化工儀表及自動化課后習(xí)題答案

1、第1章自動控制系統(tǒng)基本概念自動控制系統(tǒng)基本概念P16P161.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(jìn)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(shí)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(qiáng)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(kuò)大

2、，達(dá)到延長設(shè)備使用壽命，提高設(shè)備利用能力的目的。（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、一般要包括自動檢測、自動保護(hù)、自動操縱和自動控制等方面的內(nèi)容。3、閉環(huán)控制有反饋環(huán)節(jié)，通過反饋系統(tǒng)是系統(tǒng)的精確度提高響應(yīng)時(shí)間縮短適合于對系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間穩(wěn)定性要求高的系統(tǒng).開環(huán)控制沒有反饋環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性不高響應(yīng)時(shí)間相對來說很長精確度不高使用于對系統(tǒng)穩(wěn)定性精確度要求不高的簡單的系統(tǒng)。4、自動控

3、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、自動控制器、執(zhí)行器和被控對象等四個環(huán)節(jié)組成。5、p76、PI307表示就地安裝的壓力指示儀表，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；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；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

4、環(huán)節(jié)在圖中都用一個方塊表示，故稱之為方塊圖。8、測量變送裝置的功能是測量被控變量的大小并轉(zhuǎn)化為一種特定的、統(tǒng)一的輸出信號（如氣壓信號或電壓、電流信號等）送往控制器；控制器接受測量變送器送來的信號，與工藝上需要保持的被控變量的設(shè)定值相比較得出偏差，并按某種運(yùn)算規(guī)律算出結(jié)果，然后將此結(jié)果用特定信號（氣壓或電流）發(fā)送出去。執(zhí)行器即控制閥，它能自動地根據(jù)控制器送來的信號值來改變閥門的開啟度，從而改變操縱變量的大小。9、被控對象（對象）——自動控

5、制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過程、生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器。被控變量——被控對象內(nèi)要求保持設(shè)定值的工藝參數(shù)?？叵到y(tǒng)通常用該變量的名稱來稱呼，如溫度控制系統(tǒng)，壓力制系統(tǒng)等。給定值（或設(shè)定值或期望值）——人們希望控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，即被控變量的期望值。它可以是恒定的，也可以是能按程序變化的。操縱變量（調(diào)節(jié)變量）——對被控變量具有較強(qiáng)的直接影響且便于調(diào)節(jié)（操縱）的變量。或?qū)崿F(xiàn)控制作用的變量。操縱介質(zhì)(操縱劑)——用來實(shí)現(xiàn)控制作用的物料。10、控制作

6、用是對在受到外界干擾影響偏離正常狀態(tài)后，回復(fù)到規(guī)定范圍內(nèi)。干擾作用是引起被控變量偏離給定值，除操控變量以外的各種因素。11、該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖題解題解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?？赡艽嬖诘母蓴_主要有：進(jìn)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=

7、0.5（℃）；由于B=81.5?80.7=0.8（℃），B?=80.9?80.7=0.2（℃），所以，衰減比n=B:B?=0.8:0.2=4；余差C=80.7?81=?0.3（℃）。第2章被控對象的數(shù)學(xué)模型被控對象的數(shù)學(xué)模型P33P331、對象特性就是的對象的輸出——輸入關(guān)系。研究對象的特性，就是用數(shù)學(xué)的方法來描述對象輸入量與輸出量之間的關(guān)系。當(dāng)采用自動化裝置組成自動控制系統(tǒng)時(shí)，首先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

8、藝對控制質(zhì)量的要求，設(shè)計(jì)合理的控制系統(tǒng)，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(yùn)行時(shí)，也要根據(jù)對象特性選擇合適的控制器參數(shù)(也稱控制器參數(shù)的工程整定)，使系統(tǒng)正常地運(yùn)行。被控對象的特性對自動控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量的影響很大，所以必須對其深入研究。2、對象特性的數(shù)學(xué)描述（方程、曲線、表格等）稱為對象的數(shù)學(xué)模型。穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型描述的是對象在穩(wěn)態(tài)時(shí)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

9、輸出量的變化情況。穩(wěn)態(tài)與動態(tài)是事物特性的兩個側(cè)面，可以這樣說，動態(tài)數(shù)學(xué)模型是在穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的發(fā)展，穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型是對象在達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型的一個特例。4、機(jī)理建模法、實(shí)驗(yàn)建模法。5、對象或生產(chǎn)過程的內(nèi)部機(jī)理。7、階躍反應(yīng)曲線法：特點(diǎn)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突然的改變，便可認(rèn)為施加了一個階躍干擾，同時(shí)還可以利用原設(shè)備上的儀表把輸出量的變化記錄下來，既不需要增加儀器設(shè)備，測試工作量也大。但由于對象

10、在階躍信號作用下，從不穩(wěn)定到穩(wěn)定所需時(shí)間一般較長，這期間干擾因素較多，因而測試精度受到限制。為提高測試精度就必須加大輸入量的幅度，這往往又是工藝上不允許的。階躍反應(yīng)曲線法：特點(diǎn)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突然的改變，便可認(rèn)為施加了一個階躍干擾，同時(shí)還可以利用原設(shè)備上的儀表把輸出量的變化記錄下來，既不需要增加儀器設(shè)備，測試工作量也大。但由于對象在階躍信號作用下，從不穩(wěn)定到穩(wěn)定所需時(shí)間一般較長，這期間干擾因素較多，