过程控制复习资料

1.在锅炉运行过程中，必须满足汽-水平衡关系，故汽包液位是一个十分重要的指标，当液位过低时汽包中的水容易烧干引起生产事故，因此设计如图所示的液位控制系统。

（1）指出图中LT、LC、M各是什么仪表，分别起什么作用。

（2）试画出该控制系统的方框图。

（3）指出该系统中的被控量、控制量、及扰动因素各是什么？

（4）确定M的气开、气关形式和LC的正反作用方向。

14.某生产过程中，冷物料通过加热炉对其加热，热物料出口温度必须满足生产工艺要求，试设计一控制系统来满足控制要求：画出控制流程图及其相应的结构方框图，选择被控变量、控制变量，确定调节阀的作用形式与调节器的作用方向。

15. 某热交换器的工作示意图如图所示，用热蒸汽将进入交

换器的冷水加热。工艺要求：热水温度应保持给定值，试从

安全角度出发设计一个单回路控制系统（画出阀门管道结构

图与对应的控制系统方框图，并选定阀门的气

开气关型式与控制器的作用方向，被控量和控制量）。

17.在过热蒸汽温度控制系统中，除了要对蒸汽温

度进行控制之外，为了保证生产的安全和正常进

16.下图为某生产过程中的换热器温度

控制系统，工艺要求对物料的出口温

度进行定值控制，系统受到的各种扰

动量比较小。试设计一简单程控制系

统：画出工艺流程图与相应的方框图，

选择被控变量、控制变量，确定调节

阀的作用形式与调节器的作用方向。

行，还要对气包液位及蒸汽压力进行控制。设计

了如图所示的控制系统。根据工艺流程图，请指

明阀1、2和3的作用方式以及三个调节器的

作用方向。

18. 在石油、化工等生产过程中有许多储液罐，用于存

储原材料、半成品、成品或者作为缓冲器，为了保证生

产正常进行，进出储液罐的物料需平衡，以维持液位在

某一高度，下图即为一液位控制系统，要求液位维持在

某一给定值上下，并保证物料不溢出，试设计该控制

系统：画出系统工艺流程图，方框图，确定被控参

数、控制量、主要扰动、调节阀的气开、气关型式及

调节器的正、反作用方式。

19. 蒸汽加热的贮槽加热器如图示，进料量ｑ1，

初温Ｔ1，出料量ｑ２，温度为Ｔ，工艺要求：

出料温度维持在某一给定值T上。现场条件：

进料量ｑ１不变，但Ｔ１波动比较大，要求设计

一复杂过程控制系统。（方案选择，系统流程图，

结构方框图，被控变量，控制变量的选择，调节

阀的选择，调节器作用方向的确定）

20. 某化工生产工段，需要控制甲烷、蒸汽和空气三者的流量比值为

1：3：1.4，试设计一合适的控制系统满足此比值要求：

a, 画出设计的结构框图，说明你的设计属于哪种类型的控制系统；

b, 写出你所选用的仪表的名称与作用；

c, 简述该系统的工作原理。

21. 下图是一个连续槽反应器，物料自顶部进入槽中，经反应后从底部排出。反应产生的热量由冷却夹套中的冷却水带走。为了保证产品质量，必须严格控制反应器温度θ1，试设计一控制系统来完成控制任务。（注：指明选择的控制方案，画出相应的工艺流程图和系统框图，指明被控参数、控制参数，调节阀的气开、气关型式，调节器的正、反作用方式等；物料方面和冷却水方面的扰动分别用D1、D2表示）

22. 自来水厂将自来水供给给用户之前，必须进行消毒处理。氯气是常用的消毒剂，氯气具有很强的杀菌能力，但如果用量太少，则达不到杀菌的作用，而用量太多，则会对人们引用带来副作用，同时过多的氯气注入水中，不仅浪费而且气味难闻，对餐具具有腐蚀作用。为了使氯气注入量与自来水量成一定比值关系，是设计一比值控制系统以满足需要。（画出工艺流程示意图，指明各个仪表的作用，简述其工作原理）

23.某生产工段，需要控制空气、硅烷和蒸汽三者的流量比值为2：1：5，试设计一合适的控制系统满足此比值要求：

（1）画出设计的结构框图或工艺流程图，说明该设计属于哪种类型的控制系统；

（2）写出你所选用的仪表的名称与作用；

（3）简述该系统的工作原理。

24.冷却器流量－温度系统如图所示，工作原理是用冷剂冷却热物料。工艺要求：控制冷物料的温度为设定值，冷剂管道压力波动较大，试设计一串级控制系统（画出管路结构图与相应的系统方框图，选择主变量、副变量、控制量，并选定调节阀的型式与主、副调节器的作用方向）。

25. 生活污水和工业污水等必须进行处理后才能排入江河湖泊中，以保护环境。为此，采用如图所示的三个大容量的澄清池、过滤池和清水池进行处理。工艺要求清水水位稳定在某一高度上。在污水处理过程中污水流量经常波动，是诸干扰因素中最主要的一个扰动。试设计一过程控制系统。（指出采用何种控制方案，系统流程图，结构方框图，被控变量，控制变量，调节阀的气开气关类型，调节器作用的方向等）

26. 下图为丁烯洗涤塔进料量与洗涤水量的比值控制系统，试根据工艺流程图画出系统框图，并指明该系统属于哪一类比值控制类型。

27. 被控对象的数学模型为 =,试设计Sｍｉｔｈ预值补偿器，

并用系统框图表述此预值补偿系统如何实现。

28. 下面的控制系统是什么系统,试画出系统的结构方框图,指出图中各仪表的作用,并简述系统的工作过程.

29.下面的控制系统是什么系统,

试画出系统的结构方框图,指出图

中各仪表的作用并简述系统的工

作过程.

30．在某前馈—反馈控制系统，其对象干扰通道的传递函数为Wf(s)=，控制通道的传

递函数为Wo(s)=,反馈调节器用PID规律，试设计前馈调节器的模型，并画出前馈—反馈控制系统的方框图（各个环节用传递函数形式表示）。

31.如图所示，为某造纸厂网前箱的温度控制系统。纸浆用泵从储槽送至混合器，在混合器内用蒸汽加热至72℃左右，经过立筛、圆筛除去杂质后送到网前箱，再去铜网脱水。为了保证纸张质量，工艺要求网前箱温度保持在61℃左右，为了达到此控制要求，设计了如图所示的温度-温度串级控制系统。要求：

（1）将图中的控制流程图补充完整；

（2）指出该串级系统的主被控变量、副被控变量及控制量分别是什么；

（3）画出该系统的结构框图；

（4）指出控制阀的气开、气关型式；

（5）确定主、副控制器的正、反作用。