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文檔簡介

1、計算與分析設(shè)計題1.如圖1所示的液位過程的輸入量為q1,流出量為q2、q3,液位h為被控參數(shù),C為容量系數(shù),并設(shè)定R1、R2、R3為線性液阻。要求:(1)列出液位過程的微分方程組; qi(2)畫也液位過程的框圖。1(3)試求液位過程的傳遞函數(shù)Wo (s)=H(s)/Qi (s)R2q2圖1R3q2.試求取下水槽液位頃數(shù)學(xué)模型。C/t._一R-Lq22一圖2.qq3定量泵試用矩形脈沖響應(yīng)曲線法求加熱爐的數(shù)學(xué)模型。當(dāng)脈沖寬度t=10min,幅值為2T/h時,其0試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:t/mi52025304050607080y*(t)/ C0.461.73.79.019.026.

2、436.037.533.527.221.010.45.12.81.10.5某液位過程的階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)測得如下數(shù)據(jù):t/s01020406080100140180250300400500600h/mm000.20.82.03.65.48.811.814.416.618.419.219.6利用分度號為K的熱電偶測量爐溫為800C,此時冷端溫度為0C,試求其熱電動勢為E(t,t0)為多少?若利用伯銠30-伯銠6熱電偶測量某介質(zhì)的溫度,測得的熱電動勢為5.016mv,此時冷端溫 度為40C,試求該介質(zhì)的實(shí)際溫度為多少?一壓力容器在正常工作時壓力范圍為0.40.6MPa,要求使用彈簧式壓力表進(jìn)行檢測,并使

3、測量誤差不大于被測壓力的4%,試確定該表的量程與精度等級。(精度等級標(biāo)準(zhǔn):0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.35, 0.4, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5.)利用彈簧壓力表測某容器壓力,其壓力范圍為1.3 + 0.06 Mpa,現(xiàn)可供選擇的壓力表的量程有 01.6MPa, 0 2.5 MPa, 04.0 MPa,其精度有 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 及 4.0 級。試合理選用 壓力表的量程與精度等級。用一臺量程為01MPa,精度為1.5級的壓力表來測量鍋爐的蒸汽壓力,工藝要求其測量誤 差不允許超過0.012 MPa,試問:該壓力表是否適用?若不合適,請試選擇另一

4、臺壓力表。某鍋爐出口蒸汽壓力為1.3MPa,X藝允許出現(xiàn)的最大絕對誤差為0.035MPa,現(xiàn)有一塊0-2.5MPa,精度為1.5級的彈簧管壓力表,問能否滿足工藝要求?若外界負(fù)荷變化不大,要求就地檢測,試選擇一塊合適的壓力表。(可選量程0-1.6 Mpa, 0-2.5 Mpa, 0-4.0 Mpa 等,精度有 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 4.0 等)11.某鍋爐出口蒸汽壓力為1.64MPa,工藝允許出現(xiàn)的最大絕對誤差為0.03MPa,現(xiàn)有一塊0-2.5MPa,精度為1.5級的彈簧管壓力表,問能否滿足工藝要求?為什么?若外界負(fù)荷變化不大,要求就地檢測,試選擇一塊合適的壓力表。

5、(可選量程0-1.6 Mpa, 0-2.5 Mpa, 0-4.0 Mpa 等,精度有 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 4.0 等)若外界負(fù)荷變化較大,要求就地檢測,試重新選擇一塊合適的壓力表。用一臺量程(測量范圍)為06Mpa,精度為1.5級的壓力表來測量鍋爐的蒸汽壓力,工 藝要求其誤差不能超過0.07Mpa,試問:(6分)該壓力表合適嗎?若不合適,選擇另一臺壓力表。在鍋爐運(yùn)行過程中,必須滿足汽-水平衡關(guān)系,故汽包液位是一個十分重要的指標(biāo),當(dāng)液位過低時汽包中的水容易燒干引起生產(chǎn)事故,因此設(shè)計如圖所示的液位控制系統(tǒng)。*十.指出圖中LT、LC、M各是什么儀表,分別起什么作用。蒸汽

6、.試畫出該控制系統(tǒng)的方框圖。.指出該系統(tǒng)中的被控量、控制量、及擾動因素各是什么?汽包.確定M的氣開、氣關(guān)形式和LC的正反作用方向。熱物料冷物料加熱爐燃料15.某熱交換器的工作示意圖如圖所示,用熱蒸汽將進(jìn)入 交換器的冷水加熱。工藝要求:熱水溫度應(yīng)保持給定值, 試從安全角度出發(fā)設(shè)計一個單回路控制系統(tǒng)(畫出閥門 管道結(jié)構(gòu)圖與對應(yīng)的控制系統(tǒng)方框圖,并選定閥門的氣 開氣關(guān)型式與控制器的作用方向,被控量和控制量)。蒸汽冷水16.下圖為某生產(chǎn)過程中的換熱器溫度 控制系統(tǒng),工藝要求對物料的出口溫 度進(jìn)行定值控制,系統(tǒng)受到的各種擾 動量比較小。試設(shè)計一簡單程控制系 統(tǒng):畫出工藝流程圖與相應(yīng)的方框圖, 選擇被控變

7、量、控制變量,確定調(diào)節(jié) 閥的作用形式與調(diào)節(jié)器的作用方向。17.在過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)中,除了要對蒸汽溫 度進(jìn)行控制之外,為了保證生產(chǎn)的安全和正常進(jìn) 行,還要對氣包液位及蒸汽壓力進(jìn)行控制。設(shè)計 了如圖所示的控制系統(tǒng)。根據(jù)工藝流程圖,請指 明閥1、2和3的作用方式以及三個調(diào)節(jié)器的 作用方向。18.在石油、化工等生產(chǎn)過程中有許多儲液罐,用于存 儲原材料、半成品、成品或者作為緩沖器,為了保證生 產(chǎn)正常進(jìn)行,進(jìn)出儲液罐的物料需平衡,以維持液位在 某一高度,下圖即為一液位控制系統(tǒng),要求液位維持在 某一給定值上下,并保證物料不溢出,試設(shè)計該控制 系統(tǒng):畫出系統(tǒng)工藝流程圖,方框圖,確定被控參 數(shù)、控制量、主要

8、擾動、調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)型式及 調(diào)節(jié)器的正、反作用方式。某生產(chǎn)過程中,冷物料通過加熱爐對其加熱, 熱物料出口溫度必須滿足生產(chǎn)工藝要求,試設(shè)計 一控制系統(tǒng)來滿足控制要求:畫出控制流程圖及 其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)方框圖,選擇被控變量、控制變量, 確定調(diào)節(jié)閥的作用形式與調(diào)節(jié)器的作用方向。蒸汽加熱的貯槽加熱器如圖示,進(jìn)料量q , 初溫T,出料量q,溫度為T,工藝要求:1 出料溫度維持在某一給定值T上。現(xiàn)場條件: 進(jìn)料量q不變,但T波動比較大,要求設(shè)計 一復(fù)雜過程控制系統(tǒng)。(方案選擇,系統(tǒng)流程圖, 結(jié)構(gòu)方框圖,被控變量,控制變量的選擇,調(diào)節(jié) 閥的選擇,調(diào)節(jié)器作用方向的確定)某化工生產(chǎn)工段,需要控制甲烷、蒸汽和空氣

9、三者的流量比值為1: 3: 1.4,試設(shè)計一合適的控制系統(tǒng)滿足此比值要求:畫出設(shè)計的結(jié)構(gòu)框圖,說明你的設(shè)計屬于哪種類型的控制系統(tǒng);寫出你所選用的儀表的名稱與作用;簡述該系統(tǒng)的工作原理。下圖是一個連續(xù)槽反應(yīng)器,物料自頂部進(jìn)入槽中,經(jīng)反應(yīng)后從底部排出。反應(yīng)產(chǎn)生的熱量由冷卻夾套中的冷卻水帶走。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量,必須嚴(yán)格控制反應(yīng)器溫度?!?,試設(shè)計- 控制系統(tǒng)來完成控制任務(wù)。(注:指明選擇的控制方案,畫出相應(yīng)的工藝流程圖和系統(tǒng)框圖,指明被控參數(shù)、控制參數(shù),調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)型式,調(diào)節(jié)器的正、反作用方式等;物料方面和冷卻水方面的擾動分別用D、D2表示)連續(xù)槽反應(yīng)器的溫度控制自來水廠將自來水供給給用戶之前,

10、必須進(jìn)行消毒處理。氯氣是常用的消毒劑,氯氣具 有很強(qiáng)的殺菌能力,但如果用量太少,則達(dá)不到殺菌的作用,而用量太多,則會對人們引用 帶來副作用,同時過多的氯氣注入水中,不僅浪費(fèi)而且氣味難聞,對餐具具有腐蝕作用。為 了使氯氣注入量與自來水量成一定比值關(guān)系,是設(shè)計一比值控制系統(tǒng)以滿足需要。(畫出工藝 流程示意圖,指明各個儀表的作用,簡述其工作原理)某生產(chǎn)工段,需要控制空氣、硅烷和蒸汽三者的流量比值為2: 1: 5,試設(shè)計一合適的控 制系統(tǒng)滿足此比值要求:(1)畫出設(shè)計的結(jié)構(gòu)框圖或工藝流程圖,說明該設(shè)計屬于哪種類型的控制系統(tǒng);(2)寫出你所選用的儀表的名稱與作用;(3)簡述該系統(tǒng)的工作原理。冷卻器流量一

11、溫度系統(tǒng)如圖所示,工作原理是用冷劑冷卻熱物料。工藝要求:控制冷物料 的溫度為設(shè)定值,冷劑管道壓力波動較大,試設(shè)計一串級控制系統(tǒng)(畫出管路結(jié)構(gòu)圖與相應(yīng) 的系統(tǒng)方框圖,選擇主變量、副變量、控制量,并選定調(diào)節(jié)閥的型式與主、副調(diào)節(jié)器的作用 方向)。冷劑熱物料 冷物料JD澄清池過濾池清水池26,下圖為丁烯洗滌塔進(jìn)料量與洗滌水量的比值控制系統(tǒng),生活污水和工業(yè)污水等必須進(jìn)行處理后才能排入江河湖泊中,以保護(hù)環(huán)境。為此,采用 如圖所示的三個大容量的澄清池、過濾池和清水池進(jìn)行處理。工藝要求清水水位穩(wěn)定在某一 高度上。在污水處理過程中污水流量經(jīng)常波動,是諸干擾因素中最主要的一個擾動。試設(shè)計 一過程控制系統(tǒng)。(指出采用何種控制方案,系統(tǒng)流程圖,結(jié)構(gòu)方框圖,被控變量,控制變量, 調(diào)節(jié)閥的氣開氣關(guān)類型,調(diào)節(jié)器作用的方向等)試根據(jù)工藝流程圖畫出系統(tǒng)框圖,并指明該系統(tǒng)屬于哪一類比值控制類型。丁烯洗滌塔進(jìn)料量與洗滌水量的比值控制系統(tǒng)被控對象的數(shù)學(xué)模型為Wo

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