华电科院过程控制课程设计

《华电科院过程控制课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、科技学院课程设计报告(2012--2013年度第1学期)名称：过程控制课程设计题目：给水控制院系：动力工程系专业：自动化09K1设计周数：1周姓名学号分工成绩成员秦术员091912010116被控对象动态特性分析；使用matlab、visio；总结、写报告王震091912010121画控制原理图；控制系统仿真实验，控制器参数整定隋晓东091912010120画SAMA图、画控制系统工艺流程图日期：2013年1月11日《过程控制》课程设计任务书一、目的与要求“过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。通过实际工业过程对象控制方

2、案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本技能训练。二、主要内容1．根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图；2．根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，绘制控制系统工艺流程图（PID图）；3．根据确定的自动化水平和系统功能，选择控制仪表，完成控制系统SAMA图（包括系统功能图和系统逻辑图）；4．对所设计的系统进行仿真试验并进行系统整定；5．编写设计说明书。三、进度计划序号设计(实验)内容完成时间备注1下达任务，查找资料周一、周二

3、2制定控制方案，绘制控制系统SAMA图周二、周三3仿真试验、撰写设计说明周三、周四4答辩周五四、设计（实验）成果要求1．绘制所设计热工控制系统的的SAMA图；2．根据已给对象，用MATABL进行控制系统仿真整定，并打印整定效果曲线；3．撰写设计报告五、考核方式提交设计报告及答辩学生姓名：指导教师：马平2013年1月11日一、课程设计的目的与要求“过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完

4、成工程师基本技能训练。二、设计正文1．基本任务和要求：任务：1.维持汽包水位在一定的范围内。2.维持稳定的给水量。要求：1.了解实现给水全程控制的关键技术；2.能够进行汽包锅炉给水控制系统的设计、仿真与工程实现(画出SAMA图)。2．给水控制对象的动态特性：①给水流量扰动下汽包水位的动态特性：原因分析：开始阶段，给水量虽大于蒸发量，但给水温度低于汽包内饱和水的温度，给水吸收了原有饱和水中一部分热量，使得水面下汽泡容积减小，因此扰动初期水位不会立即升高，有一定的迟延。（热平衡角度）由于给水流量大于蒸发量，进、出工质流量不平衡，因此汽包水位会

5、逐渐上升。（物质平衡角度）特点：有迟延，无自平衡②蒸汽流量扰动下的水位的动态特性：③燃烧率扰动下汽包水位的动态特性：（燃烧率：单位时间燃料燃烧发热量。）总结：蒸汽量扰动主要取决于汽轮机的运行工况，属于外部扰动，锅炉燃烧率扰动其实也是一种间接的外部扰动。很显然这两种物理量是不可能作为调节汽包水位的调节手段的，调节作用量只能选择给水量。3．锅炉汽包水位控制系统及使用范围：目前较为成熟的锅炉汽包水位控制方案中有单冲量水位控制系统，双冲量水位控制系统及三冲量水位控制系统。锅炉水位的控制方案应根据锅炉系统的具体情况选择。①单冲量水位控制系统：单冲量

6、水位控制系统是典型的单回路调节系统，由被控对象，测量变送单元，调节器和执行器组成，通过给水流量调节汽包液位，这里指的单冲量即汽包液位。其控制方案如图2所示。单冲量水位控制系统②双冲量水位控制系统：双冲量水位控制系统是在单冲量水位控制的基础上，将蒸汽流量作为前馈信号引入控制系统，这样就可消除“虚假现象”对调节系统的不良影响，从而改善调节特性，提高调节质量，且投资增加不多，其控制方案如图3所示双冲量水位控制系统该控制方案依旧存在不能及时反映给水流量对水位调节的干扰，因此双冲量水位控制适用于负荷变化较频繁的小型低压锅炉，而不适用于给水母管压力经

7、常有波动的锅炉系统。③三冲量水位控制系统：一般情况下锅炉容量越大，汽包的相对水位容量就越小，允许的水位波动越小，如果给水中断，就可能在极短的时间内发生危险水位，这就要求水位的控制必须能够及时的反映给水流量对水位的干扰。为此，在双水位控制的基础上再引进一个给水流量变化的信号进行控制，就构成所谓的三冲量水位控制系统，其控制方案如图4所示。三冲量水位控制系统该系统中，汽包水位是被控量，是主冲量信号，而蒸汽流量和给水流量是2个辅助冲量信号，通过2个辅助冲量的引入，既克服了“虚假现象”对控制质量的影响，又能及时反映出给水量对水位的干扰，克服了控制过

8、程中的滞后现象。因此，对于大中型高中压锅炉采用三冲量水位控制系统较为适宜。4：设计方案及仪表选型：从上面的分析可知，三冲量水位控制系统结合了串级控制和前馈控制的优点。当系统发生外扰（蒸汽流量）