文档介绍：过程控制工程综合练****题2016/06/03某一管式加热炉的控制系统如图1所示,被控变量为工艺介质出口温度T;P为控制阀后的燃气压力,而Ps为燃气气源压力(系统主要干扰之一);Tm与Pm分别表示T、P的测量信号;u为控制阀的开度;Psp、Tsp分别表示控制器TC11、PC21的设定值。试描述该控制系统完整的方块图,并注明每一模块的输入输出信号;选择控制阀的气开/气关形式,并解释选择的原因;确定控制器PC21、TC11的正反作用,以构成负反馈控制系统。图1管式加热炉工艺介质出口温度控制系统考虑上述温度控制系统,当控制器PC21为“自动”、控制器TC11为“手动”时,对于PC21的设定值阶跃变化,对应的过程响应曲线如图2所示。~;而温度变送器TT11的量程为200~400℃。试指出温度控制器TC11对应的广义被控对象的输入输出信号;计算该广义对象的特征参数K、T、τ;若TC11采用PID控制器,试整定其PID参数Kc、Ti、Td。,需要用水将NaOH溶液稀释,对应的控制系统如图3所示。假设NaOH溶液质量流量计FT31的仪表量程为0~30T/hr,而FT32的仪表量程为0~120T/hr,而且两流量计均为线性DDZ-III仪表,输出信号为4~20mADC。另外,K为某一比值计算单元,其输入输出满足以下关系。试获得K值与实际流量比F1/F2之间的函数关系;假设NaOH溶液的质量浓度为20%,需要将其浓度稀释成5%。试确定K值。若F1的变化范围为10~20T/hr,试计算I2与I3的变化范围。,图中加法器的运算式为,其中IL为液位调节器LC41的输出,IS为经开方后的蒸汽质量流量测量值,IW为经开方后的给水质量流量测量值(假设IL、IS、IW的单位均为百分量%,取值范围0~100)。为确保锅炉安全,给水阀选用气关阀。试画出该系统的完整方块图,并注明每一模块的输入输出信号;选择LC41的正反作用与系数C1、C2、C3的符号,以构成负反馈系统,并说明你的选择原理;若蒸汽流量仪表FT32的量程范围为0~20T/hr,给水流量仪表FT33的量程范围为0~25T/hr。假设给水阀为线性阀,其开度的最大变化范围为0~100%。对于调节阀开度的变化,对应的水量变化量为KV=(T/hr)/%。为实现对蒸汽量的理想静态前馈控制,试确定系数C2、C3应满足的关系。,()()分别表示流量控制器FC23(FC24)的给定值与过程值,;“LS”模块表示低选器,;“HS”模块表示高选器,。假设燃料量与空气量的检测仪表FT23、FT24均为质量流量仪,且仪表量程分别为0–5T/hr、0–100T/hr,流量仪测量输出RFm、RAm的范围均为0–100(%);乘法器输出为KFA×RAm,其中KFA为无因次的乘法系数。假设工艺过程所希望的空气/燃料质量比为18:1。试回答:KFA如何设定,以满足工艺要求?该系统采用蒸汽压力变送器PT22来反映产汽与用汽的平衡关系,试确定压力控制器PC22的正反作用,以构成负反馈控制系统。假设该系统初态为稳定状态,当蒸汽用量增加或减少时,试描述该系统的自动控制过程。,要求采用蒸汽流量RV控制工艺介质的出口温度T2。试依据下列情况设计相应的控制方案,并给出带控制的流程图。情况#1:工艺介质流量RF与蒸汽入口压力PV均比较稳定;情况#2:RF稳定,而PV变化频繁;情况#3:RF变化频繁,而PV比较稳定;情况#4:RF与PV均变化频繁。,控制目标为维持工艺介质出口温度T的恒定,操作变量为液氨的流量Ra,目前采用如图7所示的单回路控制方案。操作经验表明该方案存在一定的危险性:当工艺介质入口温度过高时,温度控制器TC31将大幅度地增加液氨流量,这样可能导致氨冷却器内的液面过高,使液氨进行氨气管线而损坏压缩机。工艺过程要求控制工程师设计一新的控制方案以防止液面超高,这里假设控制阀为气开阀。(1) 试设计一个多回路控制方案,以实现正常情况下的温度定值控制,同时确保异常情况下氨冷却器内液位也不会超上限(液位上限对应的测量值为Lmax),并将控