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西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷 类别:网教 专业: 土木工程 2019年6月 课程名称【编号】: 过程控制 【1080】 A卷 大作业 满分:100 分 (选做两题) 第一题。(50分) 试述过程控制系统的特点。 第二题。(50分) 试述压力检测仪表的分类和测量原理。 第三题。(50分) 试述数字调节器的分类和用途。 第四题。(50分) 试述过程控制系统设计的步骤。 第五题。(50分) 图1是换热器温度静态前馈控制流程原理图,在此温度控制系统中,冷物料流量Q与进料量温度T2为主要干扰,忽略热损失,Cp为物料的比热容;hs为蒸汽的汽化潜热;T1i、T2分别为热物料设定温度、冷物料入口温度;Q、Qs分别为冷物料流量、蒸汽流量,试求静态前馈方程式。 图1. 换热器温度静态前馈控制流程原理图 (选做两题) 第一题。(50分) 试述过程控制系统的特点。 答:第一个阶段50年代前后:实现了仪表化和局部自动化,其特点: 1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表 2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统 3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数 4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定,消除或减少主要扰动对生产过程的影响 5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论,主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题。 第二个阶段60年代来:大量采用气动和电动单元组合仪表,其特点: 1、过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能,适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统 2、计算机系统开始运用于过程控制 3、过程控制系统方面为了特殊的工艺要求,相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统(串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、选择性控制) 4、在过程控制理论方面,现代控制理论的得到了应用 第三个阶段70年代以来:现代过程控制的新阶段——计算机时代,其特点: 1、对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算系统进行多参数综合控制 2、自动化技术工具方面有了新发展,以微处理器为核心的智能单元组合仪表和开发和广泛应用 3、在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用 4、集散控制系统的广泛应用 第四个阶段80年代以后:飞跃的发展,其特点: 1、现代控制理论的应用大大促进了过程控制的发展 2、过程控制的结构已称为具有高度自动化的集中、远动控制中心 3、过程控制的概念更大的发展,包括先进的管理系统、调度和优化等。 第三题。(50分) 试述数字调节器的分类和用途。 答: 数字调节器分为数字式混合比率调节器、多回路调节器和单回路调节器三类。    ① 数字式混合比率调节器 它是控制组分混合比的仪表。它与流量计、执行器配套构成混合比率控制系统和混合-批量控制系统,用于液料混合配比和混合产品的批量发货系统。    ② 多回路调节器 用微处理机实现多回路调节功能的仪表。它可独立应用于单元性生产装置(如工业炉窑、精馏塔等)中,完成装置的全部或大部分控制作用。由于单元性装置的类型很多,多回路调节器的品种和类型也很繁杂。一台多回路调节器可控制 8~16个调节回路,有的还可完成简单的程序控制或批量控制。    ③ 单回路调节器 用微处理机实现一个回路调节功能的仪表。它只有一个可送到执行器去完成闭环控制的输出。单回路调节器有两种主要用途:一是用 于系统的重要回路,以提高系统的可靠性和安全性;一是取代模拟调节器,以减少盘装仪表的数量或提高原有回路的功能,如实现单回路的高级控制、顺序控制、批 量控制。 - 3 -
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