电加热温度控制方案

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1、--WORD格式---可编辑--本次课标题：模块一——电加热温度控制方案授课班级上课时间周月日第节上课地点过程控制实验室周月日第节教学目的能根据工艺特点与要求制定合理的电加热温度控制方案教学目标能力（技能）目标知识目标1、能根据工艺特点与要求，用双位式和三位式控制器组成合理的温度控制系统。2、能根据工艺特点与要求，用可控硅电力控制器等自动化仪表组成合理地温度定值控制系统。1、熟悉位式控制规律与性能特点，掌握双位控制和三位控制的基本应用。2、明确可控硅电力控制器的工作原理与性能特点，熟悉用可控硅电力控制器组成的单

2、回路温度控制系统原理。重点难点及解决方法重点：基于可控硅电力调压/调功器的单回路温度控制系统原理。难点：可控硅电力控制器的工作原理。解决办法：侧重于可控硅电力控制器的应用技术，通过各类控制性能的对比，明确其性能特点，突出技术应用。参考资料[1]高志宏主编，《过程控制与自动化仪表》，浙江大学出版社，2006年[2]厉玉鸣主编，《化工仪表及自动化》，化学工业出版社，2004年.[3]王森等主编，《仪表工试题集》，化学工业出版社，2003年第二版.[4]解怀仁、杨彬彦主编，《石油化工仪表控制系统选用手册》，北京，中国

3、石化出版，2004年[5]吴勤勤主编，《控制仪表及装置》，化学工业出版社，2002年第二版.----WORD格式---可编辑--课前准备：多媒体课件制作、以4人/小组进行分组。一、作业点评（10分钟）1、教师作业点评上次课我们曾布置了一个调节阀结构型式的选择作业，从上交的作业反映少数同学概念不是十分清楚，在此对作业再进行分析。图1加热炉控制系统图加热炉温度控制系统如图1所示，从实际工艺要求可知：为了在控制阀气源断气时，炉温不继续升高，以防烧坏炉子，应采用气开阀（断气时关闭），是“正”作用。炉温是随燃料的增多而升

4、高的，所以炉子也是“正”作用的。所以根据反馈控制原理，调节器必须为“反”作用，才能当炉温升高时，使阀门关小，炉温下降。其工作过程如下：温度↑→温度变送器输出↑→调节器输出↓→调节阀开度↓→燃料输出↓→温度↓。2、教学说明执行机构作用方式是本门课的难点之一，学生常常难于理解而混淆，而这也是课程的重要教学内容，应适当反复讲解。二、课程导引——加热控制的意义温度控制在工业生产中具有极广泛的应用，根据加热介质的不同，大致可分为二类：一是燃烧加热方式，另一种是电加热方式。后者由于使用安全、效率较高、环保节能、控制方便等优

5、越性，越来越受到重视与应用。本项目我们将讨论电加热模拟锅炉恒温控制系统的集成与调试技术，以使大家对温度控制技术有一基本认识，并学会应用。基于前一阶段的学习成果，本项目的教学将按照控制系统开发与实施的基本流程——控制方案确定——仪表选择——软、硬件开发（系统集成）——系统调试与投运组织教学过程，以使同学们能体验完整的工作过程，逐步实现从学习者到工作者的角色转换。三、理论分析——温度位式控制方案（35分钟）对水温控制的最简单方法就是传统的基于继电器技术的位式控制方法，其控制原理可以用图1来说明：温度传感器检测水温，

6、并将信号传送给温度控制器，温度控制器则根据实时的温度高低接通或断开继电器，使加热器通电或断电，从而使水温控制在需要的数值上。----WORD格式---可编辑--这种位式控制方式简单、成本较低、易于实现，因此在工艺要求不高的场合应用广泛。根据温度控制器控制规律的不同控制，它又可分为三种控制方式：双位控制、具有中间区的双位控制和多位控制方式。下面简述各自原理。1、双位控制双位控制是位式控制的最简单形式。双位控制的规律是：当测量值大于给定值时，控制器的输出最大（或最小）；而当测量值小于给定值时，则控制器的输出为最小（

7、或最大）。其偏差e与输出u间的关系为：当e>0或e<0时，；e<0或e>0时，。双位控制只有两个输出值，相应的执行器也只有两个极限位置，“开”或“关”。而且从一个位置到另一个位置是极其迅速的。这种特性又称继电特性，如图2所示。图3是一个典型的双位控制系统。它是利用电接点水银温度计来控制继电器的开启与关闭，从而使贮槽水温维持在给定值上下很小一个范围内波动。图2理想的双位控制特性图图3双位控制示例2、具有中间区的双位控制图1所示的是理想的双位控制特性。在自动控制系统中，控制器若要按上述规律动作，则执行器动作非常频繁

8、，这样就会使系统中的运动部件（如上例中的继电器）因动作频繁而损坏，因而很难保持双位控制系统安全、可靠地工作。实际生产中被控变量与给定值之间总是允许有一定偏差，因此，实际应用的双位控制器都有一个中间区（有时就是仪表的不灵敏区）。带中间区的双位控制规律是：当被控变量上升时，必须在测量值高于给定值某一数值后，继电器才“通”（或“关”）；而当被控变量下降时，必须在测量值低于给定值某一数值后，继