图7-2所示为一蒸汽加热器温度控制系统。(1)指出该系统中的被控变量、操纵变量、被控对象各是什么?(2)该系统可能的干扰有哪些?蒸汽-|||-一re-|||-令物料-|||-热物斜-|||-冷凝水-|||-图 7-2 蒸汽加热器的温度控制(3)该系统的控制通道是指什么?(4)试画出该系统的方块图.(5)如果被加热物料过热易分解时,试确定控制阀的气开、气关型式和控制器的正、反作用。(6)试分析当冷物料的流量突然增加时,系统的控制过程及各信号的变化情况。

解:(1)该系统的被控对象是蒸汽加热器,被控变量是被加热物料的出口温度,操纵变量是加热蒸汽的流量。

(2)该系统可能的干扰有加热蒸汽压力;冷物料的流量及温度;加热器内的传热状况(例结垢状况);环境温度变化等。

(3)该系统的控制通道是指由加热蒸汽流量变化到热物料的温度变化的通道。

(4)方块图如图7-3所示。

(5)由于被加热物料过热易分解,为避免过热,当控制阀上气源中断时,应使阀处于关闭状态,所以控制阀应选气开型式。

由于加热蒸汽流里增加时,被加热物料出口温度是增加的.故该系统中的对象是属于“+”作用方向的。阀是气开型式,也属于“+”作用方向。为使系统具有负反馈作用,控制器应选“一”作用的,即反作用方向的。

(6)当冷物料流量突然增大时,会使物料出口温度T 下降。这时由于温度控制器TC是反作用的,故当侧量值z下降时,控制器的输出信号u上升,即控制阀膜头上的压力上升。由于阀是气开型式的,故阀的开度增加,通过阀的蒸汽流量也相应增加,于是会使物料出口温度上升,起到因物料流量增加而使温度下降相反的作用,故为负反馈作用。所以该系统由于控制作用的结果,能自动克服干扰对被控变量的影响,使被控变量维持在恒定的数值上。