基于PLC的鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)設(shè)計_課程設(shè)計論文

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文1摘要鍋爐是鋼鐵、石油、化工、發(fā)電等工業(yè)過程中必不可少的重要動力設(shè)備， 所產(chǎn)生的高壓蒸汽既可作為驅(qū)動的動力源，又可作為精餾、干燥、反應(yīng)、加熱 等過程的熱源。例如電廠里的汽輪發(fā)電機，就是靠鍋爐產(chǎn)生的一定溫度和壓力 的過熱蒸汽來推動的，化工廠里許多換熱器的熱源大多是鍋爐提供的蒸汽。為 適應(yīng)生產(chǎn)的需要，鍋爐的大小、型號也是各種各樣。 鍋爐的大小是以鍋爐每小 時產(chǎn)生的蒸汽量來衡量的， 小型鍋爐每小時產(chǎn)幾噸蒸汽，大的鍋爐每小時能產(chǎn) 200t200t 以上的蒸汽，蒸汽壓力有高、中、低之分。在應(yīng)用類型上，可將鍋爐分為 動力鍋爐和工業(yè)鍋爐，其中工業(yè)鍋爐又分為輔助鍋爐、廢熱鍋爐

2、、快裝鍋爐、夾套鍋爐等。鍋爐的燃料也各不相同，有燃氣型、燃油型、燃煤型和化學(xué)反應(yīng) 型等。鍋爐產(chǎn)生蒸汽的壓力和溫度是否穩(wěn)定、鍋爐運行是否安全，直接影響到生 產(chǎn)能否正常進行，更關(guān)系到人員和設(shè)備的安全與否，因此，鍋爐的過程控制十 分重要。工業(yè)蒸汽鍋爐是一個復(fù)雜的控制對象，為了保證鍋爐能夠提供合格的 蒸汽，生產(chǎn)過程中的各工藝參數(shù)必須嚴(yán)格控制。在這些工藝參數(shù)中，鍋爐汽包 水位是一個非常重要的參數(shù)，水位的大小不僅是影響蒸汽質(zhì)量的主要因素，而 且將水位控制在一定的范圍之內(nèi)是保證鍋爐安全運行的必要因素。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。關(guān)鍵詞：鍋爐汽包；三沖量；PLCPLC; PIDPID ；內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)

3、計論文2目錄第一章 鍋爐的工藝流程描述 .3 3聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。第二章鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的設(shè)計. 6 6殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。2.12.1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計. .9 9釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。（1 1）.主控制器的設(shè)計9 9彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。（2 2） 檢測電路的設(shè)計 .9 9謀養(yǎng)摶篋飆鐸懟類蔣薔。（3 3） 輸出控制電路 .1010廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。2.22.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計： . .1212煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。第三章 PIDPID 調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇及參數(shù)整定 .1414鵝婭盡損鶴慘歷蘢鴛賴。3.13.1 比例調(diào)節(jié)作用對系統(tǒng)性能的影響. .1414籟叢媽羥為贍債蟶練淨(jìng)。3.23.

4、2 積分調(diào)節(jié)作用對系統(tǒng)性能的影響 .1414預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。3.33.3 微分調(diào)節(jié)作用對系統(tǒng)性能的影響. .1515滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。3.43.4 整定的基本方法 . 1515鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。（1 1） 臨界比例度法（閉環(huán)整定） .1 1 5 5擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。（2 2） 衰減曲線法（閉環(huán)整定） .1 1 5 5贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。（3 3） 反應(yīng)曲線法（動態(tài)特性參數(shù)法） .1515壇搏鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。（4 4） 現(xiàn)場實驗整定法. .1 1 5 5蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。3.53.5 調(diào)節(jié)規(guī)律的確定原貝 U U .1616買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄?？傛?1.71.7綾鏑鯛

5、駕櫬鶘蹤韋轔糴。參考文獻.1.81.8驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。附錄：.2020貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文3第一章鍋爐的工藝流程描述鍋爐的工藝流程如圖 1.11.1 所示燃料和熱空氣按一定的比例混合后進入燃燒室燃燒，加熱汽包內(nèi)的水產(chǎn)生飽和蒸汽 DsDs,經(jīng)過熱器后形成一定溫度的過熱蒸汽D D，再匯集到蒸汽總管PMPM，最后經(jīng)過負荷設(shè)備調(diào)節(jié)閥供給負荷設(shè)備使用。燃料在燃燒時產(chǎn)生的煙氣, 其熱量一部分將飽和蒸汽變成過熱蒸汽，另一部分經(jīng)省煤器對鍋爐供水和空氣進行預(yù)熱，最后由引風(fēng)機從煙囪排入大氣。鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。鍋爐的正常運行必須要保持物料（水）平衡和熱量平衡。在物料平衡

6、中負 荷是汽包內(nèi)水的蒸發(fā)量，被控變量是汽包的水位，操縱變量是鍋爐的給水量； 在熱量平衡中負荷是蒸汽帶走的熱量，被控變量是蒸汽壓力，操縱變量是燃料 量。上述的物料平衡和熱量平衡是相互關(guān)聯(lián)、互相影響的。汽包水位不僅受到給水流量的影響，而且也受到熱量變化的影響。例如，當(dāng)熱量平衡被破壞，蒸 汽壓力發(fā)生變化后，會影響到汽包水面下蒸發(fā)管中的汽水混合物的體積，使汽 包水位發(fā)生變化。同樣蒸汽壓力不僅受到燃料輸入量的影響，而且進水量的變 化也會影響到蒸汽壓力的穩(wěn)定。例it熱器D過熱蒸汽控制闕過執(zhí)蒸汽負荷設(shè)備省煤器省煤器飽和蒸汽控制岡煙咒由引風(fēng)機送往煙囪熱空氣諼柱爐膛佶水冷空氣圖 1.1 鍋爐工藝流程圖內(nèi)蒙古科技

7、大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文4如，給水流量增加時，由于冷水的溫度低，會使汽包內(nèi)的蒸發(fā)量減少，導(dǎo)致蒸汽壓力下降。構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。綜上所述，鍋爐的運行主要包括以下三個方面的過程控制系統(tǒng)：（1 1）汽包水位控制系統(tǒng)：是鍋爐安全運行的必要保證，它要維持汽包內(nèi)的水位在工藝允許的范圍內(nèi)；（2 2）燃燒系統(tǒng)的控制：通過使燃料量與空氣量保持一定的比值，以保證經(jīng)濟燃燒和鍋爐的安全運行，同時保證引風(fēng)量與送風(fēng)量相適應(yīng)，維持爐膛內(nèi)的負壓恒 定不變，其最終目的是使燃料產(chǎn)生的熱量滿足蒸汽負荷的需要；輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩。（3 3）過熱蒸汽系統(tǒng)的控制：這是一個溫度控制系統(tǒng)，其作用主要有 2 2 個：一 是保持過熱器出口溫

8、度在允許范圍內(nèi)；二是保證管壁的溫度不超過允許的工作 溫度。堯側(cè)閆繭絳闕絢勵蜆贅。影響汽包水位的主要因素是給水量和蒸汽流量，其他因素都可以作為干擾 因素另作考慮。當(dāng)負荷增大時，蒸汽流量增大，會使得汽包水位下降，當(dāng)突然 增加蒸汽流量會使得蒸汽壓力減小，汽包水位不降反增，出現(xiàn)虛假水位現(xiàn)象， 這是設(shè)計中必須要考慮的因素。給水量對汽包水位的影響存在慣性區(qū)，但基本 是線性的。識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。汽包水位是鍋爐運行的重要指標(biāo)，對鍋爐的安全運行非常重要，保持水位在一定范圍內(nèi)是保證鍋爐安全運行的首要條件，水位過高或過低，都會給鍋爐及蒸汽用戶的安全操作帶來不利影響。過高會影響汽水分離效果，蒸汽過濕， 飽和水蒸汽

9、將會帶水過多，導(dǎo)致過熱器管壁結(jié)垢并損壞，使過熱蒸汽的溫度嚴(yán) 重下降，若以此過熱蒸汽帶動汽輪機，將因蒸汽帶液損壞汽輪機的葉片，造成 運行的安全事故。然而，水位過低，則因汽包內(nèi)的水量較少，而負荷很大，加 快水的汽化速度，使汽包內(nèi)的水量變化速度很快，若不及時加以控制，將有可 能使汽包內(nèi)的水全部汽化；尤其是大型鍋爐，水在汽包內(nèi)的停留時間極短，從 而導(dǎo)致水冷壁燒壞，甚至引起爆炸。因此，必須對汽包水位進行嚴(yán)格的控制。 汽包水位控制系統(tǒng)的任務(wù)是維持給水量與蒸汽蒸發(fā)量的平衡，使汽包水位保持 在允許的范圍內(nèi)。凍鈹鋨勞臘錯癇婦脛糴。內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文5第二章鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的設(shè)計目前，鍋爐汽包

10、水位常采用單沖量、雙沖量及三沖量控制方案。此處的“沖量”不是物理上定義的作用在物體上力和時間的乘積，而是一種表示變量 的習(xí)慣沿用。恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。鍋爐汽包水位單沖量控制系統(tǒng)是一個典型的單回路控制系統(tǒng)，其被控變量 是汽包水位，操縱變量是鍋爐的給水流量。當(dāng)汽包水位偏離設(shè)定值時，變送器 將測量到的信息送給控制器，按照特定的控制規(guī)律來增加或減少供水量，使汽 包水位回到設(shè)定值。影響鍋爐汽包水位的主要擾動是蒸汽負荷的波動，因為用 戶的蒸汽需要量是在不斷變化的。假設(shè)蒸汽需要量突然加大，汽包的壓力會瞬 時降低，水的沸騰加劇，使水加速汽化，水中的氣泡量會驟然增多。而氣泡的 體積比其液態(tài)時的體積大很多倍，結(jié)

11、果出現(xiàn)汽包內(nèi)的水位不降反升的假象，即 出現(xiàn)“假水位”?？刂破鳙@得的信息是“水位升高了” ，本來該增加供水量，現(xiàn) 在卻錯誤地減少供水量，嚴(yán)重時會使汽包水位下降到危險區(qū)內(nèi)以致發(fā)生事故。 產(chǎn)生上述“假水位”的主要原因是蒸汽負荷量的波動而造成“閃蒸”現(xiàn)象，如 果把蒸汽流量作為前饋信號引入控制系統(tǒng)，及時知道其變化情況，就可以克服 這個主要的擾動。為此我們引入雙沖量控制系統(tǒng)。鯊腎鑰詘漣鉀溈懼統(tǒng)庫。這里的“雙沖量”是指汽包水位信號和蒸汽流量信號2 2 個變量。它是一個前饋- -反饋控制系統(tǒng)。水位信號從系統(tǒng)的輸出端返回到輸入端，因此屬于反饋控 制；蒸汽流量信號未經(jīng)反饋而直接與水位控制器的輸出信號相加，因此是前

12、饋 控制。當(dāng)蒸汽負荷變化可能導(dǎo)致汽包水位大幅度波動時，蒸汽流量信號的引入 起著超前控制作用，它在汽包水位還沒有出現(xiàn)波動時，提前使調(diào)節(jié)閥動作，從 而減少因蒸汽負荷量變化引起的水位波動，極大改善了控制品質(zhì)。碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。盡管雙沖量控制克服了蒸汽壓力變化帶來的擾動，卻不能克服供水壓力變 化的干擾，當(dāng)供水壓力變化時，同樣會引起供水流量的變化，會導(dǎo)致汽包水位 的波動，雙沖量控制系內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文6統(tǒng)只有在汽包水位變化后才由控制器進行調(diào)整，控制不 及時。因此，當(dāng)供水壓力波動比較頻繁時，雙沖量控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量較差， 這時可米用二沖量控制系統(tǒng)。閿擻輳嬪諫遷擇植秘騖。在鍋爐汽包水位三

13、沖量控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了水位、蒸汽流量信號以外， 又增加了一個供水流量信號，顯然，當(dāng)蒸汽負荷不變，供水量因壓力波動而變 化時，加法器的輸出相應(yīng)變化，直接調(diào)整給水流量的大小。不需要等汽包水位 變化了再去由控制器調(diào)整，從而極大減少了水位的波動，縮短了過渡過程的時 間，提高了控制質(zhì)量。三沖量控制系統(tǒng)動作及時，有較強的抗干擾能力，在較 大的擾動時也能有效地控制水位的變化，顯著地改善了控制系統(tǒng)的品質(zhì)。 對于 現(xiàn)代大、 中型鍋爐來說， 對象控制通道的遲延和變化速度都比較大，“虛假水位”現(xiàn)象比較嚴(yán)重，工藝上對控制質(zhì)量的要求又比較高，因此，普遍采用具有 蒸汽流量前饋信號及給水流量反饋信號和汽包水位主信號的三沖

14、量水位控制系 統(tǒng)。系統(tǒng)控制流程圖如圖 2.12.1。氬嚕躑竄貿(mào)懇彈濾頷澩。內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文7根據(jù)系統(tǒng)的控制流程圖，我們還可以繪制出三沖量控制系統(tǒng)的方框圖，如圖 2.22.2。省煤器圖 2.1 鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文8三沖量控制系統(tǒng)由于控制器有不同的位置，又可以有多種不同控制方案,以下為常見的三種方案，如圖 2.32.3。2.1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(1)(1) 主控制器的設(shè)計在自動控制系統(tǒng)中，最常見的控制器有兩種：一種是 PLCPLC，另外一種是單片機。PLCPLC 自誕生以來，由于其可靠的性能、高的性價比、強大的功能等眾多 的優(yōu)點而受到了廣泛的應(yīng)用

15、，本系統(tǒng)也采用PLCPLC。釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。PLCPLC 選用西門子公司的 S7S7200CPU214200CPU214,該系列 PLCPLC 性能穩(wěn)定，可以根據(jù) 設(shè)計要求靈活的選擇相關(guān)模塊。本系統(tǒng)需要輸入的模擬量有：給水流量信號、 水位信號、蒸汽流量信號，需要輸出的數(shù)字量有：變頻器控制信號，所以只需 要選擇模擬量輸入模塊 EM231EM231，EM231EM231 具有四個模擬量輸入點，可以剛好滿足 需要。慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長涼。(2)(2)檢測電路的設(shè)計由于該設(shè)計的目的是控制水位穩(wěn)定，而整個控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)是對水位的準(zhǔn)確測量，因此水位能否準(zhǔn)確測量直接關(guān)系到控制質(zhì)量的優(yōu)劣。合理的選擇水位傳

16、感器在水位控制系統(tǒng)的設(shè)計中有關(guān)鍵作用。本系統(tǒng)采用雙室平衡容器進行液 位信號的采給水水位給水LC1 r皆丨1rFC方案三水位蒸汽給水水位蒸汽方案一方案二圖 2.3 常見控制方案蒸汽內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文9集，用差壓變送器對液位信號進行變送。諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動禪瀉類。江蘇威騰自控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的微差壓變送器( WT-1151/3351DRWT-1151/3351DR)可滿 足變送要求。該型號變送器可以將微小差壓轉(zhuǎn)換成 4 4 20mA20mA DCDC 信號。它采 用專門設(shè)計的放大線路板和特殊的溫度補償工藝，性能穩(wěn)定可靠。嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。根據(jù)控制方案我們可以知道流量傳感器用于測量給

17、水流量和蒸汽流量，這兩個信號可以有效地改善控制質(zhì)量，因此合理的選擇流量傳感器能夠有效的改 善整個系統(tǒng)的控制質(zhì)量。上海正博自動化儀表有限公司生產(chǎn)的LUGB-99LUGB-99 型渦街流量計是一種基于卡門渦街原理流體振動式新型流量計，它具有測量范圍廣、 壓損小、性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高和安裝、使用方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于封閉工業(yè) 管道中液體、汽體和蒸汽介質(zhì)體積和質(zhì)量流量的測量。該流量計的部分技術(shù)參 數(shù)如下：熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機庫。1測量介質(zhì)：蒸汽、汽體、液體2傳感器的感應(yīng)元件不直接與被測介質(zhì)接觸，性能穩(wěn)定、可靠性高3傳感器內(nèi)無可動部件，結(jié)構(gòu)簡單而牢固，壓損小、維擴量小、使用壽命長4范圍度寬達 1010: 1

18、 11515: 1 15測量范圍：正常工作范圍，雷諾數(shù)為 2020，0000007 7, 000000, 000000;輸出信號不受液體溫度、壓力、粘度及組份影響。測量可能范圍，雷諾數(shù)8 8，0000007 7，000000000000鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。6精度等級：液體，指示值的土 1.0%1.0% ;蒸汽，指示值的土 1.5%1.5%7輸出信號：a.a.電壓脈沖低電平：0-1V0-1V;高電平：大于 4V;4V;占空比為 50%50%紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。b.b. 電流：4 420mA20mA 三線制) )(3)(3)輸出控制電路PLCPLC 根據(jù)采樣的相對液位數(shù)值對其進行相應(yīng)規(guī)則的計算

19、、處理、判斷后， 得出控制結(jié)內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文10果，輸出相應(yīng)的控制信號，模擬量輸出模塊我們選擇EM232EM232 它有兩個模擬量輸出點，可滿足要求。穎芻莖峽餑億頓裊賠瀧。電機是鍋爐汽包供水的動力設(shè)備，電機的準(zhǔn)確選型關(guān)系到汽包能否準(zhǔn)確供 水進而影響到汽包水位的穩(wěn)定，經(jīng)查閱資料可知選用功率為 100KW100KW 的三相異步 電動機完全可以滿足工作要求，由于使用變頻調(diào)速不必選用繞線型異步電動 機，選用鼠籠型電機就可以滿足要求。濟南華力貝爾機電設(shè)備有限公司生產(chǎn)的 YJTGYJTG 三相變頻調(diào)速電機專門為變頻調(diào)速設(shè)計可以根據(jù)技術(shù)要求訂貨設(shè)定其額定 電壓為 380V380V 額定功率

20、為 100Kw100Kw濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。變頻器是電機的供能設(shè)備，合理選擇變頻器關(guān)系到電機能否正常工作為汽 包供水。由電機的選型可以知道電機在 50Hz50Hz 三相交流電下工作時電機的功率大 約是 100Kw100Kw 我們可以選擇羅克韋爾公司的1336Plusll1336Plusll 系列 1336F-B1501336F-B150 型號的變頻器。該變頻器可以輸入 380V-480V380V-480V 50/60Hz50/60Hz 三相交流電，輸出 380-480V380-480V 三相交流電并通過控制信號控制其輸出頻率，其容量是149Kw149Kw 可以滿足設(shè)備功率要求。該型號變頻器具

21、有豐富靈活的控制接口，可以通過控制信號方便地 改變變頻器的工作特性。銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。至此，系統(tǒng)硬件電路設(shè)計完成，系統(tǒng)的總體框圖如圖2.42.4。內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文112.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計：整個控制系統(tǒng)的軟件包括以下幾部分：液位的實時采集，電機調(diào)速，算法 的控制（這里采用 PIDPID 算法）等功能。本系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)采用了總分的形式， 即 PLCPLC 一直在運行主控制程序，然后主控制程序根據(jù)各種條件來運行和調(diào)用各 子程序，用來實現(xiàn)各種功能。這種總分設(shè)計方式使得軟件簡單明了，一看便 知，并且在調(diào)試起來時也特別方便。系統(tǒng)的程序設(shè)計框圖如圖2.52.5。擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類。圖

22、 2.4 系統(tǒng)硬件原理圖* 電機內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文12圖 2.5 系統(tǒng)軟件原理圖內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文13第三章 PID 調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇及參數(shù)整定眾所周知，要使控制系統(tǒng)具有良好的控制性能，除了必須正確的選取、設(shè)計控制方案以外，還必須正確的選擇控制算法并進行參數(shù)整定。賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。在控制系統(tǒng)中，按照給定信號和反饋信號之間的偏差的比例（P P）、積分（I I）和微分（D D）進行控制的 PIDPID 控制器是應(yīng)用最為廣泛的一種自動控制器。它具有原理簡單、易于實現(xiàn)、適用面廣、控制參數(shù)相互獨立、參數(shù)的選定比較 簡單等優(yōu)點；而且在理論上可以證明，對于過程控制的典型對象

23、一“一階慣性 +純滯后”與“二階慣性+純滯后”的控制對象，PIDPID 控制器是一種最優(yōu)控制。PIDPID 調(diào)節(jié)規(guī)律是連續(xù)系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)校正的一種有效方法，它的參數(shù)整定方 式簡便，結(jié)構(gòu)改變靈活，可以方便的改變?yōu)镻IPI、PDPD PIDPID 等控制器。塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫。3.1 比例調(diào)節(jié)作用對系統(tǒng)性能的影響比例系數(shù)加大，使系統(tǒng)的動作靈敏，速度加快，穩(wěn)態(tài)誤差減小；比例系數(shù) 偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)節(jié)時間加長；系統(tǒng)會趨于不穩(wěn)定；比例系數(shù)太小，又 會使系統(tǒng)的動作緩慢。比例系數(shù)可以選負數(shù)，這主要是由執(zhí)行機構(gòu)、傳感器以 及控制對象的特性決定的。裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺。3.2 積分調(diào)節(jié)作用對系統(tǒng)性能的影響是

24、使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差。提高無差度。因為有誤差積分調(diào)節(jié)就進行，直至 無差積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一個常值。積分作用的強弱取決于積分時間 常數(shù) TiTi。TiTi 越小積分作用就越強。反之 TiTi 大則積分作用弱，加入積分調(diào)節(jié)可 使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動態(tài)響應(yīng)變慢。積分作用常與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合，組 成 PIPI 調(diào)節(jié)器或 PIDPID 調(diào)節(jié)器。倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驚。內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文143.3 微分調(diào)節(jié)作用對系統(tǒng)性能的影響微分作用反映系統(tǒng)偏差信號的變化率，具有預(yù)見性，能預(yù)見偏差變化的趨 勢。因此能產(chǎn)生超前的控制作用，可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。在微分時間選擇 合適情況下可以減少超調(diào)，

25、減少調(diào)節(jié)時間。微分作用對噪聲干擾有放大作用， 因此過強地加大微分調(diào)節(jié)對系統(tǒng)抗干擾不利。此外微分反應(yīng)的是變化率，當(dāng)輸 入沒有變化時微分作用輸出為零，因此微分作用不能單獨使用，需要與另外兩 種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合組成 PDPD 或 PIDPID 控制器。綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。整定的任務(wù)：根據(jù)被控過程的特性，確定 PIDPID 調(diào)節(jié)器S的比例度、TiTi 積 分時間以及微分時間 TDTD 的大小。驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。3.4 整定的基本方法(1)(1)臨界比例度法( (閉環(huán)整定)1首先將調(diào)節(jié)器的積分時間置于最大，微分時間置零，比例度置為較大的數(shù)值2等系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，對設(shè)定值施加一個階躍變化，并減小S直到出

26、現(xiàn)等幅振蕩曲線為止。記錄下此時的臨界比例度Sk k 和等幅振蕩周期 TKTK瑣釙濺曖惲錕縞馭 篩涼。3查表按經(jīng)驗公式計算出調(diào)節(jié)器的參數(shù)3、TiTi、TDTD(2)(2)衰減曲線法( (閉環(huán)整定)衰減曲線法與臨界比例法類似。觀察衰減比然后記錄。 s s、TsTs、TpTp 按經(jīng)驗公式計算S、TiTi、TDTD(3)(3)反應(yīng)曲線法(動態(tài)特性參數(shù)法)反應(yīng)曲線法是利用系統(tǒng)廣義過程的階躍響應(yīng)曲線對調(diào)節(jié)器參數(shù)進行整定，是一種開環(huán)整定方法。(4)(4)現(xiàn)場實驗整定法內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文15現(xiàn)場實驗整定法，實質(zhì)上是一種經(jīng)驗試湊法，所以也稱為經(jīng)驗法。在現(xiàn)場的應(yīng)用中，將各類過程控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的整定

27、參數(shù)按先比例、后積分、最后微分的順序置于某些經(jīng)驗數(shù)值后，把系統(tǒng)閉合起來，然后再作給定值擾動，觀察系統(tǒng)過渡過程曲線。若曲線還不夠理想，則改變調(diào)節(jié)器的3、TiTi 和TdTd 的數(shù)值，進行反復(fù)試湊，以尋求“最佳”的整定參數(shù)，直到控制質(zhì)量符合要 求為止。鎦詩涇艷損樓紲鯗餳類。3.5 調(diào)節(jié)規(guī)律的確定原則調(diào)節(jié)器放大系數(shù) KpKp 的正負號正作用方式：y y u uT，KpKp 為“- -”；反作用方式：y y u uJ，KpKp 為“ + +”。調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)的正負號氣開式調(diào)節(jié)閥 KvKv 為“ + +”；氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥 KvKv 為“- -”。 被控過程放大系數(shù)的正負號正作用卩 y yf，被控過程的靜態(tài)

28、放大系數(shù) KoKo 為“ + +”；反作用卩ffy yJ，被控過程的 KoKo 為“- -”。變送器的放大系數(shù) KmKm 為正號根據(jù)生產(chǎn)工藝安全等原則確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式；按被控過程特性，確定其正、反作用；根據(jù)組成系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)各環(huán)節(jié)的靜態(tài)放大系數(shù) 極性相乘必須為正的原則，確定調(diào)節(jié)器的正、反作用方式。櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。在本系統(tǒng)中，由于調(diào)節(jié)閥為電機，可以視作為氣開式，故KvKv 為“ + +”；當(dāng)電機轉(zhuǎn)速加快，液位上升，故被控對象的KoKo 為“ + +”；測量變送器的 KmKm 為“ + +”；則調(diào)節(jié)器的 KpKp 應(yīng)該為“ + +”，故調(diào)節(jié)器應(yīng)采用反作用方式。轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文16總結(jié)為期兩周的過程控制課程設(shè)計即將結(jié)束，這兩周感覺過的好快，也感覺過 的好充實。由于上學(xué)期過程控制這門課沒好好學(xué)，好多知識學(xué)的稀里糊涂，不 懂也不會，還有的干脆就是不知道。所以在做設(shè)計的時候就感覺很吃力，很困 難。不過，在老師們悉心的指導(dǎo)下和同學(xué)熱心的幫助下終于完成并達到本次設(shè) 計的基本任務(wù)和要求。峴揚爛滾澗輻灄興渙藺。通過本次設(shè)計使我們對以前所學(xué)的理論知識有了進一步地理解，