过程控制系统作业题答案.docx

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1、过程限制系统思索题一1 什么叫串级限制系统？绘制其构造方框图。串级限制系统是由两个限制器的串接组成，一个限制器的输出做为另一个限制器的设定值，两个限制器有各自独立的测量输入，有一个限制器的给定由外部设定。2 及单回路限制系统相比，串级限制系统有哪些主要特点？多了一个副回路，形成双闭环。特点：主限制器输出变更副限制器的设定值，故副回路构成的是随动系统，设定值是变更的。在串级限制系统中，由于引入了一个副回路，不仅能及早克制进入副回路的扰动，而且又能改善过程特性。副调整器具有“粗调的作用，主调整器具有“细调的作用，从而使其限制品质得到进一步提高。3为什么说串级限制系统由于存在一个副回路而具有较强的抑

2、制扰动的实力？副回路的快速作用，对于进入副回路的干扰快速地克制，减小了干扰对主变量的影响；引入副回路，改善了副对象的特性(减小副对象的相位滞后)，提高了主回路的响应速度，提高了干扰的抑制实力；副回路可以依据主回路的要求对副变量进展精确限制；串级系统提高了限制系统的鲁棒性。4串级限制系统在副参数的选择和副回路的设计中应遵循哪些主要原那么？将主要干扰包括在副回路； 副回路尽量包含多的干扰； 为保证副回路的快速响应，副对象的滞后不能太长；为提高系统的鲁棒性，将具有非线性时变局部包含于副对象中；须要对流量实现精确的跟踪时，将流量选为副对象。5串级限制系统通常可用在哪些场合？* 应用于容量滞后较大的过程

3、* 应用于纯时延较大的过程* 应用于扰动变更猛烈而且幅度大的过程* 应用于参数相互关联的过程* 应用于非线性过程6 前馈限制及反响限制各有什么特点？绘制前馈限制系统构造方框图。前馈：基于扰动来消退扰动对被控量的影响； t 动作“刚好 ；t 只要系统中各环节是稳定的，那么限制系统必定稳定；t 具有指定性补偿的局限性； t 限制规律取决于被控对象的特性。t 反响：基于偏差来消退偏差； t “不刚好的限制 ；t 存在稳定性问题；t 对各种扰动均有校正作用； t 限制规律通常是P, , 或等典型规律。7在什么条件下前馈限制效果最好？为什么一般不单独运用前馈限制方案？精确地驾驭过程扰动通道的特点s及限制

4、通道的特性s精确求出前馈限制s；克制可测不行控的扰动前馈限制室基于扰动的限制，扰动不止一个，难于把握属于开环限制，易受其他扰动干扰而无法限制其克制可测不行控的扰动，对于系统中其他扰动无抑制作用8试述前馈限制系统的整定方法。前馈限制器的选择 用模拟表实施通过特定的前馈限制器，或采纳运算单元自行构造； 用软件实现 参数整定单纯的前馈限制，可视工艺要求进展参数整定；先调整 ，然后调整T1, T2前馈反响相结合，先整定反响系统，再重复步骤。9什么是比值限制系统？常用的比值限制方案有哪些？并比拟其优缺点，绘制各比值限制方案构造方框图。实现两个或两个以上参数符合肯定比例关系的限制系统，称为比值限制系统开环

5、比值限制系统，单闭环比值限制系统，双闭环比值限制系统，变比值限制系统10比值及比值系数有何不同？设计比值限制系统时需解决哪些主要问题？比值12,是两个体积流量或重量之比，而比值参数是把比值k折算成比值器上，K(Q12)主从动量确定；限制方案的选择；调整器限制规律的确定；正确选用流量计及变送器；比值限制系统的实施；比值参数的计算；比值限制系统参数的整定11什么是匀称限制？常用的匀称限制方案有哪些？匀称限制是在连续生产过程中，各种设备前后严密联系的状况提出来的一种特别的限制采纳液位限制采纳液位和流量的串级限制取液位和流量两个信号之差为被控变量双冲量匀称限制12什么是分程限制？怎样实现分程限制？在分

6、程限制中需留意哪些主要问题在工业生产过程中，有时会遇到一个限制器去操纵几只阀门，假设按输出信号的不同区间操作不同的阀门，这样的限制系统叫做分程限制系统。尽量选用对数调整阀；采纳分程信号重叠法；调整阀的泄漏量的大小13什么是选择性限制？试述常用选择性限制方案的根本原理。但凡在限制回路中引入选择器的系统称为选择性限制系统。选择器位于调整器的输出端，对调整器输出信号进展选择的系统：两个调整器共用一个调整阀选择器位于调整器之前，对变送器的输出信号进展选择的系统：几个变送器合用一个调整器14什么是积分饱和现象？如何消退选择性限制中的积分饱和现象？中选择器在限制器和限制阀之间，系统出现超限时，限制器应马上

7、切换。为保证刚好切换，在偏差为零时，两个调整器应当有一样的输出。当其中一个限制器或两个限制器采纳作用时，一个调整器被另一个限制器切换后，偏差仍存在，且存在的时间较长，将产生积分饱和现象， 使下一次不能刚好切换。由于偏差长时间存在，偏差为零时限制器输出仍要超出规定上, 下限一段时间。为了保持同步，常采纳积格外反响的方法。采纳选择器的输出，即限制调整阀的信号做为积格外反响。15一般地说从构造上看，分程限制是由一只限制器限制两只限制阀，而选择性限制是由两只限制器限制一只限制阀，试绘制各自系统构造方框图。16什么是推断限制？两类“计算指标限制是什么？推断限制：利用系统的数学模型，由可测信息将不测输出推

8、算出来实现反响限制；或将不行测扰动推算出来实现前馈限制。由协助输出推算限制指标，作为被控变量的测量值；以某协助输出变量为被控变量，其设定值由限制指标算式推算出来。17试述困难限制系统有哪些？它们都是为什么目的而开发的？1串级限制系统：改善限制质量2前馈限制系统：扰动出现时就能够进展限制3比值限制系统：依据某一流量的变更调整另一流量4匀称限制系统：使前后设备在物料供求上相互兼顾匀称协调5分程限制系统：扩大限制阀的可调范围，使得在小流量时可实现更精确的限制用于满意工艺上操作的特别要求6选择性限制系统：7推断限制系统:被控对象的输出和扰动都不行测，无法设计一般的反响和前馈限制。二1离心泵或离心式压缩

9、机的负荷限制方案有哪些？直流节流法变更泵的转速n通过旁路限制2表达离心式压缩机的特性曲线及产生喘振的缘由。特性曲线：压缩比和入口体积流量的关系曲线；效率和流量或功率和流量之间关系曲线。在这里对于限制系统设计而言，压缩比和入口体积流量的关系曲线如右图所示：当负荷降低到肯定程度时，气体的排出量会出现猛烈振荡，同时机身也猛烈振动，这种现象叫离心式压缩机的喘振。3用图示说明离心式压缩机的防喘振限制方案。固定极限流量法 可变极限流量法4为什么有的场合下须要压缩机的串并联运行？一些生产过程中，采纳一个离心式压缩机压头不能满意要求时，就须要两台或两台以上压缩机串联运行，因此每台压缩机都应防喘振，才能保证设备

10、的正常运行。因一台供应的压头不够，故不能采纳两台单独的旁路回流量限制。当一台压缩机的流量气体不能满意要求时，就需两台或两台以上的压缩机并联运行.三1典型的传热设备有哪些？热量的传递方式有哪几种？换热器，加热炉，锅炉；热传导，对流；热辐射2传热目的及其限制方案？ 使工艺介质到达规定的温度以使生产过程正常进展； 在过程进展中参与汲取的热量或除去放出的热量； 在工艺过程中变更物料状态； 热量回收。 调载热体的流量 调整传热平均温度差 调整传热面积 采纳旁路限制3用图示加热炉的各串级限制方案，并说明各方案的优缺点及适用场合。 炉出口温度对炉膛温度的串级限制 炉出口温度对燃料流量的串级 出口温度对燃料阀

11、后压力的串级 采纳压力平衡式限制阀4用图示说明加热炉的前馈-反响限制方案。5设置加热炉的平安联锁爱护系统的作用是什么？对于燃气和燃油加热炉可能产生事故的缘由分别是什么？用图示分别说明各平安联锁爱护系统。联锁爱护系统的作用：为平安生产, 防止事故 燃气加热炉 工艺介质流量过小或中断，切断燃料气； 某种缘由灭火时，切断燃料气； 燃料气压力不能过低，流量不能太小； 燃料压力不能过高，否那么会引起脱气灭火 燃油加热炉 工艺介质流量过小或中断，切断燃料油； 燃料油压力过低会回火，流量不能太小； 燃料油压力过高会脱火； 雾化蒸汽压力过低或中断，造成燃料油雾化不良无法燃烧。6工业锅炉的主要限制系统 汽包水位

12、限制 燃烧系统限制 过热蒸汽系统限制7造成锅炉汽包“虚假水位现象的缘由是什么？为防止限制器误动作所实行的措施是什么？锅炉燃烧率增加，主蒸汽流量增加 汽包压力下降锅炉燃烧率削减，主蒸汽流量削减，汽包压力上升，给水温度下降依负荷变更的前馈限制8具体表达锅炉汽包水位的双冲量限制方案，绘制其工艺流程简图，并给出加法器的设置。9试绘制锅炉汽包水位三双冲量限制方案的工艺流程简图。前馈及串级组成的复合限制系统 前馈加反响限制 前馈串级限制系统10试绘制锅炉燃烧限制系统有逻辑提量限制方案的工艺流程简图，表达其动作过程。在正常工况下，这是锅炉出口蒸汽压力对燃油流量的串级限制系统和燃油流量及空气流量的比值限制系统

13、。蒸汽压力限制器为反作用的，当蒸汽压力下降时如因蒸汽耗量增加，压力限制器输出增加，而提高了燃油流量限制器的设定值。但是，假如空气量缺乏，将使燃烧不完全。为此设有低值选择器它只让两个信号中较小的一个通过，这样保证燃料量只能在空气量足够的状况下才能加大。压力限制器的输出信号将先通过高值选择器来加大空气流量，保证在增加燃料流量之前先把空气量加大，使燃烧完全。当蒸汽压力上升时，压力限制器输出减小，降低了燃油流量限制器的设定值，在减燃料量的同时，通过比值限制系统，自动削减空气流量。四1简述精馏塔受控变量的选择有哪些？各自的特点是什么？ 测温点的选择 测温点尽量选择在通道滞后较小的点。 采纳塔顶回流限制温

14、度时，选择顶部塔板液相温度。 温差限制 优点：能够克制塔压变更对产品质量的影响。 缺点：不能克制进料组分和负荷变更对温差的影响。 双温差限制 压降引起的温差不仅在塔顶，也发生在塔底，相减后可相互抵消。2精馏塔产品质量的开环限制方案有哪些？绘制其工艺流程简图，表达各自的特点。 固定回流量和再沸气量当进料流量及状态恒定时，固定了 和，D和B就确定了。 101限制回流量和102再沸器加热蒸汽量；物料平衡限制 固定馏出液量和再沸气量特点：适用于回流比拟大的场合。 为回流比 固定塔底馏出量和回流量3精馏塔按精馏段指标的限制方案有哪些？绘制其工艺流程简图，表达各自的特点。 间接物料平衡限制优点：调整作用滞

15、后小，反响快速； 有利于克制进入精馏段的扰动； 保证塔顶产品质量。适用场合：回流比，须要削减滞后 干脆物料平衡限制4精馏塔按提馏段指标的限制方案有哪些？绘制其工艺流程简图，表达各自的特点。 干脆物料平衡限制优点：物料平衡及能量平衡之间关联最小。 缺点：滞后较大，液位限制回路存在反向特性。5精馏塔压力限制系统的方案有哪些？绘制其工艺流程简图，表达各自的特点。6简述精馏塔先进限制方案中内回流及外回流的区分？外回流液的温度比第一块塔板的温度低。外回流进入塔后，需把它加热至 及第一块塔板温度相等，加热外回流所需热量由进入第一块塔板的蒸汽局部冷 凝所产生的气化潜热供应，从第一块塔板向下流的内回流等于外回

16、流量和这部 分冷凝液之和。局部冷凝液流量，除了受外回流的影响外，还受塔顶和外回流 液温差的影响。因此外回流量愈大，或外回流温度及第一块塔板温度之差愈大， 那么内回流变更越多。 当塔顶蒸气的温度及外回流液温度一样时，内回流等于外回流，一般状况 下，内回流大于外回流。 当塔顶蒸气温度及外回流液温度之差变更不大时，限制外回流的方法一般 可以满意精馏塔的操作要求。可以采纳外回流的方法限制内回流，当塔顶采纳 风冷凝器时，外回流温度受环境温度影较大，此时外回流限制并不能使内回流 恒定。五1简述反响器的分类方法和类型。 依据反响物料的聚集状态 分为均相及非均相反响器两大类 均相：反响器内物料处于同一相态下。

17、 反响在均一的气相中进展，为气相均相反响 反响在均一的液相中进展，为液相均相反响非均相：反响器内物料之间或反响物及催化剂之间存在相界面。 按反响器进出料状况 可分为间歇式，半间歇式和连续式 间歇式反响器：将反响物料分次或一次参与反响器中，经过肯定反响时间后，取出反响器中全部物料，然后重新加料进展反响。 半间歇式反响器：反响物料间歇参与，产品连续取出。 从传热状况 分为绝热式和非绝热式反响器 绝热式反响：不及外界进展交换。2表征反响的质量指标有哪些？写出它们的算式。3简述催化裂化提升管反响器限制的要求，并绘制其工艺流程简图。 工艺要求 限制合理的反响温度, 反响压力。保证合理的反响深度； 限制两

18、器压差，保证催化剂的流化及循环； 限制恰当的催化剂含碳量，保证催化剂的活性； 限制合理的烟气含氧量，防止二次燃烧发生。 反响温度限制 影响因素 催化剂循环量, 温度；进料量, 温度；提升蒸汽量； 限制 设计出口温度 再出滑阀开度限制；要保证反响温度, 原料预热温度, 再生温度的稳定。 优化限制 设计反响热限制方案。 4试设计釜式间歇反响器的温度限制系统，绘制其工艺流程简图，并确定每个限制阀的气开, 气关形式和限制器的正反作用形式。蒸汽阀选择气开式, 冷水阀选气关式；温度限制器取反作用。11试设计氨冷换热器的选择性限制方案，绘制其工艺流程简图，并确定限制阀的气开, 气关形式和限制器的正反作用形式。限制阀选择：气开型。限制器选择：温度限制器正作用, 液位限制器反作用。* 设计各种限制系统时，都应考虑每个限制阀的气开, 气关形式和限制器的正反作用形式。