锅炉加热炉液位串级系统毕业论文.docx

加热炉串级控制系 第一章 绪论（空2行）1.1 国内外控制系统的发展情况（四号黑体）1.1.1 国外控制系统的发展情况自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果，在这方面，以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的控制器及仪器仪表，并在各行业广泛应用。它们主要具有如下的特点：能够适应于大惯性、大滞后等复杂控制系统的控制。能够适应于受控系统数学模型难以建立的控制系统的控制。能够适应于受控系统过程复杂、参数时变的控制系统的控制。这些控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论，运用先进的算法，适应的范围广泛。控制系统具有控制精度高、抗干扰力强的特点。目前，国外控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。1.1.2 国内控制系统的发展情况随着人们物质生活水平的提高以及市场竞争的日益激烈，产品的质量和功能也向更高的档次发展，制造产品的工艺过程变得越来越复杂，为满足优质、高产、低消耗，以及安全生产、保护环境等要求，作为工业自动化重要分支的过程控制的任务也越来越繁重。在现代工业控制中，过程控制技术是一历史较为久远的分支。在上世纪30年代就已有应用。过程控制技术发展至今天，在控制方式上经历了从人工控制到自动控制两个发展时期。在自动控制时期内，过程控制系统又经历了三个发展阶段，它们是：分散控制阶段，集中控制阶段和集散控制阶段。几十年来，工业过程控制取得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及节省能源等均起着十分重要的作用。目前，过程控制正朝高级阶段发展，不论是从过程控制的历史和现状看，还是从过程控制发展的必要性、可能性来看，过程控制是朝综合化、智能化方向发展，即计算机集成制造系统（CIMS）：以智能控制理论为基础，以计算机及网络为主要手段，对企业的经营、计划、调度、管理和控制全面综合，实现从原料进库到产品出厂的自动化、整个生产系统信息管理的最优化。1.2 论文研究的目的及意义加热炉是石油工业中重要的装置之一，加热炉控制的主要任务就是保证工艺介质最终温度达到并维持在工艺要求范围内，由于其具有强耦合、大滞后等特性，控制起来非常复杂。同时，近年来能源的节约、回收和合理利用日益受到关注。加热炉是冶金、炼油等生产部门的典型热工设备，能耗很大。因此，在设计加热炉控制系统时，在满足工艺要求的前提下，节能也是一个重要质量指标，要保证加热炉的热效率最高，经济效益最大。另外，为了更好地保护环境，在设计加热炉控制系统时，还要保证燃料充分燃烧，是燃烧产生的有害气体最少，达到减排的目的。为此，我们设计一套以串级控制为基础的加热炉串级控制系统，这对提高工业产能具有相当积极的意义。在一些工业过程控制中，加热炉是关键部分，炉温控制精度及其工作稳定性已成为产品质量的决定性因素。对于工业控制过程，PID调节器具有原理简单、使用方便、稳定可靠、无静差等优点，因此在控制理论和技术飞跃发展的今天，它在工业控制领域仍具有强大的生命力。在产品的工艺加工过程中，温度有时对产品质量的影响很大，温度检测和控制是十分重要的，这就需要对加热介质的温度进行连续的测量和控制。在冶金工业中，加热炉内的温度控制直接关系到所冶炼金属的产品质量的好坏，温度控制不好，将给企业带来不可弥补的损失。1.3 论文研究的主要工作过程控制系统设计，从设计任务提出到系统投入运行，是一个从理论设计到实践，再从实践到理论设计多次反复的过程。过程控制系统设计大致可分为以下几个步骤：熟悉和理解生产对控制系统的技术要求与性能指标 控制系统的技术要求与性能指标一般由生产过程设计制造单位或用户提出，这些技术要求与性能指标是控制系统设计的基本依据，设计者必须全面、深入地了解与掌握。技术要求与性能指标必须科学合理、切合实际。建立被控过程的数学模型 被控过程数学模型是控制系统分析与设计的基础，建立数学模型是过程控制系统设计的第一步。在控制系统设计中，首先要解决如何用恰当数学模型来描述被控过程的动态特性。只有掌握了过程的数学模型，才能深入分析被控过程的特性、选择正确的控制方案。控制方案的确定 控制方案包括控制方式选定和系统组成结构的确定，是过程控制系统设计的关键步骤。控制方案的确定既要依据被控过程的工艺特性、动态特性、技术要求与性能指标，还要考虑控制方案的安全性、经济性和技术实施的可行性、使用与维护的简单性等因素，进行反复比较与综合评价，最终确定合理的控制方案。必要时，可在初步的控制方案确定之后，应用系统仿真等方法进行系统静态、动态特性分析计算，验证控制系统的稳