本文格式为Word版，下载可任意编辑单回路控制 一、单回路操纵系统 1一个简朴操纵系统由那几片面组成？各有什么作用？ 2 什么是简朴操纵系统？试画出简朴操纵系统的典型方块图。 答：所谓简朴操纵系统，通常是指由一个被控对象、一个检测元件及传感器（或变送器）、一个调理器和一个执行器所构成的单闭环操纵系统，有时也称为单回路操纵系统。 简朴操纵系统的典型方块图如下图所示。 题2 方块图 3在石油化工生产过程中，往往利用液态丙烯汽化吸收裂解气体的热量，使裂解气体的温度下降到规定数值上。下图是一个简化的丙烯冷却器温度操纵系统。被冷却的物料是乙烯裂解气，其温度要求操纵在（151.5）。假设温度太高，冷却后的气体会包含过多的水分，对生产造成有害影响；假设温度太低，乙烯裂解气会产生结晶析出，杜塞管道。 题3 图 丙烯冷却器 （） 指出系统中被控对象、被控变量和操作变量各是什么？ （） 试画出该操纵系统的组成方块图。 答：（）被控对象为丙烯冷却器；被控变量为乙烯裂解气的出口温度；操作变量为气态丙烯的流量。 （） 该系统的方块图： 题3 方块图 4 回响温度操纵系统示意图。、两种物料进入反映，通过变更进入夹套的冷却水流量来操纵回响器内的温度保持不变。图中表示温度变送器，便是温度操纵器。试画出该温度操纵系统的方块图，并指出该操纵系统中的被控对象、被控变量、操作变量及可能影响被控变量变化的扰动各是什么？ 题4图 回响器温度操纵系统 答：回响器温度操纵系统中被控对象为回响器；被控变量为回响器内温度；操作变量为冷却水流量；干扰为、物料的流量、温度、浓度、冷却水的温度、压力及搅拌器的转速。 回响器的温度操纵系统的方块图： 题4方块图 5 乙炔发生器是利用电石和水来产生乙炔气装置。为了降低电石消耗量，提高乙炔的收率，确保生产安好，设计了如下图温度操纵系统。工艺要求发生器温度操纵在（）。试画出该温度操纵系统的方块图，并指出图中的被控对被控变量、操作变量及可能存在的扰动。 题5图 乙炔发生器 答：乙炔发生器温度操纵系统方块图如下图所示（图中T、TO分别为乙炔发生器温度及其设 定值）。 题5 方块图 被控对象：乙炔发生器； 被控变量：乙炔发生器内温度； 操纵变量：冷水流量； 扰动量：冷水温度、压力；电石进料量、成分等。 6 列管式换热器。工艺要求出口物料温度保持恒定。经分析假设保持物料入口流量和蒸汽流量根本恒定，那么温度的波动将会减小到工艺允许的误差范围之内。现分别设计了物料入口流量和蒸汽流量两个操纵系统，以保持出口物料温度恒定。 题6图 （1）试画出对出口物料温度的操纵系统方块图； （2）指出该系统是开环操纵系统还是闭环操纵系统，并说明理由。 答：（1）操纵系统方块图如下图所示。 题6方块图 （2）操纵系统为开环操纵系统。从方块图可以看出，对物料入口流量和蒸汽流量均为闭环操纵系统；而对于出口物料温度，未经过测量变送环节反应到系统输入端，没有形成闭环系统。 7. 画出图示系统的方框图： 加热剂 TC TT 气开 FC FT 原料 (题7图) 8. 一个简朴操纵系统总的开环增益（放大系数）应是正值还是负值？ 9. 什么是对象的操纵通道和扰动通道？若它们可用一阶加时滞环节来近似，试述KP、Kf、p、f对操纵系统质量的影响。 10增大过程的增益对操纵系统的操纵品质指标有什么影响？过程的时间常数是否越小越好？为什么？ ?KPe?PS11. 已知广义对象的传递函数为，若P的比值确定时，TP大小对操纵质量有什么 TP(TPS?1)影响？为什么？ 1. 一个简朴操纵系统的变送器量程变化后，对操纵质量有什么影响？举例说明。 2. 某温度操纵系统已经正常运行，由于原温度变送器（量程200300）损坏，改用量程为0500的同分度号的温度变送器，操纵系统会展现什么现象？应如何解决？ 3. 一个简朴操纵系统中，操纵阀口径变化后，对系统质量有何影响？ 4. 试述操纵阀流量特性的选择原那么，并举例加以说明。 5. 对图示操纵系统采用线性操纵阀。当负荷G1增加后，系统的响应趋于非周期函数，而G1裁减时，系统响应震荡加剧，试分析其理由，并设法解决之。 6. 已知蒸汽加热器如下图，该系统热量平衡式为：G1C1(0-i)=G2(为蒸汽的冷凝潜热)。 （1）主要扰动为i时，选择操纵阀的流量特性。 （2）主要扰动为G1时，选择操纵阀的流量特性。 （3）设定值变化时，选择操纵阀的流量特性。 1. 试确定习题7中操纵器的正反作用。若加热变成冷却，且操纵阀由气开变为气关，操纵器的正反作用是否需要 2 图中，操纵系统的调理器理应选用正作用方式，还是反作用方式？ G2 TC TT 蒸汽 G1 C1 i O 题5，6图 (a) (b) (c) (d) 题2图 答： (a)正作用；(b) 反作用；(c) 正作用；(d) 反作用； 3 图中的液面调理回路，工艺要求故障处境下送出的气体中也不许带有液体。试选取调理阀气开、气关型式和调理器的正、反作用，再简朴说明这一调理回路的工作过程。 答：因工艺要求故障处境下送出的气体不许带液，故当气源压力为零时，阀门应开启，所以调理阀是气关式。当液位升高时，要求调理阀开度增大，由于所选取的是气关调理阀，故要求调理阀输出裁减，调理器是反作用。 其工作过程如下：液位液位变送器输出调理器输出调理阀开度液体输出液位。 题3图 4 图示为加热炉温度操纵系统。根据工艺要求，展现故障时炉子应当熄火。试说明调理阀的气开、气关型式，调理器的正、反作用方式，并简述操纵系统的动作过程。 题4图 答：故障处境下气源压力为零，应切断燃料，以确保炉子熄火。故要求调理阀为气开式，气源中断时关闭。 当炉温增高时，要求燃料量裁减，即减小调理阀开度。由于是气开阀，所以要求调理器输出减小，应选用反作用调理器。 操纵系统的动作过程为： 进料温度调理器输出调理阀开度燃料量炉温。反之，由于各种理由引起炉温调理器输出调理阀开度燃料量炉温。 5请判定图示温度操纵系统中，调理阀和调理器的作用型式。 题5图 （1）当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质，调理介质为过热蒸汽时； （2）当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调理介质为过热蒸汽时； （3）当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质，调理介质为待加热的软化水时； （4）当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调理介质为待加热的软化水时。 7