化工仪表及自动化课后习题答案.doc

知识点： 1. 自动控制系统的概念：化工自动化，包括化工、炼油、食品、轻工等行业的生产过程，通过自动化装置管理生产过程，代替操作人员的部分劳动，实现不同程度的自动化。 2. 化工生产自动化的作用：加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量；减轻劳动强度，改善劳动条件；保证生产安全，防止事故发生，延长设备使用寿命，提高设备利用能力；改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。 3. 自动控制系统的组成：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。 4. 控制系统的分类：闭环控制与开环控制。闭环控制系统包含反馈环节，能够提高系统的精确度和缩短响应时间；适用于对系统响应时间、稳定性要求高的场合。开环控制系统没有反馈环节，系统稳定性不高，响应时间长，精确度较低，适用于简单的系统。 5. 自动控制系统的主要环节：测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象。 6. 方块图的定义：表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，各个环节在图中用一个方块表示。 7. 测量变送装置的功能：测量被控变量的大小并转化为特定的输出信号送往控制器；控制器接受信号与设定值比较得出偏差，并根据运算规律输出特定信号。 8. 执行器的功能：根据控制器信号自动改变阀门开启度，改变操纵变量的大小。 9. 被控对象和变量：自动控制系统中，需要控制的生产过程、设备或机器。被控变量是对象内要求保持的工艺参数。 10. 控制系统术语解释：给定值（设定值、期望值）、操纵变量（调节变量）、操纵介质（操纵剂）、控制作用和干扰作用。 11. 温度控制系统的方块图分析：反应器内的温度是被控变量，冷却水流量是操纵变量，可能的干扰因素包括物料温度、进料量、冷却水压力、环境温度等。 12. 负反馈概念：反馈信号与输入信号极性相反，可以减小非线性失真，提高放大电路输出波形的质量。 13. 自动控制系统的分类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。 14. 系统的静态与动态：被控变量不随时间变化的平衡状态为静态，随时间变化的不平衡状态为动态。了解系统动态更重要，因为实际运行中系统总在动态变化。 15. 阶跃作用与振荡过程：阶跃作用是突然将干扰加到系统上并保持，用于测试控制系统克服干扰的能力。等幅振荡和发散振荡过程属于不稳定过程。 16. 仪表编号解读：例如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流量控制仪表，工段号为3，仪表序号为05。 总结以上知识点，化工仪表及自动化是实现生产过程自动化的关键技术，涉及自动检测、控制、保护等环节。在实际应用中，控制系统根据功能和结构可分为闭环和开环两种，各自具有不同的特点和适用场景。控制系统由多个环节组成，每环节都具有明确的功能和作用。了解和掌握系统的静态与动态特性，以及如何利用各种控制策略应对干扰，是保证生产过程安全、高效、稳定运行的基础。此外，对于系统的识别和诊断能力，通过如方块图等工具，能够清晰地理解系统的工作原理和响应特性。