题目
(20分) 某列管式蒸汽加热器,工艺要求出口物料温度稳定在(90±1)℃。已知主要干扰为蒸汽压力的波动。(1) 确定被控变量,并选择相应的测量元件。(2) 制定合理的控制方案。(3) 如物料温度不允许过高,否则易裂解,试确定控制阀的气开、气关式。(4) 画出控制流程图与方框图。 蒸汽-|||-原料 T
(20分) 某列管式蒸汽加热器,工艺要求出口物料温度稳定在(90±1)℃。已知主要干扰为蒸汽压力的波动。
(1) 确定被控变量,并选择相应的测量元件。
(2) 制定合理的控制方案。
(3) 如物料温度不允许过高,否则易裂解,试确定控制阀的气开、气关式。
(4) 画出控制流程图与方框图。
题目解答
答案
答:①被控变量为列管式蒸汽加热器物料出口温度,因测量温度较低但精度较高选择铂热电阻为测量元件。
②干扰为蒸汽压力,控制方案选用副参数为蒸汽压力主参数为物料出口温度的串级控制。
③控制阀选用的气开式
④控制流程图与方框图如图
解析
步骤 1：确定被控变量
被控变量是需要控制的工艺参数，根据题目要求，出口物料温度需要稳定在(90±1)℃，因此被控变量为物料出口温度。由于温度测量范围较低但精度要求较高，选择铂热电阻作为测量元件。
步骤 2：制定控制方案
主要干扰为蒸汽压力的波动，为了稳定物料出口温度，可以采用串级控制方案。其中，主参数为物料出口温度，副参数为蒸汽压力。通过控制蒸汽压力来稳定物料出口温度。
步骤 3：确定控制阀的气开、气关式
由于物料温度不允许过高，否则易裂解，因此控制阀应选择气关式。当控制信号增加时，控制阀开度减小，蒸汽流量减少，从而降低物料温度，防止物料温度过高。
步骤 4：画出控制流程图与方框图
控制流程图与方框图如下所示：
蒸汽 - $\bigcirc $ PC TC 原料 →(
F2 F1 定值 一纵变量 副变量 主变量 子( 主控制器 副控制器 执行器 副对象 , 主对象 测量值 副测量、变送 在 主测量、变送
被控变量是需要控制的工艺参数，根据题目要求，出口物料温度需要稳定在(90±1)℃，因此被控变量为物料出口温度。由于温度测量范围较低但精度要求较高，选择铂热电阻作为测量元件。
步骤 2：制定控制方案
主要干扰为蒸汽压力的波动，为了稳定物料出口温度，可以采用串级控制方案。其中，主参数为物料出口温度，副参数为蒸汽压力。通过控制蒸汽压力来稳定物料出口温度。
步骤 3：确定控制阀的气开、气关式
由于物料温度不允许过高，否则易裂解，因此控制阀应选择气关式。当控制信号增加时，控制阀开度减小，蒸汽流量减少，从而降低物料温度，防止物料温度过高。
步骤 4：画出控制流程图与方框图
控制流程图与方框图如下所示：
蒸汽 - $\bigcirc $ PC TC 原料 →(
F2 F1 定值 一纵变量 副变量 主变量 子( 主控制器 副控制器 执行器 副对象 , 主对象 测量值 副测量、变送 在 主测量、变送