【正文】 )P ?表（ 32gD m m?查 得 1有一冷卻器控制系統(tǒng)，冷卻水由離心泵供應(yīng)，經(jīng)冷卻器后最終排入下水溝，泵出口壓力為 冷卻水最大流量為 正常流量為 最大流量時(shí)調(diào)節(jié)閥上壓降為 試為該系統(tǒng)選擇一個(gè)調(diào)節(jié)閥。 1 4 0 0 ,ap kP?3118 ,mh? 3110 ,mh?164 ,akP10 1 0 1 8 1 1 4 . 0 6164VQKp? ?? ? ??解： ??S(在 ～ ）（泵出口壓力即為管路系統(tǒng)總壓） 1 0 1 0 0 . 4 1 6 . 4rRS? ? ? ?1018m i nm a x ??代入驗(yàn)算公式 可得 0092?k 00/ 72?k164p?? 1??以 S= KV=16 Qi=18(或 10） 第七章 1下圖所示反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)中，反應(yīng)器內(nèi)需維持一定的溫度，以利反應(yīng)進(jìn)行，但溫度不允許過高，否則有爆炸危險(xiǎn)。試確定執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式和控制器的正反作用型式。 TC ?蒸汽 反 氣開 原料 解：（ 1）從安全角度考慮，因反應(yīng)器溫度不可過高，故應(yīng)選氣開閥，當(dāng)控制器控制信號(hào)中斷時(shí)，控制閥關(guān)閉。 （ 2）當(dāng)被控對(duì)象（反應(yīng)器）輸入（蒸汽流量或壓力）增加時(shí)，對(duì)象輸出（反應(yīng)器溫度）升高，故對(duì)象為正作用；執(zhí)行器、測(cè)量變送環(huán)節(jié)為正作用；所以控制器應(yīng)為反作用。 1試確定下圖所示兩個(gè)系統(tǒng)中執(zhí)行器的正、反作用及控制器的正反作用。圖（ a)為一加熱器物料出口溫度控制系統(tǒng)，要求物料出口溫度不可過高，否則易分解；圖（ b）為一冷卻器出口物料溫度控制系統(tǒng)，要求物料出口溫度不可過低，否則易結(jié)晶。 iT 0T出料 ? 冷劑 進(jìn)料 TC氣開 正 iT 0T出料 ?加熱劑 進(jìn)料 TC氣開 反 （ a) (b) 解： （ a)因物料出口溫度不可過高，故應(yīng)選氣開閥（正作用）。當(dāng)控制信號(hào)中斷時(shí)，閥全關(guān)。 當(dāng)對(duì)象輸入（加熱劑流量）增加時(shí)，輸出（出口溫度）增加，故對(duì)象為正作用；執(zhí)行器、測(cè)量變送環(huán)節(jié)為正作用，故控制器為反作用。 （ b)因出口溫度不可過低，故應(yīng)選氣開閥（正作用）。當(dāng)控制信號(hào)中斷時(shí)，閥全關(guān)。 當(dāng)對(duì)象輸入（冷劑流量）增加時(shí)，輸出（出口溫度）減小，故對(duì)象為反作用；執(zhí)行器、測(cè)量變送環(huán)節(jié)為正作用，故控制器為正作用。 1下圖為貯槽液位控制系統(tǒng)，為安全起見，貯槽內(nèi)液體嚴(yán)禁溢出，試在下述兩種情況下，分別確定執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式及控制器的正反作用。 （ 1）選擇流入量 qi為控制變量； （ 2）選擇流出量 q0為控制變量。 iq0qH 解：（ 1） 為控制變量。 iq?LC iq0qH 氣開閥；當(dāng) 時(shí)， 對(duì)象為正作用，執(zhí)行器為正作用，故控制器為反作用。 iq ? ,H? ?LC iq0qH （ 2） 為控制變量 oq氣關(guān)閥 (反作用）；當(dāng) 對(duì)象為反作用，故控制器為反作用。 ,oqh??，時(shí) 下圖所示為聚合釜溫度控制系統(tǒng)， （ 1）這是一個(gè)什么類型的控制系統(tǒng)？試畫出它的方塊圖。 （ 2）聚合釜溫度不可過高，否則易發(fā)生事故，試確定控制閥的氣開、氣 關(guān)型式及主、副控制器的正、反作用型式。 （ 3）簡(jiǎn)述當(dāng)冷卻水壓力變化時(shí)的控制過程。 （ 4）如果冷卻水的溫度是經(jīng)常波動(dòng)的，上述系統(tǒng)應(yīng)如何改進(jìn)？ （ 5）如果選夾套內(nèi)水溫為副變量構(gòu)成串級(jí)控制系統(tǒng)，試畫出它的方塊 圖，并確定主、副控制器的正、反作用。 FC ?TC ?反應(yīng)器 正 正 反 冷卻水（ Q) 第八章 解：（ 1）（反應(yīng)釜溫度 冷卻水流量）串級(jí)控制系統(tǒng)。 串級(jí)控制系統(tǒng)方塊圖 副測(cè)量 變送 副對(duì)象 執(zhí)行器 副控 制器 主控 制器 主對(duì)象 主測(cè)量 變送 + + 主干擾 1f2f副干擾 主變量 1y副變量 2y1Z 2Z主回路 副回路 2r1r a (2)氣關(guān)閥、反作用。 副對(duì)象為正作用，副控制器為正作用。 當(dāng)副變量（冷水）流量增大時(shí)，要求閥關(guān)??；主變量反應(yīng)器溫度升高時(shí)，要求閥開大，故主控制器為正作用。 （ 3）當(dāng)冷卻水壓力增大時(shí)，副變量測(cè)量值增大，副控制器給定值不變，故副控制器輸入增大，由于副控制器為正作用，所以其輸出增大，而閥為氣關(guān)式 ，所以閥關(guān)小，冷水流量減小。反之，當(dāng)冷水壓力減小時(shí) ……… 。 （ 4）若冷水溫度經(jīng)常波動(dòng)，可選夾套溫度為副變量。 T2C ?T1C ?反應(yīng)器 正 正 反 冷卻水（ Q) （ 5）、選夾套內(nèi)水溫為副變量，構(gòu)成串級(jí)控制系統(tǒng)（如上頁(yè)圖），其方塊圖（略）。 控制變量為冷水。閥為氣關(guān)閥，反作用，副對(duì)象（夾套）為反作用，故副控制器為反作用； 當(dāng) T T2都增大時(shí)，都要求閥開大，故主控制器為反作用。 1在下圖所示的控制系統(tǒng)中，被控變量為精餾塔塔底溫度，控制手段為改變進(jìn)入塔底再沸器的熱劑流量。該系統(tǒng)采用 20C的氣丙烯作為熱劑，在再沸器內(nèi)釋熱后呈液態(tài)進(jìn)入冷凝液貯罐。試分析 （ 1）該系統(tǒng)是一個(gè)什么類型的控制系統(tǒng)？畫出其方塊圖； （ 2）若貯罐中 液位不可過低，試 確定執(zhí)行器的氣開、 氣關(guān)型式及控制器 的正、反作用型式； （ 3）簡(jiǎn)述系統(tǒng)的 控制過程。 LC LS ??FC TC ?貯罐 氣丙烯 乙烯精餾塔塔釜 再沸器 采出 解：（ 1）連續(xù)型選擇性串級(jí)控制系統(tǒng)。 FC LS T對(duì)象 L對(duì)象 執(zhí)行器 F對(duì)象 TC LC r T 副測(cè)量變送 主測(cè)量變送 L測(cè)量變送 a r39。()L(T) b + + + （ 2）氣開閥。 T控制器、 F控制器皆為反作用； L控制器為正作用。 當(dāng) T ， TC輸入增大，輸出減小， FC給定值減小，而其測(cè)量值不變，則其輸出 b減小，閥關(guān)小；反之，則開大。 當(dāng)氣丙烯流量（壓力）增大， FC輸入增大，其輸出 b減小，閥關(guān)?。环粗?，則開大。 若為非正常工況， L過低， ab， LS選 a作為其輸入，此時(shí)即為貯罐液位的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)。 （ 3）正常工況下， L較高， LC輸出較大， a較大， ab,LS選 b作為其輸入，此時(shí)即為釜溫與氣丙烯流量（壓力）的串級(jí)控制。 某加熱爐系統(tǒng)如下圖示，工藝要求介質(zhì)出口溫度穩(wěn)定，無(wú)余差，已知燃料入口壓力波動(dòng)頻繁，是該控制系統(tǒng)的主要干擾，試根據(jù)上述要求設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)，畫出控制系統(tǒng)原理圖和方塊圖，確定調(diào)節(jié)閥的作用形式，選擇合適的調(diào)節(jié)規(guī)律和控制器的正反作用。 介質(zhì) 燃料 T0 FC TC ?介質(zhì) 燃料 ? T0 解：本題中介質(zhì)出口溫度 T0為被控變量，控制變量為燃料壓力 P（流量 Q），而 P是經(jīng)常波動(dòng)的，為主要干擾，故應(yīng)設(shè)計(jì)為以 T0為主變量、 P（或 Q）為副變量的串級(jí)控制系統(tǒng)。 原理圖 （ 2）方塊圖：（略） （ 3）從安全角度考慮，為防止加熱爐溫度高，當(dāng)控制信號(hào)中斷時(shí)，閥要全關(guān)，故應(yīng)選 氣開閥，正作用。 （ 4） FC 純比例控制規(guī)律； TC 比例積分控制規(guī)律，可適 當(dāng)加微分。 (1)原理圖（見上頁(yè)）。