《過程控制及儀表》課程設計任務書
一、課程設計題目：
加熱爐控制系統分析與設計
二、課程設計目的
1 培養學生綜合應用專業知識和基礎理論，掌握過控系統的設計與分析的基本方法。
2 培養和提高學生的基本實踐技能和綜合素質。
3 培養和提高學生的分析問題和解決問題的能力。
三、課程設計起止時間： 8月25日
四、課程設計班級：自動化
五、課程設計內容及程序：
1 了解被控物件的工藝流程及結構特點；
加熱爐在工業生產應用中應用很廣，而管式加熱爐最常見。對於加熱爐，工藝介質受熱公升溫或同時進行氣化，其溫度的高低直接影響後一操作工況和產品質量，因此加熱爐出口溫度必須嚴加控制。
加熱爐物件是乙個多容量的複雜物件。根據上學期過控實驗的測試結果，並作一些簡化，可以用一階環節加時滯後來近似，即，其時間常數和滯後時間與爐膛容量大小及工藝介質停留時間有關。
加熱爐最主要的控制指標是工藝介質的出口溫度及流量。要求保持出口溫度為300℃，靜態誤差小於±1℃，流量的變化要平穩。
本課程設計的被控物件是乙個爐膛容量較小的加熱爐
2 論述如何根據物件的矩形脈衝響應曲線來獲得階躍響應曲線，並採用切線法確定物件數學模型的方法和步驟。
3 確定控制方案：
本設計可考慮採用兩個單迴路控制方案（也可採用串級控制方案）。
（1）對於溫度控制採用乙個單迴路控制方案。操縱量是燃料的流量；
被控量是工藝介質的出口溫度。
（2）由於工藝介質的流量對出口溫度的自動控制產生擾動，故應該設計另乙個流量控制迴路，使流量穩定。
要求畫出系統工藝流程圖和系統方框圖。
4 確定調節器的調節方案
（1） 確定調節規律
（2） 分別討論下述兩種確定引數的方法：
a) 根據/的比值選擇控制規律的方法；
b) 採用工程整定方法中的動態特性引數法。
實際應用中應將以上兩種方法綜合考慮。
（3） 確定調節器的正、反作用
5 儀表選擇
（1） 測溫元件及變送器的選擇
測溫元件建議選擇鉑熱電阻pt100,選擇符合ddz-iii型標準的溫度變送器。
流量檢測建議選擇孔板節流裝置配合符合ddz-iii型標準的差壓流量變送器。
（2） 調節器的選擇
符合ddz-iii型標準的調節器。
（3） 調節閥的選擇
要求確定調節閥的選擇方案：
● 氣開、氣關的選擇
● 單閥座和雙閥座的選擇
● 流量特性的選擇
● 流通能力和尺寸的選擇
6 系統效能測試方法
首先手動給定階躍訊號，再切換到自動狀態，建立系統的初穩態，然後在給定的控制範圍內，先後對其施加設定值的5%～30%的擾動對系統抗擾能力進行測試。經過對p、i、d引數作相應的**調整，最後得出輸出響應曲線。根據響應曲線判斷系統的效能指標：
穩態誤差，超調量mp，調整衰減比時間ts，衰減比n是否滿足系統要求，若不滿足應如何調整p、i、d引數
六、課程設計要求：
1 課程設計內容中重點研究系統設計方法和步驟，要求清晰論述設計過程。
2 課程設計結束，寫出規範完整的課程設計報告。
①報告用紙為：學院統一印製的課程設計（**）說明書專用紙。
②字數左右，必須是手寫的，至少10頁，要求層次分明（分章、節來寫）。
③必須有系統方框圖和電路原理圖。有圖、表要用直尺來畫。
④課程設計體會
⑤參考文獻
七、驗收及成績評定：
根據平時表現及課程設計報告完成的質量。成績分為優秀、良好、中等、及格、不及格五等。
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