過程控制工程試卷四標(biāo)準(zhǔn)答案

1、過程控制工程試卷四標(biāo)準(zhǔn)答案過程控制工程試卷四標(biāo)準(zhǔn)答案 一、填空題（每小題 1 空，每空 1 分，共 10 分） 一、填空題（每小題 1 空，每空 1 分，共 10 分） 1. 離散時間控制 2. 變量配對 3. 控制器 4.按提餾段質(zhì)量指標(biāo)控制 5 滿足特殊工藝需要 6. 準(zhǔn)確性 7.比例積分微分控制 8. 串級控制 9. 開環(huán)比值控制 10偏差 二、填空題（每小題 2 分，共 10 分） 二、填空題（每小題 2 分，共 10 分） 1 2 3 4. 5. 三、簡答題（每小題 3 分，共 15 分） 三、簡答題（每小題 3 分，共 15 分） 1. 簡述常用的調(diào)節(jié)閥理想流量特性 線性、快開、等

2、百分比、拋物線（答對一個得 1 分，全答對得 3 分） 2. 簡述解耦控制原理 就是通過解耦器與被控對象組合后的閉環(huán)系統(tǒng)在傳遞函數(shù)矩陣呈現(xiàn)出對角矩陣的形式，此時系統(tǒng)間的耦合關(guān)聯(lián)排除，多變量系統(tǒng)演變?yōu)楦飨鄬Κ?dú)立的單變量控制系統(tǒng)。 3. 簡述設(shè)計串級控制系統(tǒng)時，副變量的選擇原則 1）將主要擾動或更多的擾動包括在副回路中 2）副對象的滯后不能太大,以保持副回路的快速響應(yīng)性能 3）將對象中具有顯著非線性或時變特性的一部分歸于副對象中 4）需要流量實(shí)現(xiàn)精確跟蹤時,可選流量為副變量 （答對其中 3 條即可） 4. 簡述前饋控制的特點(diǎn) （1）前饋控制對干擾的克服比反饋及時； （2）前饋控制是開環(huán)控制，無穩(wěn)定

3、性問題； （3）前饋控制需要干擾可測； （4）前饋控制器受對象特性決定的專用控制器。（答對其中 3 條即可） 5簡述均勻控制系統(tǒng)的目的和特點(diǎn) 目的：解決前后工序供求矛盾，達(dá)到前后兼顧協(xié)調(diào)操作。（1 分） 特點(diǎn)：1）兩個變量在控制過程中都應(yīng)該是變化的，且變化是緩慢的。（1 分） 2）前后互相聯(lián)系又互相矛盾的兩個變量應(yīng)保持在所允許的范圍內(nèi)波動。（1 分） 四、 （本題 10 分）如圖所示某工程所用離心式壓縮機(jī)，設(shè)喘振安全操作線方程為四、 （本題 10 分）如圖所示某工程所用離心式壓縮機(jī)，設(shè)喘振安全操作線方程為)(1221appbkrp=，其中，其中r、b、ak為有關(guān)參數(shù)，試按此方程組成一個可變極限

4、流量防喘振控制系統(tǒng)，畫出該系統(tǒng)的防喘振控制流程圖，并指出在什么條件下打開旁路調(diào)節(jié)閥？ 為有關(guān)參數(shù)，試按此方程組成一個可變極限流量防喘振控制系統(tǒng)，畫出該系統(tǒng)的防喘振控制流程圖，并指出在什么條件下打開旁路調(diào)節(jié)閥？ （8 分） 當(dāng))(1221appbkrp時旁路調(diào)節(jié)閥打開。 （2 分） 五、 （本題 10 分）某化學(xué)反應(yīng)過程要求參與反應(yīng)的 a、b 兩種物料保持 fa:fb4:2.5的比例，兩物料的最大流量，。通過觀察發(fā)現(xiàn) a，b兩物料流量因管線壓力波動而經(jīng)常變化。假設(shè) a 為主物料，b 為從物料。根據(jù)上述情況，要求： 五、 （本題 10 分）某化學(xué)反應(yīng)過程要求參與反應(yīng)的 a、b 兩種物料保持 fa:

5、fb4:2.5的比例，兩物料的最大流量，。通過觀察發(fā)現(xiàn) a，b兩物料流量因管線壓力波動而經(jīng)常變化。假設(shè) a 為主物料，b 為從物料。根據(jù)上述情況，要求： hmfa/6253max=hmfb/2903max=設(shè)計一個比較合適的比值控制系統(tǒng)（畫出流程圖） ； 設(shè)計一個比較合適的比值控制系統(tǒng)（畫出流程圖） ； 計算該比值系統(tǒng)的比值系數(shù) k； 計算該比值系統(tǒng)的比值系數(shù) k； k fafb說明該系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場合。 說明該系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場合。 （5 分） 工藝流量比值：k= fb:fa2.5:4 儀表的比值系數(shù)：k=k fa max/ fb max=(5/8)*625/290=1.35 （3 分

6、） 優(yōu)點(diǎn)： 比值準(zhǔn)確，總量一定；提、降負(fù)荷容易。缺點(diǎn)：投資大。 適用于主從物料方波動均較大的場合。 （2 分） 六、 （本題 15 分）如圖所示某石油化工廠的油品儲罐，為使油品不與空氣接觸被氧化變質(zhì)，或引起爆炸危險，需要進(jìn)行罐頂封氮。其技術(shù)要求是：始終保持罐內(nèi)氮?dú)鈮毫ξ⒄?，?dāng)罐內(nèi)液位上升時，應(yīng)停止繼續(xù)補(bǔ)充氮?dú)?，并將壓縮的氮?dú)膺m量排出；當(dāng)罐內(nèi)液位下降時，應(yīng)停止放出氮?dú)?。試設(shè)計罐頂?shù)獨(dú)鈮毫Ψ殖炭刂葡到y(tǒng)（畫在題圖上） ，六、 （本題 15 分）如圖所示某石油化工廠的油品儲罐，為使油品不與空氣接觸被氧化變質(zhì)，或引起爆炸危險，需要進(jìn)行罐頂封氮。其技術(shù)要求是：始終保持罐內(nèi)氮?dú)鈮毫ξ⒄?，?dāng)罐內(nèi)液位上升時，應(yīng)

7、停止繼續(xù)補(bǔ)充氮?dú)?，并將壓縮的氮?dú)膺m量排出；當(dāng)罐內(nèi)液位下降時，應(yīng)停止放出氮?dú)?。試設(shè)計罐頂?shù)獨(dú)鈮毫Ψ殖炭刂葡到y(tǒng)（畫在題圖上） ， 并回答： 并回答： 選擇兩調(diào)節(jié)閥的氣開氣關(guān)屬性；壓力控制器的正反作用； 選擇兩調(diào)節(jié)閥的氣開氣關(guān)屬性；壓力控制器的正反作用； 協(xié)調(diào)兩調(diào)節(jié)閥的動作；如何避免兩調(diào)節(jié)閥的頻繁開閉以減少 n2 用量? 協(xié)調(diào)兩調(diào)節(jié)閥的動作；如何避免兩調(diào)節(jié)閥的頻繁開閉以減少 n2 用量? 解： 進(jìn) n2 閥：氣開 （2 分） 排 n2 閥：氣關(guān) （2 分） 控制器：反作用 （2 分） （4 分） （3 分） 氣關(guān)閥氣開閥“b”“a”100閥開度(%)00.020.0580.10調(diào)節(jié)閥氣動信號（mpa

8、）0.062氣關(guān)閥氣開閥pc“b”“a”排 空n2n2 平衡時，應(yīng)使二閥都關(guān)，又當(dāng) p 在一定范圍時， 二閥可都不動作，加死區(qū)。 （2 分） 七、 （本題 15 分）如圖所示精餾塔再沸器采用蒸汽進(jìn)行加熱，進(jìn)料量為 f，為保證塔底產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，要求對塔底溫度進(jìn)行控制，但由于受到前面工序的影響，f 經(jīng)常發(fā)生波動，又不允許對其進(jìn)行定值控制，在這種情況下，你認(rèn)為應(yīng)該采取何種控制方案為好？畫出系統(tǒng)流程圖和方塊圖，并選擇控制閥的開閉形式及控制器正反作用。如果供給的蒸汽流量也經(jīng)常波動，又應(yīng)采取何種控制方案？畫出系統(tǒng)流程圖和方塊圖。 七、 （本題 15 分）如圖所示精餾塔再沸器采用蒸汽進(jìn)行加熱，進(jìn)料量為 f，

9、為保證塔底產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，要求對塔底溫度進(jìn)行控制，但由于受到前面工序的影響，f 經(jīng)常發(fā)生波動，又不允許對其進(jìn)行定值控制，在這種情況下，你認(rèn)為應(yīng)該采取何種控制方案為好？畫出系統(tǒng)流程圖和方塊圖，并選擇控制閥的開閉形式及控制器正反作用。如果供給的蒸汽流量也經(jīng)常波動，又應(yīng)采取何種控制方案？畫出系統(tǒng)流程圖和方塊圖。 解： 采用前饋反饋控制方案，控制閥為氣開閥，溫度控制器為反作用 （3 分） （3 分） dfbfcfctctc （2 分） 溫度控制器 控制閥 塔提餾段 測量變送提餾段溫度 給定值 進(jìn)料流量 前饋補(bǔ)償 干擾對象 采用前饋串級控制方案（1 分） （3 分） （3 分） dfbfcfctctc 提

10、餾段溫度 溫度控制器 控制閥 蒸汽 流量測量變送 給定值 流量控制器精餾塔 溫度測量變送 前饋補(bǔ)償流量干擾 進(jìn)料流量 八、(本題 15 分) 下圖為鍋爐設(shè)備主要工藝流程圖：其任務(wù)是根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷的需要，供應(yīng)一定的壓力或溫度的蒸汽，同時使得鍋爐在安全、經(jīng)濟(jì)的條件下運(yùn)行。試分析： 八、(本題 15 分) 下圖為鍋爐設(shè)備主要工藝流程圖：其任務(wù)是根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷的需要，供應(yīng)一定的壓力或溫度的蒸汽，同時使得鍋爐在安全、經(jīng)濟(jì)的條件下運(yùn)行。試分析： （1）鍋爐設(shè)備需要哪些主要的控制系統(tǒng)，說明各個控制系統(tǒng)的被控變量和操縱變量。 （1）鍋爐設(shè)備需要哪些主要的控制系統(tǒng)，說明各個控制系統(tǒng)的被控變量和操縱變量。 （2）為汽包水位設(shè)計的一個雙沖量控制系統(tǒng)，畫出其原理圖。 （2）為汽包水位設(shè)計的一個雙沖量控制系統(tǒng)，畫出其原理圖。 熱空氣燃料燃料嘴爐膛汽包過熱器減溫器pmd負(fù)荷設(shè)備調(diào)節(jié)閥過熱蒸汽送負(fù)荷設(shè)備爐墻省煤器熱空氣送往爐膛給水空氣預(yù)熱器冷空氣煙氣(經(jīng)引風(fēng)機(jī)送往煙囪) 答：1）主要控制系統(tǒng)： （1） 鍋爐汽包水位控制（1 分） ：汽包水位作為被控變量，給水流量作為操縱變量。 （2 分）