过程控制系统与仪表课后答案

①为实现对某个工艺参数的自动控制，由相互联系、制约的一些仪表、装置及工艺对象、设备构成的 一个整体。 ②测量变送器、控制器、执行器和被控对象 给定值不变的反馈控制系统、 1-6静态特性—静态时系统各环节的输入输出关系。 动态特性—在动态过程中系统各环节的输入输出变化关系。 1-81）衰减比n：相邻两同向波峰（或波谷）之比。2）衰减率ψ：相邻两同向波峰（或波谷）衰减百分比。3）最大动态偏差：系统瞬间偏离给定值的最大程度。4）超调量σ：第一个波振幅与最终稳态值y(∞)之比。5）余差C： 过渡过程结束后，被控参数的稳态值y(∞)与设定值之间的残余偏差叫做余差，也称静差。6）调节时间Ts：从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间。当被控参数与稳态值间的偏差进入稳态值的±5% （或±2%）范围内，就认为过渡过程结束。7）振荡频率ω：相邻两同向波峰（或波谷）之间的时间间隔叫振荡周期T ，其倒数称为振荡频率。1-10①最大动态偏差：A=50②衰减比：n=5③振荡周期：T=36④能满足要求 第二章2-1①最大绝对误差=806-800=6②基本误差=6/1000=0.6%；1.0级③不能用，只能用0.5级的仪表 2-4间接导致精度等级下降。例如：量程0~1000的1级仪表用在测量范围在0~100时，精度变成了10级！ 2-5①最大误差250*1%=2.5②最大误差750*1%=1.875 2号表精度低，价格相对便宜，但2号仪表的最大误差小，而且被测参数的数值在2号表量程内，所以选择2号表。 2-6①将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，若两个连接点温度不同，回路中会产生电势。此电势称为热电势。 ② 镍铬—镍硅 K 0～+1000 40μV/℃ 价廉,，可在氧化及中性气氛中使用 铜—康铜 T -200～+400 50μV/℃ 价廉,但铜易氧化,常用于150℃以下温度测量           ③热电偶的热电势大小不仅与热端温度有关，还与冷端温度有关。所以使用时，需保持热电偶冷端温度恒定。但热电偶的冷端和热端离得很近，使用时冷端温度较高且变化较大。为此应将热电偶冷端延至温度稳定处。 2-8①金属热电阻测温精度高。②热电阻导线过长时，导线电阻过大，对测量带来较大误差，采用三线制接法，可有效消除线路电阻对测量的影响。 2-9①查阅Cu100电阻分度表，得到140°对应电阻为159.96欧姆②查阅Pt100电阻分度表，得到电阻为159.96欧姆对应157° 2-12①自由端B的位移与输入压力p成正比。通过拉杆、齿轮的传递、放大，带动指针偏转。 ②被测压力最大值应在仪表量程的2/3左右，不超过1/2，所以选仪表量程0~2.5的仪表，又因为 ，所以选择2级足够。 2-13①精度为1级，所以最大误差1.6*0.01=0.016>0.01，不能符合要求②第二个仪表的量程太小，也不符合要求 2-15①电容式压力变送器先将压力的变化转换为电容量的变化，然后用电路测电容。 ②特点：灵敏度高，量程宽，过载能力强，测量精度高，可达0.2级。 2-19①流量测量中转子的平衡条件是：压差力=重力，S?6?2P = （ ） g V，可知，?6?2P应为常数。 ②差压式（也称节流式）流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量，流量与节流件前后压差的平方根成正比。 2-21安装时不需要有直管段，对流体的流动状态无要求，特别适用于高粘度介质的流量测量。测量精度高，最高可达±0.1%。使用温度不能过高。被测流体中不能含有固体颗粒。 2-22①在管道两侧安放磁铁，流动的液体当作切割磁力线的导体，产生的感应电动势与流体的流速成正比关系。当磁感应强度B不变、管道直径一定时，流体切割磁力线而产生的感应电势E的大小仅与流体的流 v 速有关。 ②可以测量各种导电液体的流量，如酸、碱、盐溶液，流体可以含有固体颗粒、悬浮物或纤维等。只能用来测量导电液体的流量，要求导电率不小于水的导电率。不能测量气体、蒸汽及石油制品等的流量。 2-24特点：超声波流量计属非接触式测量，不会影响被测流体的流动状况。测量液体流量精度可达0.2级，测量气体流量精度可达0.5级。 要求流体清洁，以避免对超声波束的干扰。测量管前后要有足够长的直管段，以保证流速均匀。 2-25Δp = p1-p2 = ( h11g + H1g + p0 ) －( h22g + p0 ) H=0时，Δp = h11g- h22g，若1=2，则Δp<0，需要负迁移。 2-27利用电容器的极板之间介质变化时，电容量也相应变化的原理测物位。 2-28特别适合强腐蚀性、高压、有毒、高粘度液体，不能有气泡和悬浮物，液面不能又很大波浪，不易测高温 第三章 3-1①控制规律是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。 ②断续控制——控制器输出接点信号，如双位控制、三位控制。连续控制——控制器输出连续信号，如比例控制、比例积分控制、比例微分控制、比例积分微分控制。 3-2①双位控制器只有两个输出值，相应的执行机构只有开和关两个极限位置，因此又称开关控制。 ②被控参数在给定值处上下振荡，无法稳定。 3-3公式y = KP e说明：如果被调量偏差为零，调节器的输出也就为零，而实际调节器的输出不可能总为0，所以偏差必然存在。 3-4，由公式可知：当有偏差存在时，积分输出将随时间增长（或减小）；当偏差消失时，输出能保持在某一值上。 3-7①比例度就是指控制器输入偏差的相对变化值与相应的输出相对变化值之比，是放大倍数KP的倒数。②表明比例作用对偏差变化的有效区间，即偏差大于比例带时，比例输出仍然是100%（满量程）。\ 3-8① ， ：微分时间②输出信号持续时间太短，实际微分时间可以惯性延迟。 3-10①比例：控制及时、适当，结果存在静差；积分：可以消除余差； 微分：能超前控制，对静态偏差毫无控制能力    ②积分输出信号随着时间逐渐增强，控制动作缓慢，故不单独使用。对静态偏差毫无控制能力，故不单独使用。 3-14①P：是放大倍数KP的倒数，越小控制作用越强，残差愈小。 TI：越小积分作用越强  TD：越大微分作用越强    ②变成纯比例调节 第四章4-1执行机构：推动装置，它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。 调节机构：阀门，它将阀杆的位移转换为流通面积的大小 4-2（1）直通单座阀：泄漏量小，流体对阀芯的不平衡作用力大。一般用在小口径、低压差的场合。 （2）直通双座阀：不平衡力小，泄漏量较大。一般用在大口径、大压差的场合。 （其他了解） 4-4①在将控制阀前后压差固定时得到的流量特性称为固有流量特性。 实际使用时，阀前后压差也是变化的，这时流量特性会发生畸变叫实际流量特性。直线阀变为快开阀，对数阀变为直线阀 ②直线流量特性，等百分比（对数）流量特性，快开特性。 4-5单位相对行程变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系：等百分比阀在各流量点的放大系数不同，但对流量的控制力却是相同的。 4-7阀权度s表示调节阀全开时，阀前后最小压差△PTmin与总压力△ P之比。 S=1，管道压力为0，此时调节阀为固有流量特性，S<1，随着阀门开大，阀前后压差变小，使流量发生畸变。 4-8①压力信号时阀全开，随着信号增大，阀门逐渐关小的称为气关式。反之，无压力信号时阀全闭，随着信号增大，阀门逐渐开大称的为气开式。②当控制信号中断时，阀门的复位位置能使工艺设备处于安全状态。 4-9气开式，保证控制信号中断时，切断蒸汽源。 4-11电气转换器：将4～20mA的电流信号转换成20～100KPa的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 气压信号。 阀门定位器：引入阀杆位移负反馈。使阀杆能按输入信号精确地确定自己的开度。 4-13电动调节阀接受来自调节器的电流信号，阀门开度连续可调。 电磁阀也接受来自调节器的电流信号，阀门位式调节，只有开和关两个位置。 4-15①从电路设计就开始考虑防爆，把电路在短路、开路及误操作等各种状态下可能发生的火花都限制在爆炸性气体的点火能量之下，则此仪表称为安全火花防爆仪表。 ②构成安全火花防爆系统的二要素： 在危险现场使用的仪表必须是安全火花防爆仪表（本安仪表）。 现场仪表与危险场所之间的电路连接必须经过安全栅（防爆栅）。 4-16用晶体管构成限流电路。VT3（耗尽型）工作于零偏压，作为恒流源向VT1提供足够的基极电流，保证信号在4～20mA范围内VT1处于饱和状态。 由VD1~VD4和F1 ~ F’2组成限压电路。背靠背的齐纳管中点接地，改直接接地为保护时接地。 4-17不能，在与其它仪表的电路连线之间设置安全栅，防止危险能量进入，则完全做到了安全火花防爆。 第五章5-1表示输入变量和输出变量之间动态关系的数学描述。 5-2机理法：根据生产过程的内部机理，列写出有关的平衡方程，从而获取对象的数学模型。 测试法：通过对被动过程的输入、输出的实测数据进行数学处理后求得其数学模型。 5-5必须对生产过程的机理有充分的了解，并能准确的用数学语言加以描述。 5-6①干扰作用破坏系统平衡后，系统能在没有外部干预的情况下自动恢复平衡状态。 ②被控过程的输出对扰动存在负反馈。 5-7①单容：只有一个存储容量的过程。  ②多容：一个以上存储容量的过程。 5-8容量滞后：对于干扰的响应在时间上的这种延迟。  纯滞后：由传输延迟引起的滞后特性。 第六章6-1一个测量变送器、一个控制器、一个控制阀和一个对象所构成 6-2安全性、稳定性和经济性 6-3 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计、工程设计、工程安装和仪表调校、调节器参数整定 6-41）掌握生产工艺对控制系统的技术要求      2）建立被控过程的数学模型                3）确定控制方案, 包括控制方式和系统组成结构的确定，是过程控制系统设计的关键步骤。        4）控制设备选型    5）实验（或仿真）验证 6-6K0越大，控制作用越强，稳态误差越小，抗干扰能力越强； T0越大，动态偏差越大 τ0越大，控制时间延长、最大偏差增大。  Kf越大，干扰作用越强，稳态误差越大。 Tf越大，干扰对被控变量的影响越缓慢，越有利于控制。 6-8 传感器与变送器合适的测量范围（量程）与精度等级。  应尽可能选择时间常数小的传感器、变送器。  合理选择检测点，避免测量造成对象纯滞后τ0。