结构推理 某换热器的温度控制系统方块图如图所示。系统的被控变量为出口物料温度,要求保持在(200士2)℃。操纵变量为加热蒸汽的流量。采用的控制仪表为DDZ-III型电动单元组合式仪表。 (1)说明图中R, E, Q, C, F所代表的专业术语内容。 (2)说明Z, 1, P的信号范围。 (3)选用合适的测温元件。 (4)气动执行器的输入、输出各是什么物理量? (5)若记录仪表的记录曲线上,最高值为202℃、最低值为198℃,问该系统是否达到了控制要求?
【正确答案】解(1) R为给定值,E为偏差(E=R-Z),Q为操纵变量,C为被控变量,F为干扰变量。 (2) Z的信号范围为4~20mA DC(此为DDZ- III型仪表的统一信号),I的信号范围亦为4~20m A DC,P的信号范围为20~100 kPa 。 (3)因为测温范围较低(200℃ ),精度要求较高,宜选用铂电阻体(分度号为Pt100)作为测温元件。 (4)气动执行器的输入信号为20~100kPa的气压信号,输出信号为加热蒸汽的流量。 (5)因为测温元件是时间常数较大的滞后元件,因而在温度的动态变化过程中,瞬时的温度测量值不等于温度的真实值。如果温度在上升过程中,记录仪表上得到的数值已经是202℃,说明温度真实值已经超过202℃;同样,温度在下降过程中,若温度记录曲线上已经是198℃,则温度的真实值已经低于198℃。所以该系统如果记录曲线上的温度变化范围为198~202℃,物料的出口温度实际上已经超过了控制要求(200士2)℃,是不符合控制要求的。测温元件的时间常数越大,则温度测量值与温度真实值相差得也越大。当然,如果仪表是准确的话,在温度不再变化的静态情况下,温度的测量(指示)值可以代表温度的真实值。
【答案解析】