【正文】 而對(duì)副變量的要求一般都不很嚴(yán)格，允許有一定波動(dòng)和余差。輸入電路是一個(gè)冷端補(bǔ)償電橋， cuR 為銅補(bǔ)償電阻，通過(guò)改變電位器 1W 的阻值可以調(diào)整變送器的零點(diǎn)。根據(jù)表 1所示，其材質(zhì)可選則鉑銠 30鉑銠 6熱電偶。這種變送器具有體積 小、質(zhì)量輕、現(xiàn)場(chǎng)安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，因而在工業(yè)生產(chǎn)中 得到廣泛應(yīng)用。 傳感器、變送器的選擇 由于窯內(nèi)燒結(jié)溫度一般為 1300℃，故應(yīng)選擇熱電偶溫度傳感器。所以調(diào)節(jié)閥選擇氣開(kāi)閥。操縱變量的基本原則為： ① 選擇對(duì)所選定的被控變量影響較大的輸入變量作為操縱變量； ② 在以上前提下，選擇變化范圍較大的輸 入變量作為控制變量，以便易于控制； ③ 在①的基礎(chǔ)上選擇對(duì)被控變量作用效應(yīng)較快的輸入變量作為控制變量，使控制系統(tǒng)響應(yīng)較快； 燃料流量方便控制，且對(duì)溫度的影響較大，故選擇燃料流量作為操縱變量。 操縱變量的選擇 工業(yè)過(guò)程的輸入變量有兩類：控制變量和擾動(dòng)變量。 副變量的選擇 副回路的設(shè)計(jì)質(zhì)量是保證發(fā)揮串級(jí)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的關(guān)鍵。 5 第 3章 系統(tǒng)控制參數(shù)的選擇 主變量的選擇 串級(jí)控制系統(tǒng)選擇主變量時(shí)要遵循以下原則：在條件許可的情況下，首先應(yīng)盡量選擇能直接反應(yīng)控制目的的參數(shù)為主變量；其次要選擇與控制目的有某種單值對(duì)應(yīng)關(guān)系的間接單數(shù)作為主變量；所選的主變量必須有足夠的變化靈敏度。其原因是在串級(jí)控制系統(tǒng)中增加了一個(gè)包含二次擾動(dòng)的副回路，使系統(tǒng)①改善了被控過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性，提高了系統(tǒng)的工作頻率； ②對(duì)二次擾動(dòng)有很強(qiáng)的克服能力；③提高了對(duì)一次擾動(dòng)的克服能力和對(duì)回路參數(shù)變化的自適應(yīng)能力。由于主副回路相互配合，使控制質(zhì)量顯著提高。 方案二的串級(jí)控制系統(tǒng)中，由于引進(jìn)了副回路，不僅能迅速克服作用于副回路內(nèi)的干擾，也能加速克服主回路的干擾。 )(1 SG)(2 SG + )(2 SV++)(SR )(SY)(2 SY )(2 SG v)( SD 圖 單回路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 )(2 SD )(1 SG)(1 SD )(2 SG+++)(1 SV)(2 SV+++)( SR )( SY 圖 串級(jí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 4 方案選擇 方案一的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)有干擾時(shí)， TC輸出信號(hào)改變閥門開(kāi)度，進(jìn)而改變?nèi)剂狭髁浚跔t膛中燃燒后，爐膛溫度改變，改過(guò)程時(shí)間常數(shù)大，可達(dá)到15min。 為了克服較大的滯后，抑制較大的干擾以及使控制更加的準(zhǔn)確，簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)已不能滿足條件，故可選擇串級(jí)控制系統(tǒng)。也就是說(shuō)，即使發(fā)現(xiàn)了偏差，也得不到及時(shí)調(diào)節(jié)，造成超調(diào)量增大，穩(wěn)定性下降。燒成帶溫度出現(xiàn)偏差后，控制器根據(jù)偏差的性質(zhì)立即改變控制閥的開(kāi)度，改變?nèi)剂狭髁?，?duì)燒成帶溫度加以調(diào)節(jié)。 若采用隔焰隧道窯溫度簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，由于從控制閥到窯道燒成帶滯后時(shí)間 3 太大，如果燃料的壓力發(fā)生波動(dòng)，盡管控制閥門開(kāi)度沒(méi)變，但燃料流量將發(fā)生變化，必將引起燃燒室溫度的波動(dòng)，再經(jīng)過(guò)隔焰板的傳熱、輻射，引起燒成帶溫度的變化。如果火焰直接在窯道燒成帶燃燒，燃燒氣體中的有害物質(zhì)將會(huì)影響產(chǎn)品的光澤和顏色，所以就出現(xiàn)了隔焰式 隧道窯。 方案比較 制品在窯道的燒成帶內(nèi)按工藝規(guī)定的溫度進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度一般為1300℃，偏差不得超過(guò) 5C。如果火焰直接在窯道燒成帶燃燒，燃燒氣體中的有害物質(zhì)將會(huì)影響產(chǎn)品的光澤和顏色。 制品在窯道的燒成帶內(nèi)按工藝規(guī)定的溫度進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度一般為1300℃，偏差不得超過(guò) 5C。 ⑶能夠自動(dòng)控制窯內(nèi)溫度，并達(dá)到所需精度。 該控制系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝要求： ⑴可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)隧道窯的工藝流程的控制。而因?yàn)樗淼栏G溫度的變化比較慢，所以滯后比較大?；鹧嬖谌紵抑腥紵?，熱量經(jīng)過(guò)隔焰板輻射加熱燒成帶。因?yàn)閹讉€(gè)環(huán)節(jié)都涉及到溫度的控制，因此隔焰隧道窯的溫度是生產(chǎn)工藝的一項(xiàng)重要指標(biāo)，溫度控制的好壞將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。 目前，過(guò)程控制正朝高級(jí)階段發(fā)展，不論是從過(guò)程控制的歷史和現(xiàn)狀看，還是從過(guò)程控制發(fā)展的必要性、可能性來(lái)看，過(guò)程控制是朝綜合 化、智能化方向發(fā)展，即計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) (CIMS)：以智能控制理論為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)為主要手段，對(duì)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)、計(jì)劃、調(diào)度、管理和控制全面綜合，實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)庫(kù)到產(chǎn)品出廠的自動(dòng)化、整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)信息管理的最優(yōu)化。在自動(dòng)控制時(shí)期內(nèi)，過(guò)程控制系統(tǒng)又經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段 , 它們是：分散控制階段 , 集中控制階段和集散控制階段。在本世紀(jì) 30 年代就已有應(yīng)用。 目 錄 第 1 章 概述 ......................................................... 1 第 2 章 系統(tǒng)總體方案 ................................................. 2 隧道窯的結(jié)構(gòu) ................................................ 2 方案比較 .................................................... 2 方案選擇 ................................................... 4 第 3 章 系統(tǒng)控制參數(shù)的選擇 ........................................... 5 串級(jí)控制系統(tǒng)選擇 ............................................. 5 主變量的選擇 ........................................... 5 副變量的選擇 ........................................... 5 操縱變量的選擇 ......................................... 5 調(diào)節(jié)閥開(kāi)關(guān)形式的選擇 ........................................ 6 傳感器、變送器的選擇 ........................................ 6 控制器的選擇 ................................................ 7 控制器控制規(guī)律的選擇 ................................... 7 控制器正、反作用選擇 ................................... 7 控制器選型 ............................................. 8 第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試 .................................................... 10 系統(tǒng)參數(shù)的整定 .............................................. 10 系統(tǒng)仿真 ................................................... 10 第 5 章 心得體會(huì) .................................................... 14 參考文獻(xiàn) ........................................................... 15 1 第 1 章 概述 隨著人們物質(zhì)生活水平的提高以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，產(chǎn)品的質(zhì)量和功能也向更高的檔次發(fā)展，制造產(chǎn)品的工藝過(guò)程變得越來(lái)越復(fù)雜，為滿足優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗，以及安全生產(chǎn)、保護(hù)環(huán)境等要求，做為工業(yè)自動(dòng)化重要分支的過(guò)程控制的任務(wù)也愈來(lái)愈繁重。 主控制器采用比例積分控制，副控制器采用比例控制。 設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 某隧道窯爐系統(tǒng)，考慮將燃燒室溫度作為副變量，燒成溫度為主變量，燃燒室溫度為副變量的串級(jí)控制系統(tǒng)中主、副對(duì)象的傳遞函數(shù)分別為：