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附录:习题与思考题参考答案

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:②减小传输信号线路混入的噪声干扰,强电和弱电信号线分开,动力线与信号线分开,采用屏蔽线,合理接地等。为了提高气动仪表的灵敏度,也需要将信号压力的下限定得高于零。所以就将整个气动仪表信号压力的下限定为0.02MPa。处理完毕后,再恢复原状。2)电动执行机构的制动器间隙调整不当,或磨损严重,使伺服电机惰走太大,应定期进行检查和调整。投入自动时,电动执行机构要全开到大于100%。

附录:习题与思考题参考答案

第一章

1~8.略。

9.【答】FSK是数字通信使用工业标准Bell 202频移键控技术,即在模拟输出4~20mA直流电流信号上叠加一个0.5mA值的双音频信号来完成远程通信。

10.略。

第二章

1~9.略。

10.【答】

根据题意,已知A0=400,Amax=600,Nx=0BFH=191,Nmax=0FFH=255,N0=0,则

第三章

1~3.略。

4.【答】调整前变送器输出最大误差为10×0.5%=0.05kPa(50Pa);调整后(零点迁移,迁移量6kPa,量程为4kPa)变送器输出最大误差为4×0.5%kPa=0.02kPa(20Pa)。

5.【答】左图应该零点负迁移,以抵消连通管路中的液体静压力。右图应该零点正迁移,以抵消负压室多出的固定差压。

6.【答】:Hρg=2.5×1200×9.8Pa=29400Pa,变送器量程可选为40kPa。当H=0时,-ρ2gh2-h1)=-950×9.8×4Pa=-37.24kPa。因此,变送器需要进行负迁移,迁移量为-37.24kPa。

7.【答】变送器的量程比是指在满足精度要求的情况下所能测量的最大值与最小值的比。一般情况下,量程比越大,其测量精度就越低。

8.【答】

1)要正确选择变送器的量程及零点。

2)减小测量误差:①减小测量元件与变送器间连线引起的附加误差。对于电阻温度计,采用三线制连接方式,对热电偶要正确选用补偿导线。②减小传输信号线路混入的噪声干扰,强电和弱电信号线分开,动力线与信号线分开,采用屏蔽线,合理接地等。③合理选择测点位置。

3)用补偿方法克服测量元件的非线性误差。

4)减小测量滞后,可在变送器后串接一只微分器,或采用微分先行的调节器。

5)减小信号波动。

9.【答】11.36mA。

10.【答】400~600℃,200℃,400℃,正迁移。

第四章

略。

第五章

1~3.略。

4.【答】数字PID产生积分饱和的原因是积分作用,当系统偏差无法长时间消除时就会产生积分饱和。模拟调节器不会产生积分饱和现象,原因是其积分装置为电容器,容量有上限限制。

5~6.略。

7.【答】设置调节器(控制器)正、反作用的原则是保证闭环控制系统为负反馈

8.【答】数字调节器(控制器)手自动切换跟踪作用的目的是无扰切换。

第六章

1~4.略。

5.【答】对气动信号而言,作为气动仪表最基本的控制元件———喷嘴挡板机构,其特性曲线在输出压力接近最小和最大时的线性度很差,所以只能选取中间线性度较好的一段作为工作段,才能保证仪表的精确度,这一段的下限一般就是0.02MPa。此外,气动仪表所用的弹性元件很多,如膜片、膜盒、波纹管、弹簧等,它们都具有一定的刚度,起动点都有一定的死区。气动执行器的死区则更大一些。为了提高气动仪表的灵敏度,也需要将信号压力的下限定得高于零。所以就将整个气动仪表信号压力的下限定为0.02MPa。

6.【答】阀位信号最能反映计算机控制系统的输出及其动作情况,而计算机的输出与实际阀位有时又不完全相同(在手操位置时),把阀位信号反馈到计算机,形成了一个小的闭环回路,其主要用途有:

1)作为计算机控制系统的跟踪信号。计算机控制系统与一般的调节系统一样,都有手操作作为后备,由手动操作切向计算机控制时,阀位和计算机输出不一定相同,为了减少切换时的干扰,必须使计算机输出跟踪阀位,所以必须有阀位反馈信号。

2)作为计算机控制系统的保护信号。计算机控制系统的优点之一是逻辑功能强。引入阀位反馈信号,可以根据阀位设置上下限报警,以监视计算机的输出单位或位与计算机输出的偏差报警,以监视阀位回路或计算机输出根据阀位,作为程控切换的依据等保护功能。

7.【答】气动活塞式执行机构振荡的主要原因是执行机构输出力量不够。另外,执行机构的刚度太小以及执行机构周围有振动设备,也会引起执行机构和调节阀的振荡。执行机构输出力不够是由于汽缸压力不足引起的。对于双喷嘴挡板、双功率放大器、定位器的活塞式执行机构,可能是气源压力不足或放大器节流孔堵塞引起的。对于配滑阀定位器的活塞式执行机构,则可能是气源压力降低引起的。查找气源压力降低的原因及疏通节流孔时,应将执行机构与调节阀分离,改为手轮调节。处理完毕后,再恢复原状。

8.【答】造成电动执行机构振荡的原因主要有以下几个方面:

1)电动执行机构伺服放大器的不灵敏区太小。(www.xing528.com)

2)电动执行机构的制动器间隙调整不当,或磨损严重,使伺服电机惰走太大,应定期进行检查和调整。

3)调节器参数整定不当一般是由于比例带设置太小,系统增益较大,这对有中间被调参数(或称导前参数)的系统更为明显。出现这种情况时,应重新整定调节器参数。

9.【答】33.75°。

10.【答】14.67mA。

11~14.略。

15.【答】若阀位信号正向接入伺服放大器,则就形成了正反馈。投入自动时,电动执行机构要全开到大于100%。如果这时调节器的输出也是正向接入伺服放大器,则电动执行机构会很快全开到大于100%;即使把调节器的输出反向接入伺服放大器,也不能改变这一现象。上述现象一般出现在安装接线错误

16~19.略。

第七章

1.略。

2.【答】汽轮机转速控制;自动同期控制;负荷控制;参与一次调频;机、炉协调控制;快速减负荷;主汽压控制;单阀、多阀控制;阀门试验;轮机程控起动;OPC控制;甩负荷及失磁工况控制;双机容错;与DCS实现数据共享;手动控制。

3.【答】随着汽轮机机组容量的不断增大,蒸汽参数不断提高,控制系统为了提高动态响应而采用高压控制油,在这种情况下,电厂为防止火灾而不能采用传统的透平油作为控制系统的介质。所以EH系统设计的液压油为磷酸酯型高压抗燃油。

4~7.略。

8.【答】油动机是调节汽阀的执行机构,它将由放大器或电液转换器输入的二次油信号转换为有足够做功能力的行程输出以操纵调节阀,控制汽轮机进汽。油动机主要由油缸、错油门、连接体和反馈机构组成。

9.【答】在油动机快速关闭时,不会将阀心及阀座损坏。因为在油动机活塞的尾部采用了液压缓冲装置,可以将动能累积的主要部分在冲击发生前、动作的最后瞬间转变为流体的能量,从而保证了阀心及阀座的冲击应力在允许范围内。

10~16.略。

第八章

1~3.略。

4.【答】转差离合器发生卡涩后,可能出现给粉机转速偏高且控制不灵活,即转速与手操信号不呈线性关系。卡涩严重时,则可能完全失控。卡涩一般是因为转差离合器的电枢与磁极之间的气隙中积有煤粉、尘埃等杂物,造成机械部分变位,使离合器的电枢与磁极间产生摩擦所致。在出现卡涩时,须停运转差离合器,然后进行检查和清洗。

5~8.略。

9.【答】可以,通过空气“工作介质”可以传递少量转矩,该转矩称为拖曳转矩。

10.【答】易熔塞是液力偶合器的过热保护装置,是必不可少的部件之一。它中间的填料是由低熔点合金配制而成的,熔点的温度是根据液力偶合器的使用环境和配套设备的具体要求而确定的。偶合器在制动或过载时其损失的发热功率会使工作油温度急剧升高,并接近工作油的闪点;同时会使偶合器产生激烈的振动,引起工作油着火,造成偶合器严重损坏的后果,安装了易熔塞后,只要工作油温度接近134℃,易熔塞中的低熔点合金就会熔化,工作油在离心力的作用下从易熔塞中喷出,使主动部分和从动部分完全断开,不再传递转矩,从而保护了偶合器和工作机械。

11~13.略。

14.【答】U/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性,基于在改变电源频率调速的同时控制变频器输出电压,以保证电动机的磁通不变,通用型变频器基本上都采用这种控制方式。U/f控制变频器结构简单,采用开环控制方式,不能得到较高的控制性能,而且在低频时必须进行转矩补偿以改变低频转矩特性。

15.【答】矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位,以达到对电动机励磁电流和转矩电流分别进行控制,进而实现控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间,又可以形成各种PWM波,达到各种不同的控制目的。

16.【答】按照公式P=1.05Pm/ηm·cosφ得变频器的额定容量应该大于等于84.3kVA。

第九章

1~4.略。

5.【答】测量压力时,如使用工程单位值,AI模块的L_TYPE参数设置为“direct”。如使用0~100%表示,AI模块的L_TYPE参数设置为“indirect”;测量流量时,AI模块的L_TYPE参数设置为“indirect with Square Root”,即开平方根。

6.【答】测量范围的下限:-50;测量范围的上限:400;工程单位:1001或℃;小数点右边的位数:0。

7.【答】测量范围的下限:0;测量范围的下限:100;工程单位:1342或%;小数点右边的位数:1。

8.【答】L_TYPE:Direct;XD_SCALE:0~100kPa;OUT_SCALE:0~100kPa;CHANNEL:1;OUT=45kPa。

9.【答】L_TYPE:Indirect;XD_SCALE:0~5kPa;OUT_SCALE:0.5~5.5m;CHAN-NEL:1(压力);OUT=[(3.5-0)/(5-0)]×(5.5-0.5)m+0.5m=4m。

10.【答】L_TYPE:Direct;XD_SCALE:450,-200,1001,0;OUT_SCALE:450,-200,1001,0;OUT:100℃。

11~13.略。

14~15.【答】参见第九章第三节中“常用控制策略及SYSCON组态”部分内容。

16.【答】将前馈信号引入PID功能块的FF_VAL输入端。

17.【答】使用SPLT功能块。

18.【答】使用ISEL功能块。

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