過程控制課程設(shè)計報告

1、過程控制課程設(shè)計報告一份好的課程設(shè)計報告，需要組員配合完成，下面是過 程控制課程設(shè)計報告，為大家提供參考。1. 熟悉并熟練掌握組態(tài)王軟件； 2. 通過組態(tài)王軟件的 使用，進一步掌握了解過程控制理論基礎(chǔ)知識； 3. 了解典 型工業(yè)生產(chǎn)過程 ( 鍋爐設(shè)備 ) 的工藝流程和控制要求； 4. 加 強對課堂理論知識的理解與綜合應用能力，提高解決實際工 程問題的能力； 5. 培養(yǎng)自主查找資料、收索信息的能力以 及實踐動手能力與合作精神?！敖M態(tài)王”是運行于 Microsoft Windows 200/中文平臺的中文界 面軟件，充分利用了 windows 圖形功能完備、 界面一致性好、 易學易用的特點， 并且

2、采用了多線程。 COM 組件等新技術(shù)， 實現(xiàn)了實時多任務， 軟件運行穩(wěn)定可靠?！敖M態(tài)王”軟件包括由工程瀏覽器 (TouchExplorer) 、 工 程 管 理 器 (Proj-Manager) 和畫 面運行系統(tǒng)三大部分組成。在工程瀏覽中可以 查看工程的 各個組成部分，也可以完成數(shù)據(jù)庫構(gòu)造、定義外部設(shè)備等工 作；工程 管理器中內(nèi)嵌了畫面管理系統(tǒng)，用于新工程的創(chuàng) 建和已有工程的管理。畫面的開 發(fā)和運行由工程瀏覽器調(diào) 用畫面制作系統(tǒng) touchMak 和運行系統(tǒng) touchVew 來完 成。鍋爐是過程工業(yè)中不可缺少的動力設(shè)備，它所產(chǎn)生的蒸 汽不僅能夠為蒸餾、 化學反應、干燥、蒸發(fā)等過程提供熱 源，

3、而且，還可以作為風機、壓縮機、泵類 驅(qū)動透平的動 力源。隨著石油化學工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷強化，生產(chǎn)設(shè)備不斷 革新， 作為全廠動力和熱源的鍋爐，亦向著大容量、高參 數(shù)、高效率方向發(fā)展。為確保 安全，穩(wěn)定生產(chǎn)，對鍋爐設(shè) 備的自動控制就顯得十分重要。為實現(xiàn)調(diào)節(jié)任務，將 鍋爐 設(shè)備控制劃分為若干個控制系統(tǒng)，主要控制系統(tǒng)有： 給水自動控制系統(tǒng) 操縱變量是給水流量， 它主要考慮 汽包內(nèi)部的物料平衡，使給水量適應蒸汽量，維持汽包中水 位在工藝 允許范圍內(nèi)。維持汽包中水位在給定范圍內(nèi)是保 證鍋爐、汽輪機安全運行的必要條件，使鍋爐正常運行的主 要標志之一。 由于鍋爐是一個多輸入、多輸出、多回路、 非線性的、相互關(guān)聯(lián)

4、的復雜控 制系統(tǒng)，汽包液位控制與給 水控制、 蒸汽壓力控制、 送風控制、 爐膛負壓控制等 有關(guān)。 汽包水位在外界擾動作用下的變化過程與蒸汽流量 D 、補充 給水量 W、 補充水溫 T 、爐膛熱負荷 、汽包蒸汽壓力 PD 等 參數(shù)有關(guān)，其中影響 作用較大的主要是蒸汽流量 D 、爐膛 熱負荷 、補充給水量 W。 汽包液位控制分為三種：單沖量 控制、雙沖量控制、三沖量控制。鍋爐燃燒的自動控制 有三個被控變量，蒸汽壓力 、煙 氣成分和爐膛負壓。而操縱變量亦有三個：燃料量、送風量 和引風 量。這三個被控變量和操縱變量互相關(guān)聯(lián)，需要統(tǒng) 籌兼顧，從而組成合適的燃燒 系統(tǒng)控制方案，以滿足燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量適

5、應蒸汽負荷的需要；保證燃燒的經(jīng)濟性和鍋爐的安全性。爐膛負壓保持在一定的范圍內(nèi)。第一個任務是維持汽壓恒定。汽壓的變化表示鍋爐蒸汽 量和負荷的耗汽量不相適應，必須相應地改變?nèi)剂狭?，以改變鍋爐的蒸汽量。第二個任務是保證燃燒過程的經(jīng)濟性。當燃料量改變時，必須相應地調(diào)節(jié)送風量，使它與燃料量相配合，保證燃燒過程有較高的經(jīng)濟性。第三個任務是調(diào)節(jié)引風量與送風量相配合，以保證爐膛壓力不變。對于一臺鍋爐， 燃燒過程的這三項調(diào)節(jié)任務是不可分隔的，對調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計時應加以注 意。過熱蒸汽系統(tǒng)的自動控制以過熱蒸汽溫度為被控變量，噴水量為操縱 變量組成的溫度控制系統(tǒng)，以使過熱器出口 溫度保持在允許范圍內(nèi)，并保證管壁溫度不超

6、過允許的工作溫度?？刂品桨高x擇： 單回路控制方案：在運行過程中。 改變減溫水流量，實際上是改變過熱器出口蒸汽的熱焙，亦改變進口蒸汽溫度，如下圖所示。從動態(tài)特性上看，這種 調(diào) 節(jié)方法是最不理想的，但由于設(shè)備簡單，因此，應用得 最多。 減溫器有表面式和噴水式兩種。減溫器應盡可能地 安裝在靠近蒸汽出口處，但一定要考慮過熱器材科的安全問題，這樣能夠獲得較好的動態(tài)特蛀。但作為控制對象的過 熱器，由于管壁金屬的熱容量比較大，使之有較大的熱慣性。加上管 道較長有一定的傳遞滯后，如果用下圖所示的控制 系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器接受過熱器出口 蒸汽溫度 t 變化后，調(diào)節(jié)器 才開始動作，去控制減溫水流量 w .w 的變化又要經(jīng)

7、 過一 段時向才能影響到蒸汽溫度 t 這樣，既不能及早發(fā)現(xiàn)擾動， 又不能及時反映 控制的效果，將使蒸汽溫度 t 發(fā)生不能允 許的動態(tài)偏差。影響鍋爐生產(chǎn)的安全和 經(jīng)濟運行。改變減溫水量控制蒸汽溫度系統(tǒng) 實際中過熱蒸汽控制系統(tǒng)常采用減溫水流量作為操縱 變量，但由于控制通道 的時間常數(shù)及純滯后均較大，組成 單回路控制系統(tǒng)往往不能滿足生產(chǎn)的要求。因 此常采用串 級控制系統(tǒng)，減溫器出口溫度為副參數(shù)，以提高對過熱蒸汽 溫度的控 制質(zhì)量。 串級控制方案：過熱器出口蒸汽溫度串 級控制系統(tǒng)的方框圖如下圖所示。 采用兩級調(diào)節(jié)器，這兩 級調(diào)節(jié)器串在一起， 各有其特殊任務， 調(diào)節(jié)閥直接受調(diào)節(jié) 器 1 的控制，而調(diào)節(jié)器

8、 1 的給定值受到調(diào)節(jié)器 2 的控制，形 成了特有的雙閉環(huán)系 統(tǒng)，由副調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器和減溫器出口 溫度形成的閉環(huán)稱為副環(huán)。由主調(diào)節(jié)器和主 信號出口蒸 汽溫度，形成的閉環(huán)稱為主環(huán)，可見副環(huán)是串在主環(huán)之中。過熱蒸汽溫度串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖調(diào)節(jié)器 2 稱主調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器 1 稱為副調(diào)節(jié)器。將過 熱器出口蒸汽溫度調(diào)節(jié) 器的輸出信號，不是用來控制調(diào)節(jié) 閥而是用來改變調(diào)節(jié)器 2 的給定值，起著最后 校正作用。 串級系統(tǒng)是一個雙回路系統(tǒng)，實質(zhì)上是把兩個調(diào)節(jié)器串接起來，通過它們的 協(xié)調(diào)工作， 使一個被控量準確地保持為給定值。 通常串級系統(tǒng)副環(huán)的對象慣性小，工作頻率高，而主環(huán)慣性大，工作頻率低。為了提高系統(tǒng)的控制性

9、能，希望 主副環(huán)的工作頻率相差三倍以上，以免頻率相近時發(fā)生共 振現(xiàn)象面破壞正常工作。串級控制系統(tǒng)可以看作一個閉合的副回路代替了原來的一部分對象，起了改善對象 特征的作用。除了克服落在副環(huán)內(nèi)的擾動外，還提高了系統(tǒng)的工作 頻率，加快過 渡過程。 串級控制由于副環(huán)的存在，改善了 對象的特性，使等效副對象的時間常數(shù)減小，系統(tǒng)的工作頻率提高。同時，由于串級系統(tǒng)具有主、副兩只控制器，使 控制 器的總放大倍數(shù)增大，系統(tǒng)的抗干擾能力增強，因此， 一般來說串級控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量要比單回路控制系統(tǒng)高。設(shè)計思路：首先，一打開運行，就是進入首頁，點擊“鍋 爐控制”進入主界 面，動作之前，先要給定“水位設(shè)定值”， 然后

10、點擊自動按鈕，就可以觀察實時曲線；也可以將開關(guān)打到手動狀態(tài)進行手動控制。設(shè)計過程：首先建立工程“鍋爐控制”，進入畫面界面，點擊新建工程畫面，進入開發(fā)系統(tǒng)界面，確定背景屬性，打開工具欄，使用圖庫創(chuàng)建所需的器件：鍋爐汽包、爐膛、各種閥門等；并設(shè)計水流的動態(tài)表示；設(shè)置串口；然后打開數(shù)據(jù)詞典，定義所需的變量，注意其變量類型及其后續(xù)設(shè)置；接下來就是動畫連接，雙擊畫面上的器件，輸 入變量，或點擊“？” 進入變量瀏覽器選擇所需變量，當 設(shè)定完成后，進入工程瀏覽器雙擊“應用程序 命令語言” 輸入控制程序。工程創(chuàng)建過程的截圖顯示：系統(tǒng)變量定義：動畫連接：圖形界面的設(shè)計： 自動運行結(jié)果： 手動控制運行結(jié)果：if（

11、 本站點手自動轉(zhuǎn)換開關(guān) =0） if（ 本站點給水閥 =1） 本站點汽包水位 = 本站點汽包水位 +1; 本站點給水流量 = 本 站點給水流量 +1; else 本站點給水流量 =0; if（ 本站 點空氣閥 =1）&（ 本站點燃料閥 =1） 本站點燃料流量 =本 站點燃料流量 +1; 本站點空氣流量 =本站點空氣流量 +1; 本 站點爐膛壓力 =本站點爐膛壓力 -1; else 本站點空氣流量 =0; 本站點燃料流量 =0; 本站點爐膛 壓力=99; if（本站點飽和蒸汽閥 =1）&（本站點過熱蒸汽閥=1）&（本站點給水 閥=0） 本站點飽和蒸汽流量 =本站 點飽和蒸汽流量 +1; 本站點飽

12、和蒸汽溫度 =本站點飽和蒸汽 溫度 +1; 本站點飽和蒸汽壓力 =20; 本站點過熱蒸汽溫度 = 本站點過熱蒸汽溫度 +1; 本站點過熱蒸汽壓力 =20; 本站點 汽包水位 =本站點汽包水位 -1; if（ 本站點飽和蒸汽閥=1）&（本站點過熱蒸汽閥 =1） 本站點飽和蒸汽流量 =本 站點飽和蒸汽流量 +1; 本站點飽和蒸汽溫度 =本站點飽和蒸 汽溫度 +1; 本站點飽和蒸汽壓力 =20; 本站點過熱蒸汽溫度 =本站點過熱蒸汽溫度 +1; 本站點過熱蒸汽壓力 =20; else if（ 本站點飽和蒸汽閥 =1）&（本站點過熱蒸汽閥 =0） 本 站點過熱蒸汽壓力 =10; 本站點飽和蒸汽壓力 =

13、10; 本站點 過熱蒸汽溫度 =20; 本站點飽和蒸汽溫度 =本站點飽和蒸汽 溫度+1; else if（本站點飽和蒸汽閥 =0）&（本站點過熱蒸汽閥 =1） 本站點飽和蒸汽流量 =0; 本站點飽和蒸汽溫 度=20;本站點飽和蒸汽壓力 =10; 本站點過熱蒸汽溫度 =20; 本站點過熱蒸汽壓力 =10; if（ 本站點汽包水位 =80） 本 站點汽包水位 =本站點汽包水位 -1; 本站點給水閥 =0; else if（ 本站點汽包水位本站點汽包水位設(shè)定 ） 本站點過 熱蒸汽閥 =1; 本站點飽和蒸汽閥 =1; 本站點給水閥 =0; 本 站點給水流量 =0; 本站點汽包水位 =本站點汽包水位 -

14、1; else if（ 本站點汽包水位設(shè)定 =本站點汽包水位 ） 本站點 過熱蒸汽閥 =1; 本站點飽和蒸汽閥 =1; 本站點給水流量 =20;本站點汽包水位 =本站點汽包水位 +1; 本站點給水閥 =1; if（ 本站點汽包水位 =10） 本站點燃料閥 =1; 本站點 空氣閥 =1; 本站點空氣流量 =本站點空氣流量 +1; 本站點燃 料流量 =本站點燃料流量 +1; 本站點爐膛壓力 =本站點爐膛壓力 -1; else本站點空氣流量 =0; 本站點燃料流量 =0;本站點燃料閥 =0; 本站點空氣閥 =0; 通過這次課程設(shè)計，我們熟練掌握了組態(tài)王軟件 版的 使用。 使我對組態(tài)軟件有了更深刻的理解，特別是組態(tài)王 軟件的應用、組態(tài)王軟件 的系統(tǒng)開發(fā)過程。在畫面加工上 做的更美觀，立體感更強。使我得到了一次用