化工仪表级自动化课后答案集第五版(最全)
化工仪表及自动化_课后_答案_第5版_厉玉鸣_本) - 副本

P161。
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,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,称为化工自动化.实现化工生产过程自动化的意义:(1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量。
(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,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的. (4)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
2、化工自动化主要包括哪些内容?一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。
1-3自动控制系统主要由哪些环节组成?解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
4、自动控制系统主要由哪些环节组成?自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
1-5题1-5图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。
试分别说明图中PI—307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。
题1-5图加热器控制流程图解PI-307表示就地安装的压力指示仪表,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05.6、图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。
试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC—305所代表的意义。
PI—307表示就地安装的压力指示仪表,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。
化工仪表及自动化第五版课后答案

化工仪表及自动化第五版课后答案自动化系统自20世纪60年代以来,尤其是90年代以来,巨大的发展推动了化工企业运营的自动化,使之成为21世纪制造业的主流。
仪表与自动化相结合,对行业有着神奇作用。
仪表是自动化过程中及其重要的一部分,可用于实现过程参数的实时监测与控制。
因此,明白仪表与自动化并非拆散的学习,而是结合的学习,以及它们从个体到大环境的过渡,从宏观到微观的改变都十分重要。
一、仪表的种类及特性仪表一般分为流量计,液位计,温度计,压力计和安全设备等几大类。
各种仪表的技术类型分为电子,机械,拉力和光学等,其中以机械仪表为主。
仪表具有规定和精度高,传感和阀门动作可靠,开关和控制功能多,机械结构简单,安装方便和使用工作可靠等一些特点。
二、仪表的功能及常用工艺阀门1、仪表有几种功能,如测量,调节,控制等。
2、常用的行程限制阀常被用于重要的应用中,如液压系统,不仅能实现测量,而且能控制系统可靠运行,保证机器的安全性能。
3、还有许多工艺阀门,如排汽阀,排液阀,恒压阀,定速阀,总风调节阀,隔膜阀,蝶阀,安全门阀等,它们都能调节各种流体的流量,压力,温度,浓度等参数,以便更好的控制过程。
三、PLC的工作原理及安装1、PLC的工作原理很简单,它由输入部分,处理部分,输出部分和控制部分组成。
2、输入部分是从外部传感器接收信号并转换成数字信号,处理部分主要是对输入信号进行处理,输出部分是将处理后的信号转换成控制信号,发送到安装的输出装置形成控制电路,以实现自动控制的目的。
3、PLC的安装一般应选用安装正确,按照图纸技术规范要求,保证器件之间无遮拦物,保持良好的通风条件,尽量避免靠近电磁和电磁兼容的设备,使用特殊的冷却措施,防止器件过热损坏。
四、仪表自动化系统调试工作1、调试PLC及其仪表:首先安装控制系统,然后检查系统中各部分设备的连接和接线,最后按照程序启动系统,将仪表按照程序进行校验,仪表的测量值与预期的值一致,才认为系统调试到位。
化工仪表及自动化_课后_答案_第5版_厉玉鸣_本) - 副本

P161。
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,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,称为化工自动化。
实现化工生产过程自动化的意义:(1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量.(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,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的。
(4)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件.2、化工自动化主要包括哪些内容?一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容.1-3自动控制系统主要由哪些环节组成?解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成.4、自动控制系统主要由哪些环节组成?自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
1—5题1-5图为某列管式蒸汽加热器控制流程图.试分别说明图中PI-307、TRC—303、FRC-305所代表的意义。
题1—5图加热器控制流程图解PI—307表示就地安装的压力指示仪表,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。
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—307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。
PI—307表示就地安装的压力指示仪表,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。
《化工仪表及自动化》第五版

《化工仪表及自动化》第五版厉玉鸣主编习题与思考题答案山东轻工业学院化学与制药过程学院应用化工技术专业叶宝庆第一章自动控制系统基本概念1.什么是化工自动化?它有什么重要意义?答: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,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,称为化工自动化。
实现化工自动化,能加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量、减轻劳动强度、保证生产安全,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
2.化工自动化主要包括哪些内容?答:化工生产过程自动化,一般包括自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等方面的内容。
3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同?答:自动控制系统按其基本结构形式可分为闭环自动控制系统和开环自动控制系统。
闭环自动控制是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制。
如图1-1 ( a)即是一个闭环自动控制。
图中控制器接受检测元件及变送器送来的测量信号,并与设定值相比较得到偏差信号,再根据偏差的大小和方向,调整蒸汽阀门的开度,改变蒸汽流量,使热物料出口温度回到设定值上。
从图1-1, (b)所示的控制系统方块图可以清楚看出,操纵变量(蒸汽流量)通过被控对象去影响被控变量,而被控变量又通过自动控制装置去影响操纵变量。
从信号传递关系上看,构成了一个闭合回路(a)(b)图1-1 闭环自动控制基本结构开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制系统。
即操纵变量通过被控对象去影响被控变量,但被控变量并不通过自动控制装置去影响操纵变量。
从信号传递关系上看,未构成闭合回路。
开环控制系统分为两种,一种按设定值进行控制,如图1-2 (a)所示。
这种控制方式的操纵变量(蒸汽流量)与设定值保持一定的函数关系,当设定值变化时,操纵变量随其变化进而改变被控变量。
另一种是按扰动进行控制,即所谓前馈控制系统,如图1-2 (b)所示。
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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,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,称为化工自动化。
实现化工生产过程自动化的意义:(1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量.(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,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的。
(4)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件. 2、化工自动化主要包括哪些内容?一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。
1—3自动控制系统主要由哪些环节组成?解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
4、自动控制系统主要由哪些环节组成?自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
1-5题1—5图为某列管式蒸汽加热器控制流程图.试分别说明图中PI—307、TRC—303、FRC—305所代表的意义。
题1-5图加热器控制流程图解PI-307表示就地安装的压力指示仪表,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. 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-307、TRC-303、FRC—305所代表的意义.PI—307表示就地安装的压力指示仪表,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。
化工仪表及自动化答案第五版终极版

化工仪表及自动化答案第五版终极版化工仪表及自动化是现代化工生产过程中不可或缺的重要组成部分。
通过使用仪表和自动化技术,可以实现对化工过程的监控、控制和优化,提高生产效率、产品质量和安全性。
本文将详细介绍化工仪表及自动化的相关知识,并提供第五版终极版的答案,帮助读者更好地理解和应用这一领域的知识。
一、化工仪表的基本概念和分类1. 仪表的定义和作用仪表是指用于测量、控制和调节过程中各种物理量的设备。
在化工生产中,仪表主要用于测量流体的压力、温度、流量、液位等参数,以及控制和调节流体的流量、压力、温度等。
通过仪表的使用,可以实现对化工过程的监控和控制,确保生产过程的稳定和安全。
2. 仪表的分类化工仪表可以根据测量原理、测量对象和使用方式进行分类。
根据测量原理,仪表可以分为机械式仪表、电气式仪表和电子式仪表。
机械式仪表主要通过机械传动的方式进行测量,如压力表、温度计等;电气式仪表主要通过电气信号进行测量,如电压表、电流表等;电子式仪表则通过电子元器件进行测量,如数字仪表、智能仪表等。
根据测量对象,仪表可以分为压力仪表、温度仪表、流量仪表、液位仪表等。
不同的仪表适用于不同的测量对象。
根据使用方式,仪表可以分为在线仪表和离线仪表。
在线仪表直接安装在生产设备上,实时监测和控制过程参数;离线仪表则需要将采集到的数据传输到计算机或控制系统进行处理和分析。
二、化工自动化的基本原理和应用1. 自动化的定义和原理自动化是指利用计算机、仪表和控制系统等设备,对生产过程进行自动监测、控制和调节的技术。
通过自动化技术,可以实现对化工过程的高效、精确和稳定的控制,提高生产效率和产品质量。
自动化的基本原理是将生产过程中的各种物理量转化为电信号,并通过仪表和控制系统进行采集、处理和反馈。
通过对采集到的数据进行分析和判断,控制系统可以自动调节生产过程中的参数,实现对过程的控制和优化。
2. 化工自动化的应用化工自动化广泛应用于石油化工、化学工程、制药工程、冶金工程等领域。
化工仪表和自动化课后规范标准答案解析第5版厉玉鸣(史上完整版本)
完美WORD格式P161. 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,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,称为化工自动化。
实现化工生产过程自动化的意义:(1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量。
(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,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的。
(4)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
2、化工自动化主要包括哪些内容?一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。
1-3自动控制系统主要由哪些环节组成?解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
4、自动控制系统主要由哪些环节组成?自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
1-5题1-5图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。
试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。
题1-5图加热器控制流程图专业知识分享解PI-307表示就地安装的压力指示仪表,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。
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-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。
PI-307表示就地安装的压力指示仪表,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。
化工仪表及自动化_课后_答案_第5版_厉玉鸣_本) - 副本
P161。
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,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,称为化工自动化。
实现化工生产过程自动化的意义:(1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量。
(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,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的。
(4)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
2、化工自动化主要包括哪些内容?一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容.1-3自动控制系统主要由哪些环节组成?解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成.4、自动控制系统主要由哪些环节组成?自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
1-5题1—5图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。
试分别说明图中PI—307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。
题1—5图加热器控制流程图解PI—307表示就地安装的压力指示仪表,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。
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—307、TRC-303、FRC—305所代表的意义.PI-307表示就地安装的压力指示仪表,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。
化工仪表及自动化答案第五版终极版
化工仪表及自动化答案第五版终极版一、引言化工仪表及自动化是化工工程中非常重要的一个领域,它涉及到化工过程中的测量、控制和自动化技术。
本文将详细介绍化工仪表及自动化的相关知识,包括仪表的分类、原理和应用,自动化系统的设计和优化等内容。
二、化工仪表的分类化工仪表按功能可分为测量仪表、控制仪表和分析仪表。
测量仪表用于测量流体的压力、温度、流量、液位等参数;控制仪表用于控制流体的压力、温度、流量、液位等参数;分析仪表用于分析流体中的成分和性质。
三、化工仪表的原理和应用1. 压力仪表原理和应用压力仪表通过测量流体对物体施加的压力来获取压力信息。
常见的压力仪表有压力传感器、压力变送器等。
在化工过程中,压力仪表广泛应用于管道、容器、反应器等设备的压力监测和控制。
2. 温度仪表原理和应用温度仪表通过测量物体的温度来获取温度信息。
常见的温度仪表有温度传感器、温度变送器等。
在化工过程中,温度仪表广泛应用于反应器、换热器、冷却塔等设备的温度监测和控制。
3. 流量仪表原理和应用流量仪表通过测量流体通过管道或设备的速度或体积来获取流量信息。
常见的流量仪表有流量计、流量变送器等。
在化工过程中,流量仪表广泛应用于管道、泵站、喷淋装置等设备的流量监测和控制。
4. 液位仪表原理和应用液位仪表通过测量液体的高度或压力来获取液位信息。
常见的液位仪表有液位传感器、液位变送器等。
在化工过程中,液位仪表广泛应用于储罐、反应器、分离器等设备的液位监测和控制。
5. 分析仪表原理和应用分析仪表通过测量流体中的成分和性质来获取分析信息。
常见的分析仪表有气相色谱仪、液相色谱仪、质谱仪等。
在化工过程中,分析仪表广泛应用于产品质量控制、环境监测等领域。
四、自动化系统的设计和优化化工自动化系统是指通过自动化设备和控制系统来实现化工过程的自动化操作。
自动化系统的设计和优化需要考虑以下几个方面:1. 系统结构设计:包括硬件设备的选择和布置、仪表的安装位置等。
化工仪表及自动化习题答案第5版.
1、化工自动化主要包括哪些内容?一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。
2、自动控制系统主要由哪些环节组成?自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
3、图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。
试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。
PI-307表示就地安装的压力指示仪表,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。
4、图所示为一反应器温度控制系统示意图。
A、B两种物料进入反应器进行反应,通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。
试画出该温度控制系统的方块图,并指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的干扰是什么?反应器温度控制系统该温度控制系统的方块图反应器温度控制系统方块图其中,被控对象:反应器;被控变量:反应器内的温度;操纵变量:冷却水流量。
可能影响被控变量的干扰因素主要有A、B两种物料的温度、进料量,冷却水的压力、温度,环境温度的高低等。
5、某化学反应器工艺规定操作温度为(90010℃。
考虑安全因素,控制过程中温度偏离给定值最大不得超过80℃。
现设计的温度定值控制系统,在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如题1-19图所示。
试求该系统的过渡过程品质指标:最大偏差、超调量、衰减比、余差、振荡周期和过渡时间(被控温度进入新稳态值的1%(即900(1%)=9℃)的时间),并回答该控制系统能否满足题中所给的工艺要求?题1-19图温度控制系统过渡过程曲线解最大偏差A=950900=50(℃);超调量B=950908=42(℃);由于B=918908=10(℃),所以,衰减比n=B:B=42:10=4.2;余差C=908900=8℃;振荡周期T=459=36(min;过渡时间t s=47min。
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P161. 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,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,称为化工自动化。
实现化工生产过程自动化的意义:(1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量。
(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,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的。
(4)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
2、化工自动化主要包括哪些内容?一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。
4、自动控制系统主要由哪些环节组成?自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
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-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。
PI-307表示就地安装的压力指示仪表,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。
7.方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形,由于各个环节在图中都用一个方块表示,故称之为方块图。
8.测量元件与变送器:用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号(如气压信号、电压、电流信号等);控制器:将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的给定值信号进行比较得出偏差,根据偏差的大小及变化趋势,按预先设计好的控制规律进行运算后,将运算结果用特定的信号送住执行器。
执行器:能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入(或流出)被控对象的物料量或能量,从而克服扰动影响,实现控制要求。
Ex9.被控对象:在自动控制系统中,将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做~。
被控变量:被控对象内要求保持给定值的工艺参数。
给定值:被控变量的预定值。
操纵变量:受控制阀操纵的,用以克服干扰的影响,使被控变量保持给定值的物料量或能量。
11、图所示为一反应器温度控制系统示意图。
A、B两种物料进入反应器进行反应,通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。
试画出该温度控制系统的方块图,并指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的干扰是什么?反应器温度控制系统该温度控制系统的方块图反应器温度控制系统方块图其中,被控对象:反应器;被控变量:反应器内的温度;操纵变量:冷却水流量。
可能影响被控变量的干扰因素主要有A、B两种物料的温度、进料量,冷却水的压力、温度,环境温度的高低等。
15. 定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
16. 在自动化领域中,把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态,把被控变量随时间而变化的不平衡状态称为系统的动态。
∵干扰是客观存在的,是不可避免的。
一个自动控制系统投入运行时,时时刻刻都受到干扰作用,破坏正常的工艺生产状态。
这就需要通过自动化装置不断施加控制作用去对抗或抵消干扰作用的影响,使被控变量保持在工艺所要求的技术指标上。
一个正常工作的自动控制系统,总受到频繁的干扰作用,总处在频繁的动态过程中。
∴了解系统动态更为重要。
17. 阶跃作用:在某一瞬间t0,干扰突然地阶跃式地加到系统上,并保持在这个幅度。
采用阶跃干扰的原因:阶跃干扰比较突然,比较危险,对被控变量的影响也最大。
如果一个控制系统能够有效克服阶跃干扰,对其他比较缓和的干扰也一定很好地克服。
阶跃干扰形式简单,容易实现,便于分析、实验和计算。
19. 等幅振荡过程和发散振荡过程是不稳定过程,生产上不能采用;非周期衰减过程虽是稳定过程,但该过程中被控变量达到新的稳定值的进程过于缓慢,致使被控变量长时间偏离给定值,所以一般也不采用;衰减振荡过程能够较快地使系统达到稳定状态,并且最终的稳态值必然在两峰值之间,决不会出现太高或太低的现象,更不会远离给定值以致造成事故。
所以...21、某化学反应器工艺规定操作温度为(90010)℃。
考虑安全因素,控制过程中温度偏离给定值最大不得超过80℃。
现设计的温度定值控制系统,在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如题1-19图所示。
试求该系统的过渡过程品质指标:最大偏差、超调量、衰减比、余差、振荡周期和过渡时间(被控温度进入新稳态值的1%(即900(1%)=9℃)的时间),并回答该控制系统能否满足题中所给的工艺要求?题1-19图温度控制系统过渡过程曲线解最大偏差A=950900=50(℃);超调量B=950908=42(℃);由于B=918908=10(℃),所以,衰减比n=B:B=42:10=4.2;余差C=908900=8℃;振荡周期T=459=36(min);过渡时间t s=47min。
因为A=50℃<80℃,C=8℃<10℃,所以,该控制系统能满足题中所给的工艺要求。
22、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?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。
题解1-20图蒸汽加热器温度控制系统方块图其中: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。
该系统的过渡过程品质指标:最大偏差A=81.581=0.5(℃);由于B=81.580.7=0.8(℃),B=80.980.7=0.2(℃),所以,衰减比n=B:B=0.8:0.2=4;余差C=80.781= 0.3(℃)。
P33 Ex1.对象特性指对象输入量与输出量之间的关系。
各种对象千差万别,有的操作很稳定,操作很容易;有的稍不小心可能就会超越正常工艺条件,甚至造成事故。
有经验的操作人员需要很熟悉这些对象,才能使生产操作得心应手;设计自动化装置时,也必须深入了解对象的特性,了解它的内在规律,才能根据工艺对控制质量的要求,设计合理的控制系统,选择合适的被控变量和操纵变量,选用合适的测量元件及控制器。
在控制系统投入运行时,也要根据对象特性选择合适的控制器参数,使系统正常地运行。
Ex2.对象的数学模型指对象特性的数学描述。
静态数学模型:描述的是对象在静态时的输入量与输出量之间的关系;动态数学模型:描述的是对象在输入量改变以后输出量的变化情况。
4.机理建模法、实验建模法。
5.对象或生产过程的内部机理。
7.阶跃反应曲线法:特点是简易但精度较差。
如果输入量是流量,只要将阀门的开度作突然的改变,便可认为施加了一个阶跃干扰,同时还可以利用原设备上的仪表把输出量的变化记录下来,既不需要增加仪器设备,测试工作量也大。
但由于对象在阶跃信号作用下,从不稳定到稳定所需时间一般较长,这期间干扰因素较多,因而测试精度受到限制。
为提高测试精度就必须加大输入量的幅度,这往往又是工艺上不允许的。
� 矩形脉冲法:特点是提高了精度,对工艺影响较小。
采用~时,由于加在对象上的干扰经过一段时间后即被除去,因此干扰的幅值可以取得较大,提高了实验精度。
同时,对象的输出量又不会长时间偏离给定值,故对工艺生产影响较小。
8、反映对象特性的参数有哪些?各有什么物理意义?解:放大系数K 、时间常数T 和滞后时间t放大系数K 在数值上等于对象(重新)处于稳定状态时的输出变化量与(引起输出变化的)输入变化量之比,即对象的放大系数K 越大,就表示对象的输入量有一定变化时,对输出量的影响越大,或被控变量对这个量的变化就越灵敏,所以,K 实质上是对象的灵敏度。
时间常数T 是指当对象受到阶跃输入作用后,被控变量达到新的稳态值的63.2%所需时间;或当对象受到阶跃输入作用后,被控变量如果保持初始变化速度变化,达到新的稳态值的时间。
时间常数越大,被控变量的变化也越慢,达到新的稳态值所需的时间也越大对象在受到输入作用后,被控变量却不能立即而迅速地变化的现象称为滞后现象;或输出变量的变化落后于输入变量的变化的现象称为滞后现象。
滞后现象用滞后时间t 表示。
对象的滞后时间t ,使对象的被控变量对输入的变化响应滞后,控制不及时。
10.纯滞后一般是由于介质的输送或热的传递需要一段时间而引起的,而测量点选择不当,测量元件安装不合适等原因也会造成纯滞后。
容量滞后一般是由于物料或能量的传递需要通过一定阻力而引起的。
控制通道若存在纯滞后,会使控制作用不及时,造成被控变量的最大偏差增加,控制质量下降,稳定性降低;干扰通道若存在纯滞后,相当于将干扰推迟一段时间才进入系统,并不影响控制系统的控制品质。
容量滞后增加,会使对象的时间常数T 增加。
在控制通道,T 增大,会使控制作用对被控变量的影响来得慢,系统稳定性降低;T 减小,会使控制作用对被控变量的影响来得快,系统控制质量提高。
但T 不能太大或太小,且各环节时间常数要适当匹配,否则都会影响控制质量。
在干扰通道,如果容量滞后增加,干扰作用对被控变量的影响比较平稳,一般有利于控制。
13.输入量的变化量输出量的变化量K14.P1011.测量过程在实质上是将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程。
一般它都是利用专门的技术工具,将被测参数经过一次或多次的信号能量形式的转换,最后获得一种便于测量的信号能量形式,并由指针位移或数字形式显示出来。
2.由仪表读得的被测值与被测量真值之间会存在一定的差距,这一差距称为~。
表示方法有:绝对误差和相对误差。
绝对误差:Δ= x -x0 相对误差:3.4.仪表的精确度等级是将仪表允许的相对百分误差的“±”号及“%”去掉后的数值,以一定的符号形式表示在仪表标尺板上。
精确度等级目前是按国家统一规定的允许误差大小来划分成若干等级的。
5、某一标尺为0~1000℃的温度仪表出厂前经校验,其刻度标尺上的各点测量结果分别为:标准表读数/℃ 0 200 400 600 700 800 900 1000 被校表读数/℃2014026047068059031001(2)确定该温度仪表的精度等级;标准表读数/℃ 0 200 400 600 700 800 900 1000 被校表读数/℃ 0 201 402 604 706 805 903 1001 绝对误差/℃+1+2+4+6+5+3+1(2)仪表误差:%6.0%10010006max ±=⨯±=δ, 仪表的精度等级应定为1.0级;6(2)问该压力表是否符合1.0级精度?0.005(2)仪表误差:%5.0%10010005.0max ±=⨯±=δ; 但是,由于仪表变差为1.2%>1.0%,所以该压力表不符合1.0级精度。