【正文】 控制精度較好，實(shí)施起來也比較方便。 其控制流程圖為： 輸出 2vq —— 比值器 溫度檢測(cè)變送器1LMG 溫度檢測(cè)變送器 2LMG 溫度控制器FC 調(diào)節(jié)閥 vG 被控對(duì)象1pG 擾動(dòng) 1dG 1vq 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 11 圖 6 控制系統(tǒng)流程圖 三． 儀表的選型及參數(shù)的確定 流量測(cè)量?jī)x 選用 SKLUCB 型插入式渦街流量計(jì)，如圖所示： 圖 7 插入式渦街流量計(jì) 工作原理： 按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 IS07145(在環(huán)形截面封閉管道中的流體流量測(cè)定 — 在截面一點(diǎn)的速度測(cè)量法 )，采用埋 入壓電晶體的渦街測(cè)速探頭，插入大口徑工業(yè)管道內(nèi)，將卡門旋渦頻率轉(zhuǎn)換為與流量成正比的電流或電壓脈沖信號(hào)或 4～ 20mADC 電流信號(hào)。 通過對(duì)被控對(duì)象特性的研究以及對(duì)現(xiàn)有的常用的控制方法的分析 【 5】 ，現(xiàn)擬采用比值控制對(duì)換熱器的出口溫度進(jìn)行 控制。 s — 拉普拉斯運(yùn)算子符號(hào)。 傳熱系數(shù) K和比熱容 c為常數(shù) 。其中各通道的靜態(tài)放大倍數(shù)均可由此式推出： 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 5 (l)熱流體入口溫度 1iT 對(duì)出口溫度 1oT 的影響，即 11ioTT? ?? 通道的靜態(tài)放大倍數(shù)。但需 注意 的 是換 熱 器必須 有較 大余量 的傳 熱面積 ，且 載熱體一直 處于最 大流 量，因 此在 通過換 熱器 的 被加 熱 介質(zhì)流量較小時(shí)就不太經(jīng)濟(jì)。 1) 控制載 熱 體流量 這個(gè)方案的控制流程 如圖 2。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 3．設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求〔包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 (論文 )、圖紙、實(shí)物樣品等〕： 1． 確定系統(tǒng)整體控制方案、 儀表選型、 系統(tǒng) 控制流程圖、 選擇控制算法。 2．撰寫課程設(shè)計(jì)說明書一份（ A4 紙）。 其控制原理可通過熱量平衡方程和傳熱速率方程來分 析?？紤]經(jīng)濟(jì)性 ，旁路的流量通常占總流量 的 10%～ 30%。對(duì)上式 ⑤ 進(jìn)行增量化，令 2 0iT??，則可得 : 1 0 11 1 1 1 12211 12iiTTT G c G cK F G c? ? ? ?? ???????? （ 16） 由 ⑥ 式可求得 11ioTT? ?? 通道的靜態(tài)放大倍數(shù)為 : 101 1 1 1 122111 12iTT G c G cK F G c? ??? ???????? （ 17） 該式表明， 1iT? 與 1oT? 之間為線性關(guān)系，其靜態(tài)放大倍數(shù)為小于 1的常數(shù)。 同一截面上的各點(diǎn)溫度相同。 (2)熱流體流量 1G 、冷流體流量 2G 對(duì)熱流體出口溫度 1oT 的影響，即 1 1 2 1ooG T G T??、 通道特性。由熱平衡公式（ 11）可知，當(dāng)冷熱流體的流量成一定的比值關(guān)系時(shí)便可以保證按照兩流體出口溫度的變化量成一定比值關(guān)系，同時(shí)假定冷熱流體入口處溫度 1iT 、 2i T 都保持恒定，則此時(shí)，冷熱流體的溫度 1oT 、 2oT 便同時(shí)可以保持恒定。 [8] 技術(shù)參數(shù) ： 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 12 表 1 流量計(jì)技術(shù)參數(shù) 公稱通經(jīng)（ mm） 250～ 1500 儀表材質(zhì) 1Cr18Ni 9Ti 公稱壓力（ Mpa） ； 被測(cè)介質(zhì)溫度（℃） － 40～ +250℃ 環(huán)境條件 溫度－ 10～ +55℃，相對(duì)濕度 5％～ 90％，大氣壓力 86～ 106Kpa 精度等級(jí) 示值的177。然而，兩物料的流量比值雖然可以保持一定，但由于主物料是可變的，所以進(jìn)入的總流量是不固定的。 本設(shè)計(jì)方案能夠?qū)崿F(xiàn)兩 種物料流量的比值控制，從而保證溫度的恒定。單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)方框圖為 【 4】 ： 圖 5 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)方框圖 圖中， FC為流量控制器， GV為調(diào)節(jié)閥傳遞函數(shù)， Gp1為流量對(duì)象傳遞函數(shù)， 1LMG 2LMG為流量檢測(cè)變換傳遞函數(shù)， Gd1為主回路干擾傳遞函數(shù)。K T s T s? ? ? 故換熱器溫度控制的數(shù)學(xué)模型為 : ? ? 1 1 . 8 52 25 3 7 5 7 . 1 7 1 sG s ess ?? ?? （ 118） 由上式可以看出系統(tǒng)的滯后時(shí)間常數(shù)為 ，換熱器出口溫度控制系統(tǒng)是慣性和時(shí)間滯后均較大的系統(tǒng)。 /T W G? WG、 — 分別為換熱器的容量和冷流體的流量 。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 7 流體 1和流體 2均為液相，而且是層層流動(dòng) 。算術(shù)平均值為： ? ? ? ?2 1 2 1+= 2i o o iT T T TT ??? （ 14） 對(duì)上述公式進(jìn)行整理后得到： 1121 1 1 1 12211 12oiiiTTTT G c G cK F G c? ?? ???????? （ 15） 上式為逆流、單程列管式換熱器靜態(tài)特性的基本表達(dá)式。 所 以反 應(yīng) 及時(shí)， 過程 的滯后 并不 直接顯 示出 來，適用于 停留時(shí) 間較 長(zhǎng)的換 熱器 。調(diào) 節(jié) 熱量 有 以下幾種方式。對(duì)在完成以上設(shè)計(jì)過程所進(jìn)行的有關(guān)步驟：如設(shè)計(jì)思想、指標(biāo)論證 、方案確定、參數(shù)計(jì)算、元器件選擇、原理分析等作出說明，并對(duì)所完成的設(shè)計(jì)作出評(píng)價(jià)，對(duì)自己整個(gè)設(shè)計(jì)工作中經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，總結(jié)收獲。 4．主要參考文獻(xiàn)： [1]《 過程 裝備 控制技術(shù)及其應(yīng)用 》 王毅 主編 化學(xué) 工業(yè)出版社 [2]《 過程 自動(dòng)化及儀表》 俞金壽 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 [3]《工業(yè) 過程 控制工程》 王樹青 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 [4]《控制儀表及裝置》 吳勤勤 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 [5]《 過程 控制儀表》 徐春山 主編 冶金 工業(yè)出版社 [6]《 過程 裝備成套技術(shù)設(shè)計(jì)指南工程》 黃振仁 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 [7]《 過程 控制裝置》 張永德 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 [8]《化工單元 過程 及設(shè)備課程 設(shè)計(jì)》 匡國(guó)柱 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 [9]《化工設(shè)備設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上、下） 朱有庭 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 [10]《工業(yè) 過程 檢測(cè)與控制》 孟華 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 5．設(shè)計(jì)成果形式及要求： 提供課程設(shè)計(jì)說明書一份，要求內(nèi)容與設(shè)計(jì)過程相符，且格式要符合規(guī)定要求； 系統(tǒng) 控制 流程圖 一份； 6．工作計(jì)劃及進(jìn)度： 2020 年 12 月 30 日 2020 年 1 月 2 日 確定系統(tǒng)整體控制方