过程控制课设报告

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1、课程设计(综合实验)报告(2011--2012年度第2学期)名称：过程控制技术与系统题目：汽包锅炉给水控制系统设计与仿真院系：控制与计算机工程学院自动化系班级：自动0902班学号：1091190220学生姓名：王建春指导教师：张建华设计周数：1周成绩：日期：2012年6月28日课程过程控制课程设计报告一、课程设计(综合实验)的目的与要求通过该课程设计，使学生进一步掌握过程控制课程主要内容，深入理解过程控制系统的分析与综合。要求学生：1）了解过程控制技术与系统设计与分析的关键技术；2）了解过程控制方案的组成；3）能够进行控制系统的设计与仿真及工程实现。二、主要内容1.了解

2、实现给水全程控制的关键技术2.了解单元制锅炉给水全程控制方案3.设计单级三冲量给水控制系统（其中调节器采用PI调节），叙述控制系统整定过程；对系统进行仿真，分别给出在蒸汽流量D、给水流量W和汽包水位设定值阶跃扰动下汽包水位H的响应曲线；4.设计串级三冲量给水控制系统（其中主副调节器分别采用PI和P调节），叙述控制系统整定过程对系统进行仿真，分别给出在蒸汽流量D、给水流量W和汽包水位设定值阶跃扰动下汽包水位H的响应曲线；5.对比分析单级三冲量给水系统和串级三冲量给水系统。三、课设要求某汽包锅炉，由给水流量W做单位阶跃扰动时的汽包水位H的响应曲线可知：Wh(s)=H(s)W

3、(s)=0.037s(30s+1)根据蒸汽流量D做单位阶跃扰动时的汽包水的H的响应曲线可知：Wd(s)=H(s)D(s）=3.615s+1-0.037s已知：给水流量测量变送器的传递函数为w=0.014(mAt/h)蒸汽流量测量变送器的传递函数为d=0.014(mAt/h)水位测量变送器的传递函数为h=0.033(mAmm)执行器系数为:kz=10(%mA)阀门放大系数为:Kf=6.4(t%)15课程过程控制课程设计报告四、单级三冲量给水控制系统1.设计单级三冲量给水控制系统（其中调节器采用PI调节），叙述控制系统整定过程；对系统进行仿真，分别给出在蒸汽流量D、给水流量

4、W和汽包水位设定值阶跃扰动下汽包水位H的响应曲线；单级三冲量给水自动控制原理框图如下：DWH控制系统组态图如下：调节器采用PI控制规律，其传递函数为控制对象的传递函数为15课程过程控制课程设计报告Wd(s)=H(s)W(s)=3.615s+1-0.037s=3.045s-0.03715S2+s给水流量测量变送器和蒸汽流量测量变送器的斜率为w=d=0.014(mAt/h)水位测量变送器的斜率为h=0.033(mAmm)执行器和调节阀传递函数的乘积为kz*kf=64t/mA给水流量反馈装置和蒸汽流量前馈装置、均为比例环节，整定、、、过程如下：2.内回路的整定按照迅速消除内扰

5、、稳定给水量的要求，用试凑法整定内回路PI调节器的比例带/和积分时间Ti。内回路方框图如下图所示，在这个回路中，把调节器、分流系数除外的环节近似为广义调节对象，则为近似比例环节，故和都可以取得很小，一般取。取，然后试凑。先设定，找合适的。经试凑，内回路参数为，，，，15课程过程控制课程设计报告单级三冲量给水控制系统内回路框图整定后响应曲线如下：满足快速消除内扰要求3.主回路的分析整定是在内回路PI调节器参数已经完全整定好的基础上进行的。内回路可变成一纯比例环节，等效为。外回路整定框图：15课程过程控制课程设计报告输入H扰动信号时，示波器的输出波形如下：用试凑法求得外=1

6、20,所以，,,ki=0.354.根据无静差的要求，整定值。使，得5.仿真曲线如下：蒸汽流量D阶跃扰动下汽包水位H的响应曲线：15课程过程控制课程设计报告给水流量W阶跃扰动下汽包水位H的响应曲线：汽包水位设定值阶跃扰动下汽包水位H的响应曲线：15课程过程控制课程设计报告五、串级三冲量给水控制系统1、设计串级三冲量给水控制系统（其中主副调节器分别采用PI和P调节），叙述控制系统整定过程；对系统进行仿真，分别给出在蒸汽流量D、给水流量W和汽包水位设定值阶跃扰动下汽包水位H的响应曲线；串级三冲量给水自动控制原理框图如下：DIH控制系统组态图如下：15课程过程控制课程设计报告主

7、调节器采用PI控制规律，其传递函数为副调节器位P控制规律，其传递函数为控制对象的传递函数为Wd(s)=H(s)W(s)=3.615s+1-0.037s=3.045s-0.03715S2+s给水流量测量变送器和蒸汽流量测量变送器的斜率为w=d=0.014(mAt/h)水位测量变送器的斜率为h=0.033(mAmm)执行器和调节阀传递函数的乘积为kz*kf=64t/mA给水流量反馈装置和蒸汽流量前馈装置、均为比例环节，整定、、、、过程如下：内外回路相对独立，可分别整定。15课程过程控制课程设计报告2、副回路的分析与整定使用两步整定法，在主副环