[畢業(yè)設(shè)計精品]啤酒生產(chǎn)線殺菌預(yù)熱區(qū)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(編輯修改稿)
2024-10-20 13:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 往副控制器作為測量，這樣就構(gòu)成了兩個閉合回路，即主回路（外環(huán)）和副回路（內(nèi)環(huán)）。 串級控制系統(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。 串級控制系統(tǒng)的設(shè)計原則，在選擇副參數(shù)時，必須把主要干擾包含在副回路中，并力 求把更多的干擾包含在副回路中；選擇副參數(shù)，進(jìn)行副回路的設(shè)計時，應(yīng)使主、副對象的時間常數(shù)適當(dāng)匹配；方案應(yīng)考慮工藝上的合理性、可能性和經(jīng)濟(jì)性。 串級控制系統(tǒng)的應(yīng)用場合，被控對象的控制通道純滯后時間較長，用單回路控制系統(tǒng)不能滿足質(zhì)量指標(biāo)時，可采用串級控制系統(tǒng)；對象容量滯后比較大，用單回路控制系統(tǒng)不能滿足質(zhì)量指標(biāo)時，可采用串級控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)內(nèi)存在變化激烈且幅值很大的干擾；被控對象具有較大的非線性，而負(fù)荷變化又較大。 串級控制系統(tǒng)應(yīng)用中的問題，主、副控制器控制規(guī)律的選擇，串級控制系統(tǒng)《 過程控制系統(tǒng) 》課程設(shè)計說明書 8 中主、副控制器的控制規(guī)律選擇都 應(yīng)按照工藝要求來進(jìn)行，主控制器一般選用PID 控制規(guī)律，副控制器一般可選 P控制規(guī)律；主、副控制器正、反作用方式的確定，主控制器的作用方向只與工藝條件有關(guān)。由于本次溫度控制系統(tǒng)設(shè)計中啤酒溫度被作為被控量，故無需設(shè)置副被控量，因此無須采用串級控制回路，采用單回路控制系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)預(yù)熱區(qū)溫度的控制。 變送器的選擇 被控參數(shù)的測量和變送必須迅速正確地反映其實(shí)際變化情況，為系統(tǒng)設(shè)計提供準(zhǔn)確的控制依據(jù)。 測量和變送環(huán)節(jié)的描述： smmm mesT KsW ???? 1)( ， 即： sm essW )( ??? 。 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。若 Tm較大，則會使記錄曲線與實(shí)際參數(shù)之間產(chǎn)生較大的動態(tài)誤差。從減小測量變送環(huán)節(jié)誤差角度考慮，應(yīng)減少儀表的量程，即增大 Km。 1 系統(tǒng)設(shè)計測量和變送中涉及的問題： ⑴ 信號濾波； ⑵ 信號處理； ⑶ 純時延問題； ⑷ 測量時延問題； ⑸ 信號傳遞時延問題。 2 信號傳遞時延將降低控制質(zhì)量。對比可采取以下改善措施： ⑴ 若測量信號為電信號，可將轉(zhuǎn)換器安裝在儀表盤附近，以縮短氣壓信號的傳送距離 。 ⑵ 若調(diào)節(jié)器輸出為氣壓信號，可在 50～ 60 m 距離間，裝一繼動器，提高氣壓信號的傳輸功率，以減小傳遞時間。 ⑶ 若調(diào)節(jié)器輸出為電信號，應(yīng)將轉(zhuǎn)換器安裝在調(diào)節(jié)閥附近，或采用電氣閥《 過程控制系統(tǒng) 》課程設(shè)計說明書 9 門定位器。 檢測變送器包括監(jiān)測遠(yuǎn)見和變送器在自動控制系統(tǒng)中被控變量的信號線經(jīng)過檢測變送器專程氣信號或者電信號后，才送至調(diào)節(jié)器。檢測元件又稱傳感器，其作用時將被控變量加以轉(zhuǎn)換，輸出一個與之成對應(yīng)比例關(guān)系的信號。 由于本次設(shè)計中預(yù)熱區(qū)溫度為被控量，因此檢測元件應(yīng)選擇溫度變送器。溫度變送器有 DDZIII 型溫度變送器、一體化 溫度變送器和智能式溫度變送器。常見的溫度檢測儀表有熱電偶溫度變換器、熱電阻溫度變換器和輻射式溫度計，熱電偶溫度變換器主要適用于測量 5001800℃范圍的中高溫度，熱電阻溫度變換器主要適用于測量 500℃以下范圍的中低溫度，輻射式溫度計主要適用于測量2020℃以上的高溫。而本次設(shè)計中預(yù)熱區(qū)溫度要求為 41177。 1 ℃，即要求精度為，為節(jié)約成本以及達(dá)到較高的精度要求，在本次設(shè)計中選用 DDZIII 型溫度變送器中的熱電阻溫度變送器。 調(diào)節(jié)閥的選擇 調(diào)節(jié)閥類型的選擇：氣動執(zhí)行器和電動執(zhí)行器 調(diào)節(jié)閥口徑（ Dg、 dg）大小的選擇：主要依據(jù)是閥的流通能力。正常工況下要求調(diào)節(jié)閥開度處于 15％～ 85％之間。 調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)形式的選擇：主要以安全方面考慮。 調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇：系統(tǒng)總的放大倍數(shù)盡可能保持不變，通常被控過程的特性是非線性的 (一階以上特性 )，而變送器、調(diào)節(jié)器 (若比例作用時 )和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的放大系數(shù)是常數(shù)。因此往往通過選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性來補(bǔ)償被控過程特性的非線性，從而達(dá)到系統(tǒng)總放大倍數(shù)不變的目的。 控制閥是自動控制系統(tǒng)中的一個重要組成部分，其作用是根據(jù)調(diào)節(jié)器的輸出命令，直接控制能量或物料等介質(zhì)的輸送量達(dá)到控制工 藝參數(shù)的目的。由于控制閥安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，長年與生產(chǎn)介質(zhì)直接接觸。且往往工作在高溫，高壓，深冷，強(qiáng)腐蝕，易堵塞等惡劣條件下。因此，如果對控制閥選擇不當(dāng)或者維護(hù)不善。就會使整個控制系統(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，電動和液動三種，其中氣動控制閥具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格便宜防火防爆等優(yōu)點(diǎn)。在自動控制中用得很多。在本次設(shè)計當(dāng)中，我選用氣動《 過程控制系統(tǒng) 》課程設(shè)計說明書 10 式。 氣動執(zhí)行器以壓縮空氣為能源，結(jié)構(gòu)簡單，輸出推力大，動作可靠，性能穩(wěn)定，價格便宜，本質(zhì)安全防爆，氣動執(zhí)行器中的氣動薄膜式執(zhí)行器在實(shí)際應(yīng) 用中最為廣泛，本設(shè)計中要求對啤酒溫度進(jìn)行控制，加熱手段為熱蒸汽，因此可選擇氣動薄膜式執(zhí)行器為執(zhí)行元件。其原理是： 當(dāng)信號壓力通入氣室時，推桿產(chǎn)生位移，彈簧受壓，直到彈簧產(chǎn)生的反作用力與薄膜上的推力相平衡為止。推桿的位移范圍就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程，推桿從零到全行程，閥門
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