化工儀表及自動(dòng)化課后習(xí)題答案

1、第1章自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念P16P161.化工自動(dòng)化是化工、煉油、食品、輕工等化工類(lèi)型生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的簡(jiǎn)稱(chēng)。在化工設(shè)備上，配備上一些自動(dòng)化裝置，代替操作人員的部分直接勞動(dòng)，使生產(chǎn)在不同程度上自動(dòng)地進(jìn)行，這種用自動(dòng)化裝置來(lái)管理化工生產(chǎn)過(guò)程的辦法，稱(chēng)為化工自動(dòng)化。實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的意義：（1）加快生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。（2）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。（3）能夠保證生產(chǎn)安全，防止事故發(fā)生或擴(kuò)大

2、，達(dá)到延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，提高設(shè)備利用能力的目的。（4）能改變勞動(dòng)方式，提高工人文化技術(shù)水平，為逐步地消滅體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)之間的差別創(chuàng)造條件。2、一般要包括自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)操縱和自動(dòng)控制等方面的內(nèi)容。3、閉環(huán)控制有反饋環(huán)節(jié)，通過(guò)反饋系統(tǒng)是系統(tǒng)的精確度提高響應(yīng)時(shí)間縮短適合于對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間穩(wěn)定性要求高的系統(tǒng).開(kāi)環(huán)控制沒(méi)有反饋環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性不高響應(yīng)時(shí)間相對(duì)來(lái)說(shuō)很長(zhǎng)精確度不高使用于對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性精確度要求不高的簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。4、自動(dòng)控

3、制系統(tǒng)主要由哪些環(huán)節(jié)組成？自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由測(cè)量元件與變送器、自動(dòng)控制器、執(zhí)行器和被控對(duì)象等四個(gè)環(huán)節(jié)組成。5、p76、PI307表示就地安裝的壓力指示儀表，工段號(hào)為3，儀表序號(hào)為07；TRC303表示集中儀表盤(pán)安裝的，具有指示記錄功能的溫度控制儀表；工段號(hào)為3，儀表序號(hào)為03；FRC305表示集中儀表盤(pán)安裝的，具有指示記錄功能的流量控制儀表；工段號(hào)為3，儀表序號(hào)為05。7、方塊圖是用來(lái)表示控制系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)之間作用關(guān)系的一種圖形，由于各個(gè)

4、環(huán)節(jié)在圖中都用一個(gè)方塊表示，故稱(chēng)之為方塊圖。8、測(cè)量變送裝置的功能是測(cè)量被控變量的大小并轉(zhuǎn)化為一種特定的、統(tǒng)一的輸出信號(hào)（如氣壓信號(hào)或電壓、電流信號(hào)等）送往控制器；控制器接受測(cè)量變送器送來(lái)的信號(hào)，與工藝上需要保持的被控變量的設(shè)定值相比較得出偏差，并按某種運(yùn)算規(guī)律算出結(jié)果，然后將此結(jié)果用特定信號(hào)（氣壓或電流）發(fā)送出去。執(zhí)行器即控制閥，它能自動(dòng)地根據(jù)控制器送來(lái)的信號(hào)值來(lái)改變閥門(mén)的開(kāi)啟度，從而改變操縱變量的大小。9、被控對(duì)象（對(duì)象）——自動(dòng)控

5、制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器。被控變量——被控對(duì)象內(nèi)要求保持設(shè)定值的工藝參數(shù)?？叵到y(tǒng)通常用該變量的名稱(chēng)來(lái)稱(chēng)呼，如溫度控制系統(tǒng)，壓力制系統(tǒng)等。給定值（或設(shè)定值或期望值）——人們希望控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，即被控變量的期望值。它可以是恒定的，也可以是能按程序變化的。操縱變量（調(diào)節(jié)變量）——對(duì)被控變量具有較強(qiáng)的直接影響且便于調(diào)節(jié)（操縱）的變量?；?qū)崿F(xiàn)控制作用的變量。操縱介質(zhì)(操縱劑)——用來(lái)實(shí)現(xiàn)控制作用的物料。10、控制作

6、用是對(duì)在受到外界干擾影響偏離正常狀態(tài)后，回復(fù)到規(guī)定范圍內(nèi)。干擾作用是引起被控變量偏離給定值，除操控變量以外的各種因素。11、該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖題解題解120圖蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)方塊圖蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中：被控對(duì)象是蒸汽加熱器；被控變量是出口物料溫度；操縱變量是蒸汽流量。可能存在的干擾主要有：進(jìn)口物料的流量、溫度的變化；加熱蒸汽的壓力、溫度的變化；環(huán)境溫度的變化等。該系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差A(yù)=81.5?81=

7、0.5（℃）；由于B=81.5?80.7=0.8（℃），B?=80.9?80.7=0.2（℃），所以，衰減比n=B:B?=0.8:0.2=4；余差C=80.7?81=?0.3（℃）。第2章被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型P33P331、對(duì)象特性就是的對(duì)象的輸出——輸入關(guān)系。研究對(duì)象的特性，就是用數(shù)學(xué)的方法來(lái)描述對(duì)象輸入量與輸出量之間的關(guān)系。當(dāng)采用自動(dòng)化裝置組成自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，首先也必須深入了解對(duì)象的特性，了解它的內(nèi)在規(guī)律，才能根據(jù)工

8、藝對(duì)控制質(zhì)量的要求，設(shè)計(jì)合理的控制系統(tǒng)，選擇合適的被控變量和操縱變量，選用合適的測(cè)量元件及控制器。在控制系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，也要根據(jù)對(duì)象特性選擇合適的控制器參數(shù)(也稱(chēng)控制器參數(shù)的工程整定)，使系統(tǒng)正常地運(yùn)行。被控對(duì)象的特性對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量的影響很大，所以必須對(duì)其深入研究。2、對(duì)象特性的數(shù)學(xué)描述（方程、曲線(xiàn)、表格等）稱(chēng)為對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型描述的是對(duì)象在穩(wěn)態(tài)時(shí)的輸入量與輸出量之間的關(guān)系；動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型描述的是對(duì)象在輸入量改變以后

9、輸出量的變化情況。穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)是事物特性的兩個(gè)側(cè)面，可以這樣說(shuō)，動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型是在穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的發(fā)展，穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型是對(duì)象在達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的一個(gè)特例。4、機(jī)理建模法、實(shí)驗(yàn)建模法。5、對(duì)象或生產(chǎn)過(guò)程的內(nèi)部機(jī)理。7、階躍反應(yīng)曲線(xiàn)法：特點(diǎn)是簡(jiǎn)易但精度較差。如果輸入量是流量，只要將閥門(mén)的開(kāi)度作突然的改變，便可認(rèn)為施加了一個(gè)階躍干擾，同時(shí)還可以利用原設(shè)備上的儀表把輸出量的變化記錄下來(lái)，既不需要增加儀器設(shè)備，測(cè)試工作量也大。但由于對(duì)象

10、在階躍信號(hào)作用下，從不穩(wěn)定到穩(wěn)定所需時(shí)間一般較長(zhǎng)，這期間干擾因素較多，因而測(cè)試精度受到限制。為提高測(cè)試精度就必須加大輸入量的幅度，這往往又是工藝上不允許的。階躍反應(yīng)曲線(xiàn)法：特點(diǎn)是簡(jiǎn)易但精度較差。如果輸入量是流量，只要將閥門(mén)的開(kāi)度作突然的改變，便可認(rèn)為施加了一個(gè)階躍干擾，同時(shí)還可以利用原設(shè)備上的儀表把輸出量的變化記錄下來(lái)，既不需要增加儀器設(shè)備，測(cè)試工作量也大。但由于對(duì)象在階躍信號(hào)作用下，從不穩(wěn)定到穩(wěn)定所需時(shí)間一般較長(zhǎng)，這期間干擾因素較多，