过程控制仪表及控制系统

过程控制仪表及控制系统 《过程控制仪表及控制系统》 课程设计报告 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 发电厂汽轮发电机蒸汽温度控制 课题名称 姓 名 学 号 电气工程及其自动化 专 业 指导教师 2011年 12 月 15 日 目 录 摘要…………………………………………………………………………2 1 概述……………………………………………………………3 2 课程设计任务及要求……………………………………………4 2.1 设计任务…………………………………………………4 2.2 设计要求…………………………………………………5 3 理论设计…………………………………………………6 3.1 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 论证…………………………………………………6 3(1 .1 常规PID控制……………………………………………6 3 .1 .2 串级控制…………………………………………………6 3.2 系统设计…………………………………………………6 3.2.1 结构框图及说明………………………………6 3.2.2 系统原理图及工作原理……………………………7 4 参数整定………………………………………………………………8 4.1 T1参数……………………………………………………………8 4.2 T2参数……………………………………………………………9 4.3 主副调节器的参数 ……………………………………………10 5 仿真调试 ……………………………………………………………11 6 结论 …………………………………………………………………12 7 参考文献 ……………………………………………………………12 1 摘 要 串级控制系统-----两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。 串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。 前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量(主被控参数)，即工艺控制指标;后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量(副被控参数)，是为了稳定主变量而引入的辅助变量。 整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成;主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。 一次扰动:作用在主被控过程上的，而不包括在副回路范围内的扰动。二次扰动:作用在副被控过程上的，即包括在副回路范围内的扰动。 本设计通过实验对数据的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，来建立系统被控对象模型的数学表达式，采用最小二乘曲线拟合的方法，对实验数据进行了曲线拟合，从而得出了该生产过程的被控系统的数学模型，即传递函数。接着对系统进行分析，采用串级控制，再根据对象模型的结构来确定温度控制系统的控制器及控制算法，来实现发电厂汽轮发电机蒸汽温度控制系统的准确控制，从而使各项参数都能满足各自的要求。 关键词:串级控制、仿真、PID控制、调节器、增益 2 1 概述 发电厂从锅炉汽鼓出来的饱和蒸汽经过两段过热器继续加热，使蒸汽温度达到460?左右，再去推动汽轮机工作。每一种锅炉与汽轮机组都有一个规定的运行温度，在这个温度下机组的效率最高。如果温度过高，会使汽轮机的寿命大大缩短，如果温度过底，当蒸汽带动汽轮机作功时，会使部分蒸汽变成小水滴，冲击汽轮机叶片，造成生产事故，因此要求控制 ,温度的误差不得超过5?。由于汽鼓至汽轮机中间有一系列的减温器、过热器与传输管道，控制对象的容积迟后与传输滞后都很大，要达到高精度的温度控制是很困难的，为此采用分段调节，其中最常见的是两段调节。这样，每段中的对象的容积迟后与传输滞后时间均可减小一半。每段分别用一个温度控制系统调节各自的减温器喷雾的减温水流量，来维持各段过热器出口的温度恒定。假定两个系统温度控制方式完全一样，试设计其中一段的温度控制系统。(蒸汽的压力和温度另有控制系统，这里我们假定蒸汽恒温恒压，过热器的热量也是恒定的，汽鼓的出口压力约60公斤/厘米2左右。) 3 2 课程设计任务及要求 2.1设计目的 有效控制发电厂汽轮发电机蒸汽温度，使锅炉与汽轮机组都在一个规定的运行温度，在这个温度下机组的效率最高。在稳定温度下运行可以延长汽轮机寿命，减少生产事故。 2.1设计任务 ,控制系统要求控制温度的误差不得超过5?。由于汽鼓至汽轮机中间有一系列的减温器、过热器与传输管道，控制对象的容积迟后与传输滞后都很大，要达到高精度的温度控制是很困难的，为此采用分段调节，其中最常见的是两段调节。这样，每段中的对象的容积迟后与传输滞后时间均可减小一半。每段分别用一个温度控制系统调节各自的减温器喷雾的减温水流量，来维持各段过热器出口的温度恒定。 系统框图 4 通过实验，测得对象对于输入Q(单位输入)的响应如下(表中温度为负): 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 时间(S) 0 0 0 0.03 0.09 0.17 0.26 0.37 0.46 0.57 0.66 0.75 0.83 0.92 1.00 T(?) 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T(?) 2 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 时间(S) 1.06 1.11 1.14 1.18 1.22 1.25 1.28 1.31 1.34 1.36 1.39 1.41 1.43 1.44 1.46 T1(?) 0 0 0.01 0.02 0.03 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 0.17 0.18 0.20 0.21 0.23 T2(?) 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 时间(S) 1.48 1.49 1.50 1.52 1.53 1.54 1.55 1.55 1.56 1.57 1.58 1.58 1.59 1.59 1.60 T1(?) 0.25 0.26 0.27 0.29 0.30 0.32 0.33 0.34 0.35 0.37 0.38 0.39 0.40 0.41 0.42 T2(?) 91 93 95 97 99 109 133 157 181 205 229 253 277 301 时间(S) ? 1.60 1.61 1.61 1.62 1.62 1.66 T1(?) … 0.44 0.45 0.46 0.47 0.48 0.52 0.61 0.69 0.74 0.78 0.81 0.84 0.86 0.87 0.92 T2(?) 2.3设计要求 1、系统的稳态误差为0。 2、5%误差带的调整时间不大于300秒，最大超调量小于10%，这两个性能指标尽可能小。 3、在减温器和过热器之间存在干扰，最大干扰引起T1处温度波动为20?，要求控制使干扰对T2处的温度影响不能超出允许范围。 4、根据以上的工艺要求设计该控制系统，画出系统控制框图。包括控制参数、被控参数的选择，调节阀的选择，检测与变送装置的选择，控制器的设计。 5 3理论设计 3.1方案论证 3.1.1常规PID控制 汽轮蒸汽温度控制系统的调节对象存在大滞后现象和扰动，而系统对控制精度与功能的要求比较高，在这种情况下采用常规的PID控制得到的动态性能和稳态性能都很差，故不宜采用。 3.1.2串级控制 串级控制是在单回路控制系统的基础上增加一个控制回路，构成串级控制系统。串级控制对提高大延时和大时间常数过程的控制质量有显著的效果，在工业生产过程控制中应用广泛。串级控制在结构上形成了两个环:一个闭环在里面，被称为副环，起着粗调作用;一个环在外面，称为主环，起着细调作用。这样一来对于发电厂汽轮发电机蒸汽温度控制，就能有很好的控制效果了。 3.2系统设计 3.2.1结构框图及说明 主调节器 副调节器 调节阀 对象2 对象1 副测量变送 器 主测量变送 器 串级系统框图 系统包括两台温度变送器(T1与T2)、一台减温器、一台PI调节器以及电/气转换、升压型气动继动器、带阀门定位器的气动活塞式执行机构、调节阀本体等。由于减温水的压力很高，所以调节阀应选用耐高压与流通能力大的阀门。 6 3.2.2系统仪器的选择 1k(1，)1:主调节器选用PI控制算法(反作用) pTsi 主参数允许的波动范围很小，要求无余差，因此选用PI控制规律。 2:副调节器与用P控制算法 (反作用) 因为若采用积分规律会延长控制过程，减弱副回路的快速作用。 3:调节阀用自力式温度调节阀SLZW气开型 SLZW型自力式温度调节阀不需外界能源而进行温度自动调节。它适用于蒸汽、热水、热油等为介质的各种换热工况。 广泛应用于供暖、空调、生活热水中的温度自动调节，以及特殊工况的温度自动调节。 主要特点: (1)无需任何外加能源，利用被调介质自身能量实现介质温度自动调节的执行器产品。 (2)有较宽的温度设定范围，显示清晰、精度高，并设有过载保护装置，安全可靠。 4:传感器、变送器的选择 传感器选用FR-01系列的温度传感器，它采用进口铂电阻芯片制做而成，适合测量-100——500温度区间，该产品具有良好的抗震能力、高精度、长期稳定性好和安装简单等特性，在各个行业中被广泛应用。 变送器选用SBWZ系列Pt1000热电阻温度变送器，它采用二线制传送方式(两根导线作为电源输入，信号输出的公用传输线)。将热电阻信号变换成与输入信号或与温度信号成线性的4,20mA的输出信号。 主要特点: (1)采用环氧树脂密封结构，因此抗震、耐温，适合在恶劣现场环境中安装使用。 (2)现场安装于热电阻的接线盒内，直接输出4,20mA，这样既省去较贵的补偿导线费用，又提高了信号长距离传送过程中的抗干扰能力。 (3)精度高、功耗低、使用环境温度范围宽、工作稳定可靠。 (4)量程可调，并具有线性化较正功能，热电偶温度变送器具有冷端自动补偿功能。应用面广，既可与热电阻形成一体化现场安装结构，也可作为功能模块安装入检测设备中。 7 4 参数整定 根据任务书中T1、T2的单位输入响应实验数据，可以用最小二乘法进行拟合，或用曲线 法计算参数。 4.1 T1参数 根据T1实验值经EXCEL计算，得到下图: 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0102030405060708090100110-0.2 y()1.66,静态放大系数 K,,,1.66x10 yt()yt,,()相对值 y(), ,,()t,1()Tyte,,,()1 (a) 1 ,,()t,2()Tyte,,,()1 (b) 2 (a)和(b)取对数，联立，得 ()tt,21 T, ln(1())ln(1()),,,,,ytyt12 ,,，,,,，,,,,,,,tyttytytytln(1())ln(1())ln(1())ln(1()) 122121 yt,,()0.46yt,,()1.00取, 12 8 Ttt,，,2() 21 ,,，,2tt 12 解得 Ts,24 ,,5s 静态放大系数 K,1.66,T,24S,,,5S ,5s1.66所以控制系统中T1的传递函数为 (1) (),Gse124，1s 4.2 T2参数 根据T2实验值经EXCEL计算，得到下图 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 050100150200250300350-0.1 y()0.92,静态放大系数 K,,,0.92x10 yt()yt,,()相对值 y(), ,,()t,1()Tyte,,,()1 (a) 1 ,,()t,2()Tyte,,,()1 (b) 2 (a)和(b)取对数，联立，得 9 ()tt,21 T,ln(1())ln(1()),,,,,ytyt12 ,,，,,,，,,,,,,,tyttytytytln(1())ln(1())ln(1())ln(1()) 122121 yt,,()0.39yt,,()0.63取,,则可得 12 Ttt,，,2() 21 ,,，,2tt 12 解得 Ts,92 ,,33s 静态放大系数 K,0.92,T,92s,,,33s 0.92,33s所以T2的对象模型为(), (2) Gse292，1s 由上述两式得与的关系可得 T(s)T(s)12 ,28sG(s)0.545e(24s，1)2()Gs,, (3) 主G(s)92s，11 4.3 主副调节器的参数 主调节器用的是PI控制规律，副调节器只用比例控制即可，整定参数使最大超调量小 于10%且调整时间小于300秒，由仿真得图形可知符合要求即可。 10 5 仿真调试 实验框图如图: 对应的响应曲线: 分析: 1.调整时间 由图直接得出大约为300秒，符合要求。 2.最大超调量 没有超调量，符合要求。 11 6 结论 这个系统是存在一定扰动的，在有扰动时扰动引起的波动也在允许范围之内。串级控制在对于时延较大和存在纯滞后环节的控制上控制效果明显优于常规的PID控制。本实验设计的控制系统基本满足设计要求。 7 参考文献 1 邵裕森，戴先中.过程控制工程[M]. 北京:机械工业出版社,2000 2 张玉铎，王满稼.自动控制系统[M].水利电力出版社 3 刘文定，王东林.过程控制系统的MATLAB仿真[M].机械工业出版社 4 金以慧.过程控制[M].北京:清华大学出版社 12 指导教师 评 语 答 辩 指导教师 总 评 成 绩 签 字 成 绩 年 月 日 13 -------- 欢迎下载资料，下面是附带送个人简历资料用不了的话可以自己编辑删除，谢谢～下面黄颜色背景资料下载后可以编辑删除 X X X 个 人 简 历 个人资料 姓 名:xxxx 婚姻状况:未婚 出 生:1987-06-24 政治面貌:团员 性 别:男 民 族:汉 照片 学 位:本科 移动电话: 专 业:英语 电子邮件: 地 址: 教育背景 2006.9-2010.6 吉林工程技术师范学院-----外国语言文学系 主修课程 大学英语精读，大学英语泛读，英语口语，英语听力，英语写作，英语口 译，翻译学，词汇学，语法学，英美概况，英国文学，美国文学，语言学，本科阶段主修 日语，中外名胜。 14 特长及兴趣爱好 除了有专业的英语方面知识外，我在校生活部工作一年, 在系宣传部和秘书处各工作一年。为全面发展，大三上学期，我加入系文学社，参于了我系《心韵》杂志的创刊和编辑工作。在这些活动中锻炼了我的领导和团队协作能力，学会了更好的与人相处，这些在我以后的工作中一定会有很大的帮助。 计算机能力 能熟悉使用Office工具以及Photoshop、Flash等软件。 获国家计算机二级等级资格证书。 外语水平 通过英语专业四级考试，能熟练进行听说读写译。 奖励情况: 2007-2008 优秀学生会干部 2008,07 师生合唱比赛一等奖 普通话水平测试等级证书 英语专业四级证书 自我评价 X X X 个 人 简 历 个人资料 姓 名: 婚姻状况:未婚 出 生: 政治面貌:团员 性 别: 民 族:汉 学 位: 移动电话: 专 业: 电子邮件: 地 址: 教育背景 2006.9-2010.6 吉林工程技术师范学院-----外国语言文学系 主修课程 大学英语精读，大学英语泛读，英语口语，英语听力，英语写作，英语口译， 翻译学，词汇学，语法学，英美概况，英国文学，美国文学，语言学，日语， 中外名胜。 能力及特长 15 这要写你明你有什么样的能力及经验，最重要就是告诉用人单位，你会做什 么, 计算机能力 能熟悉使用Office工具以及Photoshop、Flash等软件。 获国家计算机二级等级资格证书。 外语水平 通过英语专业四级考试，能熟练进行听说读写译。 奖励情况 2007-2008 优秀学生会干部 2008,07 师生合唱比赛一等奖 普通话水平测试等级证书 英语专业四级证书 实习经验(或实践经验或兼职经验) 这里写上你的实习经验或实践经验或兼职经验等信息吧，标题自己起一个贴切 的。 自我评价 本人性格开朗、稳重、有活力，待人热情、真诚。工作认真负责，积极主动， 能吃苦耐劳。有较强的组织能力、实际动手能力和团体协作精神，能迅速的适 应各种环境，并融入其中。我不是最优秀的，但我是最用功的;我不是太显眼， 但我很踏实;希望我的努力可以让您满意。 这里不要照抄哦，不会写自我评价的朋友，你可以访问http 这里有很多自我评价范文 可以参考。(按住键盘的CTRL键，再用鼠标点链接就可以直接打开网站，不用复制到浏 览器的。)本人性格热情开朗、待人真诚，善于沟通，应变能力较强。懂得珍惜 拥有的一切。 B内张型鼓式制动器 C湿式多片制动器 D浮钳盘式制动器 289.零配件市场上的主要价格形式(ABC) A厂家指导价 B市场零售价 C配件厂价格 16 290.油漆出险桔皮皱，即表面不光滑，可能的原因( D ) A涂装间通风国强 B稀释剂干燥速度过快 C稀释剂干燥速度过快慢 D一次喷涂过厚 291.汽车的动力性能包括(ACD) A最高车速 B平均车速 C加速时间 D能爬上的最大坡度 292.《车险定损核价运作 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》规定事故车辆修复费用包括(ABCD) A事故损失部分维修工时 B事故损失部分需更换的配件费 C残值 D税费 293.车辆全损或推定全损案件， 在确定损失前，应该了解(ABD)汽车信息 A了解车辆购置时间、价格 B取得车辆的购置发票或其他证明 C了解车辆的购置渠道 D了解车辆的所有人 294.机动车电器故障引起火灾的主要原因有(BC) A电瓶故障 B线路故障 C电器元件故障 D日光聚集 295. 《车险定损核价运作规范》规定对残值处理的原则(AB)B A所有残值归被保险人所有，保险人在维修费中扣除 B事故车辆更换的配件由保险人收回后不计入残值之内 C所有配件必须折旧卖给被保险人 D所有配件必须折旧卖给维修厂或废品收购站 296.从火灾原因调查的角度，汽车火灾的原因分(ABCD) A机械故障类(如发动机过热) B电器类(线路老化短路) C人为类(纵火) D交通事故类(碰撞、倾覆、货物引起) 297.对汽车整车进行测量非常重要的平面(D)? A基本面 B中心面 C零平面 17 D下平面 298.机械配件的基本维修原则(ABCD) A超过配合尺寸，通过加工也无法得到装配技术要求 B变形通过矫正无法保证使用性能和安全技术要求 C断裂无法焊接或焊接后无法保证使用性能和安全技术要求 D转向等涉及到安全的所有发生变形的配件 299.被保险人可依据哪些有效证明作为领取赔款的凭证(A)AC A居民身份证 B有效驾驶本 C户口薄 300..驾驶员未取得驾驶资格包括哪些情况(ABCD)ABC A无驾驶证 B驾驶车辆与准驾车型不符 C公安交关部门规定的其他属于非有效驾驶的情况 D驾驶证丢失 301.车险网上理赔系统录入的要求有哪些(ABCDE) A查勘时间照片最佳大小为60-80k B扫描仪设置方档最佳大小100-150k C索赔申请书应当由当事驾驶员在第一时间亲笔填写 D车损照片的拍摄必须符合《车险定损核价运作规范》的相关规定 E驾驶证，行驶证应尽量在查勘环节第一时间采取原件拍摄 判断题 1. 185/65R14，其中R代表Radial:表达轮胎纹络为放射状的又称“子午线”(?) 2. 检查安全气囊系统故障时，必须先拆下蓄电池负极，再使用仪器读出故障代码。(×) 3. 路面附着性能越好，汽车抗热衰退性能越好。() 4. 废气再循环的作用是减少HC、CO和NOX的排放量(×) 5. 机动车辆保险条款(2005版)中,保险车辆发生事故,应当由第三者负责赔偿但确实无法找到第三者的,赔偿处理时实行30%绝对免赔率(×) 6. 受害人无固定收入的，按照其最近二年的平均收入计算;(×) 7. 营运机动车在规定检验期限内经安全技术检验合格的，不再重复进行安全技术检验(?) 8. 本公司与被保险人就赔款金额协商确定并赔偿结案后，受害人又就同一事故向被保险人提出赔偿请求的，本公司可二次追加赔付(×) 9. 维修车辆竣工结帐后,驾驶员驾驶车辆从修理厂开出时与一辆车辆相撞,因碰撞地点还在修理厂内,我司不负赔偿责任.(×) 10. 机动车辆保险条款(2005版)基本险有四个独立险种(×) 11(用于支付公安交管部门逃逸案件处理费用的特殊案件可视金额参照本机构核赔权限进行审核() 12.四冲程发动机的做工冲程中，曲轴带动活塞从上支点向下至点运动，此时进气门关闭(?) 13.当汽车在一般条件下行使时，应选用双速主减速器中的高速档，而在行使条件较差时，则采用低速档(?) 14.评价汽车制动性的指标制动效能、制动效能的恒定值、制动时的方向稳定性(×) 18 15.热塑性材料件损伤以修复为主，热固性塑性件损伤需更换(?) 16.投保人对投保标的具有保险利益，不具有保险利益的，保险 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 无效(?) 17. 《道路交通安全法实施条例》有关高速公路应当标明车道行使速度，最高120公里\小时，最低70公里\小时(×) 18.暴风指风速28.5米/以上的大风(?) 19.刚性万向节是靠零件的铰链式联结来传递动力的，而挠性万向节则是靠弹性零件来传递动力的(?) 20.查勘案件查勘完毕后，只能点击发送按钮发送案件，不能通过 点击申请核价或申请核损按钮直接到达目的平台(×) 21.双片离合器中间压盘的前后，都需设有限位装置(?) 22.各种车身的修复，都不要使用测量工具测量车身尺度(×) 23附加险条款与基本险条款相抵触之处，以附加险为准，未尽之处，以基本险为准(?) 24.保险车辆因路面不平导致两个以上车辆轮胎磨损严重后破裂，轮胎的损失我司不负责赔偿(?) 25.李某于2006年4月1日向我司投保一辆奥迪A6汽车，于同年10月30日于一摩托车发生双方事故，经交警裁定李某为主要责任，对于该事故作为核赔人在审核时首先核对三者方的承保情况。(?) 26.汽车转弯时，转弯半径越大车速越小，附着系数越小，中心位置越高，其操作稳定性越好。(×) 27.应当有交强险赔偿的损失和费用，如交强险未赔付，商业三者险也可赔付(×) 28. 一张照片已能反映出多个部件、部位受损真实情况的不需要单个或重复拍摄，重大配件或价格较贵的配件同样如此，不必单独牌照(×) 29.书面委托代理的授权委托书应当载明代理人的姓名或者名称、代理事项、权限和期间，并由委托人签字或盖章。(?) 30.气缸盖衬垫俗称汽缸床(?) 31.轿车一般采用边梁式车架(×) 32.汽车实际价指投保车辆在保险合同签订地的市场价格(×) 33.四冲程发动机的作功冲程中曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，此时，进排气门关闭(?) 34. 公民下落不明满三年的，利害关系人可以向人民法院申请宣告他为失踪(×) 35.在道路上发生交通事故，车辆驾驶人应立即停车，保户现场，因抢救应标明位置(?) 36.保险车辆发生多次事故，累计赔付金额时，保单合同自动终止(×) 37.本公司与被保险人就赔偿金额协商确定并赔偿结案后，受害人又就同一事故向被保险人提出赔偿请求，本公司可以追加赔付(×) 38.车辆停放过程中突然遭受洪水侵袭，紧会造成电器部分及线路损坏，可给予一定的清洁费用(×) 39.本车上的财产损失属于标的商业三者险的理赔范围(×) 40.承保年度单均赔款,(统计期间该承保年度所有保单项下已决赔款，未决赔款)/统计期间该承保年度承保数量 19