過程控制模擬考試題-展示頁(yè)
2025-04-04 04:29本頁(yè)面
【正文】 量的檢測(cè)和將測(cè)量信號(hào)傳送至控制器，是設(shè)計(jì)過程控制系統(tǒng)中的重要一環(huán)。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(jiǎn)稱單回路系統(tǒng)，一般是指針對(duì)一個(gè)被控過程 (調(diào)節(jié)對(duì)象)，采用一個(gè)測(cè)量變送器監(jiān)測(cè)被控過程，采用一個(gè)控制(調(diào)節(jié))器來保持一個(gè)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(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(調(diào)節(jié)閥)。從過程控制工程來看，利用對(duì)數(shù)(等百分比)流量特性是有利的。調(diào)節(jié)閥對(duì)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。答案流通能力C表示執(zhí)行器的容量，其定義為：調(diào)節(jié)閥全開，流體密度為1g／cm3時(shí)，每小時(shí)流過閥門的流體流量(體積(m3)或質(zhì)量(kg))。對(duì)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(shí)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。機(jī)理分析法建模主要是基于分析過程的結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部的物理化學(xué)過程，因此要求建模者應(yīng)有相應(yīng)學(xué)科的知識(shí)。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(duì)新設(shè)備的研究和設(shè)計(jì)具有重要意義。答案機(jī)理建模：是根據(jù)過程的內(nèi)部機(jī)理(運(yùn)動(dòng)規(guī)律)，運(yùn)用一些已知的定律、原理，如生物學(xué)定律、化學(xué)動(dòng)力學(xué)原理、物料平衡方程、能量平衡方程、傳熱傳質(zhì)原理等，建立過程的數(shù)學(xué)模型。3) 隨動(dòng)控制系統(tǒng)：它是一種被控量的給定值隨時(shí)間任意變化的控制系統(tǒng)。2) 程序控制系統(tǒng)：它是被控量的給定值按預(yù)定的時(shí)間程序變化工作的。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(duì)主要擾動(dòng)及時(shí)迅速地克服其對(duì)被控參數(shù)的影響；對(duì)于其余次要擾動(dòng)，則利用反饋控制予以克服，使控制系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí)能準(zhǔn)確地使被控量控制在給定值上。2）前饋控制系統(tǒng)：前饋控制系統(tǒng)直接根據(jù)擾動(dòng)量的大小進(jìn)行工作，擾動(dòng)是控制的依據(jù)。一個(gè)過程控制系統(tǒng)是由被控過程和過程檢測(cè)控制儀表兩部分組成的。 （20分）TTTC熱物料加熱爐冷物料燃料對(duì)于下圖所示的加熱爐串級(jí)控制系統(tǒng)，試畫出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，并分析其工作過程。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。 （10分）試推導(dǎo)單容過程數(shù)學(xué)模型（輸入量為q1，被控量為h1）。 專業(yè)整理分享 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(duì)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。 （10分）選擇調(diào)節(jié)器控制規(guī)律的依據(jù)是什么? 若已知過程的數(shù)學(xué)模型，怎樣來選擇PID控制規(guī)律? （10分）什么叫比值控制系統(tǒng)? 常用比值控制方案有哪些? 并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。 （15分）某生產(chǎn)過程中，冷物料通過加熱爐對(duì)其進(jìn)行加熱。試畫出其框圖，并確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式和調(diào)節(jié)器的正、反作用。與單回路系統(tǒng)相比，串級(jí)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(cè)儀表、控制儀表和電子計(jì)算機(jī)等自動(dòng)化技術(shù)工具，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)監(jiān)督和自動(dòng)控制。按過程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可進(jìn)行如下分類：1）反饋控制系統(tǒng)：反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)系統(tǒng)被控量的偏差進(jìn)行工作的，偏差值是控制的依據(jù)，最后達(dá)到消除或減小偏差的目的。由于它沒有被控量的反饋，所以也稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。按給定值信號(hào)的特點(diǎn)可進(jìn)行如下分類： 1）定值控制系統(tǒng)：就是系統(tǒng)被控量的給定值保持在規(guī)定值不變，或在小范圍附近不變?？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(dòng)變化。其主要作用是克服一切擾動(dòng)，使被控量快速跟隨給定值而變化。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。另外，對(duì)于不允許進(jìn)行試驗(yàn)的場(chǎng)合，該方法是唯一可取的。通常此法只能用于簡(jiǎn)單過程的建模。另外，一般來說機(jī)理建模得到的模型還需通過試驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)數(shù)(等百分比)流量特性：是指單位相對(duì)行程的變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系。在行程變化值相同的情況下，當(dāng)流量小時(shí)，則流量變化亦?。划?dāng)流量大時(shí)，則流量變化亦大。調(diào)節(jié)閥在小開度時(shí)，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(shí)，其放大系數(shù)大，控制作用靈敏有效。從系統(tǒng)的框圖看，只有一個(gè)閉環(huán)回路。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(gè)重要組成部分，其特性好壞對(duì)控制質(zhì)量的影響是很大的。在過程控制中，控制器常稱為調(diào)節(jié)器(控制常稱為調(diào)節(jié))。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(gè)階段。答案根據(jù)τ0/T0比值和過程特性來選擇控制器的控制規(guī)律：根據(jù)τ0/T0比值來選擇控制器的控制規(guī)律1）當(dāng)τ0/T0，選用比例或比例積分控制規(guī)律；2）τ0/T0，選用比例積分或比例積分微分控制規(guī)律；3）當(dāng)τ0/T0，采用單回路控制系統(tǒng)往往已不能滿足工藝要求，應(yīng)采用復(fù)雜控制方案。2）比例積分控制規(guī)律(PI)：適用控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、被控參 數(shù)不允許有余差的場(chǎng)合。4）比例積分微分控制規(guī)律(PID)：PID控制規(guī)律是一種較理想的控制規(guī)律，它在比例的基礎(chǔ)上引入積分，可以消除余差，再加入微分作用，又能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。答案凡是兩個(gè)或多個(gè)參數(shù)自動(dòng)維持一定比值關(guān)系的過程控制系統(tǒng)，統(tǒng)稱為比值控制系統(tǒng)。Q2跟隨Q1的變化而改變。同時(shí)方案結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，因而在工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化中得到廣泛應(yīng)用。2）雙閉環(huán)比值控制：它是由
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