换热器热流出口温度控制

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1、工程项目1简单控制系统的分析与设计子项目3换热器热流出口温度控制班级__12电气4__姓名__颜泽凯项目日期_2014/5/6项目目标：1、了解温度对象的特性和控制方法2、掌握PID作用的控制规律、PID控制器的使用3、巩固学习PID控制器参数工程整定方法——衰减曲线法项目任务分解：任务1掌握温度的概念及温标表示方法温度的概念根据某个可观察现象（如水银柱的膨胀），按照几种任意标度之一所测得的冷热程度。温度是物体内分子间平动动能的一种表现形式。分子运动愈快，物体愈热，即温度愈高；分子运动愈慢，物体愈冷，即温度愈低。从分子运动

2、论观点看，温度是物体分子运动平均平动动能的标志，温度是分子热运动的集体表现，含有统计意义。对于真空而言，温度就表现为环境温度，是物体在该真空环境下，物体内分子间平均动能的一种表现形式。物体在不同热源辐射下的不同真空里，物体的温度是不同的，这一现象为真空环境温度。比如，物体在离太阳较近的太空中，温度较高；物体在离太阳较远的太空中，反之，温度较低。这是太阳辐射对太空环境温度的影响。温标表示方法根据某个可观察现象（如水银柱的膨胀），按照几种任意标度之一所测得6/6的冷热程度。温度是物体内分子间平动动能的一种表现形式。分子运动愈快

3、，物体愈热，即温度愈高；分子运动愈慢，物体愈冷，即温度愈低。从分子运动论观点看，温度是物体分子运动平均平动动能的标志，温度是分子热运动的集体表现，含有统计意义。对于真空而言，温度就表现为环境温度，是物体在该真空环境下，物体内分子间平均动能的一种表现形式。物体在不同热源辐射下的不同真空里，物体的温度是不同的，这一现象为真空环境温度。比如，物体在离太阳较近的太空中，温度较高；物体在离太阳较远的太空中，反之，温度较低。这是太阳辐射对太空环境温度的影响。任务2了解换热器机理及对控制系统的要求传热设备的控制要求1、传热的目的主要有下

4、列三种：1)使工艺介质达到规定的温度2)使工艺介质改变相态3)回收热量2、被控对象：换热器被控变量：热流出口温度3、操纵变量：冷水入口流量干扰变量：热流流量、冷水温度6/61.换热器介绍换热器：又称为热交换器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。列管式换热器主要由壳体、管束、管板和封头等部分组成。在其中进行换热的液体有两种，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。换热器可分成加热器和冷却器两类。工作原理：一种流体由管箱进入换热管（管程），另一种流体在管外流动（壳程），由于两种流体存在温度差，于是

5、通过管壁进行热量交换。任务3了解温度自恒特性温度自衡过程1）将阀门FV1105固定开度为30，点击工具栏中的运行按钮，运行换热器工程。2）将阀门FV1103固定到一个开度，待热流出口温度TI1104稳定之后记录下流量FI1102和温度TI1104的值。3）将阀门FV1103调整到一个新的开度，待温度稳定之后记录流量和温度新的稳态值。4）本实验可以继续下去，对应FV1103任何一种开度，蒸汽温度TI1104都能达到平衡。5）由于热流最高温度的限制，无论冷流流量的变化有多大，都不会导致TI1104无休止地上升或下降。所以，热交

6、换过程属于完全自衡过程。6/6任务4换热器热流出口温度单回路控制系统设计任务5方案实施打开换热器工程。确认FV1103为内控状态。进行控制系统组态。设置数据采集点，采集换热器热流出口温度TI1104实测值作控制器输入。PID控制器组态（见下页）。设置执行单元，阀门位号FV1103，数据输出类型为“绝对量”。进行信号连接。根据比例控制器的特点，不断修改Kc的值，每修改一次都要通过改变SP来加入阶跃扰动，直到热流出口温度曲线出现4:1衰减。观察并记录TI1104的响应曲线，同时记录下此时Kc的值。确定Kc以及Ti的值之后，再修

7、改Td的值，即加入微分作用。令Td=1，改变过热蒸汽出口温度TI1104的SP，即从120℃变为130℃，观察并记录响应曲线。当TI1104稳定后，再将SP从130℃变为120℃，观察响应曲线。将Td的值改为2，同样通过改变TI1104的SP，观察响应曲线。根据微分作用的特点，修改Td的值，当响应曲线接近4:1衰减振荡时，适当修改Kc、Ti和Td的值，使响应曲线的衰减比达到4:1，观察并记录TI1104的响应曲线和此时的PID控制器参数施加扰动测试控制器性能。令TIC1104的比例增益Kc=2.5、积分时间Ti=55、微分

8、时间Td=3，将TI1104设定值从120变为130，记录TI1104响应曲线。待TI1104稳定后，将TI1104设定值从130再变为120，记录TI1104的响应曲线。待系统稳定之后，手工将FV1105开度设置为40，观察TI1104曲线的变化趋势。当TI1104稳定后，再将FV1105开度调到30