《自动化仪表与过程控制》练习题及参考答案

答：(1)该系统是一个串级控制系统，其方框图为：

(2)当调节阀气源出现故障失去气源时，为保证系统安全，应使阀门处于关闭位置，故调节阀采用气开式。

5、如下图所示的液体储罐，设进水口和出水口的体积流量分别是 和 ，输出变量为液位，储罐的横截面积为 。试建立该液体储罐的动态数学模型

。

完整解答过程如下（含评分标准）： 液位的变化满足动态物料平衡关系：

液罐内蓄液量的变化率＝单位时间内液体流入量－单位时间内液体流出量：

…………………………………………………………

…………………(2分)

以增量形式表示各变量偏离起始稳态值的程度。即：

（

式

1）………………………………………………………………(2分) 由重力场中无粘性不可压缩流体定常流动的伯努利方程：

………………………………………………

…………(2分) 得：故

……………………………………………………………

………(2分)

对非线性项进行泰勒级数展开，并取线性部分：

…………………………………………………

……………(1分) 将上式代入（式1），得：

整理并省略增量符号，得微分方程：

…………………………………………………………

………………(1分)

经拉氏变换可得传递函数为：

………………………………………………………

………………(2分) 什么是过程控制？

过程控制是生产过程自动化的简称。

过程控制的特点

1，系统由被控过程与系类化生产的自动化仪表组成 2，被控过程复杂多样，通用控制系统难以设计 3，控制方案丰富多彩，控制要求越来越高 4,控制过程大多属于慢变过程与参量控制 5，定值控制是过程控制的主要形式

过程参数检测仪表通常由传感器和变松器组成。

测温仪表的选用原则

1，仪表精度等级应符合工艺参数的误差要求

2，选用的仪表应能操作方便、运行可靠、经济、合理，在同一工程中应尽量减少一起的品种和规格

3，仪表的量程应大于工艺要求的实际测温范围，但也不能太大。 4，热电偶是测温仪表的首选检测元件，但当在低温测量时还是选用热电阻元件合适

5，对装有保护套管的测温元件，保护套管的耐压等级应不低于

所在管线或设备的耐压等级，其材料根据最高使用温度及被测戒指的特性确定

压力是指作用于单位面积上的力，即物理上的压强 流量

单位时间内流过工艺管道某截面的流体数量称为瞬时流量，而把某一段时间内流过工艺管道某截面的流体总量称为累计流量

调节器的功能 1，偏差显示 2，输出显示 3，内外给定的选择 4，正反作用的选择 5，手动切换操作 6，其他功能

执行器由执行机构和调节机构两部分组成。

执行器的气开，是指当气压信号p>0.02 时，阀门由关闭逐渐打开；气关相反

调节阀的流量特性是指控制介质流过阀门的相对流量与阀门相对开度之间的关系