过程装备控制与仪表课程设计
过程控制及仪表课程设计

过程控制及仪表课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解过程控制的基本原理,掌握仪表的种类及其工作原理;2. 使学生能够运用所学知识,分析实际工业生产过程中存在的问题,并设计合理的控制方案;3. 培养学生对过程控制及仪表相关知识的综合运用能力。
技能目标:1. 培养学生具备操作和调试常见仪表的能力;2. 培养学生运用计算机及相关软件进行过程模拟和优化的能力;3. 培养学生团队协作,沟通协调和解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对过程控制及仪表技术的兴趣,激发学生的创新意识和探索精神;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践,提高学生的工程素养;3. 增强学生的环保意识,使其在设计和实施过程控制方案时,充分考虑节能、环保等因素。
课程性质:本课程为理论与实践相结合的课程,强调知识的应用性和实践性。
学生特点:学生具备一定的物理、数学和工程基础知识,具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求:结合课程特点和学生实际,注重启发式教学,引导学生主动探究,提高学生的实践操作能力。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 过程控制基本原理:包括过程控制的基本概念、分类、性能指标、控制系统数学模型等,对应教材第1章内容。
2. 常见仪表的种类及工作原理:涵盖压力、温度、流量、液位等传感器及执行器的工作原理和特性,对应教材第2章内容。
3. 控制器的设计与实现:介绍PID控制算法、控制器参数整定方法,结合实际案例进行讲解,对应教材第3章内容。
4. 计算机过程控制系统:包括集散控制系统、现场总线控制系统、工业以太网控制系统等,对应教材第4章内容。
5. 过程控制系统的仿真与优化:运用计算机及相关软件进行过程控制系统的建模、仿真和优化,对应教材第5章内容。
6. 实践教学环节:组织学生进行仪表操作、调试和过程控制系统的设计、实施,提高学生的实际操作能力。
教学内容安排和进度:1. 第1-2周:过程控制基本原理、常见仪表的种类及工作原理;2. 第3-4周:控制器的设计与实现;3. 第5-6周:计算机过程控制系统;4. 第7-8周:过程控制系统的仿真与优化;5. 第9-10周:实践教学环节。
过程控制与自动化仪表课程设计

1、概述计算机控制方法能够更加精确的控制液位,但是具有很强的专业性,在编写控制算法是必须全面考虑影响被控参数的因素,实现优先级别的排列,只有那样才能处理实际中出现的各种情况;最重要的是必须熟练掌握相应的计算机语言能够熟练应用软件实现算法的编写,计算机控制时为了实现实际测量量与计算机数据间的联系所以必须用A/D、D/A转换芯片实现模拟量与数字量之间的变换。
它是现代工业进行控制的主流技术,在计算机控制系统中可以实现自动化控制,既节省人力资源又可以大大提高生产率。
调节阀采用电动调节阀主要是它能源取用方便,信号传输距离远、速度快;再有就是在实际中对防火等级要求不是太高经比较可知虽然采用计算机控制有较大优势但是限于我们对专业知识掌握的不足,所以还使用单回路控制方案对系统进行控制。
控制思路简单,实际安装维护也方便不需要很高的专业知识2、液位控制系统分析2.1分析被空对象某连续生产过程需要三个生产罐,罐A、B、C罐A直径1.5米,高2米,生产中为原料输入罐;罐B为生产中间缓冲罐,直径1.5米,高2米;罐C为生产罐,直径2米,高2米;三个罐依照自然落差进行安装。
罐A底边距地6米,罐B底边距地3米,罐C落地安装。
生产中罐A输入主要原料为液体,管径为DN40;最大工艺流量8T/h ;调节阀 p=0.09MPa。
要求罐C液位处于1.5米左右。
要实现对C罐的控制有以下考虑1)、测量变送单元仪表的选择,显然采用压力测量比较简单,例如:差压测量,但是为了实现精确测量采用压力传感器进行罐底的压力测量——也是为了实现计算机控制进行A/D转换2)、影响液位的因素:进液量B1以及排液量C1,C罐为生产容器所以对B罐进行控制比较合理——B是缓冲罐。
在必要时可也可以对c罐进行控制——不影响生产情况下,所以在进行计算机控制时就要设计相应的控制优先级,根据实际情况进行控制3)、对于A、B罐液要进行相应控制,只是不需要精确控制,只要不超过上限以及不影响C罐需求的情况下即可2.2 方案比较单回路控制的原理图以及系统工程图控制方案说明对于上述控制主要就是通过一般的闭环系统,通过输出的反馈实现对输入的控制——单回路控制,控制方案简单;因为生产实践队也为控制要求不是太高所以单回路控制可以满足要求,被控对象是c罐的液位所以要选取液位高度h 作为被控参数,为了使c罐的也为基本无差调节规律可以采用PI调节;最后根据系统木星对参数进行整定即可计算机控制的原理图以及控制流程图控制方案说明计算机控制方法能够更加精确的控制液位,但是具有很强的专业性,在编写控制算法是必须全面考虑影响被控参数的因素,实现优先级别的排列,只有那样才能处理实际中出现的各种情况;最重要的是必须熟练掌握相应的计算机语言能够熟练应用软件实现算法的编写,计算机控制时为了实现实际测量量与计算机数据间的联系所以必须用A/D、D/A转换芯片实现模拟量与数字量之间的变换。
过程控制与仪表课程设计

过程控制与仪表课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解过程控制的基本概念,掌握仪表的种类、工作原理及其在工业中的应用。
2. 使学生掌握过程控制系统的数学模型,了解被控对象、控制器、执行器等组成部分的特性。
3. 让学生了解过程参数的检测与变送原理,掌握各类传感器的使用方法和调试技巧。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析、解决实际过程控制问题的能力,能设计简单的过程控制系统。
2. 培养学生动手操作仪表,进行系统调试、故障排除的能力。
3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力,能在小组合作中发挥各自优势,共同完成过程控制系统的设计与优化。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对过程控制与仪表领域的兴趣,激发学生主动学习的积极性。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践与理论相结合,提高学生的工程素养。
3. 引导学生关注过程控制技术在实际生产中的应用,认识到学习本课程的实际意义,增强学生的社会责任感。
课程性质:本课程为专业技术课程,旨在使学生掌握过程控制与仪表的基本理论、方法和技术,培养学生的实际操作能力和工程素养。
学生特点:高二年级学生,已具备一定的物理、数学基础,对工程技术有一定了解,具备初步的分析问题和动手能力。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,强化学生的实际操作能力,提高学生解决实际问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 过程控制基本概念:控制系统的分类、性能指标、稳定性与可控性。
2. 仪表及传感器:仪表的分类及工作原理,常见传感器(如温度、压力、流量传感器)的原理与应用。
3. 过程控制系统的数学模型:被控对象、控制器、执行器的数学描述,传递函数与方框图。
4. 控制器设计:PID控制算法,参数整定方法,串、并联控制系统的设计与分析。
5. 过程参数检测与变送:检测原理,变送器的种类及特性,信号处理与传输。
6. 过程控制系统的实现:控制系统硬件、软件组成,系统调试与优化。
《过程控制与自动化仪表》—教学教案

《过程控制与自动化仪表》课程教案(2)闭环控制系统-输入量输出量反馈元件控制器被控对象+反馈量偏差不仅有一条从输入端到输出端的前向通路,还有一条从输出端到输入端的反馈通路。
输出量通过一个测量变送元件反馈到输入端,与输入量比较后得到偏差信号来作为控制器的输入,反馈的作用是减小偏差,以达到满意的控制效果。
闭环控制又称为反馈控制。
如果输入量和反馈量相减则称为负反馈;反之,若二者相加,则称为正反馈。
控制系统中一般采用负反馈方式。
输入量与反馈量之差称为偏差信号。
系统的输出量能够自动地跟踪输入量,减小跟踪误差,提高控制精度,抑制扰动信号的影响。
案例分析:5.过程控制系统的特点(1)系统由被控对象与系列化生产的自动化仪表组成。
(2)被控对象复杂多样,通用控制系统难以设计。
(3)控制方案丰富多彩,控制要求越来越高。
(4)控制过程大多属于慢变过程与参量控制。
(大屏幕投影)解说闭环控制系统,举例分析,让学生加深印象《过程控制与自动化仪表》课程教案教学时间教学内容注释5分钟回顾上节课内容,进行复习提问。
开环和闭环的特点。
80 分钟二、相关知识1.过程控制系统的组成过程控制系统一般由自动化装置及生产装置两部分组成。
(1)被控对象:又称为被控过程。
它是控制系统的主体,在过程控制系统中,是指需要控制其工艺变量的生产设备或机器。
(2)变送器:其作用是将被控制的物理量检测出来并转换成工业仪表间的标准统一信号。
(3)控制器:又称为调节器。
其作用是根据反馈量与输入量比较得出的偏差,按一定的规律运算后对执行器发出相应的控制信号或指令的装置。
(4)执行器:其作用是依据控制器发出的控制信号或指令,改变操纵变量,从而对被控对象产生直接的控制作用。
系统的各种作用量有以下几个:(1)被控变量:是表征生产设备或过程运行状况,需要加以控制的变量,也是过程控制系统的输出量,。
(2)设定值:又称给定值,是工艺要求被控变量需要达到的目标值,也是过程控制系统的输入量。
程控制与仪表课程设计

程控制与仪表课程设计一、教学目标本课程的教学目标分为三个维度:知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
1.知识目标:学生需要掌握过程控制与仪表的基本理论、基本知识和基本方法,了解过程控制系统的原理和应用,熟悉常见仪表的构造、原理和应用。
2.技能目标:学生能够运用所学的理论知识分析和解决实际问题,具备过程控制与仪表的基本设计和调试能力,能够熟练操作和维护常见的仪表和控制系统。
3.情感态度价值观目标:培养学生对过程控制与仪表学科的兴趣和热情,使其认识到过程控制与仪表在现代工业中的重要地位,培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容分为七个部分:绪论、过程控制基础、过程检测与显示、控制算法、仪表与执行器、过程控制系统的设计与实施、案例分析。
1.绪论:介绍过程控制与仪表的发展历程、现状和未来趋势,明确本课程的研究对象和内容。
2.过程控制基础:讲解过程控制的基本概念、分类和原理,包括线性系统和非线性系统、定态和动态、开环和闭环控制等。
3.过程检测与显示:介绍常见的过程检测方法,如压力、温度、流量、液位等,以及显示技术的原理和应用。
4.控制算法:讲解常见的过程控制算法,如PID控制、模糊控制、神经网络控制等,分析其优缺点和适用场合。
5.仪表与执行器:介绍常见仪表的构造、原理和应用,如压力表、温度计、流量计、液位计等,以及执行器的原理和分类。
6.过程控制系统的设计与实施:讲解过程控制系统的设计方法,包括硬件选型、软件编程、系统调试等,以及实施过程中的注意事项。
7.案例分析:分析实际的过程控制与仪表应用案例,使学生能够将所学知识运用到实际工程中。
三、教学方法本课程的教学方法包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握过程控制与仪表的基本理论和知识。
2.讨论法:学生就某一问题进行讨论,激发学生的思考,培养学生的创新意识和团队合作精神。
3.案例分析法:分析实际案例,使学生能够将所学知识运用到实际工程中。
过程控制与自动化仪表教学教案(共19单元)15过程控制系统工艺流程图的绘制

《过程控制与自动化仪表》课程教案教学时间教学内容注释5分钟回顾过程控制系统变送器、执行器相关内容,进行复习提问。
80 分钟一、相关知识过程控制系统工艺流程图是用图示的方法把流程工业生产的工艺流程和所需的设备、管道、阀门、管件、管道附件及仪表控制点表示出来的一种图样,是设备布置和管道布置设计的依据,也是施工、操作、运行及检修的指南。
工艺流程图可分为工艺方案流程图、物料流程图和施工流程图二、设备的画法及标注1.设备的画法及标注(大屏幕投影)逐一解说设备的画法,案例分析让学生加深印象。
2.工艺流程线的画法及标注3.管件的画法及标注(大屏幕投影)逐一解说管线的画法,案例分析让学生加深印象。
4.仪表的画法及标注仪表的位号由字母代号和数字编号两部分组成,其中字母代号写在仪表圆圈的上半部,数字编号写上圆圈的下半部。
被测变量和仪表功能的字母代号字母第一位字母被测变量修饰词A C D E F I J K L M P Q R S T V W X Z 分析电导率密度或比重电压流量电流功率时间或时间程序物位水份或湿度压力或真空数量或件数放射性速度或频率温度黏度重量或力未分类参数位置差比扫描积分、累计安全安全(大屏幕投影)重点解说仪表的画法及标注,案例分析让学生加深印象。
5. 脱乙烷塔的工艺管道及控制流程图举例逐一解说通过让学生动手练习加深印象。
5分钟小结。
作业:思考题与习题5.1。
对课程内容进行总结,加深学生的印象。
过程控制与仪表课程设计

过程控制与仪表课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握过程控制与仪表的基本概念、原理和方法,培养学生运用过程控制与仪表知识解决实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)掌握过程控制的基本概念、分类和特点;(2)理解仪表的原理、结构和应用;(3)熟悉过程控制系统的组成、功能和性能。
2.技能目标:(1)能够分析简单的过程控制系统和仪表系统;(2)具备设计过程控制系统和仪表系统的基本能力;(3)能够运用过程控制与仪表知识解决实际工程问题。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生的团队合作意识和沟通能力;(2)增强学生对过程控制与仪表工程实践的兴趣和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.过程控制基本概念:介绍过程控制的发展历程、分类、特点和应用领域;2.仪表原理与结构:讲述仪表的分类、原理、结构和应用,包括压力、温度、流量、液位等常见仪表;3.过程控制系统:介绍过程控制系统的组成、功能、性能指标和分类,包括单闭环控制系统、多闭环控制系统等;4.控制系统设计:讲解控制系统的设计方法和步骤,包括控制器选择、参数整定等;5.实际工程应用:分析实际工程中的过程控制与仪表问题,培养学生解决实际问题的能力。
三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合的方式,以提高学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:讲解基本概念、原理和知识点,确保学生掌握基础;2.讨论法:学生就特定问题进行讨论,培养学生的思考和表达能力;3.案例分析法:分析实际工程案例,使学生能够将理论知识应用于实际问题;4.实验法:进行实际操作实验,培养学生动手能力和实验技能。
四、教学资源本课程的教学资源包括以下几个方面:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统、全面的知识体系;2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识视野;3.多媒体资料:制作精美的PPT、教学视频等多媒体资料,提高学生的学习兴趣;4.实验设备:配置齐全的实验设备,为学生提供实践操作的机会。
过程控制与自动化仪表教学设计

过程控制与自动化仪表教学设计背景介绍过程控制与自动化仪表主要用于工业领域中的自动化生产控制过程中,通过仪表测量和控制来实现生产自动化管理。
因此该领域的人才非常稀缺,且在目前的技术变革中,亟需培养更多实践操作的专业人才。
据此,我们开始进行过程控制与自动化仪表课程设计。
教学目标•理解过程控制的基本概念和原理;•掌握自动化仪表的结构和原理;•学习使用自动化仪表的技术方法和步骤;•培养学生自我学习和实践操作的能力。
课程内容•过程控制基础知识介绍:包括过程控制定义、分类、控制对象、控制系统、反馈控制等基础知识;•仪表基础知识介绍:包括仪表的分类、特点、结构、使用说明以及校验方法等基础知识;•传感器与执行机构:包括传感器原理、类型、特点以及执行机构原理、构造和使用等;•仪表信号处理技术:涵盖传感器输出信号处理、信号调理与放大、数字化技术原理以及信号调制和变换等;•自动化控制:详细介绍闭环控制、开环控制、PID控制、自适应控制等方法和工业控制的核心技术。
教学方式本课程采取“理论学习+实验操作”相结合的教学方式,前期讲授理论知识,后期进行实验操作。
特别是在实验操作中,通过让学生使用仪器设备进行实际工作,提高学生的实践操作能力、分析问题的能力和创新思维。
课程评估方式•实验报告,记录实验操作过程中发现的问题和解决方案;•课堂小测验,测试学生对理论知识的掌握程度;•过程考核,考核学生对自动化仪表的掌握程度;•期末成绩,由理论考试和实验操作综合评估得出。
总结过程控制与自动化仪表已经成为现代工业生产的重要组成部分,通过本课程培养出高素质、应用型人才至关重要。
因此我们将不断完善课程内容和教学方法,全面提升学生成为实践操作的掌握者和优秀的自动化生产专业人才。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
25吨过热蒸汽燃煤锅炉控制系统设计(燃烧系统自控工程设计)摘要本文是对锅炉燃烧控制系统的设计。
锅炉是热电厂最基本也是最重要的设备,使用锅炉就是为了利用其输出的蒸汽,这也是它主要的输出变量之一。
在控制算法上,本论文综合运用了比值控制、串级控制、单回路控制等控制方式,实现了引风量控制炉膛负压、燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量,并且有效地克服了彼此的扰动,使整个系统稳定运行。
关键词:燃烧控制;串级控制;烟气氧含量一,锅炉燃烧控制系统的组成锅炉燃烧控制系统分为炉膛负压控制系统和主蒸汽压力控制系统。
主蒸汽压力控制系统又分为送风控制系统和燃料控制系统。
在炉膛负压控制系统中,送风量对炉膛压力的影响很小,炉膛压力主要是靠引风机来调节的,所以有时它也被称作引风控制系统。
在整个锅炉燃烧控制系统中,蒸汽压力的变化表示负荷的耗气量与锅炉蒸汽的产生量不相适应,因此需要相应地改变燃料的供应量,从而改变蒸汽的产生量。
当燃料量改变时,需要相应地改变送风量,使燃料和空气的量相适应,提高燃烧的经济性。
同时,当送风量改变的时侯,也应该相应地改变引风量,这样才能使得炉膛压力保持恒定。
二,燃烧控制系统基本控制方案锅炉的燃烧控制对于锅炉的安全、高效运行和节能降耗都具有重要意义,其控制和管理随之要求也越来越高。
燃料控制的任务在于进入锅炉的燃料量随时与蒸汽压力要求相适应。
因为蒸汽压力是衡量锅炉热量平衡的标志,燃料又是影响蒸汽压力的主要因素,因此蒸汽压力可以作为燃料控制系统的被调量。
锅炉蒸汽压力是燃烧过程调节对象的主要被控量,引起蒸汽压力变化的因素有很多,如燃料量、送风量、给水量、蒸汽流量以及各种使燃烧工况发生变化的原因。
它受到的主要扰动分为内扰(燃料的变化)和外扰(蒸汽流量的改变)。
由于每个系统的输入输出之间都一定的系统延迟,即当输入变化的时候系统输出不能够马上反应其变化从而是系统的控制不及时。
三,控制方案的选择(1)基本控制方案一:串级控制以蒸汽压力为被调节量,以燃料量为调节量的串级控制系统设计如图所示。
蒸汽压力控制燃料量的串级控制系统方框图当燃料量改变时,必须随着改变送风量,使空气量与燃料量的比值达到一个最优比来保证锅炉的经济性燃烧。
在这里,不管是送风量还是燃料量都应该是可以控制的,只要缓慢地改变主流量的给定值,就可以升降主流量,同时副变量也跟着升降,并保持两者的比值不变。
在此系统中空气量是跟随燃料量变化的,所以燃料量应该是主流量,而空气量是副流量。
变量的选择应遵循以下原则:1)应尽量包含生产过程中主要的、变化剧烈、频繁的和幅度大的扰动,并力求包含尽可能多的扰动;2)应使主、副对象的时间常数匹配;3)应考虑工艺上的合理性、可能性和经济型。
串级系统,实质上是把两个调节器串接起来,通过它们的协调工作,使一个被控量准确地保持为给定值。
通常串级系统副环的对象惯性小,工作频率高,而主环惯性大,工作频率低。
为了提高系统的控制性能,希望主副环的工作频率相差三倍以上,以免频率相近时发生共振现象面破坏正常工作。
串级控制系统可以看作一个闭合的副回路代替了原来的一部分对象,起了改善对象特征的作用。
除了克服落在副环内的扰动外,还提高了系统的工作频率,加快过渡过程。
串级控制系统的主回路是一个定值控制系统,在副回路确定后,相当于一个单回路系统,外扰——蒸汽压力扰动可以在此回路中得到有效抑制。
副回路是一个随动系统,能够快速有效地克服二次扰动的影响,因此内扰——给煤扰动可以在副回路中得到有效地抑制。
同时提高了对一次扰动的克服能力和对回路参数变化的自适应能力,改善了被控过程的动态特性,提高了系统的工作频率。
这种方案蒸汽压力的主要扰动是蒸汽负荷的变化与燃料量的波动。
当蒸汽负荷及燃料量波动较小时,可以采用蒸汽压力来控制燃料量的单回路控制系统;而当燃料量波动较大时,可组成整齐压力对燃料流量的串级控制系统。
燃料流量是随蒸汽负荷而变化的,因而作为主流量,与空气流量组成比值控制系统,使燃料与空气保持一定的比例,获得良好的燃烧,这是燃烧过程的基本控制方案。
正反作用及控制阀的开闭形式选择1)主控制器:选择反作用,因为当阀的开度增大后,燃料的流量增加,阀的开度为+,变送器为+,所以控制器也为+所以控制器选择反作用2)副控制器:选择反作用,因为当阀的开度增大后,蒸汽的温度升高压力增大,阀的开度为+,变送器为+,所以控制器也为+所以控制器选择反作3)控制阀:气开型因为当锅炉出现事故时阀门一定得是关闭的,否则的话在事故出现后阀门是开的话使燃料流出,加重事故。
(2)基本控制方案二:燃烧过程中烟气氧含量闭环控制燃烧过程控制保证了燃料和空气的比值关系,但并不能保证燃料的完全燃烧,让了的完全燃烧与燃料的质量(含水量、灰粉等)、热值等因素有关。
不同的锅炉负荷下,燃料量和空气量的最佳比值会不同,因此,需要有一个检查燃料完全燃烧的控制指标,并根据该指标控制送风量的大小。
衡量燃烧过程是否完全燃烧的常用控制指标是烟气中的含氧量。
它在前述方案中基础上,加入了烟道气中氧含量的控制回路。
这是一个以烟道气中氧含量为控制目标的燃料流量与空气流量的变比值控制系统,也称烟气氧含量的闭环控制系统。
此方案可以保证锅炉的最经济燃烧。
前述方案一,虽然也考虑了燃料与空气流量的比值控制,但它不能在整个生产过程中始终保证最经济燃烧。
因为其一,在不同的负荷下,两流量的最优比值是不同的;其二,燃料的成分有可能会变化;其三,流量的不准确。
这些因素都会不同程度的影响到燃料的不完全燃烧或空气的过量,造成炉子热效率下降。
这就是燃料流量定比值控制系统的缺点。
为了改善这一情况,最好有一指标来闭环修正两流量的比值。
目前最常用的是烟气中的氧含量。
烟气含氧量控制系统与锅炉燃烧控制系统一起实现锅炉的经济燃烧闭环控制系统如下图:烟气含氧的闭环控制系统该系统采用变比值控制,变比值器的比值由含氧控制器AC输出。
当烟气中的含氧量变化时,表明燃烧过程中过剩空气发生变化,因此通过AC及时调节燃料和空气的比值,使燃烧过程达到经济的目的。
实施时应注意,快速反映烟气含氧量,对烟气含氧量的检测变送系统应选择正确。
目前,常选用氧化锆氧量仪表检测烟气中的含氧量。
正反作用及控制阀的开闭形式选择1)主控制器:选择反作用,因为当烟气的含氧量增大后,空气量应减小,阀的开度为+,变送器为+,所以控制器也为+所以控制器选择反作用2)副控制器:选择正作用,因为当阀的开度增大后,燃料流量增大,阀的开度为+,变送器为+,所以控制器也为+所以控制器选择正作3)控制阀:气开型因为当锅炉出现事故时阀门一定得是关闭的,否则的话在事故出现后阀门是开的话使燃料流出,加重事故。
通过比较上述两种方案,方案一燃料流量是随着蒸汽负荷的变化而变化的,这样可保证蒸汽出口压力的稳定,又可以使燃空比保持不变,系统控制比较简单,使用仪表少。
方案二可以保证燃烧过程中燃料与空气比值的最优比,防止由于燃料的质量以及流量测量的误差的变化。
另外,锅炉负荷不同时,可以保持燃料与空气的最优比有一定的差别。
综合两张方案,最终选择方案二。
四,传感器选型本课题采用的是接触式测温方法。
选用的是热电阻Pt100传感器。
为上海维连电子科技有限公司生产的T-2系列温度传感器。
该产品为德国进口芯片,精度高,固定螺纹安装,互换型好。
型号为T-2Pt100AGS,所代表的含义是:T-2:基本型号;Pt100:分度号;A:精度等级;G:温度范围(0~850℃);S:三线制接法五,变送器选型所选用型号为SBWR/Z 2□61,技术参数为:测量精度:±0.1%F.S;环境温度影响:±0.1%F.S/℃;电源输出二线制:24V DC、4-20mA;长期稳定性:<1°/F.S/年;负载电阻:0-600Ω;电源:24V DC;环境温度:-25℃~+85℃;贮存温度:-25℃~+125℃;测量介质温度:-200℃~+1600℃;响应时间:≤10mS;可具有防暴特性。
六,执行器:本设计选用的是Honeywell的电动执行器,型号为ML7420A3055-E,其特点是:无需连杆,安装方便快捷,标准导管式接线连接,无需调整,阀门定位准确,低功耗,高的关断压力,终端推力限位开关,同步马达,0~10V DC或2~10V DC 信号输入,正反作用可选,防腐设计。
七,控制系统参数整定滞后产生的主要原因有:系统中设备的物理性质原因,对系统变量的测量以及信号的传递等。
在实际进行工程控制的时候,由于有时侯滞后系统的影响不大,在系统的设计或者模型中通常会将滞后省略。
但是更多的时候,滞后是不能被省略的,而且在有些控制系统中,滞后通常是时变的,也就是说滞后是时间t的函数。
因此这些对象的纯滞后时间对控制系统的控制能力都使非常不利的,它会使动态特性变差,系统的稳定性降低。
由于整个控制系统存在滞后,整个系统具有一阶环节和二阶环节来近似的等效。
一阶滞后环节τs e Ts K s G -+=1)( (5.1) 二阶滞后环节τs e s T s T K s G -++=)1)(1()(21 (5.2) 在现场环境中,参数变化是每时每刻都在进行的,想用一个固定的公式将其表示出来很不方便。
所以在规定的要求范围内,对一些情况进行近似处理是很合理和必要的。
在通常情况下,我们给定主控变量一个范围,作为系统的给定,使可以达到个满意的结果。
对于火电厂的锅炉来说,炉体的结构、检测元件、容量及其安放位置等都对滞后的大小有一定影响。
它并不是一个简单单一的问题,而是一个复杂的系统问题。
纯滞后的产生需要从整个测量系统来考虑,并且它还和温度的高低有关。
决滞后的办法1)选择惰性小的快速测量元件,以减小时间常数2)选择合适的测量位置,以减小纯滞后3)使用微分单元 加入 D 控制规律主回路:TC 选择PI 控制,原因是压力是主回路中所控制的参数,压力参数的滞后是非常小的,当干扰到来的时候会比较快的反应在输出的变化上,所以不必加入微分环节就可以达到很好的控制目的,也节省了成本。
其中的I 环节可以消除静差,使系统的控制性能的到提高。
副回路:选择P 控制。
副回路是粗调,所以要求速度要快,粗调也就是不需要一步到位,只是对余差进行初步的处理,最后的工作是由主回路来完成的。
在工业生产过程中,对于主参数的质量指标要求较高,而对副参数的质量指标没有太高的要求。
通常设置副参数的目的是为了进一步提高主参数的控制质量。
先将副调节器参数整定好后,再对主调节器参数进行整定。
这样,只要主参数的质量通过主调节器的参数整定得到保证,副参数的控制质量可以允许牺牲一些。
总结燃煤锅炉作为一种工业锅炉是一个典型的多输入、多输出、非线性相关联的对象。
一般将燃煤锅炉分为几个相对独立的控制系统,如汽包液位控制系统、过热蒸汽温度控制系统、燃烧控制系统。