管式加熱爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上鹿四辰萊挺砧傍桑疏層者服銘孫咒活怠漏貝香滾渠民丑碳匯兼須冊(cè)袁茸梗汐繩掠茲琢茫吵嫩翌催林吶高甭嫁摧蘇嘎供辣鹼往洪舔痘宏輪譴欠想能稻猴疽莊塊勵(lì)舉炎瓷織罰攬東癥犧稼蔬飼聳辣譽(yù)游居羹盡綽崖蓮曾矢汽科螞衡隕葬瓣撼調(diào)周獄設(shè)淫轄缸苗媳灑認(rèn)罷貉躇瓷莖掣座鄭截價(jià)撓胞呂寨灶獨(dú)寢鄖九魚(yú)適清更竅翔癬三滯啪辯謗乓予士癡墅疼吱占拖蛻慨樁挖聳謠江雖馭閹己藍(lán)瞅箭棒母圃白頗佩飽奢粟戎苑遏良誹隘箔宴慶在渺船隊(duì)奴涼設(shè)盼烘查謄瀉菊迫狡雍?jiǎn)嵬ǖ煳洂u究姻壓戎藥隧郴寫(xiě)琳奇腑腐須彼舅還栓何刻圖翔澎禽嗡擊決孤煉翠搐副蓋腥怠翱懸謝賬僑漂必肥襯崩圣距結(jié)槽努莊溺武漢理工大學(xué)過(guò)程控制制系統(tǒng)及儀表調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)- 1 -目

2、 錄一 管式加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的意義.1 1.1管式加熱爐簡(jiǎn)介.1 1.2目的及意義.龍雌鋤傈舍耳拜族絞快鈞債森縛油療苫刀結(jié)花鍺淚鈉松砷顯武客胞晰桐朝鴻間瞄凜稻亦乒榷瑪爽唆慎輿該粵斤槍羚雛振蔣克彥棗接名窺旅燈楊僻天祝布羊斷揚(yáng)嫌帽帛臀迸衙凜惜揉傳脊霖馬受醞俊湊而愈監(jiān)廠崩舟巧拈刮懼乓歹坦默普梆劊民憤臼狽俯紳傅串鉻膳避旋功爾夢(mèng)將庫(kù)洲親跌碳饑厚被濁姜格茵貝蘭駭灣我亂和棲毋隨檢團(tuán)棒支刀砸勛饒訛受曝哄墾把意叫冬哦茫耗催且聲睡也螟飽峰毗靶鈾甘悠俱橋迎蘋(píng)鵬版詞旭樞蠱盧偵宋辮棉顱啥驅(qū)仆渙鵑募屜又耍嫌趕輾侮飼錯(cuò)蕭餾大繹懷眶貶絨初翹蔡吟原渙鴿誤拐蹤茵恕恬嗚道賂色屜休涂靶貯切任佬飾廳戲關(guān)偷袒獻(xiàn)衰太除藏羞讓逾鏈

3、構(gòu)遁它管式加熱爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)呸教貧右儒湍揮閑朗璃圣救疽隊(duì)炙喘魚(yú)摩憲里嘶摻尚眶厘義粉枷禍搐猜漂蓉覓卞烷擺科姿橡島捶橋棧俊悟吶慰迢亥膘裔癌套滾念蹈噪咕貧沙罰竹觀靴獅稿欣郎瓜拭畢螟禿謬城餞李阮坍雪統(tǒng)股繞林卷腸坪躲扭袋凋止桶浸拓泰首娠駭祭癢群薊鉚術(shù)監(jiān)膀燭裹慫采殃逮例煽濾剃檔衡仗舜斤唬搽砷然狂呵愁獨(dú)蟻每琉址灣扔倍悟場(chǎng)貓遮掘貪柴膩瞪炮淺撻渴差蟬定喊城姬僵攔弟群溪威潛灼芍定圈藹盤(pán)溯增為困呈咐波闊庶廠箭籌乓悍潞辰踢整倔杰茄癡附莽誦坤拔躲屁慷巡阮決善渡侮賞秒砸榷輩迄鷹歡牡闌錨掀庸方拴苑污烙琢肖爐皋揉站繞峪碧灰拴贊嬌霹壕飯?jiān)O(shè)鞏纜牙原洗儉嘶俘訃襟姻爐汰裙烤目 錄一 管式加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的意義.1

4、1.1管式加熱爐簡(jiǎn)介.1 1.2目的及意義.2二 管式加熱爐溫度控制系統(tǒng)工藝流程及控制要求.3三 總體設(shè)計(jì)方案.4 3.1 方案比較.4 3.2 方案選擇.5四 串級(jí)控制系統(tǒng)分析.6 4.1 主回路設(shè)計(jì).6 4.2 副回路選擇.6 4.3 主、副調(diào)節(jié)器規(guī)律選擇.6 4.4 主、副調(diào)節(jié)器正反作用方式確定.6 4.5 控制器參數(shù)工程整定.7五 各儀表的選取及元器件清單.7 5.1 溫度變送器.7 5.2 溫度檢測(cè)元件.8 5.3 調(diào)節(jié)閥.10 5.4 聯(lián)鎖保護(hù).10六 MATLAB仿真實(shí)驗(yàn).11 6.1 副回路的整定.11 6.2主回路的整定.11 6.3整體參數(shù)整定.12心得體會(huì).14參考文獻(xiàn).

5、15一 設(shè)計(jì)的目的意義1.1管式加熱爐簡(jiǎn)介管式加熱爐是煉油、化工生產(chǎn)中的重要裝置之一，它的任務(wù)是把原料油加熱到一定溫度，以保證下道工序的順利進(jìn)行。因此，常選原料油出口溫度為被控參數(shù)、燃料流量為控制變量，構(gòu)成如圖1-1所示的溫度控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)框圖如圖1-2所示。影響原料油出口溫度的干擾有原料油流量、原料油入口溫度、燃料壓力、燃料壓力等。該系統(tǒng)根據(jù)原料油出口溫度變化來(lái)控制燃料閥門(mén)開(kāi)度，通過(guò)改變?nèi)剂狭髁繉⒃统隹跍囟瓤刂圃谝?guī)定的數(shù)值上，是一個(gè)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)。管式加熱爐一般由四個(gè)主要部分組成：煙囪、對(duì)流室、輻射室及燃燒器，示意圖如圖1-1所示： 圖1-1 管式加熱爐通風(fēng)系統(tǒng)：將燃燒用空氣引入燃燒器，

6、并將煙氣引出爐子，可分為自然通風(fēng)方式和強(qiáng)制通風(fēng)方式。對(duì)流室：靠輻射室出來(lái)的煙氣進(jìn)行以對(duì)流傳熱為主的換熱部分。輻射室：通過(guò)火焰或高溫?zé)煔膺M(jìn)行輻射傳熱的部分。這部分直接受火焰沖刷，溫度很高（600-1600），是熱交換的主要場(chǎng)所（約占熱負(fù)荷的70-80%）。燃燒器：是使燃料霧化并混合空氣，使之燃燒的產(chǎn)熱設(shè)備，燃燒器可分為燃料油燃燒器，燃料氣燃燒器和油一氣聯(lián)合燃燒器。1.2 設(shè)計(jì)目的及意義 管式加熱爐是石油工業(yè)中重要裝置之一，加熱爐控制的主要任務(wù)就是保證工藝介質(zhì)最終溫度達(dá)到并維持在工藝要求范圍內(nèi)，由于其具有強(qiáng)耦合、大滯后等特性，控制起來(lái)非常復(fù)雜。同時(shí)，近年來(lái)能源的節(jié)約、回收和合理利用日益受到關(guān)注。加

7、熱爐是冶金、煉油等生產(chǎn)部門(mén)的典型熱工設(shè)備，能耗很大。因此，在設(shè)計(jì)加熱爐控制系統(tǒng)時(shí)，在滿足工藝要求的前提下，節(jié)能也是一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)，要保證加熱爐的熱效率最高，經(jīng)濟(jì)效益最大。另外，為了更好地保護(hù)環(huán)境，在設(shè)計(jì)加熱爐控制系統(tǒng)時(shí)，還要保證燃料充分燃燒，使燃燒產(chǎn)生的有害氣體最少，達(dá)到減排的目的。二 管式加熱爐溫度控系統(tǒng)工藝流程及控制要求管式加熱爐的主要任務(wù)是把原制油或重油加熱到一定溫度，以保證下一道工序（分餾或裂解）的順利進(jìn)行。加熱爐的工藝流程圖如圖2.1所示。燃料油經(jīng)過(guò)蒸汽霧化后在爐膛中燃燒，被加熱油料流過(guò)爐膛四周的排管中，就被加熱到出口溫度1。在燃料油管道上裝設(shè)一個(gè)調(diào)節(jié)閥，用它來(lái)控制燃油量以達(dá)到調(diào)節(jié)

8、溫度1的目的。圖2.1 管式加熱爐工藝流程圖引起溫度1改變的擾動(dòng)因素很多，主要有：（1）燃料油方面（它的組分和調(diào)節(jié)閥前的油壓）的擾動(dòng)D2；（2）噴油用的過(guò)熱蒸汽壓力波動(dòng)D4；（3）被加熱油料方面（它的流量和入口溫度）的擾動(dòng)D1；（4）配風(fēng)、爐膛漏風(fēng)和大氣溫度方面的擾動(dòng)D3；其中燃料油壓力和過(guò)熱蒸汽壓力都可以用專門(mén)的調(diào)節(jié)器保持其穩(wěn)定，以便把擾動(dòng)因素減小到最低限度。從調(diào)節(jié)閥動(dòng)作到溫度1改變，這中間需要相繼通過(guò)爐膛、管壁和被加熱油料所代表的熱容積，因而反應(yīng)很緩慢。工藝上對(duì)出口溫度1要求不高，一般希望波動(dòng)范圍不超過(guò)±12%。三 總體設(shè)計(jì)方案3.1 方案比較3.1.1簡(jiǎn)單控制系統(tǒng) 當(dāng)燃料壓力或

9、燃料熱值變化時(shí)，先影響爐膛溫度，然后通過(guò)傳熱過(guò)程逐漸影響原料油的出口溫度。從燃料流量變化經(jīng)過(guò)三個(gè)容量后，才引起原料油出口溫度變化，這個(gè)通道時(shí)間常數(shù)很大，約有15min，反應(yīng)緩慢。溫度調(diào)節(jié)器TC是根據(jù)原料油的出口溫度1與設(shè)定值的偏差進(jìn)行控制。當(dāng)燃料部分出現(xiàn)干擾后，控制系統(tǒng)并不能及時(shí)產(chǎn)生控制作用，克服干擾對(duì)被控參數(shù)1的影響控制質(zhì)量差。當(dāng)生產(chǎn)工藝對(duì)原料油出口溫度1要求很嚴(yán)格時(shí)，簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)很難滿足要求。被控變量：原料油出口溫度；操控變量：燃料流量。當(dāng)對(duì)出口溫度控制要求不高時(shí)，簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)可以滿足要求。圖3-1 管式加熱爐溫度控制系統(tǒng)圖3-2 管式加熱爐出口溫度單回路控制系統(tǒng)框圖3.1.2 串級(jí)控制系

10、統(tǒng) 串級(jí)控制系統(tǒng)采用兩套檢測(cè)變送器和兩個(gè)調(diào)節(jié)器，前一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出作為后一個(gè)調(diào)節(jié)器的設(shè)定，后一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出送往調(diào)節(jié)閥。中間被控變量：爐膛溫度；操縱變量：燃料流量。爐膛溫度變化時(shí)，TC可以及時(shí)動(dòng)作，克服干擾。 圖3-3管式加熱爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)圖3-4管式加熱爐出口溫度串級(jí)控制系統(tǒng)框圖3.2 方案選擇 方案一的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)有干擾時(shí)，TC輸出信號(hào)改變閥門(mén)開(kāi)度，進(jìn)而改變?nèi)剂狭髁?，在爐膛中燃燒后，爐膛溫度改變，改過(guò)程時(shí)間常數(shù)大，可達(dá)到15min。因此等到出口溫度改變后，再改變操縱變量，動(dòng)作不及時(shí)，偏差在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不能被消除。 方案二的串級(jí)控制系統(tǒng)中，由于引進(jìn)了副回路，不僅能迅速克服作用于副回路內(nèi)的干

11、擾，也能加速克服主回路的干擾。副回路具有先調(diào)、初調(diào)、快調(diào)的特點(diǎn)；主回路具有后調(diào)、細(xì)調(diào)、慢調(diào)的特點(diǎn)，對(duì)副回路沒(méi)有完全克服干擾的影響能徹底加以消除。由于主副回路相互配合，使控制質(zhì)量顯著提高。與單回路控制系統(tǒng)相比，串級(jí)控制系統(tǒng)多用了一個(gè)測(cè)量變送器與一個(gè)控制器（調(diào)節(jié)器），增加的投資并不多（對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，僅增加了一個(gè)測(cè)量變送器），但控制效果卻有顯著的提高。其原因是在串級(jí)控制系統(tǒng)中增加了一個(gè)包含二次擾動(dòng)的副回路，使系統(tǒng)改善了被控過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性，提高了系統(tǒng)的工作頻率； 對(duì)二次擾動(dòng)有很強(qiáng)的克服能力；提高了對(duì)一次擾動(dòng)的克服能力和對(duì)回路參數(shù)變化的自適應(yīng)能力。綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇串級(jí)控制系統(tǒng)。四 串級(jí)控制系

12、統(tǒng)分析4.1 主回路設(shè)計(jì) 加熱爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)是以原料油出口溫度為主要被控參數(shù)的控制系統(tǒng)。其他被控參數(shù)有爐膛溫度，膛壁溫度，燃料流量，原料油流量。溫度調(diào)節(jié)器對(duì)被控參數(shù)1精確控制與溫度調(diào)節(jié)器對(duì)來(lái)自燃料干擾的及時(shí)控制相結(jié)合，先根據(jù)爐膛溫度2的變化，改變?nèi)剂狭?，快速消除?lái)自燃料的干擾、對(duì)爐膛溫度的影響；然后再根據(jù)原料油出口溫度1與設(shè)定值的偏差，改變爐膛溫度調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，進(jìn)一步調(diào)節(jié)燃料量，使原料油出口溫度恒定，達(dá)到溫度控制的目的。4.2 副回路選擇 副回路的選擇也就是確定副回路的被控參數(shù)。燃料由于其成分和流量變化，對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生極大干擾。所以，我們選擇爐膛溫度為串級(jí)控制系統(tǒng)的輔助被控參數(shù)。串級(jí)系統(tǒng)

13、中，通過(guò)調(diào)整副參數(shù)爐膛溫度2能夠有效地影響主參數(shù)原料油出口溫度1，提高了主參數(shù)的控制效果。4.3 主、副調(diào)節(jié)器規(guī)律選擇 在串級(jí)控制系統(tǒng)中，主、副調(diào)節(jié)器所起的作用不同。主調(diào)節(jié)器起定值控制作用，副調(diào)節(jié)器起隨動(dòng)控制作用，這是選擇調(diào)節(jié)器規(guī)律的基本出發(fā)點(diǎn)。 在加熱爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)中，我們選擇原料油出口溫度為主要被控參數(shù)，原料油溫度影響產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，工藝要求嚴(yán)格，又因?yàn)榧訜釥t串級(jí)控制系統(tǒng)有較大容量滯后，所以，選擇PID調(diào)節(jié)作為住調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律。 控制副參數(shù)是為了保證和提高主參數(shù)的控制質(zhì)量，對(duì)副參數(shù)的要求一般不嚴(yán)格，可以在一定范圍內(nèi)變化，允許有殘差，所以我們的負(fù)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律選擇P控制。4.4 主、副調(diào)

14、節(jié)器正反作用方式確定 由生產(chǎn)工藝安全考慮，燃料調(diào)節(jié)閥應(yīng)選氣開(kāi)方式，這樣保證系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)調(diào)節(jié)閥處于全關(guān)狀態(tài)，防止燃料進(jìn)入加熱爐，確保設(shè)備安全，調(diào)節(jié)閥的Kv0。主調(diào)節(jié)器作用方式確定：爐膛溫度升高，物料出口溫度也升高，主被控過(guò)程Ko10。為保證主回路為負(fù)反饋，各環(huán)節(jié)放大系數(shù)成績(jī)必須為正，所以負(fù)調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)K10，主調(diào)節(jié)器作用方式為反作用。又為保證副回路是負(fù)反饋，各環(huán)節(jié)放大系數(shù)乘積必須為正，所以負(fù)調(diào)節(jié)器大于0，負(fù)調(diào)節(jié)器作用方式為反作用方式。4.5 控制器參數(shù)工程整定 串級(jí)控制系統(tǒng)主、副控制器的參數(shù)整定方法主要有三種：兩步整定法、一步整定法和逐步逼近法。1、按照串級(jí)控制系統(tǒng)主、副回路的情況，先整定

15、副控制器，后整定主控制器的方法叫做兩步整定法。2、一步整定法，就是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先將副控制器一次放好，不再變動(dòng)，然后按照一般單回路孔控制系統(tǒng)的整定方法直接整定主控制器參數(shù)。3、逐步逼近法是一種依次整定主回路、副回路，然后循環(huán)進(jìn)行，逐步接近主、副回路最佳整定的一種方法。我們選擇兩步整定法來(lái)整定串級(jí)控制系統(tǒng)的參數(shù)。五 各儀表的選取及元器件清單5.1 溫度變送器DDZ-III型儀表采用了集成電路和安全火花型防爆結(jié)構(gòu)，提高了儀表精度、儀表可靠性和安全性，適應(yīng)了大型化工廠、煉油廠的防爆要求。III型儀表具有以下主要特點(diǎn)：（1）采用國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）推薦的統(tǒng)一信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)傳輸信號(hào)為DC420mA，控制室

16、聯(lián)絡(luò)信號(hào)為DC15V，信號(hào)電流與電壓的轉(zhuǎn)換電阻為250。（2）廣泛采用集成電路，儀表的電路簡(jiǎn)化、精度提高、可靠性提高、維修工作量減少。（3）整套儀表可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)。DDZ-III型儀表室按國(guó)家防爆規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)的，而且增加了安全柵，實(shí)現(xiàn)了控制室與危險(xiǎn)場(chǎng)所之間的能量限制于隔離，使儀表能在危險(xiǎn)的場(chǎng)所中使用。DDZ-III型PID調(diào)節(jié)器主要由輸入電路、給定電路、PID運(yùn)算電路、手動(dòng)與自動(dòng)切換電路、輸出電路和指示電路組成。 調(diào)節(jié)器接收變送器送來(lái)的測(cè)量信號(hào)(DC420mA或DC15V），在輸入電路中與給定信號(hào)進(jìn)行比較，得出偏差信號(hào)，然后在PD與PI電路中進(jìn)行PID運(yùn)算，最后由輸出電路轉(zhuǎn)換為420

17、mA直流電流輸出。圖5.1給出了溫度變送器的原理框圖，雖然溫度變送器有多個(gè)品種、規(guī)格，以配合不同的傳感元件和不同的量程需要，但他們的結(jié)構(gòu)基本相同。本設(shè)計(jì)采用DDZ-III型熱電偶溫度變送器。圖5-1 DDZ-III型調(diào)節(jié)器結(jié)果框圖5.2 溫度檢測(cè)元件熱電偶作為溫度傳感元件，能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)勢(shì)（mV）信號(hào)，配以測(cè)量毫伏的指示儀表或變送器可以實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量指示或溫度信號(hào)的轉(zhuǎn)換。具有穩(wěn)定、復(fù)現(xiàn)性好、體積小、響應(yīng)時(shí)間較小等優(yōu)點(diǎn)、熱電偶一般用于500°C以上的高溫，可以在1600°C高溫下長(zhǎng)期使用。熱電阻也可以作為溫度傳感元件。大多數(shù)電阻的阻值隨溫度變化而變化，如果某材料具備電

18、阻溫度系數(shù)大、電阻率大、化學(xué)及物理性能穩(wěn)定、電阻與溫度的關(guān)系接近線性等條件，就可以作為溫度傳感元件用來(lái)測(cè)溫，稱為熱電阻。熱電阻分為金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。大多數(shù)金屬熱電阻的阻值隨其溫度升高而增加，而大多數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減少。在使用熱電偶時(shí)，由于冷端暴露在空氣中，受周圍環(huán)境溫度波動(dòng)的影響，且距熱源較近，其溫度波動(dòng)也較大，給測(cè)量帶來(lái)誤差，為了降低這一影響，通常用補(bǔ)償導(dǎo)線作為熱電偶的連接導(dǎo)線。補(bǔ)償導(dǎo)線的作用就是將熱電偶的冷端延長(zhǎng)到距離熱源較遠(yuǎn)、溫度較穩(wěn)定的地方。補(bǔ)償導(dǎo)線的作用如圖5.2所示。用補(bǔ)償導(dǎo)線將熱電偶的冷端延長(zhǎng)到溫度比較穩(wěn)定的地方后，并沒(méi)有完全解決冷端溫度補(bǔ)償問(wèn)題，

19、為此還要采取進(jìn)一步的補(bǔ)償措施。具體的方法有：查表法、儀表零點(diǎn)調(diào)整法、冰浴法、補(bǔ)償電橋法以及半導(dǎo)體PN結(jié)補(bǔ)償法。采用熱電阻法測(cè)量溫度時(shí)，一般將電阻測(cè)溫信號(hào)通過(guò)電橋轉(zhuǎn)換成電壓，當(dāng)熱電阻的鏈接導(dǎo)線很長(zhǎng)時(shí)，導(dǎo)線電阻對(duì)電橋的影響不容忽視。為了消除導(dǎo)線電阻帶來(lái)的測(cè)量誤差，不管熱電阻和測(cè)量一邊之間的距離遠(yuǎn)近，必須使導(dǎo)線電阻的阻值符合規(guī)定的數(shù)值，如果不足，用錳銅電阻絲湊足。同時(shí)，熱電阻必須用三線接法，如圖5.3所示，熱電阻用三根導(dǎo)線引出，一根連接電源，不影響電橋平衡，另外兩根被分別置于電橋的兩臂內(nèi)，使引線電阻值隨溫度變化對(duì)電橋的影響大致抵消。圖5-2 補(bǔ)償導(dǎo)線的作用圖5-3 熱電阻三線制接法5.3 調(diào)節(jié)閥 由

20、前面可以知道，從生產(chǎn)工藝安全出發(fā)，燃料油調(diào)節(jié)閥選用氣開(kāi)式，即一旦出現(xiàn)故障或氣源斷氣，調(diào)節(jié)閥應(yīng)完全關(guān)閉，切斷燃料油進(jìn)入加熱爐，確保設(shè)備安全為了保證。調(diào)節(jié)閥按其工作能源形式可分為氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)三類。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥用壓縮空氣作為工作能源，主要特點(diǎn)是能在易燃易爆環(huán)境中工作，廣泛地應(yīng)用于化工、煉油等生產(chǎn)過(guò)程中；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥用電源工作，其特點(diǎn)是能源取用方便，信號(hào)傳遞迅速，但難以在易燃易爆環(huán)境中工作；液動(dòng)調(diào)節(jié)閥用液壓推動(dòng)，推力很大，一般生產(chǎn)過(guò)程中很少使用。故本設(shè)計(jì)采用了氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，且為氣開(kāi)形式。5.4 聯(lián)鎖保護(hù) 聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)由壓力調(diào)節(jié)器、溫度調(diào)節(jié)器、流量變送器、火焰檢測(cè)器、低選器等部分組成。當(dāng)燃料管道壓力高于規(guī)

21、定的極限時(shí)，壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過(guò)低選器取代正常工作的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，此時(shí)出料溫度無(wú)控制，自行浮動(dòng)。壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)投入運(yùn)行保證燃料管道壓力不超過(guò)規(guī)定上限。當(dāng)管道壓力恢復(fù)正常時(shí)，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過(guò)低選器投入正常運(yùn)行，出料溫度重新受到控制。當(dāng)進(jìn)料流量和燃料流量低于允許下限或火焰熄滅時(shí)，便會(huì)發(fā)出雙位信號(hào)，控制電磁閥切斷燃料氣供給量以防回火。六 MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)在MATLAB中畫(huà)出仿真框圖，如圖6-1所示： 圖6-1 系統(tǒng)仿真圖6.1 副回路的整定 將比例作用的條件下，由大到小逐漸降低副調(diào)節(jié)器的比例度。此時(shí)的仿真曲線如圖6-2所示： 圖6-2 仿真曲線1 6.2主回路的整定保持副回路的比例度不變，逐步降低主回

22、路的比例度P1，直到得到主回路過(guò)渡過(guò)程衰減比為4：1的比例度P1S，記取過(guò)渡過(guò)程的振蕩周期T1S。當(dāng)衰減比為4：1時(shí)，比例度為98，振蕩周期為為56.3，此時(shí)主回路的仿真曲線如圖6-3所示: 6-3 仿真曲線26.3整體參數(shù)整定按已求得的P1S、T1S和P2s、T2s值，結(jié)合已選定的調(diào)節(jié)規(guī)律，按衰減曲線法整定參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算出主、副調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)值。當(dāng)副調(diào)節(jié)器參數(shù)整定好之后，視其為主回路的一個(gè)環(huán)節(jié)，按單回路控制系統(tǒng)的方法整定主調(diào)節(jié)器參數(shù)，而不再考慮主調(diào)節(jié)器參數(shù)變化對(duì)副回路的影響。一般串級(jí)系統(tǒng)對(duì)主參數(shù)的控制質(zhì)量要求高，而對(duì)副參數(shù)的控制要求相對(duì)較低。因此，當(dāng)副調(diào)節(jié)器參數(shù)整定好之后再去整定主調(diào)

23、節(jié)器參數(shù)時(shí)，雖然會(huì)影響副參數(shù)的控制品質(zhì)，但只要主參數(shù)控制品質(zhì)得到保證，副參數(shù)的控制品質(zhì)差一點(diǎn)也是可以接受的。主、副調(diào)節(jié)器參數(shù)整定好以后系統(tǒng)輸出圖如圖所示。對(duì)設(shè)定值施加干擾信號(hào)以后，系統(tǒng)輸出如圖所示。圖6-4整定完成后系統(tǒng)輸出圖圖6-5施加干擾時(shí)系統(tǒng)輸出圖心得體會(huì)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)是我鞏固了課堂中學(xué)到的理論知識(shí)，并且對(duì)于過(guò)程控制在生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用有了更深的理解。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)在工業(yè)中的運(yùn)用有了深入的認(rèn)識(shí)，對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟、思路有一定的了解與認(rèn)識(shí)。我學(xué)到了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和步驟，拓展了知識(shí)面，了解了工業(yè)工程中控制系統(tǒng)起到的重要作用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，從拿到題目，方案的設(shè)計(jì)到方案的

24、確定，都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎迹芈返脑O(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)器的正反作用的確定，被控參數(shù)的選擇，使系統(tǒng)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)目的。在設(shè)計(jì)中，遇到了許多困難，老師對(duì)該論文從開(kāi)始的題目介紹，構(gòu)思到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo), 同時(shí)，其他的同學(xué)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中曾耐心給與幫助，使我得以最終完成這次關(guān)于管式加熱爐溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。我們以前學(xué)習(xí)的知識(shí)都漸漸離我們遠(yuǎn)去，甚至不知道、不清楚哪些知識(shí)該用到哪些地方，什么時(shí)候用。學(xué)校安排了這次管式加熱爐溫度控制系統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)，通過(guò)自己查找資料，了解情況，讓我們清楚我們學(xué)的知識(shí)與現(xiàn)實(shí)工業(yè)生產(chǎn)之間的聯(lián)系，使得我們對(duì)知識(shí)更加了解和鞏固。參考文獻(xiàn)1 金以慧，方崇智編過(guò)程控制清華大學(xué)出版社，20102 薛定宇編控制系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)清華大學(xué)出版社，20083 張毅，張寶芬編自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及儀表控制技術(shù)化學(xué)工業(yè)出版社，2009.4 周澤魁編控制儀表與計(jì)算機(jī)控制裝置化學(xué)工業(yè)出版社，2009 5 王兆安，黃俊編. 電力電子技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社，2000.冕蜀剁泥生仍堅(jiān)剿珊突歹臻鑰撕殊梯翁疼割詞掠誓壕情泄美末肛熙誅哺謗過(guò)橡帚鬼督姓赫呢亡屢放顛涵揖液徑你島