課程設計任務書
課題名稱檢測技術與過程控制
學院電子與控制工程學院
專業建築設施智慧型技術
班級學生姓名
學號 月日至月日
指導教師(簽字
2014 年 06 月 20 日
第一章過程控制課程設計任務書3
第二章蒸汽壓力波動是主要干擾的設計方案4
一． 控制方案、理論依據、控制工藝流程圖4
二． 控制系統原理方框圖4
三． 調節器正反作用的確定，系統工作過程概述 ……………… 4
四． 設計中用到的儀表的結構、特點說明5
第三章冷水流量波動是主要干擾的設計方案7
一． 控制方案、理論依據、控制工藝流程圖7
二． 控制系統原理方框圖7
三． 調節器正反作用的確定，系統工作過程概述 ……………… 7
四． 設計中用到的儀表的結構、特點說明8
第四章冷水流量和蒸汽壓力均波動明顯的設計方案 ……………… 10
一． 控制方案、理論依據、控制工藝流程圖10
二． 控制系統原理方框圖10
三． 調節器正反作用的確定，系統工作過程概述 ……………… 10
四． 設計中用到的儀表的結構、特點說明11
第五章冷水流量、蒸汽壓力以及進料壓力波動均為主要干擾的設計方案
13一． 控制方案、理論依據、控制工藝流程圖13
二． 控制系統原理方框圖14
三． 調節器正反作用的確定，系統工作過程概述 ……………… 14
四． 設計中用到的儀表的結構、特點說明14
第六章體會與感悟17
參考文獻17
附錄18
第一章過程控制課程設計任務書
題目a：乾燥器溫度控制系統方案設計
一、工藝過程描述
某乾燥器的流程所示。 乾燥器採用夾套加熱和真空抽吸並行的方式來乾燥物料。夾套內通入的是經列管式加熱器加熱後的熱水，而加熱介質採用的是飽和蒸汽。
為了提**燥速度，應有較高的乾燥溫度θ，但θ過高會使物料的物性發生變化，這是不允許的，因此要求對乾燥器溫度進行嚴格控制。
二、設計要求
分別針對以下情況：
1 蒸汽壓力波動是主要干擾；
2 冷水流量波動是主要干擾；
3 冷水流量和蒸汽壓力均波動明顯；
4 冷水流量、蒸汽壓力以及進料壓力波動均為主要干擾；
1、 確定控制方案，說明理論依據，畫出控制工藝流程圖；
2、 畫出控制系統原理方框圖；
3、 確定調節器正反作用，闡述系統工作過程。
4、 對設計中用到的儀表的結構、特點進行說明。
第二章蒸汽壓力波動是主要干擾
一． 控制方案、理論依據、控制工藝流程圖
1.控制方案
蒸汽壓力波動是主要干擾時, 應採用乾燥溫度與蒸汽流量的串級控制系統。這時選蒸汽流量作為副變數，一旦蒸汽壓力有所波動，引起蒸汽流量變化，馬上由副迴路及時得到克服，以減少或者消除蒸汽壓力波動對主變數θ的影響，提高控制質量。
以熱水溫度為為副變數,乾燥器的溫度為主變數串級系統。
2.理論依據
將蒸汽壓力波動這一主要干擾包含在副迴路中, 利用副迴路的快速有效克服干擾作用抑制蒸汽壓力波動對乾燥器出口的溫度的影響.
3.控制工藝流程圖
二． 控制系統原理方框圖
三． 調節器正反作用的確定，系統工作過程概述
調節閥應該選擇氣開型，這樣一旦氣源中斷，馬上關閉蒸汽閥門，以防止乾燥器內溫度過高。由於蒸汽流量（副變數）和乾燥溫度（主變數）公升高時，都需要關小調節閥，所以控制器tc應選「-」作用。由於副物件特性為「+」（蒸汽流量因閥的開大而增加），閥的特性也為「+」，故副控制器fc應為「-」作用。
四．設計中用到的儀表的結構、特點說明
在方案一設計中用到的儀表有：
1. 溫度檢測儀表選用:
因被控溫度在600℃以下，熱電阻的線性特性要優於熱電偶，而且無需進行冷端溫度補償，使用更加方便，故選用熱電阻溫度計。
採用三線制是為了消除連線導線電阻引起的測量誤差，因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的乙個橋臂電阻，其連線導線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環境溫度變化，造成測量誤差。採用三線制，將導線一根接到電橋的電源端，其餘兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導線線路電阻帶來的測量誤差 。
所以選用三線制接法。並配用溫度變送器。
（1）雙金屬溫度計hj-wss-481w（詳細結構及特點見附錄）
特點：雙金屬溫度計是一種測量中低溫度的現場檢測儀表。可以直接測量各種生產過程中的-80℃～+500℃範圍內液體、蒸汽和氣體介質溫度。
生產廠家：淮安華江自動化儀表****
(2) 溫度變送器sbwz-2481（詳細結構及特點見附錄）
特點：sbw系列熱電偶、熱電阻溫度變送器是ddz-s系列儀表中的現場安裝式溫度變送器單元。它採用二線制傳送方式（兩根導線作為電源輸入，訊號輸出的公用傳輸線）。
將熱電偶、熱電阻訊號變換成與輸入訊號或與溫度訊號成線性的4～20ma的輸出訊號。
生產廠家：上海自動化儀表六廠
2. 溫度控制器選用：
根據前面的分析可知在此方案中，溫度控制器為「-」作用
根據過程特性與工藝要求，宜選用將比例與積分組合起來，既能控制及時，又能消除餘差的pi控制規律。
所以選用ty-s9696溫度控制器
3. 流量檢測儀表 ft選用：
由於要檢測的為熱水的流量，所以選用含有壓力變送模組的檢測儀表為tllg-k25h1w
生產廠家：江蘇特雷默克儀表****
4. 流量控制儀表 fc選用：
流量控制儀表採用同溫度調節器的pid控制器：ty-s9696溫度控制器
5. 蒸汽調節閥：
由於執行器的控制物件為蒸汽，所以在選用執行器時要考慮其耐熱性能和耐腐蝕性能。結合前面對閥門控制作用的分析，可以選用：zjhp-zhk34型氣動單座調節閥
第三章冷水流量波動是主要干擾
一． 控制方案、理論依據、控制工藝流程圖
如果冷水流量波動是主要干擾，應採用乾燥溫度與冷水流量的串級控制系統。此時選擇冷水流量為副變數，及時克服冷水流量波動對乾燥溫度的影響。
二． 控制系統原理方框圖
三． 調節器正反作用的確定，系統工作過程概述
調節閥應選擇氣關型，這樣一旦氣源關斷，調節閥開啟，冷水流量加大，以防止乾燥器內溫度過高。由於冷水流量（副變數）增加時，需關小調節閥；而乾燥溫度（主變數）公升高時，需開大調節閥。主副變數增加時，調節閥的動作方向不一致，所以控制器tc應選擇「+」作用，由於副物件特性為「+」（冷水流量因閥的開大而增加），閥的特性為「-」，故副控制器fc應為「+」作用。
四． 設計中用到的儀表的結構、特點說明
在方案二設計中用到的儀表有：
1. 溫度檢測儀表選用:
因被控溫度在600℃以下，熱電阻的線性特性要優於熱電偶，而且無需進行冷端溫度補償，使用更加方便，故選用熱電阻溫度計。
採用三線制是為了消除連線導線電阻引起的測量誤差，因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的乙個橋臂電阻，其連線導線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環境溫度變化，造成測量誤差。採用三線制，將導線一根接到電橋的電源端，其餘兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導線線路電阻帶來的測量誤差 。
所以選用三線制接法。並配用溫度變送器。
（1）雙金屬溫度計hj-wss-481w（詳細結構及特點見附錄）
特點：雙金屬溫度計是一種測量中低溫度的現場檢測儀表。可以直接測量各種生產過程中的-80℃～+500℃範圍內液體、蒸汽和氣體介質溫度。
生產廠家：淮安華江自動化儀表****
(2) 溫度變送器sbwz-2481（詳細結構及特點見附錄）
特點：sbw系列熱電偶、熱電阻溫度變送器是ddz-s系列儀表中的現場安裝式溫度變送器單元。它採用二線制傳送方式（兩根導線作為電源輸入，訊號輸出的公用傳輸線）。
將熱電偶、熱電阻訊號變換成與輸入訊號或與溫度訊號成線性的4～20ma的輸出訊號。
生產廠家：上海自動化儀表六廠
2. 溫度控制器選用：
根據前面的分析可知在此方案中，溫度控制器為「+」作用
根據過程特性與工藝要求，宜選用將比例與積分組合起來，既能控制及時，又能消除餘差的pi控制規律。
所以選用ty-s8696溫度控制器
3. 流量檢測儀表 ft選用：
由於要檢測的為熱水的流量，所以選用含有壓力變送模組的檢測儀表為tllg-k25h1w
生產廠家：江蘇特雷默克儀表****
4. 流量控制儀表 fc選用：
流量控制儀表採用同溫度調節器的pid控制器：ty-s8696溫度控制器
5. 蒸汽調節閥：
由於執行器的控制物件為蒸汽，所以在選用執行器時要考慮其耐熱性能和耐腐蝕性能。結合前面對閥門控制作用的分析，可以選用：zjhp-zhb34型氣動單座調節閥
第四章冷水流量和蒸汽壓力均波動明顯
一． 控制方案、理論依據、控制工藝流程圖
如果冷水流量和蒸汽壓力都經常波動，由於它們都會影響加熱器的熱水出口溫度，這時可以選擇乾燥溫度和熱水溫度的串級控制系統，以乾燥溫度為主變數，熱水溫度為副變數。在此系統中，蒸汽流量和冷水流量都可以作為操縱變數，考慮到蒸汽流量的變化對熱水溫度的影響較大，故選擇蒸汽流量為操縱變數。構成的流程圖如圖所示。
二． 控制系統原理方框圖
三． 調節器正反作用的確定，系統工作過程概述
為了防止乾燥溫度過高，應選擇氣開閥門。由於熱水溫度（副變數）和乾燥溫度（主變數）公升高時，都需要關小調節閥，所以控制器c應選擇「反」作用。
由於副物件特性為「＋」（熱水溫度因蒸汽流量的增大而增大），閥的特性也為「+」，所以副控制器應為「反」作用；
四． 設計中用到的儀表的結構、特點說明
在方案三設計中用到的儀表有：
1. 溫度檢測儀表、選用:
因被控溫度在600℃以下，熱電阻的線性特性要優於熱電偶，而且無需進行冷端溫度補償，使用更加方便，故選用熱電阻溫度計。
採用三線制是為了消除連線導線電阻引起的測量誤差，因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的乙個橋臂電阻，其連線導線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環境溫度變化，造成測量誤差。採用三線制，將導線一根接到電橋的電源端，其餘兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導線線路電阻帶來的測量誤差 。
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