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习题习题习题习题答案答案答案答案《《《《化工仪表及自动化化工仪表及自动化化工仪表及自动化化工仪表及自动化》》》》第五版第五版第五版第五版厉玉鸣厉玉鸣厉玉鸣厉玉鸣主编主编主编主编化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社Ex1.Ex1.Ex1.Ex1.化工自动化化工自动化化工自动化化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。在化工设备上,配备上一些自动化装过程自动化的简称。在化工设备上,配备上一些自动化装过程自动化的简称。在化工设备上,配备上一些自动化装过程自动化的简称。在化工设备上,配备上一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法,动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法,动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法,动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法,称为化工自动化。称为化工自动化。称为化工自动化。称为化工自动化。�实现化工生产过程自动化的意义:实现化工生产过程自动化的意义:实现化工生产过程自动化的意义:实现化工生产过程自动化的意义:((((1111)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量。)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量。)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量。)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量。((((2222)减轻劳动强度,改善劳动条件。)减轻劳动强度,改善劳动条件。)减轻劳动强度,改善劳动条件。)减轻劳动强度,改善劳动条件。((((3333)能够保证生产安全,防止事故发生或扩大,达到延长设)能够保证生产安全,防止事故发生或扩大,达到延长设)能够保证生产安全,防止事故发生或扩大,达到延长设)能够保证生产安全,防止事故发生或扩大,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的。备使用寿命,提高设备利用能力的目的。备使用寿命,提高设备利用能力的目的。备使用寿命,提高设备利用能力的目的。((((4444)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。习题(第一章)习题(第一章)习题(第一章)习题(第一章)Ex2.Ex2.Ex2.Ex2.化工生产过程自动化,一般包括自动检测、自动保护、自化工生产过程自动化,一般包括自动检测、自动保护、自化工生产过程自动化,一般包括自动检测、自动保护、自化工生产过程自动化,一般包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。动操纵和自动控制等方面的内容。动操纵和自动控制等方面的内容。动操纵和自动控制等方面的内容。习题(第一章)习题(第一章)习题(第一章)习题(第一章)Ex3.Ex3.Ex3.Ex3.闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又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。从信号传递关系上看,构成了一个有反向联系的自动控制。从信号传递关系上看,构成了一个有反向联系的自动控制。从信号传递关系上看,构成了一个有反向联系的自动控制。从信号传递关系上看,构成了一个闭合回路。闭合回路。闭合回路。闭合回路。开环控制系统开环控制系统开环控制系统开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺是指控制器与被控对象之间只有顺是指控制器与被控对象之间只有顺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。从信号传递关系上看,向控制而没有反向联系的自动控制。从信号传递关系上看,向控制而没有反向联系的自动控制。从信号传递关系上看,向控制而没有反向联系的自动控制。从信号传递关系上看,未构成闭合回路。未构成闭合回路。未构成闭合回路。未构成闭合回路。Ex7.Ex7.Ex7.Ex7.方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形,由于各个环节在图中都用一个方块表示,故称之为方图形,由于各个环节在图中都用一个方块表示,故称之为方图形,由于各个环节在图中都用一个方块表示,故称之为方图形,由于各个环节在图中都用一个方块表示,故称之为方块图。块图。块图。块图。Ex8.Ex8.Ex8.Ex8.测量元件与变送器:测量元件与变送器:测量元件与变送器:测量元件与变送器:用来感受被控变量的变化并将它转换用来感受被控变量的变化并将它转换用来感受被控变量的变化并将它转换用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号(如气压信号、电压、电流信号等);成一种特定的信号(如气压信号、电压、电流信号等);成一种特定的信号(如气压信号、电压、电流信号等);成一种特定的信号(如气压信号、电压、电流信号等);控控控控制器:制器:制器:制器:将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的给定值信号进行比较得出偏差,根据偏差的大小及变化持的给定值信号进行比较得出偏差,根据偏差的大小及变化持的给定值信号进行比较得出偏差,根据偏差的大小及变化持的给定值信号进行比较得出偏差,根据偏差的大小及变化趋势,按预先设计好的控制规律进行运算后,将运算结果用趋势,按预先设计好的控制规律进行运算后,将运算结果用趋势,按预先设计好的控制规律进行运算后,将运算结果用趋势,按预先设计好的控制规律进行运算后,将运算结果用特定的信号送住执行器。特定的信号送住执行器。特定的信号送住执行器。特定的信号送住执行器。执行器:执行器:执行器:执行器:能自动地根据控制器送来能自动地根据控制器送来能自动地根据控制器送来能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入(或流出)被控对象的物料量或能的信号值相应地改变流入(或流出)被控对象的物料量或能的信号值相应地改变流入(或流出)被控对象的物料量或能的信号值相应地改变流入(或流出)被控对象的物料量或能量,从而克服扰动影响,实现控制要求。量,从而克服扰动影响,实现控制要求。量,从而克服扰动影响,实现控制要求。量,从而克服扰动影响,实现控制要求。习题(第一章)习题(第一章)习题(第一章)习题(第一章)Ex9.Ex9.Ex9.Ex9.被控对象:被控对象:被控对象:被控对象:在自动控制系统中,将需要控制其工艺参数的在自动控制系统中,将需要控制其工艺参数的在自动控制系统中,将需要控制其工艺参数的在自动控制系统中,将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做生产设备或机器叫做生产设备或机器叫做生产设备或机器叫做~~~~。。。。被控变量:被控变量:被控变量:被控变量:被控对象内要求保持给被控对象内要求保持给被控对象内要求保持给被控对象内要求保持给定值的工艺参数。定值的工艺参数。定值的工艺参数。定值的工艺参数。给定值:给定值:给定值:给定值:被控变量的预定值。被控变量的预定值。被控变量的预定值。被控变量的预定值。操纵变量:操纵变量:操纵变量:操纵变量:受控制阀操纵的,用以克服干扰的影响,使被控变量保持给受控制阀操纵的,用以克服干扰的影响,使被控变量保持给受控制阀操纵的,用以克服干扰的影响,使被控变量保持给受控制阀操纵的,用以克服干扰的影响,使被控变量保持给定值的物料量或能量。定值的物料量或能量。定值的物料量或能量。定值的物料量或能量。Ex15.Ex15.Ex15.Ex15.定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。Ex16.Ex16.Ex16.Ex16.在在在在自动化领域中,把被控变量不随时间而变化的平衡状自动化领域中,把被控变量不随时间而变化的平衡状自动化领域中,把被控变量不随时间而变化的平衡状自动化领域中,把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为态称为态称为态称为系统的静态系统的静态系统的静态系统的静态,把被控变量随时间而变化的不平衡状态,把被控变量随时间而变化的不平衡状态,把被控变量随时间而变化的不平衡状态,把被控变量随时间而变化的不平衡状态称为称为称为称为系统的动态系统的动态系统的动态系统的动态。。。。∵∵∵∵干扰是客观存在的,是不可避免的干扰是客观存在的,是不可避免的干扰是客观存在的,是不可避免的干扰是客观存在的,是不可避免的。一。一。一。一个自动控制系统投入个自动控制系统投入个自动控制系统投入个自动控制系统投入运行时,时时刻刻运行时,时时刻刻运行时,时时刻刻运行时,时时刻刻都受到干扰作用,都受到干扰作用,都受到干扰作用,都受到干扰作用,破坏正常的工艺生产状破坏正常的工艺生产状破坏正常的工艺生产状破坏正常的工艺生产状态。这就需要通过自动化装置态。这就需要通过自动化装置态。这就需要通过自动化装置态。这就需要通过自动化装置不断施加不断施加不断施加不断施加控制作用去对抗或抵控制作用去对抗或抵控制作用去对抗或抵控制作用去对抗或抵消干扰作用的影响,使被控变量保持在消干扰作用的影响,使被控变量保持在消干扰作用的影响,使被控变量保持在消干扰作用的影响,使被控变量保持在工艺所要求的工艺所要求的工艺所要求的工艺所要求的技术指技术指技术指技术指标上。一个正常工作的自动控制系统,标上。一个正常工作的自动控制系统,标上。一个正常工作的自动控制系统,标上。一个正常工作的自动控制系统,总受到总受到总受到总受到频繁的干扰作频繁的干扰作频繁的干扰作频繁的干扰作用,用,用,用,总处在总处在总处在总处在频繁的动态过程中频繁的动态过程中频繁的动态过程中频繁的动态过程中。。。。∴∴∴∴了解了解了解了解系统动态系统动态系统动态系统动态更为重要。更为重要。更为重要。更为重要。习题(第一章)习题(第一章)习题(第一章)习题(第一章)Ex17.Ex17.Ex17.Ex17.阶阶阶阶跃作用:在某一瞬间跃作用:在某一瞬间跃作用:在某一瞬间跃作用:在某一瞬间t0t0t0t0,干扰突然地阶跃式地加到系,干扰突然地阶跃式地加到系,干扰突然地阶跃式地加到系,干扰突然地阶跃式地加到系统上,并保持在这个幅度。统上,并保持在这个幅度。统上,并保持在这个幅度。统上,并保持在这个幅度。采用阶跃干扰的原因:阶跃干扰比较突然,比较危险,对被控采用阶跃干扰的原因:阶跃干扰比较突然,比较危险,对被控采用阶跃干扰的原因:阶跃干扰比较突然,比较危险,对被控采用阶跃干扰的原因:阶跃干扰比较突然,比较危险,对被控变量的影响也最大。如果一个控制系统能够有效克服阶跃干变量的影响也最大。如果一个控制系统能够有效克服阶跃干变量的影响也最大。如果一个控制系统能够有效克服阶跃干变量的影响也最大。如果一个控制系统能够有效克服阶跃干扰,对其他比较缓和的干扰也一定很好地克服。阶跃干扰形扰,对其他比较缓和的干扰也一定很好地克服。阶跃干扰形扰,对其他比较缓和的干扰也一定很好地克服。阶跃干扰形扰,对其他比较缓和的干扰也一定很好地克服。阶跃干扰形式简单,容易实现,便于分析、实验和计算。式简单,容易实现,便于分析、实验和计算。式简单,容易实现,便于分析、实验和计算。式简单,容易实现,便于分析、实验和计算。Ex19.Ex19.Ex19.Ex19
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