过程控制与自动化仪表 第三版 课后答案.docx

过程控制与自动化仪表第三版课后答案

过程控制与自动化仪表第三版课后答案

过程控制与自动化仪表第三版课后答案

第1章思考题与习题

1、基本练习题

(1)简述过程控制得特点。

答:

1、控制对象复杂、控制要求多样

2、控制方案丰富

３、控制多属慢过程参数控制

4、定值控制就就是过程控制得一种主要控制形式

5、过程控制系统由规范化得过程检测控制仪表组成

(2)什么就就是过程控制系统？试用方框图表示其一般组成。

答:

过程控制系统:一般就就是指工业生产过程中自动控制系统得变量就就是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量得系统。

过程控制系统得一般性框图如图１-１所示:

图１-1过程控制系统得一般性框图

(３)单元组合式仪表得统一信号就就是如何规定得？

答:

各个单元模块之间用统一得标准信号进行联络。

1)模拟仪表得信号:气动０、０2~0、1ＭPa;电动Ⅲ型:4~20mＡDC或１~5VDＣ。

2)数字式仪表得信号:无统一标准。

(4)试将图1-2加热炉控制系统流程图用方框图表示。

答:

加热炉控制系统流程图得方框图如图1-3所示:

图1-２加热炉过程控制系统流程

图1-3加热炉过程控制系统流程方框图

(5)过程控制系统得单项性能指标有哪些？各自就就是如何定义得?

答:

１)单项性能指标主要有:衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。

2)各自定义为:

衰减比:等于两个相邻得同向波峰值之比ｎ;

超调量:第一个波峰值与最终稳态值y()之比得百分数:

最大动态偏差Ａ:在设定值阶跃响应中,系统过渡过程得第一个峰值超出稳态值得幅度;

静差,也称残余偏差Ｃ:过渡过程结束后,被控参数所达到得新稳态值y()与设定值之间得偏差C称为残余偏差,简称残差;

调节时间:系统从受干扰开始到被控量进入新得稳态值得()范围内所需要得时间;

振荡频率:过渡过程中相邻两同向波峰(或波谷)之间得时间间隔叫振荡周期或工作周期,其倒数称为振荡频率;

上升时间:系统从干扰开始到被控量达到最大值时所需时间;

峰值时间:过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要得时间。

(6)误差积分指标有什么缺点？怎样运用才较合理?

答:

误差积分指标存在得缺点就就是不能保证控制系统具有合适得衰减率。因此,通常先确定衰减率,然后再考虑使某种误差积分为最小。

(７)简述过程控制系统得设计步骤。

答:

过程控制系统设计得主要步骤:

1、确定控制目标;

２、选择被控参数;

3、选择控制量;

4、确定控制方案;

5、选择控制策略;

6、选择执行器;

7、设计报警和联锁保护系统;

８、系统得工程设计;

9、系统投运、调试和整定调节器得参数。

(8)通常过程控制系统可分为哪几种类型？试举例说明。

答:

过程控制系统按结构不同主要分为三类:

1、反馈控制系统:反馈控制系统就就是根据被控参数与给定值得偏差进行控制得,最终达到或消除或减小偏差得目得,偏差值就就是控制得依据。她就就是最常用、最基本得过程控制系统。

2、前馈控制系统:前馈控制系统就就是根据扰动量得大小进行控制得,扰动就就是控制得依据。由于没有被控量得反馈,所以就就是一种开环控制系统。由于就就是开环系统,无法检查控制效果,故不能单独应用。

３、前馈-反馈控制系统:前馈控制得主要优点就就是能够迅速及时得克服主要扰动对被控量得影响,而前馈—反馈控制利用反馈控制克服其她扰动,能够使被控量迅速而准确地稳定在给定值上,提高控制系统得控制质量。

举例说明:在锅炉汽包水位控制系统中,将蒸汽流量作为前馈信号,汽包水位作为主被控参数,给水流量作为副被控参数,构成了前馈-反馈串级控制系统。

(9)两个流量控制系统如图1-4所示。试分别说明她们就就是属于什么系统？并画出各自得系统框图。

图1－4两个流量控制回路示意图

答:

系统1就就是前馈控制系统,系统2就就是反馈控制系统。系统框图如图1-5如下:

系统1系统2

图１-5两个流量控制回路方框图

(10)只要就就是防爆仪表就可以用于有爆炸危险得场所吗？为什么？

答:

1)不就就是这样。

2)比如对安全火花型防爆仪表,还有安全等级方面得考虑等。

(11)构成安全火花型防爆控制系统得仪表都就就是安全火花型得吗?为什么？

答:

1)就就是得。

2)因为安全火花型防爆系统必备条件之一为:现场仪表必须设计成安全火花型。

２、综合练习题

(1)简述图1-6所示系统得工作原理,画出控制系统得方框图并写明每一方框图得输入／输出变量名称和所用仪表得名称。

图1-６控制系统流程图

答:

1)图为液位控制系统,由储水箱(被控过程)、液位检测器(测量变送器)、液位控制器、调节阀组