仪表与自动化课后习题与答案.pdf

仪 表 与 自 动 化 课 后 习 题 与 答 案 答：一 个 自 动 控 制 系 统 主 要 是 由 两 大 部 分 组 成：一 部 分 是 起 控 制 作 用 的 全 套 仪 表，称 自 动 化 装 置，包 括 测 量 元 件 及 变 送 器、控 制 器、执 行 器；另 一 部 分 是 自 动 化 装 置 所 控 制 的 生 产 设 备。1-5,在 自 动 控 制 系 统 中，测 量 变 装 置、控 制 器、执 行 器 各 起 什 么 作 用？答：测 量 元 件 与 变 送 器，用 于 测 量 液 位，并 将 测 得 的 液 位 转 化 成 统 一 的 标 准 信 号 输 出。控 制 器，接 受 测 量 变 送 器 送 来 的 信 号 并 与 工 艺 要 求 的 液 位 高 度 进 行 比 较，计 算 出 偏 差 的 大 小，并 按 某 种 运 算 规 律 算 出 结 果，再 将 此 结 果 用 标 准 信 号 发 送 至 执 行 器。执 行 器，它 接 受 控 制 器 传 来 的 操 作 指 令 信 号，改 变 阀 门 的 开 度 以 改 变 物 料 或 能 量 的 大 小，从 而 起 到 控 制 作 用。1-8,图 1-15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?答：PI-307：具 有 指 点 功 能 的 压 力 表，该 仪 表 就 地 安 装，工 号 段 为 07。TRC-303：具 有 记 录 功 能 的 温 度 控 制 仪 表，该 仪 表 集 中 仪 表 盘 面 安 装，工 号 段 为 3,仪 表 序 号 为 07。FRC-305：具 有 记 录 功 能 的 流 量 控 制 仪 表 该 仪 表 集 中 仪 表 盘 面 安 装，工号 段 为 3,仪 表 序 号 屡 05。1-11 图 1-16所 示 为 一 反 应 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 现 出 该 温 度 控 制 系 统 的 方 块 图，并 指 出 该 项 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，并 说 明 该 温 度 控 制 系 统 是 一 个 具 有 负 反 馈 的 团 环 系 统。1w ky制 作 室 制 作 答：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 干 扰：进 料 和 冷 却 水 的 流 量、压 力 和 温 度 的 改 变 当 反 应 器 内 的 被 控 温 度 在 干 扰 作 用 下 升 高 时，其 测 量 值 与 给 定 值 比 较，获 得 偏 差 信 号，经 温 度 控 制 器 运 算 处 理 后，输 出 控 制 信 号 去 驱 动 控 制 阀，使 其 开 度 增 大，冷 却 水 流 量 增 加，这 样 使 反 应 器 的 温 度 降 下 来，所 以 该 项 温 度 控 制 系 统 为 一 个 具 有 负 反 馈 的 闭 环 系 统。1-19、某 化 学 反 应 器 工 艺 规 定 操 作 温 度 为(90 0 1 0)o 考 虑 安 全 因 素，控 制 过 程 中 温 度 偏 离 给 定 值 最 大 不 得 超 过 60。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 图 1-17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 和 振 荡 周 期。该 控 制 系 统 能 否 满 足 题 中 所 给 的 工 艺 要 求？答：最 大 偏 差：A=950-900=50 超 调 量：B=50-(908-900)=42 衰 减 比：n=B：B=95079089187908：5 余 差：C=908-900=8 振 荡 周 期:45-9=36 min1-2 0,图 1-18(a)是 蒸 汽 加 热 器 的 温 度 控 制 原 理 图。试 现 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 o现 因 生 产 需 要，要 求 出 口 物 料 温 度 从 80 提 高 到 8V C,当 仪 表 给 定 值 阶 跃 变 化 后，被 控 变 量 的 变 化 曲 线 如 图 l-1 8(b)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)。答：被 控 对 象：蒸 汽 加 热 器 被 控 变 量：出 口 物 料 温 度 操 纵 变 量：蒸 汽 流 量 可 能 干 扰;物 料 和 蒸 汽 输 入 的 流 量、压 力、温 度 2-1、什 么 是 对 象 特 性？为 什 么 要 研 究 对 象 特 性？答：对 象 的 特 性 即 对 象 的 输 入 量 与 输 出 量 之 间 的 关 系，是 对 象 的 外 部 特 征，但 它 是 由 对 象 的 内 部 结 构 机 理 等 所 决 定。研 究 控 制 对 象 的 特 征，掌 握 其 内 在 规 律，可 以 为 合 理 地 选 择 自 动 控 制 方 案，设 计 最 佳 的 控 制 系 统、选 择 合 适 的 控 制 器 及 控 制 器 参 数 提 供 依 据，使 系 统 正 常 地 运 行。2-8、反 映 对 象 特 性 的 参 数 有 哪 些？各 有 什 么 物 理 意 义？它 们 对 自 动 控 制 系 统 有 什 么 影 响？答：反 映 对 象 特 性 的 参 数 有：放 大 系 数 K、时 间 常 用 数 T、滞 后 时 间 T 放 大 系 数 K 在 数 值 上 等 于 对 象 重 新 稳 定 后 的 输 出 变 化 量 与 输 入 变 化 量 之 比。对 象 放 大 系 数 越 大，就 表 示 对 象 的 输 入 量 有 一 定 变 化 时，对 输 出 量 的 影 响 越 大。时 间 常 数 T：当 对 象 受 到 阶 跃 输 入 后,被 控 变 量 达 到 新 的 稳 态 值 的 63.2%所 需 的 时 间。时 间 常 数 越 大，表 示 对 象 受 到 干 扰 作 用 后，被 控 变 量 变 化 得 越 慢，达 到 新 的 稳 态 值 所 需 的 时 间 越 长。滞 后 时 间 T：在 受 到 输 入 作 用 后，被 控 变 量 不 能 立 即 迅 速 地 变 化。系 统 受 到 2w k y制 作 室 制 作 限 制 干 扰 作 用 后，由 于 存 在 滞 后，被 控 变 量 不 能 立 即 反 映 出 来，于 是 不 能 及 时 产 生 控 制 作 用，整 个 系 统 的 控 制 量 就 会 受 到 严 重 的 影 响。2-1 1.已 知 一 个 对 象 特 性 是 具 有 纯 滞 后 的 一 阶 特 性，其 时 间 常 数 为 5 m in,放 大 系 数 为 了 1 0,纯 滞 后 时 间 为 2 m in,试 写 出 描 述 该 对 象 特 性 的 一 阶 微 分 方 程 式。解：5 dy(t+2)dt2-12、如 图 所 示 的 RC电 路 中，已 知 R=5。，C=2000u F。试 画 出？?？突 然 由 0 V阶 跃 变 化 到 5 V时 的?变 化 曲 线，并 计 算 出 t=T、t=2T、t=3T时 的？?值 解：根 据 基 尔 霍 定 律 得：ei=iR+eO(t),其 中 i=CRCdeOdt?tT+y T(t+2)=10 x(t)de0dt+e0=ei e0(t)=ei(l-e)=5(l-e)T=RC=10s?tTeO(T)=3.16V eO(2T)=4.32V eO(3T)=4.75V2-13、已 知 一 个 简 单 水 槽，其 截 面 积 为 0.5 m)水 槽 中 的 液 体 由 正 位 移 泵 抽 出，即 流 出 流 量 是 恒 定 的。如 果 在 稳 定 的 情 况 下，输 入 流 量 突 然 在 原 来 的 基 础 上 增 加 了 0.1?/?,试 画 出 水 槽 液 位 A h 的 变 化 曲 线。解：由 Qt=ZihA 得 411=3-5、某 一 标 尺 为 01000 的 温 度 仪 表，出 厂 前 经 校 验，其 刻 度 标 尺 上 的 各 点 测 2、确 定 该 温 度 仪 表 的 精 度 等 级；3、如 果 工 艺 上 允 许 的 最 大 绝 对 误 差 为 8,问 该 温 度 仪 表 是 否 符 合 要 求？解：1、Amax=706-700=6 2、8 max=Amax量 程 QAt=0.2t m 100%=61000100%=0.6%该 温 度 表 为 1.0级 3、Amax=1000X l%=1 0&g t;8，该 温 度 表 不 符 合 要 求 2、问 该 压 力 表 是 否 符 合 1.0级 精 度？解：升 降 变 差：max=6.06-5.94=0.12 MPa3w k y制 作 室 制 作 6max=0.1210X100%=1.2>1.0%该 压 力 表 不 符 合 要 求 3-7 什 么 叫 压 力？表 压 力、绝 对 压 力、负 压 力（真 空 度）之 间 有 何 关 系？答：所 谓 压 力 是 指 由 气 体 或 液 体 均 匀 垂 直 地 作 用 于 单 位 面 积 上 的 力。P表 压=P绝 对 压 力-P大 气 压 力 P真 空 度=p大 气 压 力-P绝 对 压 力 3-15、某 压 力 表 的 测 量 范 围 为 01 M P a,精 度 等 级 为 1.0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 0.5 MPa时，标 准 压 力 计 上 读 数 为 0.508 MPa,试 问 被 校 压 力 表 在 这 一 点 是 否 符 合 1 级 精 度，为 什 么？解：Amax=lxl.0%=0.01 MPa8 max=0.508?0.51 X 100%=0.8%<1.0%该 压 力 表 符 合 要 求 3-17、如 果 某 反 应 器 最 大 压 力 为 0.8 M P a,允 许 最 大 绝 对 误 差 为 0.01 MPao现 用 一 台 测 量 范 围 为 01.0 M P a,精 度 为 1.0级 的 压 力 表 来 进 行 测 量，问 能 否 符 合 工 艺 上 的 误 差 要 求？若 采 用 一 台 测 量 范 围 为 01.0 M P a,精 度 为 1.0级 的 压 力 表，问 能 符 合 误 差 要 求 吗？试 说 明 其 理 由。解：8 max=0.010.8X100%=1.25%max=1.6X 1.0%=0.01 6 MPa>0.01 MPa，该 压 力 表 不 符 合 要 求 max=1.0X1.0%=0.01 MPa=0.01 MPa，该 压 力 表 符 合 要 求 3-1 8,某 台 空 压 机 的 缓 冲 器，其 工 作 压 力 范 围 为 l.l 1.6 M P a,工 艺 要 求 就 地 观 察 罐 内 压 力，并 要 求 测 量 结 果 的 误 差 不 得 大 于 罐 内 压 力 的 5%,试 选 择 一 台 合 适 的 压 力 计（类 型、测 量 范 围、精 度 等 级）,并 说 明 其 理 由。解：,.,PmaxWA.A22.13 MPa m ax=l.lX 5%=0.055 MPa 4313；P m in 2,AW3.3 MPa，选 用 量 程 为 02.5 M P a的 压 力 表 3-19 某 合 成 氨 厂 合 成 塔 压 力 控 制 指 标 为 14 M P a,要 求 误 差 不 得 超 过 0.4 M P a,试 选 用 一 台 就 地 指 示 的 压 力 表（给 出 型 号、测 量 范 围、精 度 等 级）。解：由 题 可 知：被 测 对 象 压 力 为 高 压，设 所 用 压 力 表 量 程 为 A二.Pm axW A A A 14 X=23.3 MPa 根 据 量 程 系 列 选 513335P m in A/.AW 14X3=42 MPa 用 025 Mpa 的 压 力 表 6max=0.425?0100%=1.6%，根 据 精 度 等 级 选 择 1.5级 仪 表 3-20、现 有 一 台 测 量 范 围 为 0 1.6 M P a,精 度 为 1.5级 的 普 通 弹 簧 管 压 力 表，校 验 后，其 结 果 如 下 表。4w k y制 作 室 制 作 试 问 这 台 表 合 格 否？它 能 否 用 于 某 空 气 贮 罐 的 压 力 测 量（该 贮 罐 工 作 压 力 为 0.8L0 M P a的 绝 对 误 差 不 允 许 大 于 0.05 MPa）?解：8 max=0.021.6?0X100%=1.25%根 据 精 度 等 级 选 择 1.5级 仪 表，合 格。43Am ax=1.6X 1.5%=0.024 MPa<0.05 MPa A l.O XMPaAW 0.8X3=2.4 MPa 所 选 压 力 表 量 程 为 0.6M P a,符 合 要 求 8=1.5%X1.6=0.024<0.05.精 度 等 级 符 合 要 求 3-48、测 量 高 温 液 体(指 它 的 蒸 汽 在 常 温 下 要 冷 凝 的 情 况)时,经 常 在 负 压 管 上 装 有 冷 凝 罐(见 图 3-9 1),问 这 时 用 差 压 变 送 器 来 测 量 液 位 时，要 不 要 迁 移，迁 移 量 应 如 何 考 虑？解：Pl=pg(H+hl)+P0P2=pgh2+P0 P=P g(H+hl-h2)<0有 零 点 迁 移，且 为 负 迁 移 即 当 H=0时 将 变 送 器 的 输 出 值 调 回 4 mA当+1-11 1*时，将 变 送 器 的 输 出 值 调 回 20 mA3-54、什 么 是 热 电 偶 的 热 电 特 性？热 电 偶 的 热 电 势 由 哪 两 部 分 组 成？答：将 两 种 不 同 导 体 A、B 统 一 一 个 闭 合 回 路，若 两 接 触 点 温 度 不 同，则 回 路 中 有 一 定 大 小 电 流，表 明 回 路 有 电 势，则 为 热 电 特 性。热 电 动 势 包 括：接 触 电 势、温 差 电 势 3-5 6.用 热 电 偶 测 量 时，为 什 么 要 进 行 冷 端 温 度 补 偿？其 冷 端 温 度 补 偿 的 方 法 有 哪 几 种？答:在 工 程 测 试 中，冷 端 温 度 随 环 境 温 度 变 化 而 变 化。若 T W 0 C,将 引 入 测 量 误 差，因 此 必 须 对 冷 端 进 行 补 偿。方 法；延 长 导 线 法、0 恒 温 法、冷 端 温 度 修 正 法、电 桥 补 偿 法3-5 8.用 K 型 热 电 偶 测 某 设 备 的 温 度，测 得 的 热 电 势 为 20mV,冷 端(室 温)为 25,求 设 备 的 温 度？如 果 改 用 E 型 热 电 偶 来 测 温,在 相 同 的 条 件 下，E 型 热 电 偶 测 得 的 热 电 势 为 多 少？解：(l)EAB(T,25)=20 mV 查 表 得 EAB(25,0)=1.0005 mVA EAB(T,0)=EAB(T,25)+EAB(25,0)=20+1.0005=21.0005mV EAB(T,0)=EAB(T,25)+EAB(25,0)A EAB(T,25)=37683.4-1496.5 uV=36.1869 uV3-59、现 用 一 支 银 铭-铜 银 热 电 偶 来 测 温，其 冷 端 温 度 为 3 0 C,显 示 仪 表 的 机 械 零 位 在 0 时，这 时 指 示 值 为 4 0 0 C,则 认 为 换 热 器 内 的 温 度 为 430 对 不 对？为 什 么？正 确 值 为 多 少 度？解：EAB(T,0)=EAB(T,30)+EAB(30,0)=28943+1801=30744 uV查 表 得 T=422 3-60、试 述 热 电 阻 测 温 原 理？常 用 测 温 热 电 阻 有 哪 几 种？热 电 阻 的 分 度 号 主 要 5w ky制 作 室 制 作 有 几 种？相 应 的?各 为 多 少？答：热 电 阻 是 利 用 物 质 的 电 阻 率 随 温 度 变 化 的 特 性 制 成 的 电 阻 式 测 量 系 统。常 用 的 热 电 阻 有 柏 热 电 阻、铜 热 电 阻。钳 热 电 阻 的 分 度 号 主 要 为 PtlOO和 Pt50两 种，其 0 时 的 电 阻 值 R0分 别 为 100 Q 和 50 Q o 此 外 还 有 R0=1000。的 PtlOOO钳 热 电 阻。标 准 化 铜 热 电 阻 的 R0一 般 为 100。和 50。两 种，对 应 的 分 度 号 为 CulOO和 Cu50 3-62、用 分 度 号 为 PtlOO销 电 阻 测 温，在 计 算 时 错 用 了 CulOO的 分 度 表，查 得 的 温 度 为 140,问 实 际 温 度 为 多 少？解：查 表 得 140 时 RCu=159.96。RPt=159.96。查 表 得 RPt=159.93 Q 时，Tl=157 RPt=160.30 C 时，T2=158 AT=1160.30?159.93=2.941.,.T159.96=157+2.941 X(159.96-159.93)=157,088 3-63、用 分 度 号 为 Cu50、百 度 电 阻 比 W(100)=?/?=L42铜 热 电 阻 测 某 一 反 应 器 内 温 度，当 被 测 温 度 为 50c时，该 热 电 阻 的 阻 值?为 多 少？若 测 某 一 环 境 温 度 时 热 电 阻 的 阻 值 为 92。，该 环 境 温 度 为 多 少？解：AR=T=92?500.2150 X(1.42?1)100=0.21。R50=(l+0.21)X50=60.5 Q=200 5-1 什 么 是 控 制 器 的 控 制 规 律？控 制 器 有 哪 些 基 本 控 制 规 律？答：所 谓 控 制 规 律 是 指 控 制 器 的 输 出 信 号 与 输 入 信 号 之 间 的 关 系,控 制 器 的 控 制 规 律 有：位 式 控 制、比 例 控 制、积 分 控 制、微 分 控 制、比 例 积 分 控 制、比 例 微 分 控 制、比 例 积 分 微 分 控 制 5 4 何 为 比 例 控 制 器 的 比 例 度？一 台 DDZ-II型 液 位 比 例 控 制 器,其 液 位 的 测 量 范 围 为 0L2 m,若 指 示 值 从 0.4 m 增 加 到 0.6 m 比 例 控制 器 的 输 出 相 应 从 5 m A增 大 到 7 m A,试 求 控 制 器 的 比 例 度 及 放 大 系 数。解：已 知 D D Z-II型 液 位 比 例 控 制 器 的 现 场 传 输 信 号 0-10 mA工 6=0,6?0,4X100%=83.33%A Kp=120%3 15-5、一 台 DDZ-IH型 温 度 比 例 控 制 器，测 量 的 全 量 程 为 01000,指 示 值 变 化 1 0 0 C,控 制 器 比 例 度 为 8 0%,求 相 应 的 控 制 器 输 出 将 变 化 多 少？解：已 知 DDZ-m型 温 度 控 制 器 的 现 场 传 输 信 号 420 mA6=100100%=80%P=2 mA5-9.一 台 具 有 比 例 积 分 控 制 规 律 的 DDZ-H型 控 制 器，其 比 例 度 8为 200%,稳 态 时 输 出 为 5 mA。在 某 瞬 间，输 入 突 然 变 化 了 0.5 mA,经 过 30s后，输 出 由 5 m A变 为 6 m A,该 项 控 制 器 的 积 分 时 间?为 多 少？解：已 知 DDZ-I I型 比 例 积 分 控 制 器 的 现 场 传 输 信 号 0-10 mA,/P=KPA+KPTIAt r.TI=l(6?5)?0.5200%0.5X30X5-10、某 台 DDZ-HI型 比 例 积 分 控 制 器，比 例 度 6为 1 0 0%,积 分 时 间？?为 2 min.6w ky制 作 室 制 作 稳 态 时，输 出 为 5 mA。某 瞬 间，输 入 突 然 增 加 了 0.2 m A,试 问经 过 5 m in后，输 出 将 由 5 m A变 化 到 多 少？解：已 知 DDZ-HI型 比 例 积 分 控 制 器 的 现 场 传 输 信 号 4-20 mA,.,P=KPA+KPTIAt.，.5+AP=5+1100%0.2+l2x0.2x5=5.7 mA5-1 2.试 写 出 比 例 积 分 微 分(P ID)三 作 用 控 制 规 律 的 数 学 表 达 式。P=KPA+A(KD-1)e?KDt/TD TIAt5-1 3,试 分 析 比 例、积 分、微 分 控 制 规 律 各 自 的 特 点。答：比 例 控 制：1、根 据“偏 差 的 大 小”工 作 2、有 差 控 制 3、反 应 快，控 制 及 时 积 分 控 制：1、根 据“偏 差 是 否 存 在”工 作 2、无 差 控 制 3、反 应 慢 微 分 控 制：1 根 据“偏 差 变 化 速 度”工 作 2、超 前 控 制 3、不 能 单 独 使 用 6-1、气 动 执 行 器 主 要 由 哪 两 部 分 组 成？各 起 什 么 作 用？答：气 动 执 行 器 主 要 由 执 行 机 构 与 控 制 机 构 两 大 部 分 组 成。执 行 机 构 是 将 控 制 信 号 的 大 小 转 换 为 阀 杆 位 移 的 装 置。控 制 机 构 是 将 阀 杆 的 位 移 转 换 为 流 过 阀 的 流 量 的 装 置。6-4,试 分 别 说 明 什 么 叫 控 制 阀 的 流 量 特 性 和 理 想 流 量 特 性？常 用 的 控 制 阀 理 想 流 量 特 性 有 哪 些？答：控 制 阀 的 流 量 特 性 是 指 操 纵 介 质 渡 过 阀 门 的 相 对 流 量 与 阀 门 的 相 对 开 度 间 这 关 系。在 不 考 虑 控 制 阀 前 后 压 差 变 化 时 得 到 的 流 量 特 性 称 为 理 想 流 量特 性。常 用 的 控 制 阀 理 想 流 量 特 性 有：直 线、等 百 分 比、抛 物 线 及 快 等 几 种 流 量 特 性。6-8、已 知 阀 的 最 大 流 量?=50?/?,可 调 范 围 R=30o1、计 算 其 最 小 流 量?？，并 说 明？?是 否 就 是 阀 的 泄 漏 量。2、若 阀 的 流 量 特 性 为 直 线 流 量 特 性，问 在 理 想 情 况 下 阀 的 相 对 行 程 0.2?L 及 0.8时 的 流 量 值 Q。解：1、V R=?667?/?Qmin并 不 等 于 控 制 阀 全 关 时 的 泄 漏 量，一 般 它 是 Qmax的 2%4%2、直 线 流 量 特 性：V?R=(l-.*.Q 0.2=50X(1-)X 0.2)R1?30301303011 L ll=11.33m 3/h.，.Q0.8=50X(1-)X0.8)=40.33m3/h等 百 分 比 流 量 特 性：？?=R(?1)L.*.00.2=50X300.2?l=3.29m3/hQ0.8=50 X 300.8?l=25.32m3/h7-1 简 单 控 制 系 统 由 哪 几 部 分 组 成？各 部 分 的 作 用 是 什 么？答：一 个 自 动 控 制 系 统 主 要 是 由 两 大 部 分 组 成：一 部 分 是 起 控 制 作 用 的 全 套 仪 表，称 自 动 化 装 置，包 括 测 量 元 件 及 变 送 器、控 制 器、执 行 器；另 一 部 分 是 自7w ky制 作 室 制 作 动 化 装 置 所 控 制 的 生 产 设 备 即 被 控 对 象。7-2、图 7-21是 一 反 应 器 温 度 控 制 系 统 示 意 图。试 画 出 这 一 系 统 的 方 块 图，并 说 明 各 方 块 的 含 义，指 出 它 们 具 体 代 表 什 么。假 定 该 反 应 器 温 度 控 制 系 统 中，反 应 器 内 需 维 持 一 定 温 度，以 利 反 应 进 行，但 温 度 不 允 许 过 高，否 则 有 爆 炸 危 险。试 确 定 执 行 器 的 气 开、气 关 型 式 和 控 制 器 的 正、反 作 用。答：(工)被 控 对 象：反 应 器 被 控 变 量：反 应 器 内 的 温 度 操 纵 变 量：蒸 汽 流 量 可 能 干 扰；原 料 和 蒸 汽 输 入 的 流 量、压 力、温 度 控 制 器：温 度 控 制 器 执 行 器：蒸 汽 控 制 阀 门 测 量 变 送 器；温 度 测 量 变 送 器(2)执 行 器 应 为 气 开 型 式，控 制 器 奕 为 反 作 用。7-13 试 确 定 图 7-22所 示 两 个 系 统 中 执 行 器 的 气 开、气 关 型 式 及 控 制 器 的 正、反 作 用。1、图 7-22(a)为 一 加 热 器 出 口 物 料 温 度 控 制 系 统，要 求 物 料 温 度 不 能 过 高，否 则 容 易 分 解。2、图 7-22(b)为 一 冷 却 器 出 口 物 料 温 度 控 制 系 统，要 求 物 料 温 度 不 能 太 低,否 则 容 易 结 晶。答：1、执 行 器 应 为 气 开 型 式，控 制 器 应 为 反 作 用；2、执 行 器 应 为 气 型 式，控 制 器 应 为 正 作 用 7-14、图 7-23为 贮 槽 液 位 控 制 系 统，为 安 全 起 见，贮 槽 内 液 体 严 格 禁 止 溢 出，试 在 下 述 两 情 况 下，分 别 确 定 执 行 器 的 气 开、气 关 型 式 及 控 制 器 的 正、反 作 用。1、选 择 流 入 量?为 操 纵 变 量。2、选 择 流 出 量?为 操 纵 变 量。答：1、执 行 器 应 为 气 开 型 式，控 制 器 应 为 反 作 用；2、执 行 器 应 为 气 关 型 式，控 制 器 应 为 反 作 用 8w ky制 作 室 制 作 7-1 5,图 7-24所 示 为 一 锅 炉 汽 包 液 位 控 制 系 统 的 示 意 图，要 求 锅 炉 不 能 烧 干。试 画 出 该 系 统 的 方 块 图，判 断 控 制 阀 的 气 开、气 关 型 式，确 定 控 制 器 的 正、反 作 用，并 简 述 当 加 热 室 温 度 升 高 导 致 蒸 汽 蒸 发 量 增 加 时，该 项 控 制 系 统 是 如 何 克 服 扰 动 的。答：1、执 行 器 应 为 气 关 型 式，控 制 器 应 为 正 作 用；2、当 加 热 室 温 度 升 高 导 致 蒸 汽 蒸 发 量 增 加 时，汽 包 内 液 位 下 降，液 位 控 制 器 输 出 减 小，阀 门 开 度 增 加，冷 水 流 量 增 加，从 而 使 汽 包 内 液 位 升 高，减 少 蒸 汽 蒸 发 量。7-1 6,图 7-25所 示 为 精 福 塔 温 度 控 制 系 统 的 示 意 图，它 通 过 控 制 进 入 再 沸 器 的 蒸 汽 量 实 现 被 控 变 量 的 稳 定。试 画 出 该 项 控 制 系 统 的 方 块 图，确 定 控 制 阀 的 气 开、气 关 型 式 和 控 制 器 的 正、反 作 用，并 简 述 由 于 外 界 扰 动 使 精 微 塔 温 度 升 高 时 该 系 统 的 控 制 过 程（此 处 假 定 精 储 塔 的 温 度 不 能 太 高）。答：1 执 行 器 应 为 气 开 型 式，控 制 器 应 为 反 作 用；2、由 于 外 界 扰 动 使 精 储 塔 温 度 升 高 时，温 度 控 制 器 输 出 减 小，从 而 减 小 阀 门 开 度，使 蒸 汽 流 量 减 少，使 再 沸 器 的 温 度 降 低，从 而 降 低 精 储 塔 的 温 度。9w ky制 作 室 制 作