反应釜自动控制系统.doc

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1、300L反应釜加热闭环控制系统设计----------温度控制接口设计学院：核技术与自动化工程学院专业：电气工程及其自动化指导老师：彭焕荣小组成员：何迟、闵志鹏、李岩李荣、郑远锋、许新目录前言------------------------------------（3）一、元件参数---------------------------（3-5）1．LM2907主要特点2．电性能参数3．引脚排列及内部结构二、技术指标----------------------------（5-6）三、控制程序流程图---------

2、-------------（6）四、设计控制过程------------------------（7）五、设计结果及问题讨论------------------（8-9）前言据反应釜当前生产现场情况，反应釜的送料完全是人工控制，通过磁力泵从原料罐送到反应釜的，由于产品的不同，混合原料的粘度和比重均不相同，因此单位时间内磁力泵输送的原料重量是不同的变化的，反应釜的化学反应速度，在很大程度上取决于原料，以及氧化剂和还原剂的加入速度。现在只能由人工依据反应釜的温度和出口温度，初略判断反应釜内的化学反应情况，控制阀门开度，

3、这样就很难真正控制好化学反应速度，使产品质量的稳定性和进一步提高反应釜的生产能力都受到了制约。经过仔细的系统分析，参照近代控制论原理，借鉴最新型的控制技术，本方案拟在原料罐磁力泵的出口增加一套电动调节阀，并在氧化剂、还原剂的气动输送泵管路上，再分别各安装电动调节阀。根据反应釜内的温度及出口温度，自动调节加料阀门的开度，同时自动调节反应釜夹套冷却水回流阀门的开度，组成一个智能化的多参数的自适应控制系统，以达到进一步综合控制好化学反应速度，最终优化整个反应过程的升温曲线的目的。一、元件参数及LM2907芯片介绍 LM2

4、907为集成式频率／电压转换器，芯片中包含了比较器、充电泵、高增益运算放大器，能将频率信号转换为直流电压信号。LM2917与LM2907基本相同，区别是：LM2917内部有一只稳压管，用于提高电源的稳定性。１主要特点        LM2917进行频率倍增时只需使用一个RC网络；以地为参考点的转速计（频率）输入可直接从输入管脚接入；运算放大器／比较器采用浮动三极管输出；最大50mA的输出电流可驱动开关管、发光二极管等；内含的转速计使用充电泵技术，对低纹波有频率倍增功能；比较器的滞后电压为30mV利用这个特性可以抑制

5、外界干扰；输出电压与输入频率成正比，线性度典型值为±0.3%；具有保护电路，不会受高于Vcc值或低于地参考点输入信号的损伤；在零频率输入时，LM2907的输出电压可根据外围电路自行调节；当输入频率达到或超过某一给定值时，可将输出用于驱动继电器、指示灯等负载。２电性能参数LM2907的主要电性能参数如表１所列：表1LM2907的主要电性能参数（Vcc=12VDC,TA=25）３引脚排列及内部结构        LM2907/LM2917有DIP8和DIP14两种封装形式。LM2907的DIP14的内部结构如图１所示，

6、DIP8的内部结构及各引脚功能可参考图２。各引脚功能如下：●１脚（Ｆ）和11脚（IN-）为运算放大器／比较器的输入端；●２脚接充电泵的定时电容（C1）；●３脚接充电泵的输出电阻和积分电容（R1/C2）；●４脚（IN+）和10脚（UF1）为运算放大器的输入端；●５脚为输出晶体管的发射极（U0）；●８脚为输出晶体管的集电极，一般接电源（UC）；●９脚为正电源端（VCC）；●12脚为接地端（GND）；●６，７，13，14脚未用。二、技术指标  LM2907为集成式频率／电压转换器，芯片中包含了比较器、充电泵、高增益运算放

7、大器，能将频率信号转换为直流电压信号，后接加热、降温电路。我们采用频压转化电路将频率信号转化成电压信号，进而控制加热与降温电路工作。选用集成式频率／电压转换器LM2907，配以外加电路，能将经PC机处理后输出的频率信号转换为直流电压信号，电压信号控制继电器（相当于开关）工作从而使电路联通，电风扇或加热丝工作。在一定范围内，LM2907的频率和电压转换可成线性关系，可以实现电热丝加热功率和风扇转速的连续可调。由于技术原因，我们未能实现这项功能，预留此项功能，可以作为功能扩展。三、控制程序流程图自动控制系统硬件框图如下

8、：接口电路原理图：四、设计控制过程本控制系统仍以上位机采用高性能的组态软件，开发操作可靠、简单易学、实用稳定的监控程序，具有全中文界面，实时数据显示、流量和温控曲线、报警和操作记录，以及完整的生产报表等管理功能，并嵌入反应釜智能化自动控制模块。考虑到由于实际装置的设备共有4个反应釜（现有3个，改造时将再增加1个），并列为2套相同的流程，每套流程公共用1组原料