基于廢水和蒸汽的換熱器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文(存儲版)
【正文】 分控制規(guī)律可以獲得較好的控制質(zhì)量?？膳c各類傳感器、變送器配合使用，實(shí)現(xiàn)對溫度、壓力、液位、流量等物理量的測量和顯示，并配合各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對電加熱設(shè)備和電磁、電動(dòng)閥門進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)和控制 。 本次課設(shè)執(zhí)行器采用 MA 系列氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥， 配用多彈簧執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 在過程控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩部分組成。 本次課設(shè)采用 SBWZ2460 溫度變送器， 此傳感器采用全不銹鋼封焊結(jié)構(gòu)，具有良好的防潮能力及優(yōu)異的介質(zhì)兼容性。 在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，溫度控制器采用反作用方式，即當(dāng)換熱器出口溫度低于要 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 4 求溫度時(shí)控制器對兩個(gè)閥的開度加大，因此蒸汽閥和熱水閥都選用氣開的形式，工作信號范 圍在 A 閥為 — ， B 閥為 — 范圍內(nèi)， A 閥開，B 閥關(guān)，節(jié)省蒸汽。該方案總體框 圖如圖 所示。通過 PID 運(yùn)算對被控對象進(jìn)行溫度控制。2℃。目前各國為改善該換熱器的傳熱性能開展了大量的研究 , 主要包括管程結(jié)構(gòu)和殼程結(jié)構(gòu)強(qiáng)化傳熱的發(fā)展。 2℃、最大偏差 5℃，本次課程設(shè)計(jì)采用分程控制系統(tǒng)通過一個(gè)控制器控制兩個(gè)閥門進(jìn)而控制兩個(gè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)廢水和蒸汽的換熱過程，選擇合適的溫度變送器、 溫度控制器、電氣閥門定位器、氣動(dòng)閥組成相應(yīng)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)題目要求，確定算法。要求測量范圍在 0180℃、控制溫度 140177。新型換熱元件與高效換熱器開發(fā)研究的結(jié)果表明 , 列管式換熱器已進(jìn)入一個(gè)新的研究時(shí)期 , 無論是換熱器傳熱管件 , 還是殼程的折流結(jié)構(gòu)都比傳統(tǒng)的管殼式換熱器有了較大的改變 , 其流體力學(xué)性能、換熱效率、抗振與防垢效果從理論研究到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面也均有了新的進(jìn)步。所以現(xiàn)在的換熱器越來越向高精尖的技術(shù)水品發(fā)展 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 2 第 2章 課程設(shè)計(jì)的方案 論證 概述 本次課設(shè)為基于廢水和蒸汽的換熱器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，任務(wù)是 冷物料通過熱交換器用熱水（工業(yè)廢水） 和蒸汽對其進(jìn)行加熱，工藝要求出口溫度為 140177?？刂茖ο笫钦羝y和熱水（工業(yè)廢水）閥。缺點(diǎn)是兩個(gè)變量之間沒有聯(lián)系，而且相對來講浪費(fèi)能源，不能保證最節(jié)約的形式。方案二可以對兩個(gè)變量進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，效果會比兩個(gè)互相沒有聯(lián)系的單回路控制要好。被檢測參數(shù)的性質(zhì)、測量精度、響應(yīng)速度要求以及對控制性能要求等都影響傳感器、變送器的選擇與使用，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要從工藝的合理性、經(jīng)濟(jì)性、可替換性等方面加以綜合考慮 。執(zhí)行器也是控制系統(tǒng)正向通路中直接改變操縱變量的儀表，由執(zhí)行機(jī)構(gòu) 和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。自動(dòng)調(diào)節(jié)閥按其工作能源形勢可分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三大類 。 該 表具有多類型輸入功能，一臺儀表可以配接不同的輸入信號 (熱電偶 /熱電阻 /線性電壓/線性電流 /線性電阻 ), 大大減少了備表的數(shù)量。對于過程控制通道容量較大 ，純時(shí)延較小，負(fù)荷變化不大，工藝要求又不太高的場合，可選用比例控制作用。 圖 加干擾后的仿真圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 12 第 5章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)是基于工業(yè)廢水和蒸汽的換熱器 控制系統(tǒng)，采用分程控制系統(tǒng)來通過一個(gè)控制器實(shí)現(xiàn)控 制工業(yè)廢水和蒸汽兩個(gè)變量，經(jīng)過溫度變送器對換熱器出口溫度進(jìn)行測量監(jiān)視，利用溫度控制器進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)之后把信號給閥門定位器在作用到閥門上，來保證出口溫度時(shí)刻滿足設(shè)計(jì)要求，閥門采用氣開的形式可以滿足當(dāng)換熱器出口溫度低于 140℃時(shí)，熱水閥門逐漸開大，使其溫度上升，當(dāng)熱水閥門開到最大時(shí)仍然不能滿換熱器出口溫度達(dá)到 140℃時(shí)，此時(shí)蒸汽閥開始打開，并以線性的形式來控制換熱器的出口溫度，因此控制器控制的兩個(gè)閥門都是氣開式，并且控制器起到反作用調(diào)節(jié)，最后本設(shè)計(jì)通過 MATLAB 進(jìn)行仿真，經(jīng)過 PI 計(jì)算，得到出口溫度的穩(wěn)定控制， 換熱器在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛，那么怎樣以最經(jīng)濟(jì)、最節(jié)能的形式進(jìn)行換熱就成為當(dāng)今換熱技術(shù)的重要課題，本次采用分程控制的最大優(yōu)點(diǎn)就是廢水和蒸汽之
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