化工仪表及自动化的发展及应用

化工仪表及自动化的发展及应用
化工仪表及自动化的发展及应用

化工仪表及自动化的发展及应用

周泳行

(学校:贵州工业职业技术学院班级:化工1021B 学号:45)

摘要:自动化控制是一门综合性的技术学科。综合利用自动控制器仪表学科,以及计算机

学科的理论服务于化学工程学科更是大家所研究的目标,从化工生产自动化需要出发,探讨化工仪表及自动化得发展和应用,新一代的控制系统的先进应用。

关键词:化工仪表、自动化、控制系统、发展、先进应用

一、引言

化学工业是创造价值经济的重要组成部分,它直接影响国计民生还国民经济的其他部门密切相关。化工生产过程,往往是在密闭的容器和设备中,在对于工作人员不利的情况下连续进行的。此外,不少介质还具直接伤害人体的化学性质。因此,为了响应“以人为本”的号召,使化工生产正常地、高效地进行,就必须把各项工艺参数维持在某一最佳范围之内,并尽量使生产过程自动化,而这些数据的控制和维持,最直观的就是化工生产自动化仪表的部分

二、化工仪器仪表的发展趋势

化工仪表及自动化,最早出现在四十年代,那时的仪表体积大,精度低。六十年后半期,随着半导体和集成电路的进一步发展,自动化仪表便向着小体积、高性能的方向迅速发展并实现了用计算机作数据处理的各种自动化方案。七十年代以来,仪表和自动化技术又有了迅猛的发展,新技术、新产品层出不穷,多功能组装式仪表也投入运行,特别是微型计算机的发展在化工自动化技术工具中发挥了巨大作用。1975年出现了以微处理器为基础的过程控制仪表集中分散型控制系统,把自动化技术推到了一个更高的水平。电子技术、计算机技术的发展,也促进了常规仪表的发展,新型的数字仪表,自动化化仪表,程序控制器,调节器等也不断投入使用。现在我国大、中、小型企业以及广大乡、镇企业依据不同的生产实际和需求,气动仪表、电动仪表、模拟仪表、数字仪表以及各种自动化化仪表,计算机等都在进行使用,形成了气电结合、模数共存、取长补短,协同发展的局面。它们构成的各种自动化控制系统极大地推动着我们的现代化建设事业。已经构成了有机的整体,没有现代化的自动化装置,也就没有现代化的化工生产

(一)自动控制仪表优势功能

(1)仪表有了可编程功能(2)仪表有了记忆功能(3) 仪表有了计算功能(4) 仪表有了数据处理的功能

(二)自动控制仪表的功能开发

(1)仪表的测量精度高了(2)仪表具有修正误差的能力(3)仪表能够实现复杂的控制功能

(三)仪表举例

温压一体涡街流量计

上市时间:2011-11-8

创新点:

带温压补偿一体式涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。一体式涡街流量计的特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。本仪表采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的流量。

SF-LUGB系列涡街流量计是利用液体振动原理而开发的一种新型流量计,广泛应用在石油、化工、冶金、造纸等行业流体的计量,该流量计无可动部件,可靠性强、精度高、寿命长,可在很宽的流量范围内精确测量液体的瞬时流量和累计流量。

不锈钢膜盒电接点压力表

创 新 点:

不锈钢膜盒压力表根据普通膜盒压力表的结构原理而研制具有耐腐蚀的微压测量仪

表。导压系统信外壳均采用不锈钢材料制成。应用于耐腐蚀要求较高的工艺流程中对

各种气体介质的微压和负压的测量;也可用于锅炉通风、气体管道、燃烧装置等及其

它类似设备上。是引进国外先进技术设备中同类仪表实现国产化的理想配套产品。

不锈钢膜盒电接点压力表是根据不锈钢膜盒压力表的结构原理而研制的具有耐腐蚀

的微压测量仪表。导致系统及外壳均采用不锈钢材料制成,仪表经与相应的电气器件配套使用,可达到对被测压力系统实现预先设定和最大或最小压力值的双位自动控制和发信(报警)的目的

三、新型自动检测与分析仪的应用

国内外仪表系统向数字化、智能化、网络化、微型化的发展,使化工企业提高了自动检

测仪表的应用水平。

为适应现场总线控制系统要求,现场总线型变送器获得了迅速发展。此变送器是全

数字式,结构简单,分辨力和稳定性都高于一般智能型变送器。由于现场总线数字仪表

产品日趋完善,并具有可靠性高、可互操作性(即可将不同品牌产品集成组态)等特点,在化工过程控制领域将会得到更多应用。

由于环境保护要求越来越高,环保仪表应用也增多,如在线烟气分析、综合水质分析

仪、在线COD 分析仪、DO 分析仪及PH 分析仪等。

目前,企业在线分析仪表的需求很大,国产在线分析仪表与国外产品相比,存在一定差距。现在应用的大多数在线分析仪表是进口产品。

对工厂维护工作越来越重视,特别是对预测维护保养问题更感兴趣。有些公司要求提供在线联机和实时传感系统,用于监控热交换器和加热炉的效率,振动和腐蚀及评估“健康“状况的指示器。采用具有诊断和 预测维护保养能力的仪表与系统,可使现有设备的生产潜力增长1%~3%,同时非计划的维护保养费用可降低10%~30%。

DCS 与FCS 应用水平有很大提高

据不完全统计,我国石化、石油和化工系统共使用了近3000多套DCS ,石化用的DCS

约占近50%;由于计算机技术迅速发展,国内外出现了新一代DCS ,其主要特点是采

用开放性系统、容错的工业以太网和OPC 等技术,从而解决了不同生产厂家DCS

的互

联,并可组成大规模的网络控制系统。据国外ARC公司最新调研的结果:全球 DCS 市场年增长率为6%。

(一)新一代DCS系统

其主要特点如下:

1.开放的网络结构2、高可靠性3.控制网络是容错以太网4.可扩展性(二)现场总线控制系统

现场总线控制系统(FCS)具有开放性、全数字化和互操作性的特点,已成为新型工业控制系统发展方向之一。随着FCS技术完善和国际标准统一,其应用将日益增加,现场总线控制系统的应用有很大进展,石化系统已有近百家企业用FCS来控制生产装置或罐区系统等。

FCS主要特点如下:

1.开放式系统2.全数字化通信3.可互操作性4.控制分散度高

现场总线FCS的国际标准趋于统一,技术性能提高,可靠性提高,因而市场占有率将大幅度提高。但因FCS尚无统一的国际标准,配套的仪表产品有待进一步完善。而DCS发展很快,完备的功能和广泛的应用而占据不可替代的地位,预计今后很长一段时间,DCS与FCS将共存和互补。

四、企业综合自动化发展较快

随着信息技术和控制技术的发展,有些石化企业已建立了综合自动化系统,并取得了较为明显的效果。因此,今后将进一步推广企业的综合自动化系统,提高经济效益。

企业综合自动化系统是采取ERP/MES/PCS三层结构系统,过程控制层(PCS),制造执行层(MES),经营管理层(ERP)集成的现代化系统,可对生产经营进行科学地分析、评价和预测,对生产计划和经营策略及时进行调整,以适应多变的市场要求。

ERP是一种现代企业先进管理方法,采用企业资源计划(ERP)系统,将使企业获得最大的经济效益。

MES是企业综合自动化系统的中心环节,在ERP/MES/PCS整个系统中起到承上启下的作用。MES主要完成生产计划的调度与统计、生产过程成本控制、产品质量控制与管理、物流控制与管理、设备安全控制与管理、生产数据采集与处理等功能。MES将生产过程控制、生产过程管理和经营管理活动中产生的诸多信息进行转换、加工、传递,是生产过程控制与管理信息集成的重要桥梁。

五、先进控制及优化的应用

先进控制技术用来处理常规PID控制效果不好,甚至无法控制复杂工业过程控制的问题。通过实施先进控制,可达到增强装置运行稳定性和安全性、提高产品质量和收率、增加装置处理量、降低运行成本、带来显著经济效益。

目前,一些先进控制技术已比较成熟,其中应用比较成功的是鲁棒PID控制和多变量预测控制技术。在多变量预测控制方面的先进控制软件产品,国外的有美国Honeywell公司的RMPCT、美国Aspen Tech公司的DMC Plus等,国内的有APC-HIECON(浙大中控)、SMART (清华大学)等多家软件。至今石化企业中已有几十套装置应用了先进控制,并取得了显著的经济效益。

广州石油化工总厂连续重整装置,采用美国Setpoint公司的多变量预估软件SMCA;金陵石化公司炼油厂连续重整和抽提装置,采用Honeywell公司的鲁棒多变量预估控制器RMPCT;镇海炼化股份有限公司炼油厂连续重整装置,采用美国Aspen公司DMCplus先进控制软件。扬子石化公司、上海石化、齐鲁石化公司、燕山石化公司等在聚丙烯装置实施先进控制技术,都获得了明显经济效益。

国内开发的催化裂化装置先进控制系统,已用于福建炼油厂、洛阳石油化工总厂、茂

名石化公司炼油厂;国内开发的多变量约束控制软件包MCC,是一个处理约束的多变量、多目标、多控制模式和模型预测的最优控制器,已成功应用于石家庄炼化公司催化裂化装置,取得了较为明显的经济效益。

六、安全控制系统的应用

由于现代化石化企业装置规模大、工艺过程复杂、易燃、易爆,对设备的安全性、可靠性和有效性的要求比较高。安全控制技术对石化企业的生产是至关重要的,紧急停车系统ESD 在避免工业灾难、减少工业事故损失方面起到了积极和重要的作用

一)紧急停车系统(ESD)

为适应这种要求,紧急停车系统(ESD)和压缩机组综合控制系统(ITCC)相继诞生。

90年代国外一些大公司推出三重化(TMR)、冗错功能的系统。如美国Woodward公司的Micro Net TMR系统、Triconex公司的Tricon系统、Honeywell公司的FSC系统、英国ICS Triplex公司的Regent系统Trusted系统等。有些公司总结多年对压缩机的控制经验开发了应用软件,提高了压缩机组的控制应用水平

二)生产装置健康监控技术

石化企业加强对生产设备的监测,尤其是对强腐蚀设备、高速旋转设备等高危设备,实现在线精确测量,这是故障预测和诊断的关键。开发故障预测和诊断模型及方法,提高故障检测的及时性和鲁棒性,以及故障定位的准确性,防止误报和漏报,及时消除隐患,以提高系统的可靠性和安全性。采用设备管理系统和多元统计过程监控(MSPM)对高压、强腐蚀、高速旋转等设备进行在线监测和分析,有利于设备的安全运行。

三)安全仪表系统发展迅速

国外推出了最新的SIS智能安全仪表管理方案,将传感器数字智能和诊断技术运用到逻辑控制器中实施最终控制,也是首次通过采用整体安全回路的方式来进行控制。使得因仪表控制系统故障引起非计划停车减至最少。

现代企业中的安全控制系统将向着仪表控制、安全仪表及信息管理系统一体化的方向发展。智能化安全仪表控制系统将会得到广泛应用。

结论

随着化工自动化技术应用的日益深入及应用范围与规模的不断扩大,使仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能,我国的化工仪器仪表产业的发展水平必将快速迈向更高阶段,而化工自动化仪表的应用也将发挥其不可估量的作用。

参考文献:

文献题目《简析化工仪表和化工自动化》

来源:《科技与生活》

作者:张革

化工仪表及自动化考试试题汇总及答案

《化工仪表与自动化》课程测试试题一 一、填空题(36分) 1、过程控制系统是由_控制器__、_执行器__、__测量变送__和_被控对象_等环节组成。 2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有__压力__、_流量___、_温度__、_液位_等控制系统。 3、目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是根据过程的在机理,通过__物料_和_能量_物料平衡关系,用__机理建模__的方法求取过程的数学模型。 4、控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响___越小____;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量__越差 ____;干扰通道的纯滞后对调节质量_有影响,纯滞后越大,质量越差__。 5、选择控制方案时,总是力图使调节通道的放大倍数(增益)大于__干扰通 道的放大倍数(增益)。 6.某调节系统采用比例积分作用调节器,先用纯比例调整到合适的调节输出,再加入积分作用的后,应_减小调节器的放大倍数_,才能使稳定性不变。 7.描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。8.串级调节系统,一般情况下主回路选择___PID______或__PI__调节规律调节器,副回路选用__P_调节规律调节器;如果副回路采用差压法测流量,应采用什么装置_开放器___补偿。 9.仪表自动化标准中,气动仪表标准信号围是0.02~0.1MPa;电Ⅱ型标准信号围是4~20mA;电Ⅲ型标准信号围是0~10mA。 二、综合题(54分)

1、(10分)画出气关式类型执行器的两种简单结构示意简图;在控制系统中如何选择执行器类型?举例说明。 答: 在控制系统中,执行器是按安全原则选择类型的,也就是当控制信号中断时,要保证设备和操作人员的安全。如:加热炉温度控制,当燃料量为操纵变量时,其执行器应选择气开类型,当信号中断时,切断燃料,保证安全。 2、(14分)热电偶为什么要进行冷端温度补偿?有哪些冷端温度补偿方法?原理是什么? 答:①因为各种显示仪表和热电偶分度表都是在热电偶冷端温度为零的时候做出的。但实际中热电偶冷端温度不等于零,且经常波动,这必然造成输出减少,所以要进行热电偶的冷端温度补偿。 ②热电偶常用的冷端温度补偿方法有:冰浴法、公式计算法、仪表机械零点调整法、电桥补偿法和补偿热电偶 ③ 冰浴法:用冰槽使t0保持零度。 计算法:E AB(t,0)=E AB(t,t0)+E AB(t0,0) 仪表零点调整法:将仪表的机械零点调到t0 补偿电桥法:用电桥产生E AB(t0,0)与E AB(t,t0)叠加,即可消除t0变化对测量的影响。

化工仪表及自动化知识点(供参考)

1、方框图四要素:控制器、执行器、检测变送器、被控对象。 2、自动控制系统分为三类:定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。 3、控制系统的五个品质指标:最大偏差或超调量、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或频率。 4、建立对象的数学模型的两类方法:机理建模、实验建模。 5、操纵变量:具体实现控制作用的变量。 6、给定值:工艺上希望保持的被控变量的数值。 7、被控变量:在生产过程中所要保持恒定的变量。 8、被控对象:承载被控变量的物理对象。 9、比例度:是指控制器输入的变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数,即100%/min max min max ?--=)(p p p x x e δ。 10、精确度(精度):数值上等于允许相对百分误差去掉“±”号及“%”号。 允许相对误差100%-?±=测量范围下限值 测量范围上限值差值仪表允许的最大绝对误允δ 11、变差:是指在外界条件不变的情况下,用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程测量时,被测量值正行和反行得到的两条特性曲线之间的最大偏值。 12、灵敏度:在数值上等于单位被测参数变化量所引起的仪表指针移动的距离。 13、灵敏限:是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。 14、表压=绝对压力-大气压力; 真空度=大气压力-绝对压力。 15、压力计的选用及安装: (1)压力计的选用:①仪表类型的选用:仪表类型的选用必须要满足工艺生产的要求;②仪表测量范围的确定:仪表的测量范围是根据操作中需要测量的参数的大小来确定的。③仪表精度级的选取:仪表精度是根据工艺生产上所允许的最大测量误差来确定的。 (2)压力计的安装:①测压点的选择;②导压管的铺设;③压力计的安装。 16、差压式流量计和转子流量计的区别:差压式流量计是在节流面积不变的条件下,以差压变化来反映流量的大小(恒节流面积,变压降);而转子式流量计却是以压降不变,利用节流面积的变化来测量流量的大小(恒压降,变节流面积)。

(完整word版)合肥学院化工仪表及自动化期末复习题(必考)

合肥学院化工仪表及自动化复习题(14——15年度) 1.如图所示为一受压容器,采用改变气体排出量以维持容器内压力恒定。试问控制阀应该选择气开式还是气关式?为啥? 答:一般情况下,应选气关式。因为在这种情况下,控制阀处于全关时比较危险,容器内的压力会不断上升,严重时会超过受压容器的耐压范围,以致损坏设备,造成不应有的事故。选择气关式,可以保证在气源压力中断时,控制阀自动打开,以使容器内压力不至于过高而出事故。 2.当DDZ —Ⅲ型电动控制器的测量指针由50%变化到 25%,若控制器的纯比例输出信号由12mA 下降到8mA ,则控制器的实际比例度为多少?并指出控制器的作用方向。 解: 又 ∵ 测量值减少时,控制器输出减少,∴ 是正作用方向。 答:控制器的实际比例度为100%,控制器是正作用方向。 3、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、操纵变量和可能存在的干扰是什么?该系统的控制通道是什么?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如题1-20(b) 图所示。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℃)。 题1-20图蒸汽加热器温度控制 解:蒸汽加热器温度控制系统的方块图如下图所示。 mA e 4)420(%)25%50(=-?-= mA p 4812=-=%100%10044%100%1001=?=?=?=p e K p δ

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;环境温度的变化等。 控制通道是指由加热蒸汽流量变化到热物料的温度变化的通道。 该系统的过渡过程品质指标: 最大偏差A =81.5-81=0.5(℃); 由于B =81.5-80.7=0.8(℃),B '=80.9-80.7=0.2(℃),所以,衰减比n =B :B '=0.8:0.2=4; 余差C =80.7-81= -0.3(℃)。 4、下图为一自动式贮槽水位控系 统。试指出系统中被控对象、 被控变量、 操纵变量是什么?试画出该系统的方块图。试分析当出水量突然增大时,该 系统如何实现水位控制? 解:①该系统中贮槽为被控对象;贮槽中水的液位为被控变量;进水流量为操纵变量。②贮槽水位控制方块图如图所示。 ③当贮槽的出水量突然增大,出水量大于进水量,使水位下降,浮球随之下移,通过杠杆装置带动针形阀下移,增大了进水量,使出水量与进水量之差随之减小,水位下降变缓,直到进水量与出水量又相等,水位停止下降,重新稳定,实现了水位控制。 5、如果某反应器最大压力为0.6MPa ,允许最大绝对误差为±0.02MPa 。现用一台测量范围为0~1.6MPa ,准确度为1.5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0~1.0MPa ,准确度为1.5级的压力表,问能符合误差要求吗?试说明其理由。 解:对于测量范围为0~1.6MPa ,准确度为1.5级的压力表,允许的最大绝对进水 贮槽 杠杆 针形阀浮球 贮槽水位控制系统 出水

《化工仪表及自动化》云南民族大学期末复习试题及答案

《化工仪表及自动化》期末复习题 班级:姓名:学号: 试题: 一.填空(每空1分) 1.工程上所用的压力指示值多为,即绝对压力和大气压力之差;当被测压力低于大气压力时,一般用负压或真空度表示,即之差。 2.差压式液位计在使用中会出现、和三种零点迁移问题。 3.差压式流量计通常由、以及组成。 4.温度计是把温度的变化通过测温元件转化为热电势的变化来测量温度的,而温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。 5.用来评价控制系统性能优劣的衰减振荡过程的品质指标分别是最大偏差(或超调量)、、、和振荡周期(或频率)等。 6.描述简单对象特性的参数分别有、和。7.对于比例积分微分(PID)控制来说,单纯的比例作用存在余差,加入可以消除余差,而加入可以起到“超前控制”的效果。 8.前馈控制的主要形式有和两种。 9.衰减振荡过程的品质指标主要有、、、、振荡周期等。 10.对于一个比例积分微分(PID)控制器来说,积分时间越大则积分作用越;微分时间越大,则微分作用越。 11.根据滞后性质的不同,滞后可以分为和两类。 12.测量仪表的量程是指与之差。

13.按照使用能源的不同,工业仪表可以分为、两类。 14.对于比例积分微分(PID)控制来说,单纯的比例作用存在余差,加入可以消除余差,而加入可以起到“超前控制”的效果。 15.按照测量原理的不同,压力检测仪表可以分为、、、等。 16.用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备,其中输送液体并提高其压头的机械称为,而输送气体并提高其压头的机械称为。 17、气动仪表的信号传输,国际上统一使用的模拟气压信号;DDZIII型电动仪表国际上规定的统一标准信号制是。 18.化工自动化的主要内容有、、自动操纵和开停车系统、。 19.选择性控制系统可分为、和混合型选择性控制系统,对于选择性控制系统要注意防止现象的发生。 20、常见的传热设备有、、等。 21.两种常用的均匀控制方案包括、。 22.速度式流量计中,应用原理测量流体流量的仪表为电磁流量计,根据“卡曼涡街”现象测量流体流量的仪表为,而差压式流量计体积流量大小与其所测得差压的(平方/平方根)成比例关系。 23.比例度对过渡过程的影响规律是比例度越,过渡过程曲线越平稳,但余差也越大,比例度越,余差减小,但过渡过程曲线越振荡 24、工程上所用的压力指示值多为,即绝对压力和大气压力之差;当被测压力低于大气压力时,一般用或真空度表示。 25.某换热器温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1所示,温度给定值为200℃,该控制系统的最大偏差为,余差为,衰减比为。

化工仪表及自动化整理

1. 化工仪表按功能不同,检测仪表(包括各种参数的测量和变送);显示仪表(包括模拟量显示和数字量显示);控制仪表(包括气动、电动控制仪表及数字式控制器);执行器(包括气动、电动、液动等执行器) 2. 自动化系统。自动检测系统;自动信号和联锁保护系统; 自动操纵及自动开停车系统;自动控制系统 3?传感器:对被测变量作出响应,把它转换成可用输出信号 变送器传感器配以适当的信号调理电路把检测到的信号进一步转换成统一标准的电或气信号的装置 4. 自动控制系统的组成:测量变送仪表、控制器、执行机构、被控对象 5. 自动控制系统的方块图: 6. 自动控制系统过渡过程的品质指标 (1)最大偏差A:第一个波峰值(2)超调量B:第一个峰值A与新稳定值C之差,即B=A-C (3)衰减比:前后两个峰值的比(4)过渡时间:从干扰作用发生的时刻起,直到系统重新建立新的平衡时止,过渡过程所建立的时间(5)振荡周期:过渡过程同向两波峰(或波谷) 之间的间隔时间叫振荡周期 7. 自动控制系统的反馈原理(1)反馈:把系统的输出信号直接或经过一些环节重新返回 到输入端的做法叫反馈(2 )负反馈:反馈信号使原来的信号减弱 为了使被控变量下降回到给定值,这样就达到了控制的目的,所以要采用负反馈 8. 自动控制系统的分类:定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统第二章过程特性及其数学模型 1控制通道:控制作用至被控变量的信号联系。干扰通道:干扰作用至被控变量的信号联系 2. 机理建模:根据对象或生产过程的内部机理,列写出各种有关的平衡方程,如物料平衡方程、能量平衡方程、动量平衡方程、相平衡方程以及某些物性方程、设备的特性方程、化学 反应定律、电路基本定律等,从而获取对象(或过程)的数学模型。 3. 实验建模系统辨识:应用对象的输入输出的实测数据来决定其模型的结构和参数 方法:(1)阶跃反应曲线法(2)矩形脉冲法 第三章检测仪表与传感器 1. 绝对误差?:指仪表指示值X i和被测变量的真值x t之间的差值,一般都指绝对误差中的最大彳直?max 仪表允许的最大绝对误差值 标尺上限值标尺下限值 4. 弹性式压力计中的弹性元件 (1)弹簧管式弹性元件(2)薄膜式弹性元件(3)波纹管式弹性元件 弹性式压力计量程及准确度等级的选取与计算,应遵守相关规定以保证弹性式 2.相对百分误差 m ax 标尺上限值标尺下限值 100 % 允 3.允许误差 100 %

化工仪表及自动化课后答案

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,配备上一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自 动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法,称为化工自动化。 ?? 实现化工生产过程自动化的意义: (1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量。 (2)减轻劳动强度,改善劳动条件。 (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。 2、化工自动化主要包括哪些内容? 一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。 1-3自动控制系统主要由哪些环节组成? 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。 4、自动控制系统主要由哪些环节组成? 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所代表的意义。 题1-5图加热器控制流程图 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。 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-30 7、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。 1-7 在自动控制系统中,测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用? 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(如气压信号或电压、电流信号等)送往控制器; 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,并按某种运算规律算出结果,然后将此结果用特定信号(气压或电流)发送出去 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小。 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,故称之为方块图。 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。 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,如温度控制系统,压力制系统等。 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。它可以是恒定的,也可以是能按程序变化的。 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。或实现控制作用的变量。 操纵介质(操纵剂)——用来实现控制作用的物料。 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、电流信号等);控制器:将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保 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,将运算结果用特定的信号送住执行器。执行器:能自动地根据控制器送来 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

化工仪表及自动化期末考试

1、过程控制系统是由_控制器_、_执行器_、—测量变送_和_被控对象_等环节组成。 2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有—压力__、—流量—、—温度_、—液位—等控 制系统。 3、描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。 4、仪表自动化标准中,气动仪表标准信号范围是?;电动型标准信号范围是_ 4~20mA 。 5、常用的标准节流件有孔板和______ 。 6、??检测仪表的基本组成有测量、传动放大和显示三个部分。 7、??按误差出现的规律,可将误差分为系统误差、偶然误差及疏忽误差。 8、常用的热电阻材料是___ 铜、铂_____,分度号是_Cu50 Cu100_、Pt50 Pt100 _线性 好的是—铜_热电阻,它适于测量__低—温度。 9、自动控制系统按按设定值的不同形式可分为—定值控制系统_、_随动控制系统_________、__ 程序 控制系统_等控制系统。 10、温度是表征物体及系统冷热程度的物理量。 11、常用的复杂控制系统有—分程控制、串级控制和比值控制__。 12、液位控制一般采用—比例调节规律,温度控制一般采用比例积分微分调 节规律。 1、DCS控制系统是_______________________ ■勺简称。 2、DCS控制系统基本是由____________ , _____________ 及 ______________ 成。 1、某压力仪表的测量范围是100?1100Pa,其精度为级,贝U这台表的量程是多少最大 绝对误差是多少 答:① 1000Pa ②土5Pa 2、某化学反应器工艺规定的操作温度为(900 ±0)C。考虑安全因素,控制过程中温度偏离给定值最

化工仪表及自动化知识点整理

化工仪表及自动化 试卷分值分布: 一、单选题(2分10=20分)二、填空题(2分×5 =10分)三、简答题(5分5=25分)四、计算题(10分3=30分)五、综合分析题(15分×1=15分) CH1 1.自动控制系统的主要组成环节各组成环节的作用 控制系统的4个基本环节:被控对象、检测仪表(测量变送环节)、控制器、执行器 被控对象:需要实现控制的设备、机械或生产过程称为被控对象,简称对象( 检测仪表(测量变送环节):感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的、统一的输出信号(如气压信号或电压、电流信号等)。控制器:将检测元件及变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值相比较得出偏差,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,将运算结果用特定信号(气压或电流信号)发送给执行器。执行器:能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变注入(或流出)被控变量的物料量或能量,克服扰动的影响,最终实现控制要求。 2. 3.~ 4.自动控制系统的分类 (1)按被调参数分类:流量调节、温度调节、压力调节、物位调节等; (2)按调节规律分类:比例调节、比例微分调节、比例积分调节、比例微分积分调节; (3)按被调参数的变化规律分类:定值调节系统(给定值为常数)、随动调节系统(给定值为变数, 要求跟随变化)和程序控制调节系统(按预定时间顺序控制参数) (4)按信号种类分类:气动调节系统,电动调节系统 5.自动控制系统的过渡过程形式 过渡过程:受到干扰作用后系统失稳,在控制系统的作用下,被控变量回复到新的平衡状态 的过程。 ' 阶跃干扰作用下几种典型的过渡过程: 非周期(振荡)衰减过程(允许) 衰减振荡过程(允许) 单调发散(非振荡)过程(不允许) 被控对象 测量变送装置 - z ; 给定值 x 偏差 e 控制器输出 p : 操纵变量 p 被控变量 y f 干扰作用 测量值

化工仪表及自动化期末总复习题库 - 答案

一是非题 ()1、压力计及温度传感器的安装均可选在管道拐弯处。 ()2、精确度高的仪表灵敏度一定高。 ()3、采用镍铬-镍硅热电偶测量温度,将仪表的机械零点调整至25℃,但实际上室温(冷端温度为10℃),这时仪表指示值偏高。 ()4、当仪表空气中断时,气开调节阀的开度为全开。 ()5、要就地测量一往复泵出口的压力,其平均工作压力为5Mpa,则可选用量程为0~10Mpa 的压力表。 ()6、用压力法测量一开口容器的液位,其液位的高低取决于取压点位置、介质密度和容器横截面。 ()7、在自动控制规律的调整中的比例度越大,控制作用越强,余差越大。 ()8、热电阻断路时,温度计输出显示温度值为量程的上限值。 ()9、在流量测量中,一般来说标准喷嘴造成的压力损失小于标准孔板造成的压力损失。()10、在比例控制系统中引入积分作用的优点是能够消除余差,但降低了系统的稳定性。()11、压力传感器计的安装可选在管道拐弯处。 ()12、当气源突然消失时,气关阀的开度为全关。 ()13、用差压流量计测量流量,流量与测量得的差压成正比。 ()14、在自动控制规律的调整中比例度越小,控制作用越强,余差越大。 ()15、灵敏度高的仪表精确度一定高。 ()16、一般来说直能单座阀比直能双座阀泄漏量要少。 ()17、补偿导线应与热电偶的电极材料配合使用,热电偶与补偿导线连接片温度不受限制。()18、在控制系统中引入微分作用的优点是能够消除余差,同时提高了系统的稳定性。()19、涡轮流量计其入口直管段的长度一般取管道内径的10倍以上。 ()20、热电阻温度变送器输入桥路的主要作用为冷端温度补偿。 二填空题

化工仪表及自动化教案

绪论 一、目的要求 1. 使学生对本课程的研究内容有比较全面地了解。 2. 使学生掌握本课程的正确学习方法。 3. 使学生了解本课程学习的重要性,以为以后的专业课学习打下良好的基础。 二、主要讲解内容及时间安排 2 学时 1. 主要讲解内容 (1)所用教材及主要参考书; (2)课程内容介绍; (3)本课程的学习方法及学习要求。 2. 时间安排:按教学日历安排进行。 三、讲授重点 本课程的研究对象及主要内容;本课程的重点及学习方法和要求。 四、教学法 以课堂讲授为主,学生课后阅读相关的参考资料为辅。 五、参考书 (1)杜效荣主编. 化工仪表及自动化(第二版).北京:化学工业出版社,1994 (2)厉玉鸣主编. 化工仪表及自动化(例题习题集). 北京:化学工业出版社, 1999 (3)汪基寿主编. 化工自动化及仪表. 北京:中央广播电视大学出版社, 1993 (4)曹克民主编. 自动控制概论. 西安:西安建筑科技大学出版社,1995 第三章检测仪表及传感器 一、目的要求 1. 使学生了解仪表的性能指标。 2. 使学生掌握仪表精度的意义及与测量误差的关系。 3. 使学生初步掌握各种压力检测仪表的基本原理及压力表的选用方法。 4. 了解各种流量计的测量原理。重点是差压式流量计及转子流量计。 5. 了解各种液位测量方法。初步掌握液位测量中零点迁移的意义及计算方法。 6. 掌握热电偶温度计及热电阻温度计的测温原理。熟悉热电偶温度测量中的

冷端温度补偿的作用及方法。 二、主要讲解内容及时间安排15 学时 1. 主要讲解内容: (1)检测仪表及传感器的概念,工业检测仪表的性能指标; (2)压力检测及仪表; (3)流量检测及仪表; (4)物位检测及仪表; (5)温度检测及仪表。 2.时间安排:按教学日历安排进行。 三、讲授重点 1 仪表等级的确定及鉴定和选择; 2 转子流量计的指示值修正,转子流量计与差压式流量计的工作原理的异同; 3 差压式液位变送器的工作原理及零点迁移问题; 4 热电偶温度计的冷端温度补偿。 四、讲授难点 1 各种压力仪表的工作原理; 2 转子流量计的指示值修正; 3 差压式液位变送器的零点迁移问题; 4 热电偶温度计的冷端温度补偿。 五、教学法以课堂讲授为主,学生课后查阅相关的参考资料并完成课后作业巩固所学知识点 为辅。 六、讲课思路 ▲本章的基本概念: 1 检测仪表 2 传感器 3 变送器 §1 工业检测仪表性能指标 1 有关测量误差的基本概念 (1)测量 (2)测量误差

化工仪表及自动化试题

一、填空题 1、当用仪表对被测参数进行测量时,仪表指示值总要经过一段时间才能显示出来。这段时间称为仪表的()。如果仪表不能反映被测参数,便要造成误差,这种误差称为()。 反应时间动态误差 2、杠杆式差压变送器的测量范围不同,主要是由于其测时膜盒的()不同。直径 3、FC变送器的零点调整的方法是,先调(),再调()。 细调螺钉,当细调螺钉不起作用时,粗调螺钉 4、在各公司的智能烃送器中存着两种不同的通信协议,一种是()通信协议,一种是()通信协议。 HART DE 5、FCX-A/C系列中的智能变送器的量程调整只能在()上进行。 手持终端 6、模拟通信协议时在两根线上传送()个信号,现场总线通信传送()个信号。 1 多 7、法兰变送器的温度性能主要由法兰膜盒上隔离膜片的刚度和法兰膜盒内的填充液性质决定,所以如隔离膜片刚度越(),则膜片的压力—位移性能越(),因而变送的温度性能越()。 大差不好 8、氧气压力表校验器常用(),用水将油(),达到校验氧气表的目的。油水隔离装置分隔开 9、活塞式压力计是基于()原理工作的,一般可分为()、()两种。静压平衡、单活塞、双活塞 10、当测量稳定压力时,正常操用压力应为量程的(),最高不得超过测量上限的()。 1/3~2/3 11、压力开关是一种简单的()。当被测压力达到额定值时,压力开关可以出()信号。 压力控制装置、警报或控制 12、管道内的流体速度,一般情况下,在()处的流速最大,在()处的流速等于零。 管道中心线、管壁 13、在孔板加工的技术要求中,上游平面应和孔板中心线(),不应有(),上游面和下游面应(),上游入口边缘应()。 垂直、可见伤痕、平行、锐利、无毛刺和伤痕。 14、转子流量计的流量标尺上的刻度值,对于测量液体的是代表()的流量值,对于气体的是代表()的流量值。 20℃水、20℃,1.01325ⅹ105Pa空气 15、转子流量计中流体的流动方向是()。 垂直 16、涡轮流量计量一种()式流量计。 速度

化工仪表及自动化期末考试

1、过程控制系统是由_控制器__、_执行器__、__测量变送__和_被控对象_等环节组成。 2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有__压力__、_流量___、_温度__、_液位_等控 制系统。 3、描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。 4、仪表自动化标准中,气动仪表标准信号范围是0.02~0.1MPa;电动型标准信号范围 是4~20mA。 5、常用的标准节流件有孔板和喷嘴。 6、检测仪表的基本组成有测量、传动放大和显示三个部分。 7、按误差出现的规律,可将误差分为系统误差、偶然误差及疏忽误差。 8.常用的热电阻材料是____铜、铂_______,分度号是_Cu50、Cu100_、Pt50、Pt100 _,线 性好的是__铜_热电阻,它适于测量__低___温度。 9、自动控制系统按按设定值的不同形式可分为__定值控制系统__、_随动控制系统_____、__ 程序控制系统_等控制系统。 10、温度是表征物体及系统冷热程度的物理量。 11、常用的复杂控制系统有__分程控制_、串级控制_和_比值控制__。 12、液位控制一般采用_比例__调节规律,温度控制一般采用_比例积分微分调节规律。 1、D CS控制系统是______________________的简称。 2、D CS控制系统基本是由____________,____________以及____________组成。 1、某压力仪表的测量范围是100~1100Pa,其精度为0.5级,则这台表的量程是多少?最 大绝对误差是多少? 答:①1000Pa ②±5Pa

2、某化学反应器工艺规定的操作温度为(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如图A所示。试求最大偏差、衰减比和振荡周期等过渡过程品质指标,并说明该控制系统是否满足题中的工艺要求。 图A 过渡过程曲线 解:由过渡过程曲线可知 最大偏差A=950-900=50℃ 衰减比第一个波峰值B=950-908=42℃ 第二个波峰值B'=918-908=10℃ 衰减比n=42:10=4.2 振荡周期T=45-9=36min 余差C=908-900=8℃ 过渡时间为47min。 由于最大偏差为50℃,不超过80℃,故满足题中关于最大偏差的工艺要求。 2.锅炉是化工、炼油等企业中常见的主要设备。汽包水位是影响蒸汽质量及锅炉安全的一个十分重要的参数。水位过高,会使蒸汽带液,降低了蒸汽的质量和产量,甚至会损坏后续设备。而水位过低,轻则影响汽液平衡,重则烧干锅炉甚至引起爆炸。因此,必须对汽包水位进行严格的控制。图B是一类简单锅炉汽包水位控制示意图,要求: (1)画出该控制系统方块图; (2)指出该系统中被控对象、被控变量、操纵变量、扰动变量各是什么?

化工仪表及自动化第四版答案(终极版)

工仪表及自动化(自制课后答案终极版) 第一章自动控制系统基本概念 1.什么是化工仪表与自动化?它有什么重要意义? 答: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,配备上一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的方法,称为化工自动化。 它的重要意义如下 加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量。 减轻劳动强度、改善劳动条件。 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,提高设备利用率、保障人身安全的目的。 生产过程自动化的实现,能根本改变劳动方式,提高工人文化技术水平,以适应当代信息技术革命和信息产业革命的需要。 2.化工自动化主要包括哪些内容? 答:①自动检测系统,利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、指示或记录的部分②自动信号和联锁保护系统,对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置,是生产过程中的一种安全装置 ③自动操纵及自动开停车系统自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤,将生产过程自动地投入运行或自动停车。 ④自动控制系统对生产中某些关键性参数进行自动控制,使它们在受到外界干扰的影响而偏离正常状态时,能自动地调回到规定的数值范围内。 3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同? 答;开环控制系统不能自动地觉察被控变量的变化情况,也不能判断操纵变量的校正作用是否适合实际需要。也就是最本质的区别是闭环控制系统有负反馈。开环系统中,被控变量是不反馈到输入端的。闭环控制系统可以及时了解被控对象的情况,有针对性的根据被控变量的变化情况而改变控制作用的大小和方向,从而使系统的工作状态始终等于或接近与所希望的状态。 4.自动控制系统主要由哪些环节组成? 答:主要由测量与变送器、自动控制器、执行器、被控对象组成。 9.试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量? 答: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被控对象。 生产过程中所要保持恒定的变量,在自动控制系统中称为被控变量。 工艺上希望保持的被控变量即给定值。 具体实现控制作用的变量叫做操纵变量。 12.什么是负反馈?负反馈在自动控制系统中有什么重要意义? 答:系统的输出变量是被控变量,但是它经过测量元件和变送器后,又返回到系统的输入端,能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。 负反馈在自动控制系统中的重要意义是当被控变量,y受到干扰的影响而升高时,只有负反馈才能使反馈信号升高,经过比较到控制器去的偏差信号将降低,此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化,变化的方向为负,从而使被控变量下降回到给定值,这样就达到了控制的目的。

化工仪表及自动化的学习

实习报告 经过化工仪表及自动化的学习,我感觉自动化这方面博大精深,老师简单介绍了化工生产过程所必须掌握的知识和方法,如测量方法、检测仪表的原理、校正精度等级、控制器结构、调节阀结构和自动控制系统的组成等;重点讲述了化工仪表和自动控制系统的操作等知识。 学习热电偶与热电阻的构成,二者属于温度测量中的接触式测温,尽管其作用相同都是测量物体的温度,但是它们的原理与特点却不尽相同。 热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件,他的主要特点就是测量范围宽,性能比较稳定,同时结构简单,动态响应好,更能够远传4-20mA电信号,便于自动控制和集中控制。热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路,当两个接点处的温度不同时,回路中将产生热电势,这种现象称为热电效应。。 热电偶的结构有两种,普通型和铠装型。普通性热电偶一般由热电极,绝缘管,保护套管和接线盒等部分组成,而铠装型热电偶则是将热电偶丝,绝缘材料和金属保护套管三者组合装配后,经过拉伸加工而成的一种坚实的组合体。 热电偶的电信号需要一种特殊的导线来进行传递,这种导线我们称为补偿导线。不同的热电偶需要不同的补偿导线,其主要作用就是与热电偶连接,使热电偶的参比端远离电源,从而使参比端温度稳定。补偿导线又分为补偿型和延长型两种,延长导线的化学成分与被补偿的热电偶相同,但是实际中,延长型的导线也并不是用和热电偶相同材质的金属,一般采用和热电偶具有相同电子密度的导线代替。补偿导线的与热电偶的连线一般都是很明了,热电偶的正极连接补偿导线的红色线,而负极则连接剩下的颜色。一般的补偿导线的材质大部分都采用铜镍合金。 而热电阻虽然在工业中应用也比较广泛,但是由于他的测温范围使他的应用受到了一定的限制,热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点也很多,也可以远传电信号,灵敏度高,稳定性强,互换性以及准确性都比较好,但是需要电源激励,不能够瞬时测量温度的变化。铂热电阻的测温的范围一般为零下200-800摄氏度,铜热电阻为零下40到140摄氏度。热电阻和热电偶一样的区分类型,但是他却不需要补偿导线,而且比热点偶便宜。 仪表是指测定温度、气压、电量、血压、流量等仪器的统称。外形似计时的表,能由刻度直接显示数值。主要分为压力仪表、温度仪表、流量仪表、电工仪器仪表、电子测量仪器、光学仪器、分析仪器、实验仪器等。广泛应用于工业、农业、交通、科技、环保、国防、文教卫生、人民生活等各方面。老师讲解了电子万用表构成及功能,了解虚拟仪表。

化工仪表及自动化答案

第一章自动控制系统基本概念 4.自动控制系统主要由哪些环节组成? 答:主要由测量与变送器、自动控制器、执行器、被控对象组成。 9.试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量? 答: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被控对象。 生产过程中所要保持恒定的变量,在自动控制系统中称为被控变量。 工艺上希望保持的被控变量即给定值。 具体实现控制作用的变量叫做操纵变量。 12.什么是负反馈?负反馈在自动控制系统中有什么重要意义? 答:系统的输出变量是被控变量,但是它经过测量元件和变送器后,又返回到系统的输入端,能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。 负反馈在自动控制系统中的重要意义是当被控变量,y受到干扰的影响而升高时,只有负反馈才能使反馈信号升高,经过比较到控制器去的偏差信号将降低,此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化,变化的方向为负,从而使被控变量下降回到给定值,这样就达到了控制的目的。 11.图1-18 所示试画方框图,并指出该系统的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被 被控对象:反应器被控变量:反应温度操纵变量:冷却水流量:干扰变量A、B的流量、温度。 13.结合11题,说明该温度控制系统是一个具有负反馈的闭环系统。 当被控变量反应温度上升后,反馈信号升高,经过比较使控制器的偏差信号e降低。此时,控制器将发出信号而使控制阀的开度变大,加大冷却水流量,从而使被控变量下降到S.P。所以该温度控制系统是一个具有反馈的闭环系统。 14.图1-18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制变量影响的? 当反应器的温度超过给定值时,温度控制器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,使反应器内的温度降下来。这样便可以通过控制作用克服干扰作用对被控变量的影响。 15.按给定值形式不同,自动控制系统可分为定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。 18.什么是自动控制系统的过渡过程?它有哪几种基本形式? 系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程,称为系统的过渡过程。 非周期衰减过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程。 20.自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有哪些?影响这「些品质指标的因素是什么? 答:自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有最大偏差、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或频率。 影响因素有被控对象的额性质,自动化装置的选择和调整。

复习题化工仪表及其自动化复习题

第一章 P16-4. 自动控制系统主要由哪些环节组成? 答:自动控制系统主要由两大部分组成。一部分是起控制作用的全套自动化装置,对于常规仪表来说,它包括检测元件及变送器(测量变送装置)、控制器、执行器等,另一部分是受自动化装置控制的被控对象。 P16-6. 图1-16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。(图略) 答:仪表位号PI-307表示为第三工序第07个压力检测回路。其中: P 表示被测变量为压力;I 表示仪表具有指示功能; 表示该压力仪表安装在现场。 仪表位号TRC-303表示为第三工序第03个温度检测回路。其中: T 表示被测变量为温度;RC 表示仪表具有记录、控制功能; 表示该温度仪表安装在集中仪表盘正面,操作员监视用。 仪表位号FRC-305表示为第三工序第05个流量检测回路。其中: F 表示被测变量为流量;RC 表示仪表具有记录、控制功能; 表示该流量仪表安装在集中仪表盘正面,操作员监视用。 P16-8. 在自动控制系统中,测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用? 答:在自动控制系统中: 测量变送装置(检测元件及变送器)用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号(如气压信号或电压、电流信号等)。 控制器将检测元件及变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设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,将运算结果用特定的信号(如气压信号或电流信号)发送给执行器。 执行器能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入(或流出)被控变量的物料量或能量,克服扰动的影响,最终实现控制要求。 P16-21. 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能超过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如图1-18所示。试求该系统的过渡过程品质指标:最大偏差、超调量、衰减比和振荡周期,并回答该控制系统能否满足题中所给的工艺要求?(图略) 答:由反应曲线可知: 最大偏差A=950-900=50 ℃ 超调量B=950-908=42 ℃ 衰减比B=950-908=42 ℃ B’=918-908=10 ℃ n=B/B’=42∶10=4.2∶1 振荡周期T =45-9=36 min 该系统最大偏差为50 ℃,小于允许偏差80 ℃;余差为908-900=8 ℃,在工艺操作规定对温度的要求范围之内(±10 ℃)。因此,该系统能满足工艺要求。 第三章 P90-5. 某一标尺为0~1,000 ℃的温度计出厂前经校验,其刻度标尺上的各点测量结果分别为:

化工仪表及自动化-题库

化工仪表及自动化 一、填空题 1. 方框与方框之间的连接线,只是代表方框之间的,并不代表方框之间的物料联系。 2. 自动控制系统是具有被控变量反馈的环系统。 1. 机理建模的优点是具有明确的,所得的模型具有很大的适应性,便于对进行 调整。 2. 对象数学模型包括一阶对象,。 3. 描述对象特性的参数包括:。 4. 时间常数T的物理意义:当对象受到阶跃输入作用后,被控变量如果保持速度变化,达到新的所需要的时间。 5. 从加入输入作用后,经过时间,被控变量已经变化了全部变化范围的,这时可以近似地认为动态过程基本结束。 6. 滞后时间按照滞后性质分可以分为:和。 7. 某台测温仪表的测温范围为200—700℃,校验该表时得到的最大绝对误差为1.5℃,则该表的相对百分误差是,该仪表的精确度等级是。(精确度等级有:0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0) 8. 某台测温仪表的测量范围为0—1000℃,根据工艺要求温度只是指的误差不允许超过±6℃,则该仪表的允许误差为,应选择的仪表等级是。(精确度等级有:0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0) 9. 是表征线性刻度仪表的输出与输入量的实际校准曲线与理论直线的吻合程度。 10. 工业仪表按照仪表使用的能源分类可以分为:,,。 11. 表压等于绝对压力大气压力。

12. 真空度等于大气压力绝对压力。 13. 普通压力计的弹簧管多采用价格相对便宜的,但氨气用压力计弹簧管的材料却都要采用材料,这是因为氨气对的腐蚀性极强。 14. 氧气压力计与普通压力计在结构和材质上完全相同,只是氧用压力计要。 15. 测量稳压时,仪表上限约为工作压力最大值的倍。 16. 测量脉动压力时,仪表上限约为工作压力最大值的倍。 17. 测量高压压力时,仪表上限约为工作压力最大值的倍。 18. 测量液体压力时,取压点应在管道的,测量气体压力时取压点应在管道的。 19. 标准节流装置主要包括:,和。 20. 标准孔板主要采用的取压方法有和。 21. 标准孔板的优点是结构简单,安装方便;缺点是。 22. 标准喷嘴和标准文丘里管缺点是结构复杂不易加工,优点是。 23. 对于差压液位变送器,迁移同时改变了测量范围的上下限,相当于测量范围的,它不改变的大小。 24. 电容式物位计的工作原理是与成正比。该法是利用被测介质的介电常数与空气的介电常数不等的原理进行工作。介电常数查越,仪表越灵敏。 25. 称重式液罐计是根据设计,它既能准确测量液位,又能反映出罐中的真实的储量(填:质量或者体积),其测量的质量与罐内液体的密度(填:有关或者无关)。 26. 常用的测量温度的仪表按照测温方式分可分为和。 27. 目前解释热电效应的理论是古典电子理论。 28. 如果组成热电偶回路的两种导体材料相同,则无论两接点温度如何,闭合回路的总热电势为。

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