锅炉课程设计-thj-2型高级过程控制系统实验装置

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1、佛山科学技术学院设计用纸目录一、设计任务分析…………………………………………………2二、总体方案设计2.1设计目的……………………………………………………22.2实验装置……………………………………………………32.3设计要求……………………………………………………3三、被控对象与控制设备…………………………………………43.1被控对象……………………………………………………43.2检测装置……………………………………………………53.3执行机构……………………………………………………63.4控制器………………

2、…………………………………………63.5系统特点……………………………………………………93.6被控对象的调节………………………………………………10四、控制系统结构4.1串级控制系统结构…………………………………………114.2副回路的设计………………………………………………154.3主副回路工作频率的选………………………………………155.4控制系统连线示意图…………………………………………16五、MATLAB仿真与实验结果5.1夹套介质温度曲线的测定与结果分析…………………175.2锅炉的夹套温度曲线测量

3、与结果分析…………………205.3Matalab仿真，记录调节器参数……………………………215.5记录最佳调节器参数以及结果曲线…………………………22六、课程设计体会………………………………………………2322佛山科学技术学院设计用纸一、设计任务分析熟悉THJ-2型高级过程控制系统实验装置，获取锅炉夹套与夹套的动态特性曲线，利用实验建模法求出它们的数学模型。根据串级控制，选择合适的主调节器、副调节器控制规律，并在Matlab上进行仿真。最终在过控实验装置平台上完成实际系统的调试，并说明两种方法的所得结果的差

4、别。二、总体方案设计2.1设计目的通过对过程控制系统的学习，让我对用过程控制系统在工业生产中的重要作用得到了很深的了解。课堂上老师讲解的知识在我们与课程同步的实验中得到了巩固和提高。通过这次的课程设计更是升华了我们平时学习中所获得的知识。我发现这项技术在我们以后的工作与学习中将起到很大的作用，会让我们为社会做出更大的贡献。课程设计要求我们立足实际，观点新颖，多谢创新，尽量满足现实情况的前提下开工脑筋，大胆别致的做出更好的作品。经过两个星期的研究与学习终于做出了自己的设计，在完成设计的过程中查阅了很多资料，把课程

5、的知识综合的系统的应用在我的设计之中。22佛山科学技术学院设计用纸在本课程设计中，通过一个完整的生产过程控制系统的设计，使学生在进一步加深理解和掌握《过程控制系统》课程中所学内容的基础之上，着重训练学生将《过程检测与控制仪表》、《自动控制原理》、《微机控制技术》和《过程工程基础》等课程中所学到知识进行综合应用。锻炼学生的综合知识应用能力，让学生了解一般工程系统的设计方法、步骤，系统的集成和投运。2.2实验装置2-1实验装置总貌图2.3设计要求1.从组成、工作原理上对工业型传感器、执行机构有一深刻的了解和认识。2

6、2佛山科学技术学院设计用纸1.分析控制系统各个环节的动态特性，从实验中获得各环节的特性曲线，建立被控对象的数学模型。2.根据其数学模型，选择被控规律和整定调节器参数。3.在Matlab上进行仿真，调节控制器参数，获得最佳控制效果。4.了解和掌握自动控制系统设计与实现方法，并在THJ-2型高级过程控制系统平台上完成本控制系统线路连接和参数调试，得到最佳控制效果。5.分析仿真结果与实际系统调试结果的差异，巩固所学的知识。三、被控对象与控制设备本实验装置由被控对象和控制仪表两部分组成。系统动力支路分两路：一路由三（3

7、80V交流）磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成；另一路由日本三菱变频器、三相磁力驱动泵（220V变频）、涡轮流量计及手动调节阀组成。3.1被控对象由不锈钢储水箱、上、中、下三个串接有机玻璃圆筒形水箱、4.5千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉夹套加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套构成)、冷热水交换盘管和敷塑不锈钢管道组成。水箱：包括上水箱、中水箱、下水箱和储水箱。上、中、下水箱采用优质淡蓝色圆筒型有机玻璃。上、中水箱尺寸均为：d=25cm,h=20cm；下水箱尺寸为：d=35cm,h=2

8、0cm。水箱结构非常独特，有三个槽，分别是缓冲槽，工作槽，出水槽。上、中、下水箱可以组合成一阶、二阶、三阶液位单回路控制实验和双闭环、三闭环液位串级控制等实验。储水箱是采用不锈钢板制成，尺寸为：长×宽×高=68cm×52㎝×43㎝完全能满足上、中、下水箱的实验需要。22佛山科学技术学院设计用纸模拟锅炉：本装置采用模拟锅炉进行温度实验，此锅炉采用不锈钢精制而成，由二层组成：加热层（夹套）