过程控制技术课程设计指导书

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1、华北水利水电大学过程控制技术课程设计学院：电力学院专业：自动化学号：_姓名：设计题目1:锅炉过热蒸汽温度控制系统设计一、设计目的过程控制技术课程设计是一项重耍的实践性教学环节，在设计过程中，通过一个工程实际课题的设计练习，学生可以初步实践过程控制系统的设计过程，明确应完成的工作内容和采用的具体设计方法，达到巩固、充实和综合所学知识并解决实际问题的口的。通过课程设计，可以培养学生以下能力：1、独立工作能力和创造力2、查阅图书资料、产品手册和齐种工具书的能力3、综合运用专业及基础知识，解决实际工程技

2、术问题的能力4、编写技术资料的能力二、设计任务及要求课程设计应充分应用过程控制技术及相关专业课的知识，针对某生产工艺过程实施口动过程控制的方案。因此，既要充分掌握生产工艺过程及控制工程的基础知识，又要熟悉控制及检测仪表的使用方法及型号、规格、价格等信息。实际任务主耍包括以下几方面：1、了解生产工艺：研究过程控制单元的生产工艺流程，收集工艺中有关的工艺参数及重要数据。2、明确控制要求：找出被控对象，针对可能出现的干扰因素分析控制目的及其应达到的控制效果。3、拟定控制方案：根据控制要求，确定反馈控制

3、系统、自动检测系统、自动信号报警与连锁系统。选取被控变量和操纵变量，确定测量点位置，确定阀的气开、气关性质及控制器的正负作用。4、画岀带控制点的工艺流程图，编写仿真程序，获得仿真结果。5、过程控制仪表的选型：根据工艺数据调研产品的性能、价格、质量，选定检测、变送、显示、控制等各类仪表的规格型号，画出门控设备表。6、设计说明书：阐述整个设计，评价所设计系统的优缺点。一、参考与说明1.课程设计辅导资料：“过程控制系统和应用"、“过程控制系统与仪表"、“过程控制仪表及控制系统"、“过程控制系统”等；1

4、.先修课程：仪表与过程控制系统等。2.课设设计仿真软件：MATLAB、组态软件（组态王等）；3.主要涉及的知识点：过程控制仪表、控制系统、被控过程等。二、要求完成的主要任务1.课程设计时间：1周；2.课程设计内容：根据指导老师给定的题冃，按规定选择其中1套完成；本课程设计统一技术耍求：研读辅导资料对应章节，对选定的设计题目所涉及的生产工艺和控制原理进行介绍，针对具体设计选择相应的控制参数、被控参数以及过程检测控制仪表，并画出控制流程图及控制系统方框图，编写仿真程序，获取仿真结杲。3.课程设计说明

5、书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式冷巽写，具体包括：①目录；②摘要；③生产工艺和控制原理介绍；④控制参数和被控参数选择；⑤控制仪表及技术参数；⑥控制流程图及控制系统方框图；⑦仿真模型、仿真程序和仿真结杲；⑧总结与展望；（设计过程的总结，还有没有改进和完善的地方）；⑨课程设计的心得体会（至少500字）；⑩参考文献（不少于5篇）等。目录1生产工艺介绍I1」锅炉设备介绍I1.2蒸汽过热系统的控制II2控制原理简介III2.1控制方案选择Ill2.1.1单回路控制方案III2.1.2串级控制

6、方案IV2.2串级控制方案论证V3控制系统设计VI3.1系统控制参数确定VI3.1.1主变量的选择VI3.1.2副变量的选择VI3」.3操纵变量的选择VI3.2调节阀的选择VI3.3控制器设计VII3.3.1控制器控制规律的选择VII3.3.2控制器正、反作用选择VII3.3.3控制器的电路实现VIII4控制仪表的选择VIII5系统控制流程图IX6总结体会X6.1设计总结X6.2心得体会X参考文献X1生产工艺介绍1.1锅炉设备介绍锅炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备，它所产生的高

7、压蒸汽既可作为张动透平的动力源，乂可作为精徭、干燥、反应、加热等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。锅炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和称呼，工艺流程多种多样，常用的锅炉设备的蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成。燃料与空气按照一定比例送入锅炉燃烧室燃烧，生成的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽，形成一点观其文的过热蒸汽，在汇集到蒸汽母管。过热蒸汽经负荷设备控制,供给负荷设备用，于此同时，

8、燃烧过程中产生的烟气，除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风送往烟囱，排入大气。锅炉设备的控制任务是根据生产负荷的需要，供应一定压力或温度的蒸汽，同时要使锅炉在安全、经济的条件下运行。按照这些控制要求，锅炉设备将冇如下主要的控制系统:①锅炉汽包水位控制系统：主要是保持汽包内部的无聊平衡，使机水量适应锅炉的蒸汽量，维持汽包中水位在工艺允许的范围内；②锅炉燃烧系统的控制：具控制方案要满足燃烧所产生的热量，适应蒸汽负荷的需要,使燃料与空气量保持一定的比值，保