温度从80℃提高到81℃，当仪表给定值阶跃变化后，被控变量的变化曲线如题1-20(b) 图所示。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、衰减比和余差（提示：该系统为随动控制系统，新的给定值为81℃）。

题1-20图蒸汽加热器温度控制

解：蒸汽加热器温度控制系统的方块图如下图所示。

mA e 4)420(%)25%50(=-?-= mA p 4812=-=%100%10044%100%1001=?=?=?=p e K p δ

被控对象是蒸汽加热器；被控变量是出口物料温度；操纵变量是蒸汽流量。 可能存在的干扰主要有：进口物料的流量、温度的变化；加热蒸汽的压力、温度的变化；环境温度的变化等。

控制通道是指由加热蒸汽流量变化到热物料的温度变化的通道。

该系统的过渡过程品质指标： 最大偏差A =81.5-81=0.5（℃）；

由于B =81.5-80.7=0.8（℃），B '=80.9-80.7=0.2（℃），所以，衰减比n =B :B '=0.8:0.2=4； 余差C =80.7-81= -0.3（℃）。

4、下图为一自动式贮槽水位控系

统。试指出系统中被控对象、

被控变量、

操纵变量是什么？试画出该系统的方块图。试分析当出水量突然增大时，该

系统如何实现水位控制？ 解：①该系统中贮槽为被控对象；贮槽中水的液位为被控变量；进水流量为操纵变量。②贮槽水位控制方块图如图所示。

③当贮槽的出水量突然增大，出水量大于进水量，使水位下降，浮球随之下移，通过杠杆装置带动针形阀下移，增大了进水量，使出水量与进水量之差随之减小，水位下降变缓，直到进水量与出水量又相等，水位停止下降，重新稳定，实现了水位控制。

5、如果某反应器最大压力为0.6MPa ，允许最大绝对误差为±0.02MPa 。现用一台测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求？若采用一台测量范围为0～1.0MPa ，准确度为1.5级的压力表，问能符合误差要求吗？试说明其理由。

解：对于测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表，允许的最大绝对进水

贮槽

杠杆

针形阀浮球 贮槽水位控制系统

出水

误差为 1.6×1.5%=0.024(MPa)

因为此数值超过了工艺上允许的最大绝对误差数值,所以是不合格的。对于测量范围为0～1.0MPa，准确度亦为1.5级的压力表,允许的最大绝对误差为 1.0×1.5%=0.015(MPa)

因为此数值小于工艺上允许的最大绝对误差,故符合对测量准确度的要求,可以采用。该题说明选择一台量程很大的仪表来测量很小的参数值是不适宜的。

简答题

1、方框图与流程图的区别？

答：①方框图中的每一个方框都代表一个具体的装置；②方框与方框之间的连接线，只是代表方框之间的信号联系，并不代表方框之间的物料联系。方框之间连接线的箭头，也只是代表信号作用的方向，与工艺流程图上的物料线是不同的。③工艺流程图上的物料线是代表物料从一个设备进入另一个设备，而方框图上的线条及箭头方向有时并不与流体流向相一致。

2、化工自动化的主要内容？

答：①自动检测系统；②自动信号和联锁保护系统；③自动操作及自动开停车系统；④自动控制系统。

3、冷端补偿方法：①冷端温度保持在0℃方法；②冷端温度修正方法；③校正仪表零点法；④补偿电桥法和⑤补偿热电偶法。

4、什么是化工自动化，化工自动化的意义和目的。

化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动力，使生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，成为化工自动化。

意义和目的：①加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和品质。

②减轻劳动强度，改善劳动条件。③能够保证生产安全，防止事故发生或扩大。

④生产过程自动化的实现。能根本改变劳动方式。

5、测量温度元件的装要求安

（1）在测量管道温度时，应保证测温元件与流体充分接触，以减少测量误差。因此要求安装时测温元件迎着被测介质流向插入，至少须与被测介质正交（成90℃），切勿与被测介质形成顺流。（2）测温元件的感温点应处于管道中流速最大处。一般来说，热电偶、铂电阻、铜电阻保护套管的末端应分别越过流束中心线5～10mm、50～70mm、25～30mm。

（3）测温元件应有足够的插入深度，以减小测量误差。为此，测温元件应斜插安装或弯头处安装。此要求安装时测温元件迎着被测介质流向插入，至少须与被测介质正交（成90℃），切勿与被测介质形成顺流。（4）若工艺管道过小（直径小于80mm），安装测温元件处应接装扩大管。（5）热电偶、热电阻的接线盒面盖应向上，以避免雨水或其他液体、脏物进入接线盒中影响测量。（6）为了防止热量散失，测温元件应插在有保温层的管道或设备处。（7）测温元件安装在负压管道中时，必须保证其密封性，以防处界冷空气进入使读数降低。

6、三阀组的安装

安装三阀组的主要目的是：为了在开停表时，防止差压计单向受到很大的静压力，使仪表产生附加误差，甚至损坏。为此，必须正确地使用三阀组。

具体步骤是：先开平衡阀 3 ，使正负压室连通；然后再依次逐渐打开压侧的切断阀 1 和负压侧的切断阀 2 ，使差压计的正负压室承受同样的压力；最后再渐渐地关闭平衡阀 3 ，差压计即投人运行。当差压计需要停用时，应先打开平衡阀 3 ，然后再关闭切断阀 1 和 2 。

6、图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-30

7、TRC-303、FRC-305所代表的意义。PI-307表示就地安装表，工段号为3，仪表序号为07；

TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；

FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。