液位閉环反馈控制系统设计.docVIP

过程控制系统 课程设计（论文） 题目： 液位闭环反馈控制系统设计 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 自动化093 学 号： 学生姓名： 指导教师： （签字） 起止时间： 12.6.25--12.7.6  课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 学 号 090302091 学生姓名 赵霖 专业班级 自动化093 设计题目 液位闭环反馈控制系统设计 课程设计（论文）任务 课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数 实现功能 设计一个液位闭环反馈控制系统 。 在工业生产中经常要对储罐、反应器等密闭容器的液位进行控制，为了能够精确控制液位高度，保证正常生产，要求设计液位闭环反馈控制系统，能抑制流量波动，且系统无余差。 设计任务及要求 1、确定控制方案并绘制工艺PID图、系统框图； 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：20～100cm ； 控制精度：±0.5cm ； 控制液位：80cm； 最大偏差：1cm； 工作计划 1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（2天，分散完成） 2、确定系统的控制方案，绘制PID图、系统框图。（1天，实验室完成） 3、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号。（2天，分散完成） 4、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式。（实验室1天） 5、仿真分析或实验测试、答辩。（3天，实验室完成） 6、撰写、打印设计说明书（1天，分散完成） 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 指导教师签字： 总成绩： 年 月 日 摘要 锅炉汽包水位高度，是确保安全生产和提供优质蒸汽的重要参数，对现代工业生产来说尤其是这样。因为现代锅炉的特点之一就是蒸发量显著提高，汽包容积相对变小，水位变化速度很快，稍不注意就容易造成汽包满水或者烧成干锅。在现代锅炉操作中，即使是缺水事故，也是非常危险的，这是因为水位过低，严重时会使个别上水管形成自由水面，产生流动停滞。无论满水或缺水都会造成事故，因此，必须严格控制水位在规定范围之内。 汽包水位的控制中，主要的目的是以汽包水位为被控变量，以调节给水流量为控制手段。同时，由于汽包水位不仅受锅炉侧的影响，也受到汽轮机侧的影响，当锅炉负荷变化或汽轮机用汽量变化时，给水控制都应能限制汽包水位只在给定的范围内变化。对汽包水位控制大多采用常规PID控制方式,常用的汽包水位控制方式有单冲量、双冲量及三冲量控制。单冲量单纯采用流量控制的负反馈回路对于汽包液位波动较大的情况液位会产生很大的波动不符合控制参数要求；双冲量采用前馈反馈的控制模式，在对给水系统中的水压等干扰因素造成的波动不能及时抑制。三冲量控制系统能及时克服负荷(蒸汽量)和给水流量的干扰作用，调节精度较高，适用于汽包容积较小、负荷和给水干扰较大的场合。本文将引入锅炉汽包水位双冲量控制。 关键词：汽包水位；三冲量；PID控制  目 录 第1章 绪论 4 第2章 课程设计的方案及论证 5 2.1提出方案 5 2.2总体方案论述 7 第3章 系统设计及器件组成 8 3.1 三冲量控制系统原理 8 3.2硬件设计 9 3.2.1 液位变送器的选择 9 3.2.2 压力传感器与变送器选择 10 3.2.3 执行器的选择 10 3.2.4 控制器的选择 11 3.2.5 控制器的作用方式 11 3.2.6阀的开闭选择形式 11 3.3 软件设计 11 3.3.1 PID对控制的影响 11 3.3.2 PID控制器的参数调整 12 3.4给水调节对象的动态特性 13 第4章 系统仿真