(2)什么是过程控制系统?试用方框图表示其一般组成。答:过程控制系统:一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。过程控制系统的一般性框图如图1-1所示:图1-1过程控制系统的一般性框图(3)单元组合式仪表的统一信号是如何规定的?答:各个单元模块之间用统一的标准信号进行联络。1)模拟仪表的信号:气动0.02~0.1MPa;电动Ⅲ型:4~20mADC或1~5VDC。2)数字式仪表的信号:无统一标准。(4)试将图1-2加热炉控制系统流程图用方框图表示。答:加热炉控制系统流程图的方框图如图1-3所示:图1-2加热炉过程控制系统流程(5)过程控制系统的单项性能指标有哪些?各自是如何定义的?答:1)单项性能指标主要有:衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。2)各自定义为:衰减比:等于两个相邻的同向波峰值之比n;超调量σ:第一个波峰值与最终稳态值y()之比的百分数:最大动态偏差A:在设定值阶跃响应中,系统过渡过程的第一个峰值超出稳态值的幅度;静差,也称残余偏差C:过渡过程结束后,被控参数所达到的新稳态值y()与设定值之间的偏差C称为残余偏差,简称残差;调节时间:系统从受干扰开始到被控量进入新的稳态值的()范围内所需要的时间;振荡频率:过渡过程中相邻两同向波峰(或波谷)之间的时间间隔叫振荡周期或工作周期,其倒数称为振荡频率;上升时间:系统从干扰开始到被控量达到最大值时所需时间;峰值时间:过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。(9)两个流量控制系统如图1-4所示。试分别说明它们是属于什么系统?并画出各自的系统框图。图1-4两个流量控制回路示意图答:系统1是前馈控制系统,系统2是反馈控制系统。系统框图如图1-5如下:系统1系统2图1-5两个流量控制回路方框图(10)只要是防爆仪表就可以用于有爆炸危险的场所吗?为什么?答:1)不是这样。2)比如对安全火花型防爆仪表,还有安全等级方面的考虑等。(11)构成安全火花型防爆控制系统的仪表都是安全火花型的吗?为什么?答:1)是的。2)因为安全火花型防爆系统必备条件之一为:现场仪表必须设计成安全火花型。2.综合练习题(3)某化学反应过程规定操作温度为80±5℃,最大超调量小于或等于5%,要求设计的定值控制系统,在设定值作最大阶跃干扰时的过渡过程曲线如图1-8所示。要求:1)计算该系统的稳态误差、衰减比、最大超调量和过渡过程时间;2)说明该系统是否满足工艺要求。答:1)由上图可得y(∞)=81℃,设定值r=80℃,B1=85−81=4,B2=82−81=1稳态误差e(∞)=r−y(∞)=80℃-81℃=−1℃衰减比:,最大超调量:过渡过程时间ts:大概在18min左右。2)虽然该系统最大超调满足要求,然而在规定操作温度为80℃,而最后趋于稳定的值却为81℃,因此不满足工艺要求。(4)图1-9所示为一类简单锅炉汽泡水位控制流程图,试画出该控制系统框图,并说明其被控过程、被控参数、控制参数和干扰参数各是什么图1-9锅炉汽泡水位控制流程图答:1)控制系统框图如图1-10所示:图1-10锅炉汽泡水位控制框图2)被控过程:加热器+汽包;被控参数:汽包水位;控制参数:上水流量;干扰参数:蒸汽流量变化。1.基本练习题(3)某台测温仪表测量的上下限为500℃~1000℃,它的最大绝对误差为±2℃,试确定该仪表的精度等级;答:根据题意可知:最大绝对误差为±2℃则精度等级所以仪表精度等级为0.4级(4)某台测温仪表测量的上下限为100℃~1000℃,工艺要求该仪表指示值的误差不得超过±2℃,应选精度等级为多少的仪表才能满足工艺要求?答:由题可得:仪表精度等级至少为0.001级。或者0.002(5)有一台DDZ-Ⅲ型两线制差压变送器,已知其量程为20~100kPa,当输入信号为40kPa和80kPa时,变送器的输出分别是多少?答:由题可得:变送器输出的分别是8mA和16mA。(12)某被测温度信号在40~80℃范围内变化,工艺要求测量误差不超过±1%,现有两台测温仪表,精度等级均为0.5级,其中一台仪表的测量范围为0~100℃,另一台仪表的测量范围为0~200℃,试问:这两台仪表能否满足上述测量要求?答:由题可得:这两台仪表...