過程控制模擬試題-wenkub
2023-04-10 04:29:11 本頁面
【正文】 在過程控制發(fā)展史中，控制器(控制規(guī)律)的發(fā)展起了決定性作用，并由此來劃分過程控制的各個階段。執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）作用：在過程控制中，執(zhí)行器(亦稱執(zhí)行機(jī)構(gòu))大多采用閥的形式，控制各種氣體或液體的流量與流速，是過程控制系統(tǒng)的一個重要組成部分，其特性好壞對控制質(zhì)量的影響是很大的。調(diào)節(jié)閥在小開度時，調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)小，控制平穩(wěn)緩和；調(diào)節(jié)閥在大開度時，其放大系數(shù)大，控制作用靈敏有效。對數(shù)(等百分比)流量特性：是指單位相對行程的變化所引起的相對流量變化與此點(diǎn)的相對流量成正比關(guān)系。通常此法只能用于簡單過程的建模。特點(diǎn)：機(jī)理分析法建模的最大特點(diǎn)是當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備還處于設(shè)計(jì)階段就能建立其數(shù)學(xué)模型?？刂频哪康木褪鞘瓜到y(tǒng)被控量按工藝要求規(guī)定的程序自動變化。由于它沒有被控量的反饋，所以也稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。與單回路系統(tǒng)相比，串級控制系統(tǒng)有哪些主要特點(diǎn)?（20分）過程控制 模擬試題（一）答案答案過程控制是通過各種檢測儀表、控制儀表和電子計(jì)算機(jī)等自動化技術(shù)工具，對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行自動檢測、自動監(jiān)督和自動控制。 （15分）某生產(chǎn)過程中，冷物料通過加熱爐對其進(jìn)行加熱。.. . . . ..過程控制 模擬試題（一）什么是過程控制系統(tǒng)? 其基本分類方法有哪幾種? （5分）什么是機(jī)理分析法建模? 該方法有何特點(diǎn)? （5分）何謂調(diào)節(jié)閥的流通能力？對數(shù)流量特性有何特點(diǎn)？ （5分）何謂單回路系統(tǒng)？說明組成單回路系統(tǒng)各部分的作用。熱物料溫度必須滿足生產(chǎn)工藝要求，故設(shè)計(jì)下圖所示溫度控制系統(tǒng)流程圖。一個過程控制系統(tǒng)是由被控過程和過程檢測控制儀表兩部分組成的。3）前饋—反饋控制系統(tǒng)(復(fù)合控制系統(tǒng))：開環(huán)前饋控制的最主要的優(yōu)點(diǎn)是能針對主要擾動及時迅速地克服其對被控參數(shù)的影響；對于其余次要擾動，則利用反饋控制予以克服，使控制系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時能準(zhǔn)確地使被控量控制在給定值上。3) 隨動控制系統(tǒng)：它是一種被控量的給定值隨時間任意變化的控制系統(tǒng)。由于該模型的參數(shù)直接與設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)有關(guān)，因此對新設(shè)備的研究和設(shè)計(jì)具有重要意義。對于較復(fù)雜的實(shí)際生產(chǎn)過程來說，機(jī)理建模有很大的局限性，這是因?yàn)閷?shí)際過程的機(jī)理并非完全了解，同時過程的某些因素如受熱面的積垢、催化劑的老化等可能在不斷變化，難以精確描述。調(diào)節(jié)閥對數(shù)流量特性曲線的斜率即放大系數(shù)是隨行程(開度)的增大而遞增的。答案單回路過程控制系統(tǒng)亦稱單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡稱單回路系統(tǒng)，一般是指針對一個被控過程 (調(diào)節(jié)對象)，采用一個測量變送器監(jiān)測被控過程，采用一個控制(調(diào)節(jié))器來保持一個被控參數(shù)恒定(或在很小范圍內(nèi)變化)，其輸出也只控制一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)(調(diào)節(jié)閥)。控制器（調(diào)節(jié)器）作用：將給定信號與過程被控量的檢測信號進(jìn)行綜合運(yùn)算，控制執(zhí)行器的動作，以保證被控量的穩(wěn)定或按一定規(guī)律變化?？梢娍刂破鞯倪x型與控制規(guī)律的確定是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最重要的環(huán)節(jié)，必須充分重視。3）比例微分控制規(guī)律(PD)：具有超前作用，對容量滯后過程可改善系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)。常用的比值控制方案1）單閉環(huán)比值控制：從動量Q2是一個閉環(huán)隨動控制系統(tǒng)，主動量Q1卻是開環(huán)的。但該方案中Q1不受控制、易受干擾。當(dāng)擾動消除后，主、從動量都回復(fù)到原設(shè)定值上，其比值不變。2）變比值控制 單閉環(huán)比值控制和雙閉環(huán)比值控制是實(shí)現(xiàn)兩種物料流量間的定值控制，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中其比值系數(shù)希望(并設(shè)定)是不變的。當(dāng)2出現(xiàn)擾動時，通過比值控制回路，保證比值一定，從而不影響或大大減小擾動對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。如果擾動量不大，經(jīng)過副回路的及時控制一般不影響爐出口溫度；如果擾動的幅值較大，雖然經(jīng)過副回路的及時校正，仍影響爐出口溫度，此時再由主回路進(jìn)一步調(diào)節(jié)，從而完全克服上述擾動，使?fàn)t出口溫度調(diào)回到給定值上來。如果一、二次擾動的作用使主、副被控參數(shù)同時增大或同時減少，主、副調(diào)節(jié)器對調(diào)節(jié)閥的控制方向是一致的，即大幅度關(guān)小或開大閥門，加強(qiáng)控制作用，使?fàn)t出口溫度很快調(diào)回到給定值上。串級控制系統(tǒng)，就其主回路(外環(huán))來看是一個定值控制系統(tǒng)，而副回路(內(nèi)環(huán))則為一個隨動系統(tǒng)。學(xué)習(xí)參考過程控制 模擬試題（二）過程控制系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)？ （5分）什么是試驗(yàn)法建模? 該方法有何特點(diǎn)? （5分）如何選擇調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式？ （5分）被控參數(shù)的選擇有何重要意義？選擇原則有哪些？（10分）控制通道時間常數(shù)T0對控制系統(tǒng)性能有何影響？ （10分）如何進(jìn)行比值控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與整定？ （10分）試推導(dǎo)雙容過程數(shù)學(xué)模型（輸入量為q1，被控量為h2）。（20分）串級控制系統(tǒng)框圖如下圖（以加熱爐為例），簡述其工作原理。4）過程控制的控制過程多屬慢過程，而且多半為參量控制。與機(jī)理分析法相比，試驗(yàn)法建模的主要特點(diǎn)是不需要深入了解過程的機(jī)理。答案調(diào)節(jié)閥開、關(guān)形式的選擇主要是考慮在不同工藝條件下安全生產(chǎn)的需要。3)考慮介質(zhì)的性質(zhì)。若被控參數(shù)選擇不當(dāng)，則無論組成什么樣的控制系統(tǒng)，選用多么先進(jìn)的過程檢測控制設(shè)備，均不能達(dá)到預(yù)期的控制效果。1) 選擇對產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量、安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和環(huán)境保護(hù)具有決定性作用的、可直接測量的工藝參數(shù)為被控參數(shù)。答案T0的大小反映了控制作用的強(qiáng)弱，反映了控制器的校正作用克服擾動對被控參數(shù)影響的快慢。其原則是：在生產(chǎn)過程中起主導(dǎo)作用或可測但不可控、且較昂貴的物料流量一般為主動量，其余的物料流量以它為準(zhǔn)進(jìn)行配比，為從動量。5）比值控制方案的實(shí)施實(shí)施比值控制方案基本上有相乘方案和相除方案兩大類。對于定值控制(如雙閉環(huán)比值控制中的主回路)可按單回路系統(tǒng)進(jìn)行整定。(1)燃料壓力、熱值變化f2和煙筒抽力變
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