第7章 自动控制系统概述

化工仪表及自动化
课堂测试7
• 1.自动控制系统由哪几部分组成？ • 2.自动控制系统的品质指标有哪几
种？ • 3.什么是工艺管道及控制流程图？
Байду номын сангаас
1. 锅炉是化工、炼油等企业中常 见的主要设备，汽包水位是影响蒸汽 质量及锅炉安全的一个十分重要的参 数。必须对汽包水位进行严格的控制 。右图为一类简单锅炉汽包水位控制 示意图，请回答：
现因生产需要，要求物料出口温度从80 ℃提高至81 ℃，当仪表 给定值阶跃变化后，被控变量的变化曲线如图（b）所示，试求该 系统的过渡过程品质指标最大偏差、超调量、衰减比和余差各是 多少？（该系统为随动控制系统，新的给定值为81 ℃ ）。
例3 下图为某列管式蒸汽加热器控制流程图 ，试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305 所代表的意义。
某化学反应器工艺规定操作温度为900 ℃±10℃，考虑安全 因素，控制过程中温度偏离给定值最大不得超过30℃。现设 计运行的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡 过程曲线如下图，试求该系统的过渡过程品质指标各是多少 ？并回答该控制系统是否满足题中所给的工艺要求？
图（a）是蒸汽加热器的温度控制原理图，试画出该系统的方块 图，并指出被控对象、被控变量、操纵变量和可能存在的干扰是 什么？
（1）画出该控制系统方块图；
（2）指出该系统中被控对象、被控 变量、操纵变量、扰动变量各是什么 ？
（3）当蒸汽负荷突然增加，试分析 该系统是如何实现自动控制的。
（4）试说明该液位控制系统是一个 具有负反馈的闭环控制系统。
课后习题10:某一管道的流量需要维持恒定，设置一 个流量控制系统。画出该控制系统的方块图，并说 明被控对象、被控变量、操纵变量以及可能的干扰 各是什么？图中P1、P2为控制阀前后的压力。
右图为一列管式换热器，工 艺要求出口物料温度保持恒 定。现设计了物料入口流量 和蒸汽流量两个控制系统， 来保持出口温度的恒定。 （1）试画出该控制系统方 块图。 （2）指出该系统为开环控 制系统还是闭环控制系统。
例2 化工发酵过程工艺规定操作温度为（40±2）℃， 为了控制效果，需控制过程中温度偏离给定值最大不能 超过6 ℃。现设计一定值控制系统，在阶跃扰动作用下 的过渡过程曲线如图所示。试确定该系统的最大偏差、 衰减比、余差、过渡时间（按被控变量进入±2%新稳 态值即达到稳定来确定）和震荡周期等指标。