期末復習題——《化工儀表及自動化》

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1、13. 按照使用能源的不同，工業(yè)儀表可以分為 、 兩類。 14. 對于比例積分微分（PID）控制來說，單純的比例作用存在余差，加入 可以消 除余差，而加入 可以起到"超前控制”的效果。 15. 按照測量原理的不同，壓力檢測儀表可以分為 、 、 、 等。 16. 用于輸送流體和提高流體壓頭的機械設備統(tǒng)稱為流體輸送設備，其中輸送液體并提高其壓頭的 機械稱為 ，而輸送氣體并提高其壓頭的機械稱為 。 17. 氣動儀表的信號傳輸，國際上統(tǒng)一使用 的模擬氣壓信號；DDZHI型電動儀表 國際上規(guī)定的統(tǒng)一標準信號制是 。 18. 化工自動化的主要內容有 、 、自動操縱和開停 車系統(tǒng)、

2、。 19. 選擇性控制系統(tǒng)可分為 、 和混合型選擇性控制系 統(tǒng)，對于選擇性控制系統(tǒng)要注意防止 現彖的發(fā)生。 20. 常見的傳熱設備有 、 、 等。 21. 兩種常用的均勻控制方案包拾 、 。 22. 速度式流量計中，應用 原理測量流體流量的儀表為電磁流量計，根據“卡 曼渦街”現彖測量流體流量的儀表為 ，而差壓式流量計體積流量大小與其所 測得差壓的 （平方/平方根）成比例關系。 23. 比例度對過渡過程的影響規(guī)律是比例度越 ,過渡過程曲線越平穩(wěn)，但余差也越人，比例度 越 ，余差減小，但過渡過程曲線越振蕩 24. 工程上所用的壓力指示值多為 ?即絕對壓力和大氣壓力之差；當被

3、測壓力低 于大氣壓力時，一般用 或真空度表示。 25. 某換熱器溫度控制系統(tǒng)在單位階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖1所示,溫度給定值為200C, 該控制系統(tǒng)的最大偏差為 ?余差為 ，衰減比 為 。 圖1 26. 用線俗-銅銀熱電偶測溫，設備的溫度為900 C （對應的分度表熱電勢為68783MV）,自由端的溫 度為30C （對應的分度表熱電勢為1801卩V）,測得的熱電勢應為 27. 在精飾塔控制系統(tǒng)中，可以改變的變量有進料流量、塔頂冷回流流量、塔底再沸器加熱蒸汽流 量，要控制塔頂飾出物的組分應選擇 作為操縱變量，要控制塔底飾出物的組 分應選擇 作為操縱變量。

4、28. 控制器參數工程整定的常用方法有 、 和經驗湊試 法。 29. 某臺DDZ-III型比例積分控制器，控制器為正作用，比例度為100%,積分時間為2min。穩(wěn)態(tài) 時，輸出為5mA。某瞬時，輸入突然增加了 0.2mA,此時刻輸出瞬間變化到 : 經過5mm后,輸出又將變化到 30. 比值控制系統(tǒng)中，要求不僅可以實現比較精確的流量比值，而且確保兩物料總量基本不變，應 采用 o 31. 離心泵的流量控制方案有以下三種：控制泵的出口閥門開度、 以 及 : 32. 離心式壓縮機產生喘振現象的主要原因是壓縮機的吸氣量 （大于、小于 或等于）極限排氣量引起的，防喘振控制方案有固定極

5、限流量法和 。 二簡答 1. 試分別寫出QDZ型氣動單元組合儀表和DDZ-II型、DDZ-III型電動單元組合儀表的信號范 圍。（6分） 2. 列舉一種容積式流量計，三種速度式流量計，一種直接式質量流量計。（10分） 3. 簡述化工自動化的主要內容。（8分） 4. 什么是串級控制系統(tǒng)的主控制器和副控制器？請畫出串級控制系統(tǒng)的方塊圖。（10分） 5. 簡述離心泵的流量控制方案有哪幾種？ （6分） 6. 什么是反饋？什么是負反饋？ （6分） 7. 用熱電偶測溫時，為什么要進行冷端溫度補償？常用的冷端溫度補償方法有那些？ （6分） 8. 什么是控制器的參數整定？工程上常用的控制器

6、參數整定有幾種方法？ （6分） 9. 控制閥的流量特性是什么？何為控制閥的理想流屋特性？控制閥的理想流量特性有哪幾種？ （6分） 10. 前饋控制具有什么特點？為什么采用前饋-反饋復合系統(tǒng)將能較人地改善系統(tǒng)的控制品質？ （6分） 11. 什么是精館塔的溫差控制和雙溫差控制？（6分） 12. 試述比例（P）、枳分（I）、微分（D）控制規(guī)律的定義及其各自特點？ （6分） 13. 簡述操縱變量的選擇原則是什么？ （6分） 14. 簡述放大系數、時間常數的定義。（6分） 15. 常用的熱電偶有哪幾種？什么是補償導線？ （6分） 16. 什么叫控制器的無擾動切換？ （2分） 17.

7、 簡述單回路控制系統(tǒng)由哪些環(huán)節(jié)組成？試畫出單回路控制系統(tǒng)的典型方塊圖。（6分） 三.計算 1. 某臺測溫儀表的測量范I制是200?700C,校驗該表時得到的最人絕對誤差為+4C,試確定該 儀表的精度等級。（5分） 2. 用差壓變送器來測量液位時，在變送器正、負壓室與取壓點之間裝有隔離罐，測量方式如圖 2所示，若被測介質密度為P】，隔離液密度為P 2,問有無遷移？何種遷移？遷移量多少？（10分） 圖2 3. 試定性畫出在階躍輸入信號時的比例（P）控制器和比例枳分（PI）控制器的響應曲線，要求在響 應曲線上標明比例放人系數Kp和積分時間Tu （15分） 4. 某發(fā)酵過程工藝

8、規(guī)定操作溫度為（40土2） C?？紤]到發(fā)酵效果，控制過程中溫度偏離給定 值最人不能超過6C?，F設計一定值控制系統(tǒng)，在階躍擾動作用下的過渡過程曲線如圖3所示。試 確定該系統(tǒng)的最人偏差、衰減比、余差、過渡時間和振蕩周期等過渡過程指標，并回答該系統(tǒng)是否 能夠滿足工藝要求？（10分） 5. 用一臺雙法蘭式差壓變送器測量某容器的液位，如圖4所示。已知被測液位的變化范闈是 0?3m,被測介質密度p=900 kgW ,毛細管內工作介質密度p0=950*g/加‘。變送器的安裝尺寸 為lil=lm, h2=4mo求變送器的測量范圍，并判斷零點遷移方向，計算遷移量。當法蘭式差壓變送 器的安裝位置升高或者

9、降低時，問對遷移量有什么影響？（10分） p0 圖4法蘭式差壓變送器測量液位 6?現用一支銀珞一銀硅熱電偶來測量某換熱器內的溫度，其冷端溫度為3（TC,顯示儀表為動 圈儀表，此儀表的機械零位為LC,這時指示值為400C,若認為換熱器內的溫度為430C,對不對? 為什么？正確值為多少？ （10分） 已知條件：(1) (400,0)=28. 913mV (2) E(30,0) = 1. 801mV (3) E(422,0) = 30. 744mV 7. （15分）如果有一臺壓力表，其測量范I制為0-10MPa,經校驗得到下列數據 標準表讀數/ MPa 0 2 4 6

10、 8 10 被校表正行程讀數/MPa 0 1.98 3.96 5.94 7.97 9.99 被校表反行程讀數/MPa 0 2.02 4.03 6.06 8.03 10.01 （1） 分別求出該壓力表正反行程的最大絕對誤差值；（5分） （2） 根據正反行程的最人絕對誤差值，該壓力表的精度等級應為多少；（5分） （3） 求出該壓力表的變差；（3分） （4） 根據變差的人小，問該壓力表是否還能符合（2）中確定的精度等級。（2分） （我國規(guī)定的儀表等級有0.1, 0.2, 0.4, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5等） 8. （10分）一臺精度等級為0.

11、5級，測量范圍為600?1200C的電子電位差計，問： （1） 它的最大允許絕對誤差是多少？（5分） （2） 校驗時，如其中的某一點最大絕對誤差是4C,問此表是否合格？（5分） 9. 測量高溫液體（指它的蒸汽在常溫下要冷凝的情況）時，在負壓管上裝有冷凝罐（圖5）,已知 被測液位H變化范圍為0?2m,被測介質密度p = 1000 kg/m3,變送器安裝尺寸為虬=3m, li2 =5m, X氣壓p0= 0.1013 MPa，問這時用差壓變送器來測量液位時，要不要遷移？如要遷移, 遷移量應為多少？ （8分） h： H hi 圖5 10. 某合成氨廠合成塔的壓力變化范圍為1 l~1

12、4MPa,較為平穩(wěn)，要求測量誤差不得人于0.4MPao 工藝上要求就地指示，并能高低限報警。試選用一臺壓力表，指出其類型、量程和精度。可供選用 的壓力表量程規(guī)格為0?10、0?16、0?25M. 0?40?0?60MPa,精度等級為1?0, 1?5,2?5。（9分） 11?某被測壓力變化范闈為1.0-1.6Mpa,較為平穩(wěn)，要求測量誤差不得人于0.05MPa,就地指示壓 力表示值，試選用一臺壓力表，指出其類型、量程和精度?？晒┻x用的壓力表量程規(guī)格為0?1.6、0? 2.5、0?4.0MPa,精度等級為1?0」5,2?5。（10分） 12?某臺測溫儀表的測量范闈是0?1000C,出廠時

13、經校驗，其刻度標尺上的各點測量結果為 標準表讀數/ C 200 400 600 700 800 900 1000 被校表讀數/ C 201 402 604 706 805 903 1001 （1）求出該測溫儀表的最人絕對誤差值；（2）確定該測溫儀表的精度等級：（3）如果工藝上允許 的最大絕對誤差為8"C,問該測溫儀表是否符合要求？（我國規(guī)定的儀表等級有0.1, 0.2, 0.4, 0.5, 1.0, 1?5,2?5等）（10分） 13?測量高溫液體（指它的蒸汽在常溫下要冷凝的情況）時，在負壓管上裝有冷凝罐（見圖6）,問 這時用差壓變送器來測量液位時，有無遷移

14、？何種遷移？遷移量多少？（10分） 圖6 四.分析 1. 某貯槽，其進【I流量來自上一工序，不可控，控制目標是保證貯槽的液位恒定，為此設計一簡單 液位控制系統(tǒng)，如圖7所示，試問： （1） 畫出簡單控制系統(tǒng)的方塊圖。（6分） （2） 指出該系統(tǒng)中的被控對彖、被控變量、操縱變量和主要擾動變量。（4分） 圖7 2、乙缺發(fā)生器是利用電石和水來產生乙塊氣的裝置。為了降低電石消耗量，提高乙塊氣的收率，確 保安全生產，設計了圖8所示的溫度控制系統(tǒng)。工藝要求乙塊發(fā)生器的反應溫度控制在（801）弋。 試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出圖中的被控對象、被控變量、操縱變量以及

15、可能存在的擾 動。（10分） 圖8 3、（10分）圖9為一精倒塔的塔釜液位于塔底產品流量的串級均勻控制系統(tǒng)。 （1）畫出該控制系統(tǒng)的方框圖（5分） （2）簡述該系統(tǒng)與一般串級控制系統(tǒng)的異同點（5分） 4、（15分）某聚合反應釜內進行放熱反應，釜內溫度過高會發(fā)生爭故，為此采用夾套水冷卻。由于 釜溫控制要求較高，故設置控制系統(tǒng)如圖10所示 （1） 這是什么類型的控制系統(tǒng)？ （5分） （2） 其主變量和副變量是什么？ （5分） （3） 選擇控制閥的氣開、氣關型式和主、副控制器的正反作用。（5分） 5、（10分）圖11所示為甲苯■二甲苯精館塔控制流程圖。 （1） 試

16、簡述圖中各控制系統(tǒng)的作用（5分） （2） 圖11中是按精館段指標進行控制的方案，試簡述按精館段指標進行控制的方案適用于哪些 情況？ （5分） 圖11 6. （12分）圖12為貯槽液位控制系統(tǒng)，為安全起見，貯槽內液體嚴格禁止溢出，試在卞述兩種情 況卞，分別設計簡單控制系統(tǒng)，畫出系統(tǒng)的控制流程圖；確定執(zhí)行器的氣開、氣關形式及控制器的 正、反作用。 （1） 選擇流入量Q’為操縱變量：（6分） （2） 選擇流出量Q。為操縱變量。（6分） 7. （3分）對于某換熱器，當進II物料流量的變化為主要干擾時，采用如圖13所示的控制方案，請 指岀此為何種類型的控制系統(tǒng)？畫岀該控制系統(tǒng)的方塊圖。 進料 8?（12分）如圖14所示，加熱爐被加熱物料出I I溫度Ti與爐膛溫度T?的串級控制系統(tǒng)，工藝安全 條件是：一旦發(fā)生重大事故，立即切斷燃料油的供應。 （1） 畫出該串級控制系統(tǒng)的方塊圖：（4分） （2） 選擇控制閥的氣開、氣關形式；（2分） （3） 選擇主、副控制器的正反作用。（6分） 彼加熱物料進口 被加熱物料出口 圖14