过程控制仪表及控制系统

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1、《过程控制仪表及控制系统》课程设计报告书课题名称发电厂汽轮发电机蒸汽温度控制姓名学号专业电气工程及其自动化指导教师2011年12月15日13目录摘要…………………………………………………………………………21概述……………………………………………………………32课程设计任务及要求……………………………………………42.1设计任务…………………………………………………42.2设计要求…………………………………………………53理论设计…………………………………………………63.1方案论证…………………………………………………63．1.1　常规PID控制……………………………………………63

2、.1.2串级控制…………………………………………………63.2系统设计…………………………………………………63.2.1结构框图及说明………………………………63.2.2系统原理图及工作原理……………………………74参数整定………………………………………………………………84.1T1参数……………………………………………………………84.2T2参数……………………………………………………………94.3主副调节器的参数……………………………………………105仿真调试……………………………………………………………116结论…………………………………………………………………127参考文献……

3、………………………………………………………1213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

4、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，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131概述发电厂从锅炉汽鼓出来的饱和蒸

5、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

6、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。）132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

7、，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13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）：时间（S）1357911131517192123252729T1（℃）0000.030.090.170.260.370.460.570.660.750.830.921.00T2