自动化作业-答案.doc

6、图为某列管式蒸汽加热器控制流程图.试分别说明图中PI—307、TRC—303、FRC-305所代表的意义。
PI—307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；
TRC-303表示集中仪表盘安装的,具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；
FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。
11、图所示为一反应器温度控制系统示意图.A、B两种物料进入反应器进行反应，通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。试画出该温度控制系统的方块图，并指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的干扰是什么？
反应器温度控制系统
该温度控制系统的方块图
反应器温度控制系统方块图
其中,被控对象:反应器；被控变量:反应器内的温度;操纵变量:冷却水流量。
可能影响被控变量的干扰因素主要有A、B两种物料的温度、进料量，冷却水的压力、温度，环境温度的高低等。
21、某化学反应器工艺规定操作温度为（900±10)℃。考虑安全因素，控制过程中温度偏离给定值最大不得超过80℃。现设计的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如题1—19图所示。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、超调量、衰减比、余差、振荡周期和过渡时间（被控温度进入新稳态值的±1％（即900´(±1％）=±9℃)的时间），并回答该控制系统能否满足题中所给的工艺要求?
题1—19图温度控制系统过渡过程曲线
解最大偏差A=950-900=50（℃）；
超调量B=950-908=42（℃）；
由于B¢=918-908=10(℃）,所以，衰减比n=B:B¢=42：10=4。2；
余差C=908-900=8℃;
振荡周期T=45-9=36(min）；
过渡时间ts=47min。
因为A=50℃〈80℃，C=8℃<10℃，所以，该控制系统能满足题中所给的工艺要求。
22、题l-20（a） 图是蒸汽加热器的温度控制原理图.试画出该系统的方块图，并指出被控对象、被控变量、操纵变量和可能存在的干扰是什么？现因生产需要，要求出口物料温度从80℃提高到81℃，当仪表给定值阶跃变化后，被控变量的变化曲线如题1-20（b） 图所示.试求该系统的过渡过程品质指标:最大偏差、衰减比和余差(提示：该系统为随动控制系统，新的给定值为81℃）。
题1-20图蒸汽加热器温度控制
解蒸汽加热器温度控制系统的方块图如下图所示。
题解1-20图蒸汽加热器温度控制系统方块图
其中：被控对象是蒸汽加热器；被控变量是出口物料温度；操纵变量是蒸汽流量。
可能存在的干扰主要有:进口物料的流量、温度的变化；加热蒸汽的压力、温度的变化；环境温度的变化等。
该系统的过渡过程品质指标：
最大偏差A=81。5-81=0.5（℃）；
由于B=81。5-80.7=0。8(℃)，B¢=80.9-80.7=0.2（℃）,所以，衰减比n=B：B¢=0。8:0。2=4；
余差C=80。7-81= -0。3（℃）.
20、某压力表的测量范围为0～1MPa，精度等级为1。0级，试问此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为0。5MPa时,标准压力计上读数为0.508MPa，试问被校压力表在这一点是否符合1级精度，为什么？
解：压力表允许的最大绝对误差为
Dmax=1。0MPa´1.0%=0。01MPa
在校验点0.5MPa处,绝对误差为
D=0.5-0。508=-0。008（MPa)
该校验点的测量误差为
故该校验点不符合1.0级精度。
38、用水刻度的转子流量计，测量范围为0~10L/min，转子用密度为7920kg／m3的不锈钢制成，若用来测量密度为0.831kg／L苯的流量，问测量范围为多少?若这时转子材料改为由密度为2750kg／m3的铝制成,问这时用来测量水的流量及苯的流量,其测量范围各为多少?
解 由题知rt=7920kg／m3，rf=0。831kg／L=831kg／m3，rW=1000／m3,Q0=10 L/min
测苯的流量的修正系数为
Qr=Q0/KQ=10/0.9»11.1(L/min）
所以，苯的流量测量范围为0~11.1L/min。
当转子材料改为铝时，rr=2750kg／m3,此时测水的流量的修正系数为
Qr0=Q0/KrQ=10/2=5（L/min)
所以，此时测水的流量的测量范围为0～5L/min
测苯的流量的修正系数为
Qrf=Qr0/KfQ=5/0.87=5。75（L/min）
所以,此时测苯的流量的测量范围为0～5。75L/min。