过程控制流量控制系统

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1、目录第一章过程控制仪表课程设计的目的意义11.1设计目的11.2课程在教学计划中的地位和作用1第二章流量控制系统（实验部分）22.1控制系统工艺流程22.2控制系统的控制要求32.3系统的实验调试4第三章HPF脱硫工艺流程及控制要求63.1控制系统工艺流程63.2设计内容及要求7第四章总体设计方案84.1设计思想84.2总体设计流程图84.3硬件设计概要84.4硬件选型94.5硬件电路设计系统原理图及其说明15第五章软件设计175.1软件设计流程图及其说明17第六章系统调试中遇到的问题及解决方法20第七章收获、体会23附录1源程序及其说明24参考文献37第一章微

2、控制器应用系统综合设计的目的意义1.1实验目的本课程设计的目的在于培养学生综合运用理论知识来分析和解决实际问题的能力，使学生通过自己动手对一个工业过程控制对象进行仪表设计与选型，促进学生对仪表及其理论与设计的进一步认识。课程设计的主要任务是设计工业生产过程经常遇到的压力、流量、液位及温度控制系统，使学生将理论与实践有机地结合起来，有效的巩固与提高理论教学效果。1.2课程设计在教学计划中的地位和作用本课程设计是为《过程控制仪表》课程而开设的综合实践教学环节，是对《现代检测技术》、《自动控制理论》、《过程控制仪表》、《计算机控制技术》等前期课堂学习内容的综合应用，使

3、学生加深对过去已修课程的理解，用本课程所学的基本理论和方法，运用计算机控制技术，解决过程控制领域的实际问题，为学生今后从事过程控制领域的工作打下基础。因此本课程在教学计划中具有重要的地位和作用。第二章流量控制系统（实验部分）2.1控制系统工艺流程MFC1FT1VL1Q1电加热器MSSR图2.1内容器单闭环流量控制系统工艺流程图说明：FT为流量变送器，FC为智能调节器，VL为电动阀，SSR为固态继电器控制输出，Q表示流量。图2.3同。被控制量Q1给定量Qs偏差Qi调节器D/A电子阀流量对象内容器扰动f流量变送器无纸记录仪A/D反馈Qf-+图2.2内容器单闭环流量控

4、制系统方块流程图PID智能调节器MFC1FT1VL1Q1电加热器MSSR图2.3双闭环比值控制工艺流程图FT2FC2KQ2给定量Qs偏差Qi调节器FC1调节阀VL1流量对象内容器流量检测及变送器FT1反馈Qf-+Q1乘法器K-调节器FC2调节阀VL2流量对象夹套Q2流量检测及变送器FT1+图2.4双闭环比值控制方块流程图2.2控制系统的控制要求2.2.1单闭环控制要求给定流量范围为0~400L/h，流量从200L/h稳态向300L/h稳态过渡的调节时间不超过100s，超调量不超过5%，稳态误差不超过±5%.2.2.2双闭环比值控制主回路（图2.4中FC1调节的回

5、路）要求如单闭环控制要求，副回路（FC2调节的回路）的比值K可在流量范围内实现0.5~1.5的比例控制，具体情况分为①主回路Q1稳定，改变比值K：副回路的调节时间不超过100S，超调量不超过5%，稳态误差不超过±5%②比值K确定，主回路Q1随给定Qs改变：在Q1稳定在给定Qs后，副回路调节时间不超过50s，超调量不超过5%，稳态误差不超过±5%2.3系统的实验调试2.3.1单闭环流量控制①在实验面板上接好线，确认无误后打开实验机柜电源和水泵开关；②将智能调节器FC1设置为单路输入内给定、人工模糊自整定PID调节方式；③调节PID参数：积分分离值为0，先使积分时间

6、TI为一较大值，微分时间TD为0；调节比例带P，使流量Q1能稳定到给定值附近，且过渡时间不太大、超调量满足工艺要求；再调节积分时间TI，使流量Q1的稳态误差减小以满足工艺要求。若此时过渡时间也能达到工艺要求，则可以不要微分作用，若不能满足则慢慢增加微分时间TD，使调节时间减小以满足工艺要求。说明：在调节比例带P使流量能稳定到给定值附近后，主要需解决的是减少稳态误差（减小TI）、减少超调量（增加比例带P或积分时间TI）和减少过渡时间（增加微分时间TD或减小积分时间TI），P、TI、TD这3个参数主要需调节的是P和TI，观察无纸记录仪的响应曲线，多试几组参数，使流量

7、控制达到工艺要求。2.3.2双闭环比值控制①在2.3.1中单闭环流量控制已满足工艺要求的前提下，将其做为主回路，不需再改动其参数。②将调节器FC2设置为双路输入外给定、人工模糊自整定PID调节方式。③将比值器设置为加法方式，比例系数A=0.5（0.5~1.5均可），B=0。④Q1稳定后，副回路的给定也就一定了。调节PID参数（调节方法如单闭环控制），给调节器FC2选择合适的PID值以满足工艺要求。特别说明：以上两个实验的调试问题在第七章详细讲述，此处只说明步骤。第三章HPF脱硫工艺流程及控制要求3.1控制系统工艺流程HPF法脱硫是国内新开发的技术,它是以氨为碱源

8、液相催化氧化脱硫新工艺,