蒋晓秋-过程控制课程设计

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1、课程设计报告(2006--2007年度第二学期)名称：《过程控制》题目：送风引风控制系统院系：自动化系班级：自动化043学号：200402020312学生姓名：蒋晓秋指导教师：设计周数：1周成绩：日期：2007年6月28日《过程控制》课程设计任务书 一、过程控制系统设计及其主要内容过程控制系统设计是为实现生产过程自动化，应用图纸资料和文字资料来表达设计思想和工程实现方法。设计分为两个阶段：（一）设计前期工作主要内容：1．查阅资料，对被控对象动态特性进行分析，确定控制系统的被调量和调节量；2． 确定自动化水平，包括确定自动控制

2、范围、控制质量指标、报警设限及手自动切换水平；3．提出仪表选型原则，包括测量、变送、调节及执行仪表的选型。（二）   设计工作主要内容：1．根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，完成控制系统原理图；2．根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，完成控制系统工艺流程图（PID图）；3．根据确定的自动化水平和系统功能，选择控制仪表，完成控制系统SAMA图（包括系统功能图和系统逻辑图）；4．对所设计的系统在控制系统试验柜搭接系统进行仿真试验或MATLEB搭接系统进行仿真试验，并进行调节器参数整定；5．编写设计说明书：（1）

3、提出控制系统的基本任务和要求；（2）被控对象动态特性分析；（3）选择控制系统控制结构，画控制原理图；（4）选择测点和调节机构画控制系统工艺流程图；（5）选择控制仪表，画SAMA图（标出调节器作用方向）；（6）根据控制原理图，进行控制系统仿真实验，验证系统结构的合理性，并进行控制器参数整定；（7）设计总结。二、参考题目1.锅炉主汽压力控制系统设计（根据主汽压力对象特性选择相应的控制系统结构独立设计一套完整的控制系统SAMA图，并在实验台上验证系统设计的可行性。）2.送吸风控制系统设计（根据送引风对象特性选择相应的控制系统结构独

4、立设计一套完整的控制系统SAMA图，并在实验台上验证系统设计的可行性。）3.汽温控制系统设计（根据主汽温对象特性选择相应的控制系统结构独立设计一套完整的控制系统SAMA图，并在实验台上验证系统设计的可行性。）1.给水控制系统设计（根据给水对象特性选择相应的控制系统结构独立设计一套完整的控制系统SAMA图，并在实验台上验证系统设计的可行性。）2.根据自己感兴趣的其他对象进行控制系统设计（根据所选对象特性选择相应的控制系统结构独立设计一套完整的控制系统SAMA图，并在实验台上验证系统设计的可行性。）三、考核方式提交设计报告与答辩

5、。学生姓名：指导教师：年月日一、设计题目送吸风控制系统设计（根据送引风对象特性选择相应的控制系统结构独立设计一套完整的控制系统SAMA图，并在实验台上验证系统设计的可行性。）二、设计正文（一）控制系统的基本任务和要求（1）保证燃烧过程的经济性；——送风控制（2）维持炉膛压力稳定；——引风控制为了使锅炉适应负荷的变化，必须同时改变送风量和燃料量。送风控制系统的最终任务是达到最高的锅炉热效率。负压控制系统的任务在于调节烟道吸风机导叶开度以改变引风量，维持炉膛负压一定。（二）被控对象动态特性分析要了解燃烧过程的动态特性主要是弄清楚

6、气压对象的动态特性。主蒸汽压力PT受到的扰动来源主要有二：其一是燃料量扰动，称为基本扰动或内部扰动。其二是汽轮机耗气量的扰动，称为外部扰动。μBpdDpTμgpdDPT内扰μB下气压的响应曲线外扰下主气压PT的响应曲线（三）选择控制系统控制结构，画控制原理图；1.送风控制系统采用串级控制系统。它可以首先在内环快速保证最佳空燃比，至于给煤量的测量不准，则可以由烟气中氧量作为串级校正。PIO2Gp2(s)设定值Gp1(s)VPI∑f(x)KB送风控制系统原理图送风控制系统结构图2.引风控制系统采用前馈-反馈单回路控制，如下：∑A

7、FPIPFF(x)PF0引风控制系统原理图考虑到系统的被调量（炉膛负压）反应了引风和送风之间的平衡关系，明显的改进措施是辅以前馈控制，即在送风量改变的同时也改变引风量。引风控制系统结构图送风引风系统结构图：送风引风控制系统SAMA图：（四）根据控制原理图，进行控制系统仿真实验，验证系统结构的合理性，并进行控制器参数整定送风控制系统仿真：第一步：副调节器参数整定1P:控制整定，仿真框图如下：Kp2=2时，曲线如下：2PI整定，仿真框图如下：整定结果为Kp2=2，Ki2=0.04，Ti2=25s，其曲线如下第二步主调节器参数整定

8、1.P控制整定，仿真框图如下1.PI控制整定，仿真框图如下Kp1=0.8,Ki1=0.05,Ti1=20s响应曲线如下：引风控制系统整定：1.P控制整定当Kp=1.5时，等幅振荡，曲线如下：所以取Kp=0.75,仿真曲线如下：2.PI控制整定当Kp=0.50，Ki=0.005时，Ti=20