換熱器出口溫度比值控制系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計說明書-資料下載頁
2025-05-17 12:24本頁面
【正文】 、套筒調(diào)節(jié)閥，接受調(diào)節(jié)儀表來的直流電流信號，改變被調(diào)介質(zhì)流量，使被控工藝參數(shù)保持在給定值。廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工、石油、輕紡、制藥、造紙等工業(yè)部門的生產(chǎn)自動化控制。本系列產(chǎn)品公稱通徑由20至200mm，、使用溫度范圍由40℃~450℃，接受信號為0~~。流量特性為線性或等百分比。配用不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為普通型和電子型兩種。表2 調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)公稱通徑DN(mm)（閥座直徑dn）2025324050658010121520額定流量系數(shù)直級114469110等百分比41016254063100額定行程(mm)162540公稱壓力PN（MPa） 固有流量特性直線 等百分比固有可調(diào)比50工作溫度t（℃）20~200 40~250 40~450 60~450信號范圍（）0~10 4~20作用方式電關(guān)式 電開式使用環(huán)境溫度（℃）電動調(diào)節(jié)閥：20~70℃ 伺服放大器：0~50℃使用環(huán)境條件電動調(diào)節(jié)閥：≤95% 伺服放大器：≤85%電源電壓220V 50Hz 380V 50Hz 24AC/DC四．控制系統(tǒng)的仿真[3]冷、熱流體流量測量儀表插入式渦街流量計為線性單元，動態(tài)滯后可忽略，用一階環(huán)節(jié)來近似： （41）通過查找相關(guān)資料，這里假設(shè)渦街流量計的，對于調(diào)節(jié)閥，由于其流量特性為直線和等百分比。對于調(diào)節(jié)閥控制流量對象，控制通道的動態(tài)特性為： （42） （43）這里假設(shè)，， 對于換熱器的結(jié)構(gòu)及一般熱力學(xué)關(guān)系，流量控制通道的傳遞函數(shù)近似為 （44）在本設(shè)計中討論的列管式換熱器中，假定, ,。在MATLAB中的Simulink工具箱組件中進(jìn)行系統(tǒng)的仿真[9]，所搭建的系統(tǒng)模型如下圖9所示。由于是采用比值對流量進(jìn)行控制，所以選擇控制器的調(diào)節(jié)規(guī)律為PID調(diào)節(jié)。根據(jù)調(diào)節(jié)器參數(shù)工程整定的相關(guān)內(nèi)容，應(yīng)用臨界比例度法先通過對調(diào)節(jié)器參數(shù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)的使用，最終使控制系統(tǒng)的一些性能指標(biāo)都相對較好。圖10 系統(tǒng)仿真模型應(yīng)用臨界比值度法，調(diào)成等幅振蕩時采用經(jīng)驗法，先設(shè)定P=4 I=D=0 圖11 P=4 圖12 P=5 圖13 P= 時 等幅振蕩 圖14 系統(tǒng)流量特性隨時間的相應(yīng)特性曲線圖15 系統(tǒng)溫度響應(yīng)特性曲線從仿真結(jié)果看，當(dāng)閉環(huán)內(nèi)部遇到階躍干擾時，可以較好的保持穩(wěn)定，對于流量隨時間的相應(yīng)特性曲線如圖13所示，系統(tǒng)溫度響應(yīng)特性曲線如圖14所示，在仿真結(jié)果中可以看到，系統(tǒng)在受到階躍干擾時，流量能很快的保持穩(wěn)定，此時，參數(shù)整定的結(jié)果為：五．課程設(shè)計總結(jié)本設(shè)計方案由于采用的是單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，其優(yōu)缺點(diǎn)在相應(yīng)設(shè)計過程中已有所介紹。本設(shè)計方案能夠?qū)崿F(xiàn)兩種物料流量的比值控制，從而保證溫度的恒定。控制精度較好，實施起來也比較方便。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。這對于有些要求精度高的場合是不太合適的，因為負(fù)荷波動會給控制過程帶來一定的影響，這是單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)所無法克服的一個弱點(diǎn)。 另外，通過這次的課程設(shè)計，我對本專業(yè)的相關(guān)知識有了更深的認(rèn)識，尤其是在實際生產(chǎn)的工程實踐中，如何設(shè)計控制系統(tǒng)這一過程有了更清晰的認(rèn)識。重新溫習(xí)《過程裝備控制儀表與應(yīng)用》這門課，對其中的部分內(nèi)容有了新的認(rèn)識，并在實際中得到應(yīng)用。通過MATLAB這一工具，學(xué)會了參數(shù)整定的相關(guān)方法，借助這種先進(jìn)工具軟件輔助自己的工作學(xué)習(xí)，這對我們將來的工作效率的提高是大有裨益的。最后，要衷心的感謝高強(qiáng)老師和陸輝山老師的悉心指導(dǎo)和教誨。六．參考文獻(xiàn)[1]過程設(shè)備設(shè)計 (第三版) 主編：鄭津洋_董其伍 化工工業(yè)出版社[2] 工程熱力學(xué)(第四版) 主編：沈維道、 童鈞耕 高等教育出版社[3]自動控制原理（第二版） 主編：胡壽松 北京科學(xué)出版社[4]過程控制工程 主編：潘立登 機(jī)械工業(yè)出版社[5]過程控制工程（第三版） 主編：戴連奎，于玲 化學(xué)工業(yè)出版社[6]過程控制系統(tǒng)及工程 主編： 楊為民 西安電子科技大學(xué)出版社[7]工業(yè)過程控制技術(shù)（方法篇） 主編：孫優(yōu)賢，褚健 化學(xué)工業(yè)出版社[8]過程檢測技術(shù)及儀表（第二版）主編：杜維，張宏建 化學(xué)工業(yè)出版社[9]過程控制系統(tǒng)的MATLAB仿真 主編：劉文定，王東林 機(jī)械工業(yè)出版社19
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