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过程装备控制技术及应用答案

【篇一：过程装备控制技术及应用习题及参考答案】

txt>1、什么叫生产过程自动化？生产过程自动化主要包含了哪些内

容？
答：利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。

主要包含：①自动检测
系统
②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。
2、自动控制系统主要由哪几个环节组成？自动控制系统常用的术语

有哪些？
答：一个自动控制系统主要有两大部分组成：一部分是起控制作用

的全套自动控制装置，
包括
测量仪表，变送器，控制仪表以及执行器等；另一部分是自动控制

装置控制下的生
产设备，即被控对象。
自动控制系统常用的术语有：
被控变量y——被控对象内要求保持设定数值的工艺参数，即需要

控制的工艺参数；
给定值（或设定值）ys——对应于生产过程中被控变量的期望值；
测量值ym——由检测原件得到的被控变量的实际值；
操纵变量（或控制变量）m——受控于调节阀，用以克服干扰影响，

具体实现控制作用的
变量称为操纵变量，是调节阀的输出信号；
干扰f——引起被控变量偏离给定值的，除操纵变量以外的各种因素；
偏差信号（e）——被控变量的实际值与给定值之差，即e=ym-ys
控制信号u——控制器将偏差按一定规律计算得到的量。
3、什么是自动控制系统的方框图？它与工艺流程图有什么不同？
答：自动控制系统的方框图上是由传递方块、信号线（带有箭头的

线段）、综合点、分支
点成的表示控制系统组成和作用的图形。其中每一个分块代表系统

中的一个组成部分，
方块内填入表示其自身特性的数学表达式；方块间用带有箭头的线

段表示相互间的关系及
信号的流向。采用方块图可直观地显示出系统中各组成部分以及它

们之间的相互影响和信
号的联系，以便对系统特性进行分析和研究。而工艺流程图则是以

形象的图形、符号、代
号，表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表自控等的

排列及连接，借以表达
在一个化工生产中物料和能量的变化过程，即原料→成品全过程中

物料和能量发生的变化及
其流向。
4、在自动控制系统中，什么是干扰作用？什么是控制作用？两者有

什么关系？
答：干扰作用是由干扰因素施加于被控对象并引起被控变量偏离给

定值的作用；控制作用
是由控制器或执行器作用于被控对象，通过改变操纵变量克服干扰

作用，使被控变量保持
在给定值，两者的相同之处在于都是施加于被控对象的作用，不同

之处在于干扰作用是使
被控变量偏离给定值，而控制作用是使被控变量接近给定值。
5、什么是闭环控制？什么是开环控制？定值控制系统为什么必须是

一个闭环负反馈系
统？
答：闭环控制是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联

系的自动控制，即操纵
变量通过被控对象去影响被控变量，而被控变量又通过自动控制装

置去影响操纵变量，从
信号传递关系上看，构成了一个闭合回路。开环控制是指控制器与

被控对象之间只有顺向
控制而没有反向联系的自动控制系统。即操纵变量通过被控对象去

影响被控变量，但被控
变量并不通过自动控制装置去影响操纵变量，从信号传递关系上看，

未构成闭合回路。定
值控制系统要求给定值恒定不变，控制系统的输出即被控变量应稳

定在与给定值相对应的
工艺指标上，或在工艺指标的上下一定范围内变化，因此需要闭环

控制。另外负反馈其反
馈信号的作用方向与设定信号相反，是系统稳定工作的基本条件，

因此定值控制系统必须
是一个闭环负反馈系统。
6、在图1-13的换热器出口温度控制系统中，工艺要求热物料出口

温度保持为某一设定
值。
①试画出该控制系统的方框图；
②方框图中各环节的输入信号和输出信号是什么？整个系统的输入

信号和输出信号又是什
么？
③系统在遇到干扰作用（如冷物料流量突然增大）时，该系统如何

实现自动控制的？
图1-13答：○2、该控制系统及各环节的输入、输出信号如图所示。

整个系统的输入信号为：给
定值ys，干扰作用f，输出为热物料出口温度t，
○3、当冷物料流量增大，则出口温度y减小，tt检测后所得ym减

小，偏差信号e=ym-
ys0，输入调节器后产生控制信号u，使执行器或调节阀加大阀门开

度，使温度t升高，从
而实现控制。
7、图1-14为贮糟液位控制系统，工艺要求液位保持为某一数值，
（1）试画出该系统的方框图；
（2）指出系统中被控对象，被控变量，操纵变量，干扰作用各是什

么？
答：（1）如图所示为该控制系
（2）该系统中被控变量对象为贮槽；被控变量为贮槽液位；操纵

变量为出水流量；干扰作用为：进水流量，大气温度等。
8、什么是自动控制系统的过度过程？在阶跃干扰作用下有哪几种基

本形式？其中哪些能满足自动控制的要求，哪些不能，为什么？
答：对于任何一个控制系统，扰动作