自动化作业答案

6、图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-30

7、TRC-303、FRC-305所代表的意义。

PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；

TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；

FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。

11、图所示为一反应器温度控制系统示意图。A、B两种物料进入反应器进行反应，通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。试画出该温度控制系统的方块图，并指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的干扰是什么？

反应器温度控制系统

该温度控制系统的方块图

反应器温度控制系统方块图

其中，被控对象：反应器；被控变量：反应器内的温度；操纵变量：冷却水流量。

可能影响被控变量的干扰因素主要有A、B两种物料的温度、进料量，冷却水的压力、温度，环境温度的高低等。

21、某化学反应器工艺规定操作温度为(90010)℃。考虑安全因素，控制过程中温度偏离给定值最大不得超过80℃。现设计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题1-19图所示。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、超调量、衰减比、余差、振荡周期和过渡时间（被控温度进入新稳态值的1%（即900（1%）=9℃）的时间），并回答该

控制系统能否满足题中所给的工艺要求？

题1-19图温度控制系统过渡过程曲线

解最大偏差A=950900=50（℃）；

超调量B=950908=42（℃）；

由于B=918908=10（℃），所以，衰减比n=B:B=42:10=；

余差C=908900=8℃；

振荡周期T=459=36(min)；

过渡时间t s=47min。

因为A=50℃<80℃，C=8℃<10℃，所以，该控制系统能满足题中所给的工艺要求。

22、题l-20(a) 图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？现因生产需要，要求出口物料温度从80℃提高到81℃，当仪表给定值阶跃变化后，被控变量的变化曲线如题1-20(b) 图所示。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、衰减比和余差（提示：该系统为随动控制系统，新的给定值为81℃）。

题1-20图蒸汽加热器温度控制

解蒸汽加热器温度控制系统的方块图如下图所示。

题解1-20图蒸汽加热器温度控制系统方块图

其中：被控对象是蒸汽加热器；被控变量是出口物料温度；操纵变量是蒸汽流量。

可能存在的干扰主要有：进口物料的流量、温度的变化；加热蒸汽的压力、温度的变化；环境温度的变化等。

该系统的过渡过程品质指标：

最大偏差A =81=（℃）；

由于B ==（℃），B ==（℃），所以，衰减比n =B :B =:=4；

余差C =81= （℃）。

20、某压力表的测量范围为0～1MPa ，精度等级为级，试问此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为时，标准压力计上读数为，试问被校压力表在这一点是否符合1级精度，为什么？

解：压力表允许的最大绝对误差为

max =

%= 在校验点处，绝对误差为 ==(MPa)

该校验点的测量误差为

%57.1%100508.0008.0-=⨯-=δ 故该校验点不符合级精度。

38、用水刻度的转子流量计，测量范围为0～10L/min ，转子用密度为7920kg ／m 3的不锈钢制成，

若用来测量密度为0.831kg ／L 苯的流量，问测量范围为多少？若这时转子材料改为由密度为

2750kg ／m 3的铝制成，问这时用来测量水的流量及苯的流量，其测量范围各为多少？

解 由题知t =7920kg ／m 3，f =0.831kg ／L=831kg ／m 3，W =1000／m 3，Q 0=10 L/min

测苯的流量的修正系数为

()()9.01000

)8317920(831)10007920(≈⨯-⨯-=--=w f t f w t Q K ρρρρρρ Q r =Q 0/K Q =10/(L/min)

所以，苯的流量测量范围为0～11.1L/min 。

当转子材料改为铝时，r =2750kg ／m 3，此时测水的流量的修正系数为

()()21000

2750)10007920(≈--=--=w r w t rQ K ρρρρ Q r0=Q 0/K rQ =10/2=5(L/min)

所以，此时测水的流量的测量范围为0～5L/min

测苯的流量的修正系数为

()()87.01000

)8312750(831)10002750(=⨯-⨯-=--=w f r f w r fQ K ρρρρρρ Q r f =Q r0/K f Q =5/=（L/min ）

所以，此时测苯的流量的测量范围为0～5.75L/min 。