过程控制工程练习题.doc

过程控制工程练习题.doc:..过程控制工程综合练****题2012/05/261•某一管式加热炉的控制系统如图1所示,被控变量为工艺介质出口温度八P为控制阀后的燃气压力,而代为燃气气源压力(系统主要干扰之一);心与匕“分别表示八P的测量信号;况为控制阀的开度;八A”分别表示控制器TC11、PC21的设定值。(1) 试描述该控制系统完整的方块图,并注明每一模块的输入输出信号;(2) 选择控制阀的气开/气关形式,并解释选择的原因;(3) 确定控制器PC21、TC11的正反作用,以构成负反馈控制系统。,当控制器PC21为“自动”、控制器TC11为“手动”时,对于PC21的设定值阶跃变化,对应的过程响应曲线如图2所示。〜;而温度变送器TT11的量程为200〜400°C。(1)试指出温度控制器TC11对应的广义被控对象的输入输出信号;(2)计算该广义对象的特征参数K、T、r;(3)若TC11采用PID控制器,试整定其PID参数K。、7}、Tdo3283263243223200 10 20 30 40 50 60 70 80 90mm基对彖特性参数的PID整定法控制器类型KCTiTd久取值P<1)匕+2丿oo0A=0PI(T、、7"+2丿T0A=tPID丿Tt/22=,需要用水将NaOH溶液稀释,对应的控制系统如图3所示。假设NaOH溶液质量流量计FT31的仪表量程为0〜30T/hisifijFT32的仪表量程为0〜120T/h「而且两流量计均为线性DDZ-III仪表,输出信号为4〜20mADCo另外,K为某一比值计算单元,其输入输出满足以下关系人=4+7Cx(Z2-4)mA。(1) 试获得K值与实际流量比尺/E之间的函数关系;(2) 假设NaOH溶液的质量浓度为20%,需要将其浓度稀释成5%。试确定K值。若尺的变化范围为10〜20T/M,试计算“与h的变化范围。水 A图3溶液稀释过程的比值控制4・某一锅炉汽包水位的三冲量控制系统如题图4所示,图屮加法器的运算式为IO=C^C}IL+C2IS+C3IW,其中%为液位调节器LC41的输出,心为经开方后的蒸汽质量流量测量值,心为经开方后的给水质量流量测量值(假设%、Is、Iw的单位均为百分量%,取值范围0〜100)。为确保锅炉安全,给水阀选用气关阀。(1) 试冊i岀该系统的完整方块图,并注明每一模块的输入输岀信号;(2) 选择LC41的正反作用与系数G、C2、C3的符号,以构成负反馈系统,并说明你的选择原理;(3) 若蒸汽流量仪表FT32的量程范围为0〜20T/hr,给水流量仪表FT33的量程范围为0~25T/hr。假设给水阀为线性阀,其开度的最大变化范围为0~100%。对于调节阀开度的变化,对应的水量变化量为心=(T/hr)/%o为实现对蒸汽量的理想静态前馈控制,试确定系数C3应满足的关系。,()()分别表示流量控制器FC23(FC24)的给定值与过程值,;“LS”模块表示低选器,;“HS”模块表示高选器,。假设燃料量与空气量的检测仪表FT23、FT24均为质量流量仪,且仪表量程分别为0-5T/-100T/hr,流量仪测量输出弘“、心“的范围均为0-100%;乘法器输出为心必心川,其中K丽为无因次的乘法系数。假设工艺过程所希望的空气/燃料质量比为1&1。试回答:(1)K於如何设定,以满足工艺要求?(2)该系统采用蒸汽压力变送器PT22来反映产汽与用汽的平衡关系,试确定压力控制器PC22的正反作用,以构成负反馈控制系统。(3)假设该系统初态为稳定状态,当蒸汽用量增加或减少时,试描述该系统的自动控制过程。±PmP020P ,要求采用蒸汽流量控制工艺介质的出口温度T2o试依据下列情况设计相应的控制方案,并给岀带控制的流程图。情况#1:工艺介质流量心与蒸汽入口压力Pv均比较稳定;情况#2:Rf稳定,而Pv变化频繁;情况#3:心变化频繁,而几比较稳定;情况#4:Rf与Pv均变化频繁。,控制目标为维持工艺介质出口温度7的恒定,操作变量为液氨的流量凡,廿前采用如图7所示的单回路控