题目
如下图所示为精馏塔温度控制系统,它通过调节进入再沸器的蒸汽量实现被控变量的稳定。试画出该控制系统的框图,确定控制阀的气开、气关型式和控制器的正、反作用,并简述由于外界干扰使精馏塔温度升高时该系统的控制过程(此处假定精馏塔的温度不能太高)。馏塔的温度不能太高)。-|||-TT TC-|||-bigcirc 再沸器-|||-蒸汽-|||-图 4-14 精馏塔温度控制系统
如下图所示为精馏塔温度控制系统,它通过调节进入再沸器的蒸汽量实现被控变量的稳定。试画出该控制系统的框图,确定控制阀的气开、气关型式和控制器的正、反作用,并简述由于外界干扰使精馏塔温度升高时该系统的控制过程(此处假定精馏塔的温度不能太高)。

题目解答
答案
解:系统框图如下:

根据题意阀门选择气开型,增益为正控制器为反作用。
克服干扰过程:
当外界干扰使蒸馏塔温度升高时,具有反作用的调节器输出信号减小,使得气开型的阀门开度减小,蒸汽流量随之减小,使精馏塔温度降低,克服干扰的影响。
解析
步骤 1:确定控制系统的框图
根据题目描述,精馏塔温度控制系统通过调节进入再沸器的蒸汽量来实现被控变量的稳定。因此,控制系统框图如下:
```
外界干扰 -> 精馏塔温度 -> 测量仪表 -> 调节器 -> 控制阀 -> 再沸器 -> 蒸汽
```
步骤 2:确定控制阀的气开、气关型式
由于精馏塔的温度不能太高,当温度升高时,需要减少蒸汽量以降低温度。因此,控制阀应选择气开型,即当控制信号增加时,阀门开度增大,蒸汽量增加;当控制信号减小时,阀门开度减小,蒸汽量减小。
步骤 3:确定控制器的正、反作用
由于精馏塔的温度不能太高,当温度升高时,需要减少蒸汽量以降低温度。因此,控制器应选择反作用,即当测量值(精馏塔温度)增加时,控制器输出减小,使得控制阀开度减小,蒸汽量减小,从而降低精馏塔温度。
步骤 4:简述由于外界干扰使精馏塔温度升高时该系统的控制过程
当外界干扰使精馏塔温度升高时,测量仪表检测到温度升高,将信号传递给控制器。控制器根据反作用原理,输出减小的信号,使得气开型的控制阀开度减小,蒸汽流量随之减小,使精馏塔温度降低,克服干扰的影响。
根据题目描述,精馏塔温度控制系统通过调节进入再沸器的蒸汽量来实现被控变量的稳定。因此,控制系统框图如下:
```
外界干扰 -> 精馏塔温度 -> 测量仪表 -> 调节器 -> 控制阀 -> 再沸器 -> 蒸汽
```
步骤 2:确定控制阀的气开、气关型式
由于精馏塔的温度不能太高,当温度升高时,需要减少蒸汽量以降低温度。因此,控制阀应选择气开型,即当控制信号增加时,阀门开度增大,蒸汽量增加;当控制信号减小时,阀门开度减小,蒸汽量减小。
步骤 3:确定控制器的正、反作用
由于精馏塔的温度不能太高,当温度升高时,需要减少蒸汽量以降低温度。因此,控制器应选择反作用,即当测量值(精馏塔温度)增加时,控制器输出减小,使得控制阀开度减小,蒸汽量减小,从而降低精馏塔温度。
步骤 4:简述由于外界干扰使精馏塔温度升高时该系统的控制过程
当外界干扰使精馏塔温度升高时,测量仪表检测到温度升高,将信号传递给控制器。控制器根据反作用原理,输出减小的信号,使得气开型的控制阀开度减小,蒸汽流量随之减小,使精馏塔温度降低,克服干扰的影响。