过程控制系统与仪表复习材料

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五、计算题：

1、某测量范围是0---500℃的温度计出厂前校验结果如下表：

求：该表的基本误差并确定它的精度等级。 解：基本误差：δ=

500300

306--*100﹪=1.2﹪<1.5﹪

所以它的精度等级为

1.5级.

2、某一标尺为0

求：1 3）如果工艺允许最大测量误差为土5℃，该表是否能用？

解：1）6℃ 2）δ=6/1000=0.6%，1.0级 3）不能用

六、设计题

1、在蒸汽锅炉运行过程中，必须满足汽-水平衡关系，汽包水位是一个十分重要的指标。当液位过低时，汽包中的水易被烧干引发生产事故，甚至会发生爆炸。（1）试设计一个液位的简单控制系统，在图中画出控制方案图。（2）确定调节阀的气开、气关形式，并说明原因。（3）确定调节器的正、反作用方式，必须有详细的分析过程。（4）画出该控制系统的方框图。

解:气关式 正作用

2、在某生产过程中，通过加热炉对冷物料加热，根据工艺要求，需对热物料出口温度进行严格控制。对系统分析发现，主要扰动为燃料压力波动。（1）试设计一个热物料出口温度的串级控制系统，在图中画出控制方案图。（2）画出该控制系统方框图。（3）为保证设备安全，炉温不能过高，确定调节阀的气开、气关形式。（4）确定

两台调节器的正反作用方式，必须有详细的分析过程。（5）确定两台调节器应选择什么调节规律。 解：

气开式 副调节器反作用 主调节器反作用 副调节器采用P 或PI 调节规律 主调节器采用PI 或PID 调节规律

3、右图为一个加热器控制系统，通过将进料(流体)与蒸汽进行换热达到对物料(流体)进行加热的目

的，希望出料(流体)温度恒定。其中已知进料(流料)流量(v q )为最主要的干扰。（1）试选用合适的的控制方案,说明理由,并画出控制系统框图和结构图。（2）为保证设备安全，出料温度不能过高，确定调节阀的气开、气关形式。确定

调节器

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的正反作用以及应选择什么调节规律。 解：

气开式 反作用 前馈调节器采用静态前馈 反馈调节器采用PI 或PID 控制

4、右下图所示的氨冷器，用液氨冷却铜液，要求出口铜液温度恒定。为保证氨冷器内有一定的汽化空间，避免液氨带入冰机造成事故，采用温度――液位串级控制。 1) 此串级控制系统的主副被控变量各是什么？

2) 试设计一温度—－液位串级控制系统，完成该控制方案的结构图（即将图示的氨冷器控制系统示意图补充完整）；

3)试画出温度――液位串级控制系统控制框图； 4)确定气动调节阀的气开气关形式，并说明原因； 5)确定主副调节器的正反作用。 解：

主参数为铜液温度,副参数为液氨液位 结构图（略） 方框图（略） 气开式 副调节器反作用

主调节器正作用

副调节器采用P 调节规律 主调节器采用PI 或PID 调节规律

5、一个如图所示的换热器，用蒸汽将进入其中的冷水加热到一定温度，生产工艺要求热水温度维持恒定（Δθ≤±1℃）。试设计一简单温度控制系统，画出其方框图,并确定调节阀的气开、气关形式和调节器的正、反作用方式，指出调节器应选择什么调节规律？ 解：

气开式 反作用 PID 控制规律

6、如图所示为一管式加热炉，由于工艺对原油出口温度控制精度要求很高，单回路控制满足不了要求，需采用原油出口温度与炉膛温度串级控制系统。要求： （1）画出该串级控制系统流程图，并画出其方框图。 （2）选择调节阀的气开、气关形式。 （3）确定主、副调节器的正、反作用。 解：

气开式

副调节器反作用 主调节器反作用