课程设加热炉温度串级控制系统.docVIP

加热炉温度串级控制系统设计 摘 要：生产自动控制过程中 ,随着工艺要求 ,安全、经济生产不断提高的情况下 ,简单、常规的控制已不能适应现代化生产。传统的单回路控制系统很难使系统完全抗干扰。串级控制系统具备较好的抗干扰能力、快速性、适应性和控制质量，因此在复杂的过程控制工业中得到了广泛的应用．对串级控制系统的特点和主副回路设计进行了详述，设计了加热炉串级控制系统，并将基于MATLAB的增量式PID算法应用在控制系统中．结合基于计算机控制的PID参数整定方法实现串级控制，控制结果表明系统具有优良的控制精度和稳定性． 关键词： 串级控制 干扰 主回路 副回路 Abstract: Automatic control of production process, with the technical requirements, security, economic production rising cases, simple, conventional control can not meet the modern production. The traditional single-loop control system is difficult to make the system completely anti-interference. Cascade control system with good anti-jamming capability, rapidity, flexibility and quality control, and therefore a complex process control industry has been widely used. Cascade control system of the characteristics and the main and sub-loop design was elaborate, designed cascade control system, furnace, and MATLAB-based incremental PID algorithm is applied in the control system. Combination of computer-based control method to achieve PID parameter tuning cascade control, control results show that the system has excellent control accuracy and stability Keywords: Cascade control, interference, the main circuit, the Deputy loop 目 录 1.前言 1 2、整体方案设计 2 2.1方案比较 2 2.2方案论证 4 2.3方案选择 4 3、串级控制系统的特点 5 4. 温度控制系统的分析与设计 6 4.1控制对象的特性 6 4.2主回路的设计 7 4.3副回路的选择 7 4.4主、副调节器规律的选择 7 4.5主、副调节器正反作用方式的确定 7 5、控制器参数的工程整定 9 6 、MATLAB系统仿真 9 6.1系统仿真图 10 6.2副回路的整定 10 6.3主回路的整定 11 7.设计总结 13 【参考文献】 14 1.前言 加热炉是炼油、化工生产中的重要装置之一。它的任务是把原料油加热到一定温度，以保证下道工序的顺利进行。因此加热炉的温度控制起着举足轻重的作用，直接关系到产量、能源、污染、工人的劳动强度等等。目前而言，国内加热炉控制多数仍旧采用老式的人工控制。需操作人员完全手动控制燃料、原料阀的开度，进行烧炉。这样一来，流量控制的精度将极差，操作的及时性也将大大降低。同时，由于大多数加热炉的燃料是利用高炉煤气，而高炉煤气是多用户煤气管网，煤气压力波动极大，煤气流量也将严重不稳定，对人工操作难度也进一步加大。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。 2、整体方案设计 本设计的整体思路是：利用对燃料量的控制最终来实现对原油温度的控制。该控制分为主回路控制与副回路控制两部分。在原油出口处设置主回路温度传送器，由其带动主回路温度控制器从而进行对燃料阀的流量控制，此控制为主回路被控参数控制。在炉膛设置主回路温度传送器，由其带动主回路温度控制器进行对干扰的消除。这样，便构成了以原料油出口温度为主要被控参数，以炉膛温度为辅助被控参数的串级控制系统。 2.1方案比较