化工仪表及自动化 课后 答案 第5版 厉玉鸣 (史上最全版本)

　　解 自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。

　　自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。

　　1-5 题 1-5 图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

　　执行器即控制阀，它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度，从而改变操纵变量的大

　　7.方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，

　　1-8．试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量、操纵介质？

　　解：被控对象（对象）——自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、生产设备或机器。

　　该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、超调量、衰减比、余差、振荡周期和过渡时间（被控温度进入新

　　其中，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。

　　可能影响被控变量的干扰因素主要有 A、B 两种物料的温度、进料量，冷却水的压力、温度，环境温

　　1-11 题 l-11 图所示为一反应器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

　　（3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。

　　（4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。

　　其中：被控对象是蒸汽加热器；被控变量是出口物料温度；操纵变量是蒸汽流量。

　　可能存在的干扰主要有：进口物料的流量、温度的变化；加热蒸汽的压力、温度的变化；环境温度的

　　被控变量——被控对象内要求保持设定值的工艺参数。控系统通常用该变量的名称来称呼，如温度控

　　给定值（或设定值或期望值）——人们希望控制系统实现的目标，即被控变量的期望值。它可以是恒

　　操纵变量（调节变量）——对被控变量具有较强的直接影响且便于调节（操纵）的变量。或实现控制

　　解 测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号

　　控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某

　　其中，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。

　　可能影响被控变量的干扰因素主要有 A、B 两种物料的温度、进料量，冷却水的压力、温度，环境温

　　若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，冷却水流量增大，这样使反应器内的温度降

　　因为 A=50℃80℃，C=8℃10℃，IM电竞平台所以，该控制系统能满足题中所给的工艺要求。

　　22、题 l-20(a) 图是蒸汽加热器的温度控制原理图。试画出该系统的方块图，IM电竞平台并指出被控对象、被控变量、

　　操纵变量和可能存在的干扰是什么？现因生产需要，要求出口物料温度从 80℃提高到 81℃，当仪表给定值

　　阶跃变化后，被控变量的变化曲线(b) 图所示。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、衰

　　其中：被控对象是蒸汽加热器；被控变量是出口物料温度；操纵变量是蒸汽流量。

　　可能存在的干扰主要有：进口物料的流量、温度的变化；加热蒸汽的压力、温度的变化；环境温度的

　　1-12 题 1-11 图所示的温度控制系统中，如果由于进料温度升高使反应器内的温度超过给定值，试说

　　明此时该控制系统的工作情况，此时系统是如何通过控制作用来克服干扰作用对被控变量影响的？

　　解：当反应器内的温度超过给定值（即升高）时，温度测量元件测出温度值与给定值比较，温度控制

　　因为 A=50℃80℃，C=8℃10℃，所以，该控制系统能满足题中所给的工艺要求。

　　1-20 题 l-20(a) 图是蒸汽加热器的温度控制原理图。试画出该系统的方块图，并指出被控对象、被控变量、

　　8.测量元件与变送器：用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号（如气压信号、电压、电流

　　持的给定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，

　　器 TC 将比较的偏差经过控制运算后，输出控制信号使冷却水阀门开度增大，从而增大冷却水流量，使反

　　受控制阀操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持给定值的物料量或能量。

　　11、图所示为一反应器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。试画出该温度控制系统的方块图，并指出该系统中的被控对象、

　　解 PI-307 表示就地安装的压力指示仪表，工段号为 3，仪表序号为 07；

　　TRC-303 表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为 3，仪表序号为 03；

　　FRC-305 表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为 3，仪表序号为 05。

　　离给定值，所以一般也不采用；衰减振荡过程能够较快地使系统达到稳定状态，并且最终的稳态值必然在

　　1-19 某化学反应器工艺规定操作温度为(90010)℃。考虑安全因素，控制过程中温度偏离给定值最大不得

　　超过 80℃。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 图所示。试求

　　采用阶跃干扰的原因：阶跃干扰比较突然，比较危险，对被控变量的影响也最大。如果一个控制系统能够

　　有效克服阶跃干扰，对其他比较缓和的干扰也一定很好地克服。阶跃干扰形式简单，容易实现，便于分析、

　　19. 等幅振荡过程和发散振荡过程是不稳定过程，生产上不能采用；非周期衰减过程虽是稳定过程，但该

　　6、图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 所代表的意义。

　　PI-307 表示就地安装的压力指示仪表，工段号为 3，仪表序号为 07；

　　TRC-303 表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为 3，仪表序号为 03；

　　FRC-305 表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为 3，仪表序号为 05。

　　操纵变量和可能存在的干扰是什么？现因生产需要，要求出口物料温度从 80℃提高到 81℃，当仪表给定值

　　阶跃变化后，被控变量的变化曲线(b) 图所示。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、衰

　　1. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。在化工设备上，配备上一些

　　进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。试画出该温度控制系统的方块图，并指出该系统中的

　　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

　　16. 在自动化领域中，把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态，把被控变量随时间而变化

　　∵干扰是客观存在的，是不可避免的。一个自动控制系统投入运行时，时时刻刻都受到干扰作用，破坏正

　　21、某化学反应器工艺规定操作温度为(90010)℃。考虑安全因素，控制过程中温度偏离给定值最大不得

　　超过 80℃。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 图所示。试求

　　的信号值相应地改变流入（或流出）被控对象的物料量或能量，从而克服扰动影响，实现控制要求。

　　Ex9.被控对象：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做~。被控变量：被控对象

　　常的工艺生产状态。这就需要通过自动化装置不断施加控制作用去对抗或抵消干扰作用的影响，使被控变

　　量保持在工艺所要求的技术指标上。一个正常工作的自动控制系统，总受到频繁的干扰作用，总处在频繁

　　17. 阶跃作用：在某一瞬间t0，干扰突然地阶跃式地加到系统上，并保持在这个幅度。

　　该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、超调量、衰减比、余差、振荡周期和过渡时间（被控温度进入新