【正文】 得被測(cè)流量的大小。 28．差壓式液位計(jì)如何測(cè)量液位 ? 當(dāng)差壓變送器高于或低于最低液位時(shí)，應(yīng)如何處理？ 答：差壓式液位計(jì)是采用壓差計(jì)測(cè)量氣、液兩相的壓差，壓差大小通過(guò)氣動(dòng)或電動(dòng)差壓變送器傳送，并轉(zhuǎn)化位電信號(hào)，最終顯示處液位的大小及其變化。此 時(shí)低頻位移檢測(cè)放大器的輸出電流 Io 便反映了說(shuō)測(cè)電壓 Δ pi 的大小。 10．簡(jiǎn)述膜片式 PI調(diào)節(jié)器的工作原理。 13．試說(shuō)明基型調(diào)節(jié)器產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象的原因。一停止手操，輸出就停止變化。因而輸出氣壓信號(hào)（ ）就與線圈電流信號(hào)成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。 nC = (3)計(jì)算 maxC 20 m a x 1 (1 )RnS n S? ? ? ?= (1 )??= m=n maxnSS = ? = ? maxC = ? ? ? (4)選定口徑： 查附表雙座調(diào)節(jié)閥選用 ggDd?? ，在最大流量條件下的計(jì)算數(shù)據(jù)為： mq? 9000kg/h， ? ? ， k=， 1P =， 2P = MPa，接管直徑 1250D D mm?? ，試選擇所需的調(diào)節(jié)閥。 ？有哪些主要特點(diǎn)？ 答：集 散型控制系統(tǒng)將生產(chǎn)過(guò)程按其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)縱向分成現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)，控制管理級(jí)，生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理級(jí)。 27．試為一個(gè)壓力控制系統(tǒng)選擇合適的調(diào)節(jié)閥口徑，已知管內(nèi)介質(zhì)為丙烷與丁烷的混合物，最大流量條件下的計(jì)算數(shù)據(jù)為：g0=250m3/h,P1=,P2=,t1=50C,Fk=,PH=,Z=1,調(diào)節(jié)閥為 V型單座閥 . 解 :參考 化工儀表自動(dòng)化 (歷玉鳴 )第二版 P196 (1)判別是否為阻塞流 :查表 45 得 XT= 所以KTFX =?= 又 X=1PP? =()/= 故為非阻塞流 KTX 0 .4Y = 1 ( ) = 1 = 0 .8 1 13 F X 3 0 .7 0 5 6? vg 1m a x 1qC= 5. 19 p Y HTzx?＝3 2 5 0 ( 5 0 2 7 3 ) 2 . 4 11 0 5 . 1 9 0 . 2 0 . 8 1 1 0 . 4? ? ?? ? ?＝ 查附表： ABZMP 型。 ？試寫出不可壓縮流體系數(shù)計(jì)算的基本公式。 試計(jì)算當(dāng)比例度規(guī)定在 40％時(shí)，輸入電流變化 4mA所引起的輸出電壓變化量為多少 ? 解：∵ m a x m inm a x m inexxppp? ???? 即 420 4 51u? ??? ?? 即：輸出電壓變化量為 17．全刻度指示調(diào)節(jié)器與偏差指示調(diào)節(jié)器有哪些主要區(qū)別？ 答：全刻度指示調(diào)節(jié)器與偏差指示調(diào)節(jié)器基本電路相同，只是指示電路有差異，全刻度指示調(diào)節(jié)器能對(duì)被調(diào)整參數(shù)（即調(diào)節(jié)器輸入信號(hào)）做 0～ 100％全刻度范圍顯示，顯示值與給定值之差即為偏差值 。 特點(diǎn)：①采用了高增益、高阻抗線性集成電路組件，提高萬(wàn)儀表的精度，穩(wěn)定性和可靠性，降低了能耗。 ② 用防爆安全柵將危險(xiǎn)場(chǎng)所和非危險(xiǎn)場(chǎng)所的電路隔開(kāi)。 4． DD8－ III 型電動(dòng)差壓變送器是按什么原理工作的？它是由哪幾部分組成的？試簡(jiǎn)述其工作過(guò)程。 查附數(shù)據(jù)表可得管道材質(zhì)和孔板材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)為： 6018 .2 0 10 /d C? ??? 601 2 .3 0 1 0 /D C? ??? 則工作狀態(tài)下管道內(nèi)徑為 ? ?? ?2 0 0 161 2 02 2 1 1 1 2 . 3 0 1 0 5 5 0 2 02 2 2 . 4D D tmm??? ? ?????? ? ? ? ?? 電表 2－ 5 查得管道內(nèi)壁粗糙度 k＝ 則 : ?? ? ?? ?2 0 161 2 01 4 8 . 7 4 1 1 8 . 2 1 0 5 5 0 2 01 5 0 . 1 7d d d tmm??? ? ?????? ? ? ?? ? ? ? ? ??? 472 10 10eR? ? ? ? ?1. 1564 2 4. 5 900 262 017 5 033 447eC R? ? ? ??? ? ? ? ? ????? 在工作壓力下 71 4 1 .4 1 0P M P a P a? ? ?, 1 550tC? 過(guò)熱蒸汽 31 /kg m? ? 1 .Pas? ? 等熵指數(shù)122424111111xxKK Kx?????? ? ?????? ???????????????? ?? 其中 371 1 0 0 . 4 2 1 01 1 0 . 9 9 31 . 4 1 0PP? ??? ? ? ? ?? 因?yàn)??? 2 2 20 1 5 0 .1 7 1 7 7 0 .5 644A d m m??? ? ? ? 0 1421m C qAqP??? ? ?? 242411pC PC??? ??? ? ??? ：流體為水，工作壓力 p＝ ，工作溫度 t＝ 215℃；管道 D20＝ 233mm，材料 20 號(hào)無(wú)縫鋼管；截流裝置為法蘭標(biāo)準(zhǔn)孔板，材料為 1Cr18Ni9Ti。 minmax1323sMMs??1 32 13ss?? MPas MPa??m a x 100 % ? ? ? ?答：轉(zhuǎn)子流量計(jì)顯示流量的形式有 3 種，一種是玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，其錐型管是電玻璃制成，并在管壁標(biāo)有流量刻度，直接根據(jù)轉(zhuǎn)子的高度進(jìn)行讀數(shù)；另一類為電運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，即將轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)；另一種為氣動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)子流量，將轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)變?yōu)閴毫π盘?hào)，進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送。 Cu50 的熱電阻 測(cè)得某介質(zhì)的溫度為 84℃ ，但經(jīng)檢定，該電阻 R0=, 電阻溫度系數(shù) α= 103/℃ .試求介質(zhì)的實(shí)際溫度。 的位移測(cè)量?jī)x表，結(jié)果如下： （ 1）試畫出上下行程的輸入輸出特性曲線； （ 2）求該儀表的線性度（以上行曲線為例）； (3) 確定該表的回差（遲滯誤差） 解：已知數(shù)據(jù)： 位移 /mm 0 上行程示值 /mm： 0 下行程示值 /mm： 0 0123450 1 2 3 4 5 6 （ 1）如圖所示，上下行程曲線 （ 2） m a xm a x2. 04 0. 71 99 3 0. 01 99 5 10 0% 2%6H LL Y? ??? ? ? ? ? ? ? （ 3） m a xm a x 7 4 %6h HY? ? ?? ? ? 11．概述膨脹式溫度計(jì)的工作原理與主要特點(diǎn)： 答：膨脹式溫度計(jì)是利用物體熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)測(cè)溫的。 答：絕對(duì)誤差 — 儀表指示值與被測(cè)變量的真值之間的代數(shù)差，即x x A? ? ? ，可表示儀表基本誤差限： a??? 。相同之處在于都是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中一些物理量的測(cè)量，都包含測(cè)量三要素。因此一個(gè)是粗調(diào)，一個(gè)是細(xì)調(diào)。 ② 在一般的控制系統(tǒng)中，比例控制是必不可少的，當(dāng)廣義對(duì)控制通道時(shí)間常數(shù)較少，負(fù)荷變化較小，而工藝要求不高時(shí)， 可選擇單純的比例規(guī)律，如貯罐液位，不太重要的壓力等參數(shù)控制。減少比例度，系統(tǒng)的余差越小，最大偏差也越短，系統(tǒng)的穩(wěn)定程度降低；其過(guò)渡過(guò)程逐漸以衰減振蕩走向臨界振蕩直至發(fā)散振蕩。積分規(guī)律的特點(diǎn)是控制緩慢，但能消除余差。時(shí)間常數(shù)太大或太小，在控制上都將存在一定困難，因此，需根據(jù)實(shí)際情況適中考慮。或當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值的 %所需時(shí)間。 ① 試畫出該控制系統(tǒng)的方框圖； ② 方框圖中各環(huán)節(jié)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)是什么？整個(gè)系統(tǒng)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)又是什么？ ③ 系統(tǒng)在遇到干擾作用（如冷 物料流量突然增大 ）時(shí)，該系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的？ 答：如圖所示為該控制系統(tǒng)的方框圖。 過(guò)程裝備控制技術(shù) 習(xí)題及參考答案 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 ？生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化主要包含了哪些內(nèi)容？ 答：利用自動(dòng)化裝置來(lái)管理生產(chǎn)過(guò)程的方法稱為生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。 Ts T 干擾作用作用 溫度控制器 執(zhí)行器 換熱器 溫度測(cè)量變送裝置 TC TT 冷物料 蒸汽 熱物料 該控制系統(tǒng)及各環(huán)節(jié)的輸入、輸出信號(hào)如圖所示。時(shí)間常數(shù)T 是反映被控變量變化快慢的參數(shù)，因此是對(duì)象的動(dòng)態(tài)參數(shù)。 滯后時(shí)間 τ 的存在，使得控制作用總是落后于被控變量的變化，造成被控變量的最大偏差增大，控制質(zhì)量下降。由于輸出變化量總要滯后于偏差的變化，因此不能及時(shí)有效地克服擾動(dòng)的影響，加劇了被控變量的波動(dòng)，使系統(tǒng)難以穩(wěn)定下來(lái)，故不單獨(dú)使用積分控制規(guī)律。 ②積分控制 —— 積分時(shí)間 TI表示積分控制作用強(qiáng)弱的參數(shù)，積分時(shí)間越小，表示積分控制作用越 強(qiáng)。 ③ 當(dāng)廣義對(duì)象控制通道時(shí)間常數(shù)較，負(fù)荷變化較小，而工藝要求無(wú)余差時(shí)，可選用比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律，如管道壓力，流量等參數(shù)的控制。 19． 圖 259 是聚合釜溫度與流量的串級(jí)控制系統(tǒng)。不同之處在于直接測(cè)量測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單方便，應(yīng)用廣泛；間接測(cè)量過(guò)程較復(fù)雜，只有在誤差較大或缺乏直接測(cè)量?jī)x表時(shí)才采用。 相對(duì)誤差 — 測(cè)量的絕對(duì)誤差與被測(cè)變量的約定真 值（實(shí)際值）之比，即用 1 0 0 % 6 %x? ?? ? ? ? ? ，可表示儀表的基本誤差限與絕對(duì)誤差相比較，相對(duì)誤差更能說(shuō)明測(cè)量結(jié)果的精確程度，如溫度升測(cè)量顯示值為 57℃ ，時(shí)間溫度為 60℃ ，則： ? =5760=3, 3 100% %60? ? ? ? ? ?， 若實(shí)際為 30℃ ，測(cè)量顯示值為 27℃ ，則 ： ? =3℃， 3 1 0 0 % 1 0 .0 %30? ? ? ? ? ?， 顯然此時(shí)的相對(duì)誤差比前者大。 主要特點(diǎn)：玻璃液體：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)量精度高，價(jià)格低廉；測(cè)量上限和精度受玻璃質(zhì)量的限制，易碎，不能遠(yuǎn)傳。 解： ∵ 在 50℃～ 150℃ 的范圍內(nèi)，銅電阻與溫度是線性關(guān)系 ： ? ?0 1t t oR R t t?? ? ????? 查得他 t＝ 84℃時(shí) R＝ 即： ? ?306 7 . 9 7 5 0 . 4 1 4 . 2 8 1 0 08 1 . 5ttC???? ? ? ? ???? U 型管壓力計(jì)（封 液 為水銀）測(cè)溫度管道中水的壓力。 22．標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有哪幾部分組成，對(duì)各部分有哪些要求？ 答：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有：節(jié)流元件，取壓裝置和前、后管道三部分組成。 d20＝ ，差壓 Δ p＝ . 求：（ 1）在給定的 Δ p 下的流量 qm （ 2）測(cè)量時(shí)的壓力損失。 答： DD8－ III 型電動(dòng)差壓變送器是按力矩平衡原理工作的，由測(cè)量部分（杠桿系統(tǒng)）；電磁反饋裝置；矢量機(jī)構(gòu)；低額位移檢測(cè)放大器。 ③ 在現(xiàn)場(chǎng)儀表導(dǎo)控制室儀表之間的連接導(dǎo)線不得形成過(guò)大的分布電感和電容。 ②有軟、硬兩種手動(dòng)操作方式，軟手動(dòng)與自動(dòng)之間由于有保持狀態(tài)而使調(diào)節(jié)器輸 出能夠長(zhǎng)期保持，因而在互相切換時(shí)具有雙向無(wú)平衡無(wú)抗擾特性，提高了操作性能。偏差指示調(diào)節(jié)器則沒(méi)有輸入信號(hào)的全刻度指示，而是直接指示偏差大小。 答：我國(guó)規(guī)定的流量系數(shù)定義為：在給定行程下，閥兩端的壓差為，流體密度為 1000kg/m3時(shí)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量數(shù) (m3/h),以 C表示，它表示流體通過(guò)調(diào)節(jié)閥的流通能力，不可壓縮流體： 2 1 1 22211( ) , 1 0 /( )( ) , 1 0 / ( )l F v v l Ll f v v l L L F vp F p F p c q p pp F p F p c q F p F p????? ? ? ? ?????? ? ? ? ??? 2 11 0 / ( )v l L L F vc q F p F p??? 23．試分析電 — 氣轉(zhuǎn)換器的工作原理。初選公稱通徑 ( ) 40gD mm ? ，閥座直徑( ) 40gd mm ? ， 100 20C ? Re 的雷諾數(shù)修正。級(jí)間相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。 解：（ 1）判別是否為阻塞流：（同 27題） 有表 62查得： ? ， ? ，并查其熱力學(xué)臨界壓力cP =11000Kpa（絕壓） 0 .9 6 0 .2 8F v cF P P?? = 0 .9 6 0 .2 8 0 .