《过程控制技术》课程设计-锅炉内胆动态水温控制系统设计与仿真3

1、设计指南过程控制技术课程设计设计标题：锅炉内壁动态水温控制系统设计与模拟大学：传记机械工程学院学号：专业(方向)年级：14级传记工程学科和自动化学生名称：福建农林大学机械工程学院电气工程系2017年七月七日目录整体设计加扣3012250582目录01、设计工作分析11.1背景11.2设计内容和目的12、控制系统总体节目设计12.1锅炉内衬水温控制系统对象简介22.2控制系统节目选择32.1.3选择控制参数和控制参数32.1.3选择测量变送器32.1.3选择执行器32.1.3选择控制器33、建立控制对象的数学模型33.1介绍控制对象的数学模型制定方法33.2锅炉温度的数学模型制定44、Matla

2、b模型构建和模拟44.1在Matlab中构建模型44.2控制器参数调整44.2.2临界比例设置方法54.3调谐后的步长响应曲线65、结论76、体验.1、分析设计工作1.1背景锅炉内壁由动态循环水、变频器、磁力泵、锅炉内壁构成循环水系统。系统运行后，变频器-磁力泵再次以固定的小流量循环锅炉内壁的水。当内淡水静态时，由于没有循环水而进行热交换，而三相加热管功率为4.5KW，使内淡水温度相对较快上升，冷却过程缓慢，曹征效果受对象特性和环境的限制，系统动态性能下降，即过潮量，调节时间长。改用循环水系统有利于热交换，加速冷却能力，控制的动态精度速度比静态温度控制实验大幅度提高。系统使用的调节器是工业上常

3、用的智能调节器。1.2设计内容和目的本课程设计的主题是锅炉内壁动态水温控制系统的设计与仿真。设计内容和目的：牙齿设计的目的是控制锅炉内壁动态水温监测系统的温度，使锅炉温度保持在特定值以上或以下，或在较小范围内改变。需要设计水温控制系统。2、控制系统总体节目设计2.1锅炉内衬动态水温控制系统对象介绍一、概述“THSA-1型课题语综合自动化控制系统实验平台”由实验控制对象、实验控制台和上级监控PC三部分组成。本企业根据工业自动化及其他相关专业的教学特点，吸收国内外同类实验装置的特点和优点，精心设计，经过多次实验和反复论证推出的新型综合实验装置。(威廉莎士比亚，北境美国电视电视剧(Northern

4、Exposure，Northern Exposure)，牙齿设备是一款多功能的实验设备，它将当今产业现场过程控制的实际情况结合在一起，将自动化仪表技术、电脑技术、通信技术、自动控制技术和现场巴士技术结合在一起。牙齿系统包含流量、温度、水位、压力等热参数，提供了系统参数识别、单回路控制、串行控制、前馈反馈控制、延迟控制、比率控制、解耦控制等多种控制形式。此外，还可以根据用户要求设计各种控制系统，包括AI智能仪表、DDC远程数据收集、DCS分布式控制、PLC节目控制、FCS现场巴士控制等。也可作为本科、专业领域、高职过程控制过程的实验装置。为教师、研究生和研究人员的复杂控制系统、高级控制系统研究提

5、供物理实验对象的一般视图，如图2-1所示：实验对象的总视图图2-1二、起诉对象1.模拟锅炉：利用传记加热管加热的大气压锅炉，加热层(锅炉内壁)和冷却层(锅炉卡箍)均可精炼为不锈钢，进行温度实验。进行温度实验时，冷却层的循环水可以快速释放加热层的热量，从而快速降低加热层的温度。冷却层和加热层都由温度传感器检测温度，进行温度设置控制、串行控制、前馈-反馈控制、解耦控制等实验。2.三相加热管：由3个1.5千瓦传记加热管星组成，用于加热锅炉内部的水，每个加热管的电阻约为50。2.2控制系统节目选择2.2.1控制参数和控制参数选择控制参数：锅炉水温控制参数：加热管输入电压3箱2.2.2选择测量发射器测量

6、发射器：温度传感器2.2.3选择执行器执行器：三相传记加热管选择2.2.4控制器控制器：AI智能曹征设备3、建立受控目标的数学模型3.1控制对象的数学模型制定方法简介机构扣除方法：也称为分析方法。根据受控过程的内部机理，使用已知的静态或动态平衡关系、一些质量属性方程设备特性方程等，用数学解释方法求出受控过程的数学模型。实验识别方法：也称为系统识别和参数估计方法。使用过程的输入-输出实验数据确定模型结构和参数的方法通常称为实验识别法。3.2锅炉温度的数学模型建立Go(s)=1/(3s 1)/(14s 1)/(16s 1)4、Matlab模型构建和模拟4.1构建Matlab模型4.2控制器参数调整

7、4.2.1临界比例设置方法简介牙齿调谐方法在闭环条件下进行。设置TI=，TD=0以使调节器在纯比例下工作，从而显着降低比例度，使系统的输出响应等幅振动。根据临界比K和振动周期TS，根据表4-2中列出的经验方程，求出调节器的参考参数值。牙齿曹征方法以4: 1衰减为目标。表4-2临界比例法调谐调节器参数调节器参数调节器名称t(s)TD(S)P.2kPI2.2kTS/1.2PID1.7k0.5TS0.125TS表4-2临界倍率法的优点是应用简单方便，但牙齿方法有一定的限制。第一，产生使控制变量能承受相等振动的波，第二，控制对象必须是具有二次和二次以上或先后的一次以上。否则，在比例控制下，系统不会产生

8、相同的振动。求等宽振动曲线时，要特别注意控制阀打开和关闭的极端状态。4.2.2临界比率调整过程1.设置TI=，TD=0，使调节器在纯比例下工作，从而大大减小倍率，使系统的输出响应显示相同的振幅。图4-2-1图4-2-1根据图4-2-1，可以获得临界比例kK=1/Kp=1/15.62.等宽振动下相邻峰之间的时间常数测量。图4-2-2图4-2-2根据图4-2-2，可以获得时间常数TsTs=28.023.根据临界比k和振动周期TS，根据表4-2中列出的经验方程，得出PID调节器的参考参数值：=1.7*k=1.7/15.6TI=0.5*Ts=0.5*28.02TD=0.125*Ts=0.125*28.

9、024.3调谐后的阶跃响应曲线无干扰量的阶响应曲线添加干涉模拟和曲线，如下图所示5、结论本实验以锅炉内壁为起诉对象，以内壁水温为系统的控制量。使用在钚电阻TT1中检测到的锅炉内胆温度信号作为反馈信号，通过与定量比较的差异的调节器控制三相调节模块的输出电压(即，三相加热管道的末端电压达到控制锅炉内淡水温度)。在锅炉内淡水温控制系统中调节KP参数，使系统产生等宽振动，记录周期后将该参数的设定方法调整为临界比方法，控制切换时间长，系统调节器用PID控制。性能最佳。添加干扰量后，在设置干扰时间后稳定后，在设置的时间发生干扰振动，在PID反馈曹征后，系统再次稳定。(David aser，Northern Exposure(美国电视电视剧)，性能名言)6、经验在为期一周的课程设计中，通过老师的指导和所学的知识，顺利完成了锅炉内壁动态水温控制系统的设计和仿真，通过使用MATLAB的仿真，加深了对MATLAB使用的掌握。使用牙齿软件不习惯使用，开始找零件很慢，组件中的参数设置也很陌生，在同学和老师的地图下。(威廉莎士比亚，哈姆雷特，学生) (威廉莎士比亚，模板，母语，母语，母语，母语，母语，母语)，并在反复曹征后得到必要的曲线。这节课后，将书本上的知识与实际相结合，可以加深对所学知识的理解，了解淡水