化工儀表級自動化課后答案集第五版

1、P161.化工自動化是化工、煉油、食品、輕工等化工類型生產(chǎn)過程自動化的簡稱。在化工設(shè)備上，配備上一些自動化裝置，代替操作人員的部分直接勞動，使生產(chǎn)在不同程度上自動地進行，這種用自動化裝置來管理化工生產(chǎn)過程的辦法，稱為化工自動化。?實現(xiàn)化工生產(chǎn)過程自動化的意義：（1）加快生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。（2）減輕勞動強度，改善勞動條件。（3）能夠保證生產(chǎn)安全，防止事故發(fā)生或擴大，達到延長設(shè)備使用壽命，提高設(shè)備利用能力的目的。（

2、4）能改變勞動方式，提高工人文化技術(shù)水平，為逐步地消滅體力勞動和腦力勞動之間的差別創(chuàng)造條件。2、化工自動化主要包括哪些內(nèi)容？一般要包括自動檢測自動檢測、自動保護自動保護、自動操縱自動操縱和自動控制自動控制等方面的內(nèi)容。4、自動控制系統(tǒng)主要由哪些環(huán)節(jié)組成？自動控制系統(tǒng)主要由測量元件與變送器量元件與變送器、自動控制器自動控制器、執(zhí)行器執(zhí)行器和被控對象被控對象等四個環(huán)節(jié)組成。6、圖為某列管式蒸汽加熱器控制流程圖。試分別說明圖中PI307、TR

3、C303、FRC305所代表的意義。PI307表示就地安裝的壓力指示儀表壓力指示儀表，工段號為3，儀表序號為07；TRC303表示集中儀表盤安裝的，具有指示記錄功能的溫度控制儀表記錄功能的溫度控制儀表；工段號為3，儀表序號為03；FRC305表示集中儀表盤安裝的，具有指示記錄功能的流量控制儀表記錄功能的流量控制儀表；工段號為3，儀表序號為05。7.方塊圖是用來表示控制系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)之間作用關(guān)系的一種圖形，由于各個環(huán)節(jié)在圖中都用一個方塊表示

4、，故稱之為方塊圖。8.測量元件與變送器：用來感受被控變量的變化并將它轉(zhuǎn)換成一種特定的信號（如氣壓信號、電壓、電流信號等）；控制器：將測量元件與變送器送來的測量信號與工藝上需要保持的給定值信號進行比較得出偏差，根據(jù)偏差的大小及變化趨勢，按預(yù)先設(shè)計好的控制規(guī)律進行運算后，將運算結(jié)果用特定的信號送住執(zhí)行器。執(zhí)行器：能自動地根據(jù)控制器送來的信號值相應(yīng)地改變流入（或流出）被控對象的物料量或能量，從而克服擾動影響，實現(xiàn)控制要求。Ex9.被控對象：在

5、自動控制系統(tǒng)中，將需要控制其工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備或機器叫做~。被控變量：被控對象內(nèi)要求保持給定值的工藝參數(shù)。給定值：被控變量的預(yù)定值。操縱變量：受控制閥操縱的，用以克服干擾的影響，使被控變量保持給定值的物料量或能量。11、圖所示為一反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)示意圖。A、B兩種物料進入反應(yīng)器進行反應(yīng)，通過改變進入夾套的冷卻水流量來控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度不變。試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出該系統(tǒng)中的被控對象、被控變量、操縱變量及可能影響被控變量的干

6、擾是什么？反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖22、題l20(a)圖是蒸汽加熱器的溫度控制原理圖。試畫出該系統(tǒng)的方塊圖，并指出被控對象、被控變量、操縱變量和可能存在的干擾是什么？現(xiàn)因生產(chǎn)需要，要求出口物料溫度從80℃提高到81℃，當(dāng)儀表給定值階躍變化后，被控變量的變化曲線如題120(b)圖所示。試求該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差、衰減比和余差（提示：該系統(tǒng)為隨動控制系統(tǒng)，新的給定值為81℃）。題120圖蒸汽加熱

7、器溫度控制蒸汽加熱器溫度控制解蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)的方塊圖如下圖所示。題解題解120圖蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)方塊圖蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中：被控對象是蒸汽加熱器；被控變量是出口物料溫度；操縱變量是蒸汽流量。可能存在的干擾主要有：進口物料的流量、溫度的變化；加熱蒸汽的壓力、溫度的變化；環(huán)境溫度的變化等。該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差A(yù)=81.5?81=0.5（℃）；由于B=81.5?80.7=0.8（℃），B?=80.9?8

8、0.7=0.2（℃），所以，衰減比n=B:B?=0.8:0.2=4；余差C=80.7?81=?0.3（℃）。P33P33Ex1.對象特性指對象輸入量與輸出量之間的關(guān)系。?各種對象千差萬別，有的操作很穩(wěn)定，操作很容易；有的稍不小心可能就會超越正常工藝條件，甚至造成事故。有經(jīng)驗的操作人員需要很熟悉這些對象，才能使生產(chǎn)操作得心應(yīng)手；設(shè)計自動化裝置時，也必須深入了解對象的特性，了解它的內(nèi)在規(guī)律，才能根據(jù)工藝對控制質(zhì)量的要求，設(shè)計合理的控制系統(tǒng)，

9、選擇合適的被控變量和操縱變量，選用合適的測量元件及控制器。在控制系統(tǒng)投入運行時，也要根據(jù)對象特性選擇合適的控制器參數(shù)，使系統(tǒng)正常地運行。Ex2.對象的數(shù)學(xué)模型指對象特性的數(shù)學(xué)描述。?靜態(tài)數(shù)學(xué)模型：描述的是對象在靜態(tài)時的輸入量與輸出量之間的關(guān)系；動態(tài)數(shù)學(xué)模型：描述的是對象在輸入量改變以后輸出量的變化情況。4.機理建模法、實驗建模法。5.對象或生產(chǎn)過程的內(nèi)部機理。7.階躍反應(yīng)曲線法：特點是簡易但精度較差。如果輸入量是流量，只要將閥門的開度作