杭电过程控制2013复习(1)(2)

11.某精馏塔塔顶控制方案如图所示,试分析回答

12. 有附图所示反应器，反应器温度是用冷却水控制的。

（1）如果主要扰动是冷却水阀前压力有波动，应组成怎样的串级控制系统回路？画出控制

10062813复习资料

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方案。

（2）画出采用串级控制系统时的流程图。并设控制阀是气开式，那么，两个控制器分别应选正作用还是反作用，为什么？

（3）如果控制阀为气关式，两个控制器的正反作用是否需要改变？

（1（2副控制器应选反作用，主控制器应选正作用

（3）如果控制阀为气关式，副控制器改为正作用，主控制器正反作用不变。

13.已知某换热器被控变量是出口温度θ，操纵变量是蒸汽流量Q。在蒸汽流量作阶跃变化时，出口温度响应曲线如图所示。该过程通常可以近似作为一阶滞后环节来处理。试估算该控制通道的特性参数K、T、τ，写出该控制通道的动态方程。若调节器为PI，试进行参数整定。

14.某聚合反应釜内进行放热反应，釜温过高会发生事故，为此采用夹套水冷却。由于釜温控制要求较高，且冷却水压力、温度波动较大，故设置控制系统如图所示。

（1）这是什么类型的控制系统？试画出其方块图，说明其主变量和副变量是什么？ （2）选择调节阀的气开、气关型式； （

3）选择调节器的正、反作用；

（4）如主要干扰是冷却水的温度波动，试简述其控制过程； 答：

（1）这是串级控制系统。主变量是是釜内温度Ø1，副变量是夹套内温度Ø2。其方块如图所示。

（2）为了在气源中断时保证冷却水继续供应，以防止釜温过高，故调节阀应采用气关阀，为“－”方向。

（3）主调节器T1C的作用方向可以这样来确定：由于主、副变量（θ1、θ2）增加时，都要求冷却水的调节阀开大，因此主调节器应为“反”作用。

副调节器T2C的作用方向可按简单（单回路）控制系统的原则来确定。由于冷却水流量增加时，夹套温度θ2是下降的，即副对象为“－”方向。已知调节阀为气关阀，“－”方向，故调节阀T2C应为“反”作用。

（4）如主要干扰是冷却水温度波动，整个串级控制系统的工作过程是这样的：设冷却水的温度升高，则夹套内的温度θ2升高，由于T2C为反作用，故其输出降低，因而气关阀的阀门开大，冷却水流量增加以及时克服冷却水温度变化对夹套温度θ2的影响，因而减少以致消除冷却水温度波动对釜内温度θ1的影响，提高了控制质量。

15.在某生产过程中，冷物料通过加热炉对其进行加热，热物料温度必须满足生产工艺要求，故设计图所示温度控制系统流程图，画出控制框图，指出被控过程、被控参数和控制参数。确定调节阀的气开、气关形式和调节器控制规律及其正、反作用方式。

解：系统方框图：

被控过程为加热炉；被控参数是热物料的温度；控制参数为燃料的流量。

根据生产安全原则，当系统出现故障时应该停止输送燃料，调节阀应选用气开式。即无气时调节阀关闭。

控制器的正反作用的选择应该在根据工艺要求，调节器应为负作用。

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