啤酒生產線殺菌冷卻區(qū)溫度控制系統(tǒng)的設計(編輯修改稿)
2025-08-03 13:32 本頁面
【文章內容簡介】 控制系統(tǒng)。簡單控制系統(tǒng)是實現生產過程自動化的基本單元、其結構簡單、投資少、易于調整和投運，能滿足一般工業(yè)生產過程的控制要求、因此在工業(yè)生產小應用十分廣泛，尤其適用于被控過程的純滯后和慣性小、負荷和擾動變化比較平緩，或者控制質量要求不太高的場合。串級控制系統(tǒng)的采用了兩個控制器，我們將溫度控制器稱為主控制器，把流量控制器稱為副控制器。主控制器的輸出作為副控制器的設定，然后由副控制器的輸出去操縱調節(jié)閥。在串級控制系統(tǒng)中出現了兩個被控對象，即主對象（溫度對象）和副對象（流量對象），所以有兩個被控參數，主被控參數（溫度）和副被控參數（流量）。主被控參數的信號送往主控制器，而副被控參數的信號被送往副控制器作為測量，這樣就構成了兩個閉合回路，即主回路（外環(huán)）和副回路（內環(huán)）。串級控制系統(tǒng)的特點，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，增強了抗干擾能力；具有一定的自適應能力，適應負荷和操作條件的變化。串級控制系統(tǒng)的設計原則，在選擇副參數時，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，進行副回路的設計時，應使主、副對象的時間常數適當匹配；方案應考慮工藝上的合理性、可能性和經濟性。串級控制系統(tǒng)的應用場合，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)不能滿足質量指標時，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)不能滿足質量指標時，可采用串級控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)內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，而負荷變化又較大。串級控制系統(tǒng)應用中的問題，主、副控制器控制規(guī)律的選擇，串級控制系統(tǒng)中主、副控制器的控制規(guī)律選擇都應按照工藝要求來進行，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。由于本次溫度控制系統(tǒng)設計中啤酒溫度被作為被控量，故無需設置副被控量，因此無須采用串級控制回路，采用單回路控制系統(tǒng)即可實現冷卻區(qū)溫度的控制。 變送器的選擇被控參數的測量和變送必須迅速正確地反映其實際變化情況，為系統(tǒng)設計提供準確的控制依據。測量和變送環(huán)節(jié)的描述： （31）即： （32）參數選擇原則：減小Tm和τm均對提高系統(tǒng)的控制質量有利。若Tm較大，則會使記錄曲線與實際參數之間產生較大的動態(tài)誤差。從減小測量變送環(huán)節(jié)誤差角度考慮，應減少儀表的量程，即增大Km。1 系統(tǒng)設計測量和變送中涉及的問題： （1）信號濾波； （2）信號處理； （3）純時延問題； （4）測量時延問題； （5）信號傳遞時延問題。2 信號傳遞時延將降低控制質量。對比可采取以下改善措施： （1）若測量信號為電信號，可將轉換器安裝在儀表盤附近，以縮短氣壓信號的傳送距離。 （2）若調節(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。 （3）若調節(jié)器輸出為電信號，應將轉換器安裝在調節(jié)閥附近，或采用電氣閥門定位器。檢測變送器包括監(jiān)測遠見和變送器在自動控制系統(tǒng)中被控變量的信號線經過檢測變送器專程氣信號或者電信號后，才送至調節(jié)器。檢測元件又稱傳感器，其作用時將被控變量加以轉換，輸出一個與之成對應比例關系的信號。由于本次設計中冷卻區(qū)溫度為被控量，因此檢測元件應選擇溫度變送器。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2000℃以上的高溫。而本次設計中冷卻區(qū)溫度要求為40177。1 ℃，為節(jié)約成本以及達到較高的精度要求，在本次設計中選用DDZIII型溫度變送器中的熱電阻溫度變送器。 調節(jié)閥的選擇調節(jié)閥類型的選擇：氣動執(zhí)行器和電動執(zhí)行器調節(jié)閥口徑（Dg、dg）大小的選擇：主要依據是閥的流通能力。正常工況下要求調節(jié)閥開度處于15％～85％
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