化工过程控制工程习题集.pptx
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7
• 7。
无纸记录一中的记录时间间隔和时 间标尺是同一个概念，只是提法不 同吗？
答案：不是的。记录时间间隔时纸多长时间记录一次，是隔几秒
钟，还是隔积分钟。记录时间间隔长，整屏所显示的数据时间段
大；记录时间间隔短，整屏所显示的数据时间段小。时标是指记
录点在屏幕上显示的疏密。虽然改变记录时间间隔和时标刻度都
答案：孔板方向装反—这时流束缩颈与孔板距离比正确安装为远，致使孔 板后取压孔测压值增高，造成压差下降，需重新装正。 管.线中有气体或负压管线最高位置比正压管线高，造成附加静压误差，使 指示值偏低。 1． 压变送器正压室中气体未排净，这时可打开正压室测排气孔，见到 液体排出后再重新拧紧。 2． 三阀组中的旁路阀未关严或阀虽拧紧仍有内漏，需关严或更换。 3． 表输出线路有漏气（气动表）。
变化多少？余差有多大？（假定调节器的比例度为
40%）
答案：求出各个环节的放大系数：
Kc=100/40=2.5 Kv=(20-0)/(20-4)=1.25
K0=1
Km=(20- 4)/(25-0)=0.64
Δy=(KcKpKv)/(1+KvKcKpKm)=1.667
由此可见，当给定值改变10%，管道内流量的变化是
答案：当测量由50%跃变到55%的一瞬间，时间t=0。已 知调节器的比例度δ=50%，积分时间T=1分，ΔP入=55%50%=5%代入上式可得ΔP出=10% 即输出变化为10%加上原有的50%，所以输出跃变到 60%。 一分钟后，输出变化为ΔP出=20% 加上原有的50%，所以一分钟后输出变到50%+20%=70%
Kv=Qv/△O=1000-0/1.0-0.2=1250
则传递函数：
H（S）/Q（S）=Kp·(1/TS+1)/[1+KcKvKpKm(1/TS+1)]
为确保负荷大幅度变化时，精馏塔进料变化缓慢，故对调节系统采用均匀调节。设干扰为Q=800-480=320kg/min，
系统稳定时，余差为0.25m。
定。时间间隔短，则同一屏上的点数多；反之，时间间隔长，则
点数短。
8
• 8。
智能数字显示仪表和模拟显示仪表相比，在性 能上有什么区别？
答案：智能数字显示仪表和模拟显示仪表相比，在技术性能上有如下区别。
1．
5
• 5。
有一流量调节系统，其对象就是一段管道，流量用空
板和电动差压变送器进行测量,变送,并经开方器变为 4～20mA输出。流量测量范围为0～25T/h，调节器是 比例作用，调节器输出是4～20mA信号作用于带阀门 定位器的调节阀，阀的流量范围是0～20T/h。在初始 条件下，流量为10T/h，调节器输出在12mA。现因生 产需要加大流量将给定值提高2.5T，试问实际流量将
答案：
由于对象为一阶特性：Kp=R
设正常流量为480kg/min，液位为0.5m
R=2h/Q=2×0.5/480=2.08×10-3m·min/kg
T=RC=R·π/4D2·γ=2.08E-3×π/4×12×800=1.31min
液位仪表量程△H=P/γ=1m Km=△P/△H=1.0-0.2/1=0.8
利用终值定理，Q（S）=320/S
h（∞）=limSH(S)=0.25
s→0
Kc=0.8。
2
• 2。
一台PID调节器，为什么当测量 等于给定时，输出能稳在任意值上？
答案：根据三作用调节器数学表达式：
Δy=1/P(Δx+1/Ti∫Δxdt+TD[d(Δx)/dx
(1)
式中：P—比例度，Ti—积分时间，TD—微分时间，
化工过程控制工程习题集
之四（分析题）
1
• 1。
某精馏塔进料有可能出现大的幅度负荷变化，工艺
上允许进料量进行自动调节，故设置了一中间容器和 一套液面调节系统，已知：Qmax=800kg/min，
Qmin=160kg/min 流体重度γ=800kg/m3，调节器选比例，调节阀为线形 特性最大流通能力为1000kg/min，变送器量程为 0~800mmH2O，调节阀、变速器滞后忽略。写出调整 调节器参数.
Δy—输出信号，Δx—输入偏差
当外界有一干扰，使测量值偏离给定值，则Δx≠0，由
于积分作用，使输出Δy不断变化。
输出的变化引起调节作用的改变，当某一时刻测量重
新回到给定值时，则Δx=0，代入（1）式得：
Δy=1/P(0+1/Ti∫0dt+TD[d(0)/dx]=(1/P) (1/Ti) C (2)
（2）式中C为任意常数，所以，输出信号Δy稳定在任
Байду номын сангаас
可以调整屏上显示曲线的形状，但两者是有区别的。例如记录时
间间隔为2s，则5min内可以记录150个点。但这150个点组成的曲
线可以在整屏上显示，即时标为5min，也可以在半个屏幕上显示，
这时时标为10min。是5min还是10min，由时标键设定。而这5min
或10min内显示的曲线由多少个数据组成，则由记录时间间隔设
1.667T/h，即由原来的10T/h提高为11.667T/h,与
12.5T/h的要求相比，有0.833T/h的余差。
6
• 6。
在工业介质为液体的水平管道上，垂直 安装一套差压式流量测量系统，差压变 送器是经过校验后安装上去的，启表后 发现指示值偏低，经核实工业与孔板设 计均无问题，试分析可能原因并说明解 决办法。
意值上。
3
• 3。
一台量程为0～800mm的UTQ型浮筒液面 计，用水校验时，当水柱高度从400mm增至 600mm时，控制部分出风由0.8kg/cm2降到 0.4kg/cm2，问比例度δ为多大？若不再调整， 当用于比重为0.7 g/cm3的汽油液面控制时，实 际比例度多大？
答案：根据比例度定义式计算 δ=(Δh/ΔH量程)/(ΔP/ΔP量程)×100%=50%
式中：Δh—测量值变化值 ΔH—调节器量程范围 Δp—调节器输出变化值 ΔP—调节器信号范围
当介质由校验时的水变为使用时的汽油后，则同样的液面高度变化引起化 只能是原来的0.7倍，所以用水校验时比例度为50%，投入运行后，实际 比例度为71.43%。
4
• 4。
有一台比例积分调节器，它的比例度为50%， 积分时间为1分，开始时，测量、给定和输出 都在50%，当测量变化到55%时，输出变化到 多少？1分钟后又变化到多少？
• 7。
无纸记录一中的记录时间间隔和时 间标尺是同一个概念，只是提法不 同吗？
答案：不是的。记录时间间隔时纸多长时间记录一次，是隔几秒
钟，还是隔积分钟。记录时间间隔长，整屏所显示的数据时间段
大；记录时间间隔短，整屏所显示的数据时间段小。时标是指记
录点在屏幕上显示的疏密。虽然改变记录时间间隔和时标刻度都
答案：孔板方向装反—这时流束缩颈与孔板距离比正确安装为远，致使孔 板后取压孔测压值增高，造成压差下降，需重新装正。 管.线中有气体或负压管线最高位置比正压管线高，造成附加静压误差，使 指示值偏低。 1． 压变送器正压室中气体未排净，这时可打开正压室测排气孔，见到 液体排出后再重新拧紧。 2． 三阀组中的旁路阀未关严或阀虽拧紧仍有内漏，需关严或更换。 3． 表输出线路有漏气（气动表）。
变化多少？余差有多大？（假定调节器的比例度为
40%）
答案：求出各个环节的放大系数：
Kc=100/40=2.5 Kv=(20-0)/(20-4)=1.25
K0=1
Km=(20- 4)/(25-0)=0.64
Δy=(KcKpKv)/(1+KvKcKpKm)=1.667
由此可见，当给定值改变10%，管道内流量的变化是
答案：当测量由50%跃变到55%的一瞬间，时间t=0。已 知调节器的比例度δ=50%，积分时间T=1分，ΔP入=55%50%=5%代入上式可得ΔP出=10% 即输出变化为10%加上原有的50%，所以输出跃变到 60%。 一分钟后，输出变化为ΔP出=20% 加上原有的50%，所以一分钟后输出变到50%+20%=70%
Kv=Qv/△O=1000-0/1.0-0.2=1250
则传递函数：
H（S）/Q（S）=Kp·(1/TS+1)/[1+KcKvKpKm(1/TS+1)]
为确保负荷大幅度变化时，精馏塔进料变化缓慢，故对调节系统采用均匀调节。设干扰为Q=800-480=320kg/min，
系统稳定时，余差为0.25m。
定。时间间隔短，则同一屏上的点数多；反之，时间间隔长，则
点数短。
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• 8。
智能数字显示仪表和模拟显示仪表相比，在性 能上有什么区别？
答案：智能数字显示仪表和模拟显示仪表相比，在技术性能上有如下区别。
1．
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• 5。
有一流量调节系统，其对象就是一段管道，流量用空
板和电动差压变送器进行测量,变送,并经开方器变为 4～20mA输出。流量测量范围为0～25T/h，调节器是 比例作用，调节器输出是4～20mA信号作用于带阀门 定位器的调节阀，阀的流量范围是0～20T/h。在初始 条件下，流量为10T/h，调节器输出在12mA。现因生 产需要加大流量将给定值提高2.5T，试问实际流量将
答案：
由于对象为一阶特性：Kp=R
设正常流量为480kg/min，液位为0.5m
R=2h/Q=2×0.5/480=2.08×10-3m·min/kg
T=RC=R·π/4D2·γ=2.08E-3×π/4×12×800=1.31min
液位仪表量程△H=P/γ=1m Km=△P/△H=1.0-0.2/1=0.8
利用终值定理，Q（S）=320/S
h（∞）=limSH(S)=0.25
s→0
Kc=0.8。
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• 2。
一台PID调节器，为什么当测量 等于给定时，输出能稳在任意值上？
答案：根据三作用调节器数学表达式：
Δy=1/P(Δx+1/Ti∫Δxdt+TD[d(Δx)/dx
(1)
式中：P—比例度，Ti—积分时间，TD—微分时间，
化工过程控制工程习题集
之四（分析题）
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• 1。
某精馏塔进料有可能出现大的幅度负荷变化，工艺
上允许进料量进行自动调节，故设置了一中间容器和 一套液面调节系统，已知：Qmax=800kg/min，
Qmin=160kg/min 流体重度γ=800kg/m3，调节器选比例，调节阀为线形 特性最大流通能力为1000kg/min，变送器量程为 0~800mmH2O，调节阀、变速器滞后忽略。写出调整 调节器参数.
Δy—输出信号，Δx—输入偏差
当外界有一干扰，使测量值偏离给定值，则Δx≠0，由
于积分作用，使输出Δy不断变化。
输出的变化引起调节作用的改变，当某一时刻测量重
新回到给定值时，则Δx=0，代入（1）式得：
Δy=1/P(0+1/Ti∫0dt+TD[d(0)/dx]=(1/P) (1/Ti) C (2)
（2）式中C为任意常数，所以，输出信号Δy稳定在任
Байду номын сангаас
可以调整屏上显示曲线的形状，但两者是有区别的。例如记录时
间间隔为2s，则5min内可以记录150个点。但这150个点组成的曲
线可以在整屏上显示，即时标为5min，也可以在半个屏幕上显示，
这时时标为10min。是5min还是10min，由时标键设定。而这5min
或10min内显示的曲线由多少个数据组成，则由记录时间间隔设
1.667T/h，即由原来的10T/h提高为11.667T/h,与
12.5T/h的要求相比，有0.833T/h的余差。
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• 6。
在工业介质为液体的水平管道上，垂直 安装一套差压式流量测量系统，差压变 送器是经过校验后安装上去的，启表后 发现指示值偏低，经核实工业与孔板设 计均无问题，试分析可能原因并说明解 决办法。
意值上。
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• 3。
一台量程为0～800mm的UTQ型浮筒液面 计，用水校验时，当水柱高度从400mm增至 600mm时，控制部分出风由0.8kg/cm2降到 0.4kg/cm2，问比例度δ为多大？若不再调整， 当用于比重为0.7 g/cm3的汽油液面控制时，实 际比例度多大？
答案：根据比例度定义式计算 δ=(Δh/ΔH量程)/(ΔP/ΔP量程)×100%=50%
式中：Δh—测量值变化值 ΔH—调节器量程范围 Δp—调节器输出变化值 ΔP—调节器信号范围
当介质由校验时的水变为使用时的汽油后，则同样的液面高度变化引起化 只能是原来的0.7倍，所以用水校验时比例度为50%，投入运行后，实际 比例度为71.43%。
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• 4。
有一台比例积分调节器，它的比例度为50%， 积分时间为1分，开始时，测量、给定和输出 都在50%，当测量变化到55%时，输出变化到 多少？1分钟后又变化到多少？