1、 P162、化工自动化主要包括哪些内容？一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。4、自动控制系统主要由哪些环节组成？自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。6、图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中 PI-307、TRC-303、FRC-305 所代表的意义。PI-307 表示就地安装的压力指示仪表 ，工段号为 3，仪表序号为 07；TRC-303 表示集中仪表盘安装的，具有指示 记录功能的温度控制仪表；工段号为 3，仪表序号为 03；FRC-305 表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能 的流量控制仪表；工段号为 3，仪
2、表序号为 05。11、图所示为一反应器温度控制系统示意图。A 、B 两种物料进入反应器进行反应，通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。试画出该温度控制系统的方块图，并指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的干扰是什么？ 图 反应器温度控制系统该温度控制系统的方块图反应器温度控制系统方块图其中，被控对象：反应器；被控变量：反应器内的温度；操纵变量：冷却水流量。可能影响被控变量的干扰因素主要有 A、B 两种物料的温度、进料量，冷却水的压力、温度，环境温度的高低等。21、某化学反应器工艺规定操作温度为(90010) 。考虑安全因素，控制过程中温度偏离给定值最大不
3、得超过 80。现设计的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如题 1-19 图所示。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、超调量、衰减比、余差、振荡周期和过渡时间（被控温度进入新稳态值的1%（即 900（1% ）=9）的时间） ，并回答该控制系统能否满足题中所给的工艺要求？题 1-19 图 温度控制系统过渡过程曲线解 最大偏差 A=950900=50（） ；超调量 B=950908=42（） ；由于 B=918908=10（） ，所以，衰减比 n=B:B=42:10=4.2；余差 C=908900=8；振荡周期 T=459=36(min)；过渡时间 ts=47min。因为 A=
4、501.0%， 所 以 该压力表不符合 1.0 级精度。20、某压力表的测量范围为 01MPa，精度等级为 1.0 级，试问此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为 0.5MPa 时，标准压力计上读数为 0.508MPa，试问被校压力表在这一点是否符合 1 级精度，为什么？解：压力表允许的最大绝对误差为max=1.0MPa1.0%=0.01MPa在校验点 0.5MPa 处，绝对误差为=0.50.508=0.008(MPa)该校验点的测量误差为 %57.1058.故该校验点不符合 1.0 级精度。21、为什么测量仪表的测量范围要根据测量大小来选取？选一台量程很大
5、的仪表来测量很小的参数值有何问题？解 ：（1）为了保证敏感元件能在其安全的范围内可靠地工作，也考虑到被测对象可能发生的异常超压情况，对仪表的量程选择必须留有足够的余地，但还必须考虑实际使用时的测量误差，仪表的量程又不宜选得过大。（2）由于仪表的基本误差 m 由其精度等级和量程决定，在整个仪表测量范围内其大小是一定的，选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值这样会加大测量误差。22、如果某反应器最大压力为 0.8MPa，允许最大绝对误差为 0.01MPa。现用一台测量范围为 01.6MPa，精度为 l.0 级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求？若采用一台测量范围为 01.0MPa，精度
6、为 1.0 级的压力表，问能符合误差要求吗？试说明其理由。解 用 01.6MPa、精度为 l.0 级的压力表来进行测量的基本误差1max=1.6MPa1.0%=0.016MPa0.01MPa(允许值)该表不符合工艺上的误差要求。用 01.0MPa、精度为 l.0 级的压力表来进行测量的基本误差2max=1.0MPa1.0%=0.01MPa0.01MPa(允许值)该表符合工艺上的误差要求。23、某台空压机的缓冲器，其工作压力范围为 1.11.6MPa，工艺要求就地观察罐内压力，并要求测量结果的误差不得大于罐内压力的5，试选择一台合适的压力计(类型、测量范围、精度等级)，并说明其理由。解 空压机缓
7、冲器内压力为稳态压力，其工作压力下限 pmin=1.1MPa，工作压力上限pmax=1.6MPa。设所选压力表量程为 p，则根据最大、最小工作压力与选用压力表量程关系，有 )(13.264343maxmax MPap 1inin p根据压力表量程系列（附表 1） ，可选 YX-150 型、测量范围为 02.5MPa 的电接点压力表。根据测量误差要求，测量的最大误差为max1.15%=0.055(MPa)则所选压力表的最大引用误差应满足 %2.105.2max要求，故可选精度等级为 1.5 级的压力表。24、某合成氨厂合成塔压力控制指标为 14MPa，要求误差不超过 0.4MPa，试选用一台就地
8、指示的压力表(给出型号、测量范围、精度等级 )。解 合成塔控制压力 14MPa 为高压，设所选压力表的量程为 p，则)(3.2145MPap根据压力表量程系列（附表 1） ，可选 YX-150 型、测量范围为 025MPa 的电接点压力表。根据测量误差要求，所选压力表的最大允许误差应满足 %6.025.max要求，故可选精度等级为 1.5 级的压力表。37、用转子流量计来测气压为 0.65MPa、温度为 40的 CO2 气体的流量时，若已知流量计读数为 50L/s，求 CO2 的真实流量（已知 CO2 在标准状态时的密度为 1.977kgm 3） 。解 由题知：p 0=0.101325MPa，
9、p 1=0.65+0.101325=0.751325(MPa)；T 0=293K，T1=273+40=313（K） ； 0=1.293kg/Nm3； 1=1.977kg/Nm3，Q 0=50L/s。则 )/(1525.97.9011 sLQT38、用水刻度的转子流量计，测量范围为 010L/min，转子用密度为 7920kgm 3 的不锈钢制成，若用来测量密度为 0.831kgL 苯的流量，问测量范围为多少？若这时转子材料改为由密度为 2750kgm 3 的铝制成，问这时用来测量水的流量及苯的流量，其测量范围各为多少？解 由题知 t=7920kgm 3， f=0.831kgL=831kgm 3
10、， W=1000m 3，Q 0=10 L/min测苯的流量的修正系数为 9.1)87920(wftQKQr=Q0/KQ=10/0.911.1(L/min)所以，苯的流量测量范围为 011.1L/min。当转子材料改为铝时， r=2750kgm 3，此时测水的流量的修正系数为210275)9(wrtQQr0=Q0/KrQ=10/2=5(L/min)所以，此时测水的流量的测量范围为 05L/min测苯的流量的修正系数为 87.01)83275(wfrfQKQrf=Qr0/KfQ=5/0.87=5.75（L/min）所以，此时测苯的流量的测量范围为 05.75L/min。50、什么是液位测量时的零点
11、迁移问题?怎样进行迁移?其实质是什么?（参考）答 （1）当被测容器的液位 H=0 时，差压液位计所感受的压差p0 的现象，称为液位测量时的零点迁移在使用差压变送器测量液位时，一般压差 与液位高度 H 之间的关系为： = 。这就是一般的“无迁移”的情况。当 Ho 时，作用在正、负压室的压力是相等的。实际应用中，有时为防止容器内液体和气体进入变送器而造成管线堵塞或腐蚀，并保持负压室的液柱高度恒定，在变送器正、负压室与取压点之间分别装有隔离罐，并充以隔离液设被测介质密度为 ，隔离液密度为 ：(通常 )，此时正、负压室的压力分别为：正负压室间的压差为：当 H=0 时， ，此为“有迁移”情况。若采用的是
12、 DDZ型差压变送器，其输出范围为 420mA 的电流信号。“无迁移” 时，H0， 0，变送器输出 4mA； 。“有迁移”时，H0， 为了使液位的零值与满量程能与变送器输出的上、下限值相对应，即在“有迁移”情况下，使得当 H0 时， 。可调节仪表上的迁移弹簧，以抵消固定压差 的作用，此为“零点迁移”方法。这里迁移弹簧的作用，其实质就是改变测量范围的上、下限，相当于测量范围的平移，它不改变量程的大小。52、测量高温液体(指它的蒸汽在常温下要冷凝的情况) 时，经常在负压管上装有冷凝罐(见题 3-48 图)，问这时用差压变送器来测量液位时，要不要迁移？如要迁移，迁移量应如何考虑？解：差压液位计正压室
13、压力p1=gh1+ gH+p0负压室压力p2=gh2+ p0正、负压室的压差p=p1p2= gH(h2h1) g H=0 时，p= (h 2h1) g。这种液位测量时，具有“负迁移”现象，为了使 H=0 时，p=0，该差压变送器测液位时需要零点迁移，迁移量为(h 2h1) g59、常用的热电偶有哪几种？所配用的补偿导线是什么？为什么要使用补偿导线？并说明使用补偿导线时要注意哪几点？解：（1）常用的热电偶有如下几种：（2）所配用的补偿导线如下：（3）用廉价的补偿导线代替热电偶使冷端远离热端不受其温度场变化的影响并与测量电路相连接。使用补偿导线时要注意：在一定的温度范围内，补偿导线与配对的热电偶具
14、有相同或相近的热电特性；保持延伸电极与热电偶两个接点温度相等。60、用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？其冷端温度补偿的方法有哪几种？解：（1）热电偶的热电势只有当 T0（或 t0）恒定是才是被测温度 T（或 t）的单值函数。热电偶标准分度表是以 T00为参考温度条件下测试制定的，只有保持 T00，才能直接应用分度表或分度曲线。若 T00，则应进行冷端补偿和处理。（2）冷端温度补偿的方法有：延长导线法，0恒温法，冷端温度修正法，冷端温度自动补偿法等。63、现用一支镍铬-铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为 30，显示仪表的机械零位在 0时，这时指示值为 400，则认为换热器内的温度
15、为 430对不对？为什么？正确值为多少度？解 认为换热器内的温度为 430不对。设换热器内的温度为 t，实测热电势为 E(t，30) ，根据显示仪表指示值为 400，则有E(t， 30)= E(400，0)，由中间温度定律并查镍铬 -铜镍（E 型）热电偶分度表，有E(t，0)= E(t，30)+ E(30，0)= E(400，0)+ E(30 ，0)=28943+1801=30744 V反查镍铬-铜镍热电偶分度表，得换热器内的温度 t=422.564、测温系统如图 3-17 所示。请说出这是工业上用的哪种温度计？已知热电偶的分度号为K，但错用与 E 配套的显示仪表，当仪表指示为 160时，请计
16、算实际温度 tx 为多少度？(室温为 25)图 3-17 测温系统图解 这是工业上用的热电偶温度计。查分度号 E，可得 160时的电势为 10501V，这电势实际上是由 K 热电偶产生的，即 V105)2,(xtE查分度号 K，可得 10),2(E，由此可见， V1505,),( ttxx由这个数值查分度号 K，可得实际温度 tx=283。67、用分度号为 Ptl00 铂电阻测温，在计算时错用了 Cul00 的分度表，查得的温度为 140，问实际温度为多少？解 查 Cul00 的分度表，140对应电阻为 159.96，而该电阻值实际为 Ptl00 铂电阻测温时的电阻值，反查 Ptl00 的分度
17、表，得实际温度为 15769、说明热电偶温度变送器、热电阻温度变送器的组成及主要异同点。热电偶温度变送器的结构大体上可分为三大部分：输入桥路、放大电路及反馈电路。热电阻温度变送器的结构大体上也可分为三大部分：输入桥路、放大电路及反馈电路。热电阻温度变送器和热电偶温度变送器比较，放大电路是通用的，只是输入电路和反馈电路不同。P1511、气动执行器主要由哪两部分组成？各起什么作用？气动执行器由执行机构和控制机构（阀）两部分组成。执行机构是执行器的推动装置，它根据控制信号（由控制器来）压力的大小产生相应的推力，推动控制机构动作，所以它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。控制机构是指控制阀，它是执
18、行器的控制部分，它直接与被控介质接触，控制流体的流量，所以它是将阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置。2、控制阀的结构形式主要有哪些？各使用在什么场合？直通单座控制阀 应用于小口径、低压差的场合。直通双座控制阀角型控制阀 适用于现场管道要求直角连接，介质为高黏度、高压差和含有少量悬浮物和固体颗粒的场合。三通控制阀 配比控制或旁路控制隔膜控制阀 适用于强酸、强碱、强腐蚀性介质的控制，也能用于含少量纤维或悬浮颗粒状介质的控制。蝶阀 大口径、大流量、低压差，含少量纤维或悬浮颗粒状介质球阀 适用于高黏度和污秽介质的控制凸轮挠曲阀 用于高黏度灬带有悬浮物的介质流量控制笼式阀 压差大，要求噪声小的场合。对高
19、温、高黏度及含固体颗粒的介质不适用书 P1414、试分别说明什么叫控制阀的流量特性和理想流量特性？ 常用的控制阀理想流量特性有哪些？解 控制阀的流量特性是指操纵介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（相对位移）间的关系： LlfQmax式中，相对流量 Q/Qmax 是控制阀某一开度时流量 Q 与全开时流量 Qmax 之比；相对开度 l/L是控制阀某一开度行程 l 与全开行程 L 之比。在不考虑控制阀前后压差变化时得到的流量特性称为理想流量特性。主要有：直线流量特性 ；LlR)1(max等百分比（对数）流量特性 ；alQ抛物线流量特性 ；21maxxKld快开流量特性 max)(1LlR等四种。
20、11、什么叫气动执行器的气开式与气关式？其选择原则是什么？答 随着送往执行器的气压信号的增加，阀逐渐打开的称为气开式，反之称为气关式。气开、气关式的选择主要是由工艺生产上安全条件决定的。一般来讲，阀全开时，生产过程或设备比较危险的选气开式；阀全关时，生产过程或设备比较危险的应选择气关式。16 试述电-气阀门定位器的用途。答 电一气阀门定位器除了能将电信号转换为气信号外，还能够使阀杆位移与送来的信号大小保持线性关系，即实现控制器来的输人信号与阀门位置之间关系的准确定位，故取名为定位器。定位器可以使用在阀的不平衡力较大或阀杆移动摩擦力较大等场合，同时还可以利用定位器来改变阀的流量特性，改变执行器的
21、正、反作用。在分程控制中，利用定位器可以使阀在不同的信号段范围内作全行程移动。P1681、简单控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 简 单 控 制 系 统 由 检 测 变 送 装 置 、 控 制 器 、 执 行 器 及 被 控 对 象 组 成 。检 测 变 送 装 置 的 作 用 是 检 测 被 控 变 量 的 数 值 并 将 其 转 换 为 一 种 特 定 输 出 信 号 。控 制 器 的 作 用 是 接 受 检 测 装 置 送 来 的 信 号 ， 与 给 定 值 相 比 较 得 出 偏 差 ， 并 按 某 种 运 算规 律 算 出 结 果 送 往 执 行 器 。执 行 器 能 自
22、动 地 根 据 控 制 器 送 来 的 控 制 信 号 来 改 变 操 纵 变 量 的 数 值 ， 以 达 到 控 制 被 控变 量 的 目 的 。被 控 对 象 是 指 需 要 控 制 其 工 艺 参 数 的 生 产 设 备 或 装 置 。7、 操纵变量的选择应遵循哪些原则？ （ 1） 操 纵 变 量 应 是 工 艺 上 允 许 加 以 控 制 的 可 控 变 量 ；（ 2） 操 纵 变 量 应 是 对 被 控 变 量 影 响 诸 因 素 中 比 较 灵 敏 的 变 量 ， 即 控 制 通 道 的 放 大 系 数要 大 一 些 ， 时 间 常 数 要 小 一 些 ， 纯 滞 后 时 间 要
23、尽 量 小 ；（ 3） 操 纵 变 量 的 选 择 还 应 考 虑 工 艺 的 合 理 性 和 生 产 的 经 济 性 。2、和 12 题 7-2 图是一反应器温度控制系统示意图。试画出这一系统的方块图，并说明各方块的含义，指出它们具体代表什么？假定该反应器温度控制系统中，反应器内需维持一定温度，以利反应进行，但温度不允许过高，否则有爆炸危险。试确定执行器的气开、气关型式和控制器的正、反作用。题 7-2 图 反应器温度控制系统解 该反应器温度控制系统方块图如下图所示。题解 7-2 图 反应器温度控制系统方块图其中：被控对象是反应器；被控变量是反应器内温度；操纵变量是蒸汽流量；控制器是温度控制器 TC。根据工艺要求，执行器应为气开型式；蒸汽流量增加时，反应器内温度升高，被控对象是“正”作用；所以，控制器应为“ 反”作用。13、试确定题 7-13 图所示两个系统中执行器的正、反作用及控制器的正、反作用。（1）题 7-13(a) 图为一加热器出口物料温度控制系统，要求物料温度不能过高，否则容易分解；（2）题 7-13(b) 图为一冷却器出口物料温度控制系统，要求物料温度不能太低，否则
