气罐压力控制系统

1、过程控制仪表课程设计题 目：学生姓名：班 级：学 号：指导老师：2010年12月30日一、 系统简介气罐是工业生产过程中常见的装置和设备，其主要作用是存储生产过程中的气体，它是一种压力容器。气罐中的压力关乎整个生产过程的安全，因此对气罐压力的控制显得非常重要。气罐在生产过程中不是一个很复杂的控制对象，其输入量是输入气体流量，输出量是输出气体流量，是一个单输入单输出设备，而气罐中的气体压力则是我们主要控制的目标。二、控制方案简介本设计是以控制气罐中的压力为目的的控制系统。气罐是一个单输入单输出系统，因此在保证一定的安全性和经济性情况下，采用简单的单输入单输出控制方案即可满足要求。气罐压力控制系统

2、如图1所示，该方案采用了最简单的单回路闭环控制系统，系统中只有一个调节器。控制系统方框图如图2所示，其主要由压力变送器、控制器、执行器和被控对象（气罐）组成。压力变送器实时检测气罐中的压力，并将其转换成相应的信号，然后将其输入到调节器的信号测量端，与调节器的给定值进行偏差计算，偏差信号在调节器中进行PID运算，输出相应的信号到执行机构，按偏差方向调节阀门的开度，直到被控压力稳定在给定值。图1.气罐压力控制系统图2.气罐压力控制系统框图该压力控制方案中，统一采用DDZ-型系列仪表，仪表间传输信号为420mA直流电流信号，抗干扰能力强，误差小，利于远传。三、 仪表选型1、调节器选型1）型号：KSC

3、5-AH智能PID调节仪。KSC5系列智能PID调节仪与各类传感器、变送器配合，可实现对温度、压力、液位、成分等过程的测量、变换、显示、通讯和控制。采用先进的PID智能控制算法，抗超调，具备自整定功能。误差小，并具备调校、数字滤波功能，可帮助减少传感器、变送器误差，有效提高测量、控制精度。适用于电压、电流、热电阻、热电偶、mV、电位器、远传压力表等信号类型。2）参数输入电流：420mA、010mA、020mA可通过设定选择电压：15V、05V可通过设定选择热电阻：Pt100、Cu100、Cu50、BA1、BA2、G53可通过设定选择热电偶：K、S、R、B、N、E、J、T可通过设定选择调节方式连

4、续PID调节位式PID调节精度测量周期：0.3s控制周期：0.3s75.0s可设置测量精度：±0.2%F·S±1个字，自动对温漂、时漂进行补偿测量分辨率：1/16000、14位A/D转换器显示范围：-19999999热电阻输入导线电阻：小于20热电偶输入冷端补偿范围：060，精度±1设定精度：与显示值一致无相对误差输出控制输出：可控硅无触点开关输出：100V-240V AC、0.2A（持续）、1A（20ms瞬时，重复周期大于5s）可控硅过零触发输出：可触发5A-500A的双向可控硅、2个单向可控硅反并联连接或可控硅功率模块SSR电压输出：8V DC，40

5、mA（用于驱动SSR固态继电器）继电器输出：触电容量220V AC，3A线性电流/电压输出：同变送输出（如下）变送输出：光电隔离420mA、010mA、020mA直流电流，可通过设定选择。负载能力大于600输出分辨力：1/1000，误差小于±0.5%FS报警输出：12种报警方式，通过设定选择。具备延时报警功能继电器输出：触电容量220V AC，3A其他电源:220V AC,功耗小于7VA工作环境：050，湿度低于90%RH显示范围：-19999999，小数点位置可设定显示分辨力：1/10000基本误差：小于±0.2%FS测量分辨力：1/60000,16位A/D转换器测量控制

6、周期：最短0.2s，可通过参数设定手/自动输出：自动/手动双向无扰动切换外供电源：24V DC3）仪表接线端子图3.KSC5-AH接线端子图表1. KSC5-AH接线端子说明表端子说明端子说明端子说明1（+）信号输入端10第三报警输出端16第二报警输出端2（-）11173（-）外供电源输出端（24V DC）12184（+）13第一报警输出端19与RS232接口端5（+）控制输出端14206（-）15217（+）变送输出端23（+）电源输入端（220V AC）22接地端8（-）24（-）9空2、变送器选型1）型号：DBS308系列压力变送器。DBS308采用进口扩散硅作为压力检测元件，传感信号经

7、高性能电子放大器件转换成420mA DC统一输出信号。2）参数电源电压：24V DC量程范围：070KPa精度等级：0.25%输出信号：420mA DC输出负载：0-600非线性误差：±0.3%FS滞后误差：±0.3%FS防爆标志：Exia CT4-63）仪表接线端子图3.DBS308接线端子图表2. DBS308接线端子说明表端子说明1（+）电源输入（24V DC）和信号输出（420mA DC）2（-）2（-）输出测试和检测3（+）4接地端3、执行器选型（1）调节阀1）型号：KVHQ电动调节球阀。KVHQ电动开关型球阀，配用电动执行机构，单相电源即可控制运行，实现对压力、

8、流量、温度、液位等参数的调节。2）参数公称通径：DN25-300mm公称压力：PN1.6，4.0，6.4MPa连接形式：法兰式按JB/T79.2-94凹或按JB78-5P对夹式法兰连接阀芯形式：O形缺口半球体流量特性：近似等百分比或近似直线特性及快开特性球体阀杆材料：2Cr131Gr18Ni9Ti oCr17NI17Mo2（316L）金属阀座材料：与阀杆材料相同，密封堆焊钴铬硬质合金非金属阀座材料：增强聚四氟乙烯动作范围：090º允许压差：小于公称压力（1.6MPa）控制精度：基本误差：±2% ；回差2% ；死区1%可调范围：250:1环境温度：-2060º（2）

9、执行机构1）型号：3610R系列角行程电子式电动执行机构，规格361RSB-10。3610R系列角行程全电子式电动执行机构，以AC220单相交流电源作为驱动电源，直接接受来自DCS、PLC系统或调节仪表操作器的控制信号，是以角度（090º）位移运动的执行机构。2）参数电源电压：220VAC，50Hz驱动电机：AC可逆单相齿轮减速电机耗电功率：150VA输入信号：420mA DC或15V DC输出信号：DC420mA（负载电阻500以下）或DC15V控制精度：基本误差：±1% ；回差1% ；死区1%工作行程调整范围：零点±25%；行程20%100%输出力矩：100N

10、/m动作时间：18s/90º最大转角：90º防爆等级：Exd II BT43）仪表接线端子图图5.361RSB-10接线端子图表.3 361RSB-10接线端子说明表端子说明1（-）电源输入（AC220V）2（+）3（-）信号输出（DC420mA）4（+）5（-）信号输入（DC420mA）6（+）四、 仪表配接图及说明1）变送器DBS308采用二线制接法，1脚接KSC5-AH的4脚，由调节器KSC5-AH外供电源供电，2脚接调节器KSC5-AH的1脚。2）调节器KSC5-AH与二线制变送器DBS308电流信号接线，其2脚和3脚短接，1脚接变送器DBS308的2脚，4脚接DBS308的1脚。调节器KSC5-AH的控制输出端5脚和6脚分别接执行机构的6脚和5脚。调节器KSC5-AH为220V交流供电电源，其23脚和24脚分别接电源的正极和负极。调节器KSC5-AH的22脚接地。3）执行机构361RSB-10的输入信号端6脚和5脚分别接调节器KSC5-AH的5脚和6脚。执行机构361RSB-10的2脚和1脚分别接220交流电源的正极和负极。五、仪表型号清单表4.仪表选型清单元器件型号生产厂家数量控制器KSC5-AH北京昆仑海岸传感技术中心1压力变送器DBS308江苏苏科仪表有限公司1调节阀KVHQ上海耐博泵阀制造有限公司1执行机构361RSB-10上海利沪阀门有限公