过程控制系统与仪表习题答案.pdf
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1、整理文本.一、某化学反应器,工艺规定操作温度为 20010,考虑安全因素,调节过程中温度规定值最大不得超过 15。现设计运行的温度定值调节系统,在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示,试求:该系统的过渡过程品质指标(最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间),并问该调节系统是否满足工艺要求。参考答案:最大偏差 A=230-200=30 余差 C=205-200=5 衰减比 n=y1:y3=25:5=5:1 振荡周期 T=20 5=15 (min)设被控变量进入稳态值的土 2,就认为过渡过程结束,则误差区域=205(2)4.1 在新稳态值(205)两侧以宽度为4.1画一区域(阴影线)。曲
2、线进入时间点 Ts=22min 工艺规定操作温度为 20010,考虑安全因素,调节过程中温度规定值最大不得超过15,而该调节系统 A=30,不满足工艺要求。整理文本.最大偏差 A=230-200=30 余差 C=205-200=5 衰减比 n=y1:y3=25:5=5:1 二、如图所示,用差压变送器检测液位。已知11200kgm3,2950kgm3,h11.0m,h25.0m,液位变化的范围为 03.0m,如果当地重力加速度 g9.8ms,求差压变送器的量程和迁移量。当液位在 03.0m 变化时,差压的变化量为 1gHmax 12009.83.035280 Pa 根据差压变送器的量程系列,可选
3、差变的量程为 40kPa 当 H0 时,有 p2g(h2h1)9509.8(5.01.0)37240 Pa 所以,差压变送器需要进行负迁移,负迁移量为 37.24kPa 迁移后该差变的测量范围为37.242.76kPa 若选用 DDZ-型仪表,则当变送器输出 I4mA 时,表示 H0;当 I20mA 时,H403.035.283.4m,即实际可测液位范围为 03.4m。整理文本.如果要求 H3.0m 时差变输出满刻度(20mA),则可在负迁移后再进行量程调整,使得当p37.2435.281.96kPa 时,差变的输出达到 20mA。三、有一台电动差压变送器,表量程为 25000Pa,对应的最大
4、流量为 50t/h,工艺要求 40t/h 时报警。问:不带开方器时,报警值设定在多少?带开方器时,报警信号设定在多少?参考答案:不带开方器时对应 40t/h 流量的差压 P1=25000(40/50)2=16000Pa 对应 40t/h 流量的输出 I 出 1=(16000/25000)16+4=12.24mA 报警值 S=12.24mA 带开方器时,Q=KP 对应 40t/h 流量的差压 P2=25000(40/50)=20000Pa 对应 40t/h 流量的输出 I 出 2=(20000/25000)16+4=16.8mA 报警值 S=16.8mA 四、某比例控制器,温度控制范围为 400
5、800,输出信号范围是 420mA。当指示指针从 600变到 700时,控制器相应的输出从 8mA 变为 16mA。求设定的比例度。整理文本.即:温度的偏差在输入量程的50区间内(即 200)时,e和y是 2 倍的关系。五、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?(1)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=50%,积分时间 TI=1分,=I 入=55%-50%=5%代入上式可得y(0+)=I 出(0+)=10%即输出变化为 10%加上
6、原有的 50%,所以输出跃变到 60%。(2)一分钟后,输出变化为y(1)=I 出(1)=20%加上原有的 50%,所以一分钟后输出变到 50%+20%=70%六、请判定图所示温度控制系统中,调节阀和调节器的作用型式。T物料 整理文本.1.当 物 料为 温度 过低时 易 析出 结晶 颗粒的 介 质,调节 介质为 过 热蒸 汽时;(A)2.当物料为温度过高时易结焦或分解的介质,调节介质为过热蒸汽时;(B)3.当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质,调节介质为待加热的软化水时;(C)4.当物料为温度过高时易结焦或分解的介质,调节介质为待加热的软化水时;(D)A.气关调节阀,正作用调节器;B.气开调
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