基于过热蒸汽的换热器温度控制系统设计.docVIP

辽 宁 工 业 大 学 过程控制系统 课程设计（论文） 题目： 基于过热蒸汽的换热器温度控制系统设计 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 测控091 学 号： 09 学生姓名： 指导教师： 起止时间：2010.12.13-2010.12.24 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室： 学 号 09 学生姓名 专业班级 测控091 设计题目 基于过热蒸汽的换热器温度控制系统设计 课程设计（论文）任务 设计任务：设计换热器温度控制系统。 设计要求： 1、确定控制方案并绘制原理结构图、方框图； 2、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号和参数； 3、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式； 4、若设计由计算机实现的数字控制系统应给出系统硬件电气连接图及程序流程图； 5、按规定的书写格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。 技术参数： 测量范围：0-250℃ 控制温度：185±2℃ 最大偏差：8℃； 进度计划 1、确定控制方案并绘制原理结构图、方框图； 2、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号和参数； 3、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式； 4、若设计由计算机实现的数字控制系统应给出系统硬件电气连接图及程序流程图； 5、按规定的书写格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算  摘 要 过热蒸汽温度控制系统是单元机组不可缺少的重要组成部分，其性能和可靠性已成为保证单元机组安全性和经济性的重要因素。过热蒸汽温度较高时，机组热效率则相对较高，但过高时，汽机的金属材料又无法承受，气温过低则影响换热器工作效率。 过热蒸汽温度是一个典型的大迟延、大惯性、非线性和时变性的复杂系统，本次设计采用串级控制以提高系统的控制性能，在系统中采用了前馈-反馈控制的切换装置，使系统可以适用于不同的工作环境。通过使用该系统，可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护换热器外壁温度不超过允许的工作温度。 前馈是通过校正输入来改善控制系统的性能；反馈是通过获得输出误差，进而校正，得到理想的输出 第1章 绪论 1 第2章 设计方案论证 2 2.1设计任务 2 2.2 设计控制系统选取方案 2 第3章 系统仪表选择 6 3.1 温度变送器的选择 6 3.2 执行器的选择 7 3.3阀门定位器的选型 8 3.4 调节器的选择 9 第4章 仿真分析 13 4.1 比例控制作用分析 13 4.2 比例积分控制作用分析 14 4.3 比例积分微分控制作用分析 15 第5章 课程设计总结 17 参考文献 18 绪论 换热器作为工艺过程中必不可少的单元设备，广泛地应用于石油、化工、动力、轻工、机械、冶金、交通、制药等工程领域中。据统计，在现代石油化工企业中换热器投资约占装置建设总投资的 30%~40%；在合成氨厂中，换热器约占全部设备总台数40%。由此可见，换热器对整个企业的建设投资及经济效益有着重要的影响。化工生产中所指的换热器，常指间壁式换热器，它利用金属壁将冷、热两种流体间隔开，热流体将热传到避面的一侧（对流传热），通过间壁内的热传导，再由间壁的另一侧将热传递给冷流体，从而使热物流被冷却，冷物流被加热，满足化工生产中对冷物流或热物流温度的控制要求。 目前,换热器控制中大多数仍采用传统的PID控制,以加热介质的流量作为调节手段,以被加热工艺介质的出口温度作为被控量构成控制系统,对于存在大的负荷干扰且对于控制品质要求较高的应用场合 第2章 设计方案论证 2.1设计任务 本文以用蒸汽液化给工艺介质加热为代表介绍换热器温度控制系统，针对工艺介质出口温度的主要干扰进行分析，并对扰动实施反馈控制以达到控制目的。具体要求为：变送器选择、执行器选择、控制器控制方案选择；仪表的工作原理及性能指标，仪表间的配接说明。y（t）θ1为冷物料入口温度；f（t） 蒸气 冷物料