过程控制工程2-4章答案（孙洪程著）

(2 )如果要求F1：F2=2：1，应如何设置乘法器的设置值I0? 答：没有加开方器，流量与测量信号成非线性关系，所以

K'=K2(F1max/ F2max)2=0.52×（3600/2000）2=0.81 I0=16K'+4=16×0.81+4=16.96mA

3.9某化学反应过程要求参与反应的A、B两物料保持FA：FB=4：2.5的比例，两物料的最大流量FAmax=625m3/h，FBmax=290m3/h。通过观察发现A、B两物料流量因管线压力波动而经常变化。根据上述情 况，要求：

①设计一个比较合适的比值控制系统。

答：采用双闭环比值控制系统，使主副流量保持稳定，克服因管线压力波动而经常变化带来的干扰，并保持比值关系，如下图所示。

②计算该比值系统的比值系数K’。 答：设流量与测量信号成线性关系 K'=K(F1max/ F2max)=(2.5/4)×(625/290)=1.35

③该比值系统中，比值系数应设置于何处?设置值应该是多少(假定采用DDZ-Ⅲ型仪表)? 答：该比值系统中，比值系数应设置于135%。设置值应该是1.35

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④选择该比值控制系统控制阀的开闭形式及控制器的正、反作用。

答：选择两个控制阀为气开式，当流量增加时，测量值增加，控制器输入为正，此时要求阀的开度减小，即控制器输出下降，所以两个控制器为反作用。

3.10在硝酸生产过程中有一氧化工序，其任务是将氨氧化生成一氧化氮。为了提高氧化率，要求维持氨与氧的比例为2：1。该比值控制系统采用如图3.25所示的结构形式。已知：F

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试求比值系数max=5000Nm/h。

氨max

=12000Nm3/h，F

氧

K'=?如果上述比值控制用DDZ-Ⅱ型仪表来实现，比值系数的设置值p0应该

是多少?

答：流量与测量信号成线性关系

K'=K(F1max/ F2max)=(1/2)×(12000/5000)=1.2 用DDZ-Ⅱ型仪表来实现，信号为0~10mA，

I0=10K' =10×1.2=12 mA，所以，应在副流量回路中串入一个比例系数为0.5的比值器。

3.11有一个比值控制系统如图3.26所示。图中K为一系数。若已知K=2，FAmax=300kg/h，FBmax=1000kg/h，试求K'=？K=?。

答：该系统为用比值器组成的方案， K为一系数且K=2，即在副流量上串入了一个放大倍数为2的比值器，副流量信号被放大了2倍，从图中可以看出此系统为流量比为2的比值控制系统，即K=2

K'=K(F1max/ F2max)=2×(300/1000)=0.6 所以K=2、K'=0.6

3.12一个双闭环比值控制系统如图3.27所示。其比值用DDZ-Ⅲ型乘法器来实现。已知F1max=7000kg/h，F2max=4000kg/h。要求：

①画出该系统方块图。

②若已知I0=18mA求该比值系统的比值K=?比值系数K’=? ③待该比值系统稳定时，测I1=l0mA，试计算此时I2？

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答：①方框图如下 ②

I0=16K'+4 18=16K'+4 K'=0.875

K'=K(F1max/ F2max)= K×(7000/4000)=0.875 K=0.5

③比值系统稳定时，测I1=l0mA， 由公式

得：K'=( I2-4)/(10-4)，I2=l.25mA

3.13图3.28所示为一个用电动仪表来实现的比值控制系统。乘法器的输入/输出信号为直流1~5V，其运算公式为

IR+主控制器控制阀开方器测量变送主对象I1I0乘法器F1I’1+副控制器控制阀开方器测量变送副对象I2F2I2?I20I2max?I20'K? I1?I10I1max?I10v'?(v0?1)(v1?1)已知：G1max=3600 kg/h，G2max=2000 kg/h。当系统稳定时，测

?1(V)，411

得v1=4V，v2=3V，试计算该比值控制系统的比值系数K'=?，K=? v0=?

答：K'=（v2-1）/（v1-1）=2/3=0.67 设流量与测量信号成线性关系

K'=K(F1max/ F2max)= K (3600/ 2000) =(2/3) K= 0.37

根据比值控制要求，乘法器的v1’与v1之间应具有下面的关系： v1’-1=K'(v0-1) 再根据

v'?(v0?1)(v1?1)?1(V)，4可得：K'=(v0-1)/4

v0=4 K'+1=4×0.67+1=3.68 V

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