[畢業(yè)設(shè)計(jì)精品]啤酒生產(chǎn)線殺菌預(yù)熱區(qū)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)
【正文】 律對控制質(zhì)量的影響，合理選擇調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律，是過程控制方案設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。對于滯后很小和擾動(dòng)作用頻繁的系統(tǒng)，應(yīng)盡可能避免使用微分作用。 ⑴ 置調(diào)節(jié)器 ??iT , 0?dT ,比例度 較大值?P ，將系統(tǒng)投入運(yùn)行。 方法是： ⑴ 把調(diào)節(jié)器設(shè)成比例作用（ ??iT ， 0?dT ），置于較大比例度，投入自動(dòng)運(yùn)行。 表 43 控制器整定參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)取值范圍 以上三種工程整定方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。在本實(shí)驗(yàn)中我采用臨界比例度法。 在此我要感謝我的指導(dǎo)老師婁老師對我的悉心指導(dǎo)，感謝婁老師在白忙之中給我的幫助。因?yàn)槭强拷?jīng)驗(yàn)來整定的，對同一過渡過程曲線可能有不同的認(rèn)識(shí)，從而得出不同的結(jié)論，整定質(zhì)量不一定高。 經(jīng)驗(yàn)法的方法簡單，但必須清楚控制器參數(shù)變化對過渡過程曲線的影響關(guān)系。 ⑵ 工藝上的約束條件嚴(yán)格時(shí)，等幅振蕩將影響生產(chǎn)的安全。 設(shè) u(k)為第 k 次采樣時(shí)刻調(diào)節(jié)器的輸出值，可得離散的 PID 算式為： )]1()([)()()( 0 ?????? ? kekeKjeKteKku dkjip 式中ipi TTKK ? 為積分系數(shù)， TTKK dpd ? 為微分系數(shù) 。 PD 控制規(guī)律：引入了微分，會(huì)有超前控制作用，能使系統(tǒng)的穩(wěn)定性增加，最大偏差和余差減小，加快了控制過程，改善了控制質(zhì)量?；夭钤叫?，儀表的重復(fù)性和穩(wěn)定性越好。只能從下列數(shù)系中選取最接近的合適數(shù)值作為精度等級(jí)，即 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 。在自動(dòng)控制中用得很多。 調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)形式的選擇：主要以安全方面考慮。檢測元件又稱傳感器，其作用時(shí)將被控變量加以轉(zhuǎn)換，輸出一個(gè)與之成對應(yīng)比例關(guān)系的信號(hào)。若 Tm較大，則會(huì)使記錄曲線與實(shí)際參數(shù)之間產(chǎn)生較大的動(dòng)態(tài)誤差。 串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，改善了對象特征，起了超前控制的作用；改善了對象動(dòng)態(tài)特性，提高了工作頻率；提高了控制器總放大倍數(shù)，增強(qiáng)了抗干擾能力；具有一定的自適應(yīng)能力，適應(yīng)負(fù)荷和操作條件的變化。下面我將分 別對這兩種變換進(jìn)行分析： 1 溫度 T 上升： 當(dāng)外界干擾使出口溫度 T 上升時(shí)，溫度變送器的熱電阻阻值增加，電流值增大，使反饋測量值 Z 增大，偏差 E 因此減小，控制器發(fā)揮作用使氣動(dòng)執(zhí)行器的開度減小，熱蒸汽流量減小，使出口溫度 T 下降。 采用單回路控制方式來實(shí)現(xiàn)啤酒生產(chǎn)線殺菌預(yù)熱區(qū)溫度控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 41 單回路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 調(diào)節(jié)器 —— PID 調(diào)節(jié)器 執(zhí) 行器 —— 氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行器 被控對象 —— 換能器 被控量 —— 啤酒溫度 檢測變送器 —— DDZⅢ型熱電阻溫度變送器 系統(tǒng)控制過程分析 溫度控制系統(tǒng)的控制階段主要分為：平衡階段和抗干擾調(diào)節(jié)階段。 4 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用的兩個(gè)重要內(nèi)容：控制方案的設(shè)計(jì)、選擇檢測變送器、選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié) 閥、選擇調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)器整定參數(shù)值的確定等幾個(gè)部分。 多數(shù)溫度控制系統(tǒng)中被控對象在進(jìn)行熱交換時(shí)的溫度變化過程，它既是一個(gè)時(shí)間過程，也是沿空間的一個(gè)傳播過程，需要用偏微分方程來描述各點(diǎn)溫度變化的規(guī)律。溫度控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)大多采用可控?zé)峤粨Q器。除了這些部門之外，溫度控制系統(tǒng)還廣泛應(yīng)用 于其他領(lǐng)域，例如啤酒的加工生產(chǎn)。不同的細(xì)菌有不同的最適生長溫度和耐熱、耐冷能力。隨之而來的是消費(fèi)者對啤酒口感的要求愈來愈高 ,啤酒的口感是啤酒質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)志性指標(biāo)，其影響因素很多，除原料、釀酒工藝、罐裝工藝以及各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的衛(wèi)生處理狀況外，殺菌工藝也是一個(gè)非常重要的因素。人們要控制一個(gè)過程，必須了解過程的特性，過程特性的數(shù)學(xué)描述就稱為過程的數(shù)學(xué)模型。 過程控制通常是指連續(xù)生產(chǎn)過程的自動(dòng) 控制，它是自動(dòng)化技術(shù)最重要的組成部分之一，自動(dòng)控制的主要任務(wù)是對生產(chǎn)過程的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制，使其保持恒定或按一定規(guī)律變化，在保持產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全的前提下，使連續(xù)型生產(chǎn)過程自動(dòng)的進(jìn)行下去。 2 啤酒殺菌過程及方法簡介 過去的 20 年是我國啤酒產(chǎn)銷量高速增長的時(shí)期，從 2020 年起我國成為第一大啤酒生產(chǎn)和銷售國。但溫度太高，細(xì)菌就會(huì)死亡。在化工、石油、冶金等生產(chǎn)過程的物理過程和化學(xué)反應(yīng)中，溫度往往是一個(gè)很重要的參量，需要準(zhǔn)確地加以控制。測量裝置的精度直接影響溫度控制系統(tǒng)的精度，因此在高精度溫度控制系統(tǒng)中必須采用高精度的溫度測量裝置。串級(jí)控制系統(tǒng)由主回路和副回路兩個(gè)回路構(gòu)成，具有控制精度高、抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)快、動(dòng)態(tài)偏差小等優(yōu)點(diǎn)，常用于干擾強(qiáng) ,且溫度要求精確的生產(chǎn)過程 ,如化工生產(chǎn)中反應(yīng)器的溫度控制。采用分散控制常可獲得較好的控制精度。詳細(xì)的原因?qū)⒃谙乱还?jié)和串級(jí)系統(tǒng)比較中重點(diǎn)介紹。顯然出口溫度 T 只能有兩種改變，一種是溫度上升，還有一種是溫度下降。主被控參數(shù)的信號(hào)送往主控制器，而副被控參數(shù)的信號(hào)被送往副控制器作為測量，這樣就構(gòu)成了兩個(gè)閉合回路，即主回路（外環(huán)）和副回路（內(nèi)環(huán)）。 參數(shù)選擇原則：減小 Tm 和τ m均對提高系統(tǒng)的控制質(zhì)量有利。 檢測變送器包括監(jiān)測遠(yuǎn)見和變送器在自動(dòng)控制系統(tǒng)中被控變量的信號(hào)線經(jīng)過檢測變送器專程氣信號(hào)或者電信號(hào)后，才送至調(diào)節(jié)器。正常工況下要求調(diào)節(jié)閥開度處于 15％～ 85％之間。就會(huì)使整個(gè)控制系統(tǒng)不能可靠工作或嚴(yán)重影響系統(tǒng)的控制質(zhì)量，根據(jù)能源的種類控制閥分為氣動(dòng)，電動(dòng)和液動(dòng)三種，其中氣動(dòng)控制閥具
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