目录
1 设计目求 2
11 设计目 2
2 水生产工艺 3
21 生产工艺 3
22 生产工艺流程图 4
3 系统结构设计 5
31 控制方案 5
32 系统结构 5
4控变量控制变量选择 5
41控变量选择原 5
42控制变量选择原 6
43系统控变量控制变量选择 7
5检测环节设计 7
51检测环节设计原 7
52系统检测环节设计 8
6执行器设计 8
61执行器设计原 8
62系统执行器设计 9
7调节器设计 9
71调节器正反作选取 9
72调节器规律选择 10
73调节器参数整定 11
心体会 12
参考文献13
水厂流量控制系统设计
1 设计目求
11 设计目
图 定值系统控制求 根较快较稳性求 采单闭环控制结构PID控制规律 水厂泵水入水槽( 泵1泵2时) 备道工艺生产需 进行设计流量控制500±3立方米时 满足求
12 求完成务
1 解象水厂生产工艺
2 绘制流量控制系统方案图
3 确定系统需检测元件 执行元件 调节仪表技术参数
4 撰写系统调节原理调节程说明书
2 水厂生产工艺
21 生产工艺
众周知 然素素 原水里含种样杂质水处理角度考虑 杂质分悬浮物 胶体 溶解物三类城市水厂净水处理目原水中会类健康工业生产带危害悬浮物质 胶体物质 细菌害成分 净化水满足生活饮工业生产需市水总公司水厂采常规水处理工艺 包括混合 反应 沉淀 滤消毒程
( 1) 混凝反应处理
原水取水泵房提升 首先混凝工艺处理
原水 + 水处理剂 → 混合 → 反应 → 矾花水
药剂水均匀混合起直颗粒絮凝体形成止 整称混凝程常见水处理剂聚合氯化铝 硫酸铝 三氯化铁等汕头市碱式氯化铝根铝元素化学性质知 投入药剂水中存电离出铝离子 水分子存逆反应
Al3+ + 3H2O ←→ Al(OH)3 + 3H+
氢氧化铝具吸附作 水中易沉淀胶粒微悬浮物脱稳 相互聚结 吸附架桥 形成较絮粒 利水中分离 沉降
混合程求加药迅速完成混合目水力 机械剧烈搅拌 药剂迅速均匀散水中
混凝反应处理水道流入沉淀池 进入净水第二阶段
( 2) 沉淀处理
混凝阶段形成絮状体重力作水中分离出程称沉淀 程沉淀池中进行水流入沉淀区 水区整截面进行分配 进入沉淀区 然缓慢流出口区水中颗粒沉池底 污泥断堆积浓缩 定期排出池外
( 3) 滤处理
滤般指石英砂等空隙粒状滤料层黏附作截留水中悬浮颗粒 进步水中细悬浮杂质 机物 细菌 病毒等 水澄清程
( 4) 滤消毒处理
水滤 浊度进步降低 时残留细菌 病毒等失浑浊物保护附 滤消毒创造良条件消毒非微生物全部消灭 求消灭致病微生物然水混凝 沉淀滤 够数细菌病毒 消毒起保证饮达饮水细菌学指标作 时城市水末梢保持定余氯量 控制细菌繁殖预防污染消毒加氯量( 液氯) 1025gm3间氯水反应生成次氯酸细菌部起氧化作 破坏细菌酶系统细菌死亡消毒水清水池送水泵房提升达定水压 输 配水网送千家万户
22 生产工艺流程图
首先泵房水水池 初滤 加水沉淀剂聚合 滤清水 加氯气消毒( 水厂加二氧化氯) 水储入清水池备 高压泵压出供水流程图图21示
进水泵蓄水池澄清池滤池加药池滤池澄清池出水泵
图21 水厂生产工艺流程图
3 系统结构设计
31 控制方案
整程控制系统控制器 调节器 测量变送 控象组成次控制系统中控制器计算机 采算法PID控制规律( 见附录A附录B) 调节器电磁阀 测量变送HB FT两组成 控象流量PV结构组成图31示
系统启动 水泵开始抽水 道水送水箱 HB返回信号 判断加调节阀流量减调节阀流量需加( 水位低) 电磁阀控制流量 加流量 保证流量控制500±3立方米时 需 电磁阀流量保持减
32 系统结构
程控制系统四部分组成 分控制器 调节器 控象 测量变送次设计流量回路控制 闭环控制系统 图31
图31 流量单回路控制系统框图
4控变量控制变量选择
41控变量选择原
根控参数选择生产工艺密切相关 控参数选择般两种方法种选择直接反映生产程中产量质量 易测量参数作控参数 称直接参数法果生产程质量指标进行控制 理应直接反映产品质量变量作控参数 时缺乏检测直接反映产品质量参数效手段 法产品质量参数进行直接检测 检测 检测信号微弱滞 直接参数检测时 正确反映生产程实际情况时够选择质量指标单值应关系 易测量变量作控参数 简介反映产品质量 生产程实际情况选择控参数时 求选参数足够灵敏度
选取控参数基原首先考虑选择产品产量质量 安全生产 济运行环境保护具决定性作 直接测量工艺参数控参数 直接参数易测量 测量时 应选择易测量 直接参数单值关系简接参数作控参数 时兼顾工艺合理性仪表性济性
42控制变量选择原
设计单回路控制系统时 选择控制变量原纳条
1)控制变量应控 工艺允许调节变量
2)控制变量般应干扰控参数影响灵敏 应合理选择控制变量 控制通道放系数 时间常数 纯滞时间越越
3)干扰控参数影响 应干扰通道放系数 时间常数扰动引入系统(控制通道)位置远离控参数 调节阀(控制器)
4)控程存时间常数 选择设备控制参数时 应量时间常数错开 中时间常数时间常数 时注意减时间常数原样适控制器 调节阀测量变送器时间常数选择控制器 调节阀测量变送器(三者均系统控制通道中环节)时间常数应远控程中时间常数(时间常数般难改变)
5)选择控制变量时 提高控制品质角度考虑外 考虑工艺合理性生产效率生产程济性般宜选择生产负荷作控制变量 生产负荷直接关系产品产量者户需求 允许控制外 济性考虑 应降低物料量消耗
43系统控变量控制变量选择
设计务分析知 系统求维持出口水流量恒定 出口流量易检测 选择出口水流量作该系统控变量选择控制变量时 允许控制变量中选择控参数影响显著 控制性输入变量作控制变量水流量较易控制 调节阀够控制住 选择水流量作系统控制变量
5检测环节设计
51检测环节设计原
程控制系统中检测元件指参数检测传感器 变送器传感器 变送器完成控参数参数 变量检测 测量信号传送控制器测量信号调节器进行控制基 控参数迅速 准确测量实现高性控制重条件
面介绍传感器 变送器选择原中应注意事项
(1)传感器 变送器测量范围精度等级选择
控制系统设计时 检测参数变量明确测量精度求 参数变量变化范围般已知 传感器变送器选择时 应生产程工艺求 首先确定传感器变送器合适测量范围精度等级
(2)选择时间常数传感器 变送器
传感器 变送器定响应时间 特测温元件时间纯滞必然造成测量滞 气动仪表 现场传感器控制室仪表间信号道传递 存定传送滞 控制系统中测量环节常数太 选惰性快速测量元件必时 够测量元件引入微分环节 利超前作补偿测量元件引起动态误差
传送滞较气动信号 般气压信号路超300m 直径6mm 者阀门定位器 气动放器增输出功率 减传送滞情况 现场控制室间信号量采电信号传递 必时气电转换器气信号转换电信号 减传送滞
(3)合理选择检测点 减测量纯滞
合理选择测量信号检测点 避免传感器安装位置合适引起纯滞纯滞测量信号时反映控变量变化 控制品质降低 选定测量传感器安装位置时 定注意量减纯滞外 检测位置选择检测参数够真实反映生产程状态 量传感器安装够直接代表生产程状态位置
(4)测量信号处理
1)测量信号校正补偿测量某参数时 测量值受参数影响 保证测量精度 需进行校正补偿处理
2)测量噪声抑制测量某程参数时 身特点环境干扰存 测量信号中含干扰噪声 采措施 会影响系统控制等质量
3)测量信号线性化处理检测传感器非线性 传感器检测信号测参数间呈非线性关系系统设计时 应根具体情况确定否进行线性化处理
52系统检测环节设计
流量传感器电动调节阀流量干扰回路干扰流量进行检测根试验装置特点 采工业LDS10S型电磁流量传感器 公称直径10mm 流量0~03m3h压力16Mpmax420mA标准信号输出显示 记录仪表 积算器调节器配套避免涡轮流量计非线性死区致命缺点 确保实验效果达教学求优点
1) 采整体焊接结构 密封性
2) 结构简单 部活动部件 压力损失
3) 采低频矩形波励磁 抗干扰性 零点稳定
4) 仪表反映灵敏 输出信号流量呈线性关系量程宽
( 2) 流量转换器采LDZ4型电磁流量传感器配套 输入信号 0~04mV输出信号 4~20mA DC 许负载电阻0~750欧姆 基误差 输出信号量程05
6执行器设计
61执行器设计原
程控制执行机构调节阀组成执行器提高系统控制品质 增强生产系统设备安全性角度 控制系统设计中关执行器选型需关注问题进行简单说明
(1)调节阀工作区间选择程控制程中 确定控制阀口径尺寸选择控制阀重容 正常工况求调节阀开度15~85间果调节阀口径选 系统受较扰动时 调节阀工作全开全关饱状态 系统暂时处失控工况 扰动偏差消利 样 调节阀口径选 阀门长时间处开度工作状态 阀门衡力较 阀门调节灵敏度低 工作特性差 甚会产生振荡调节失灵情况 调节阀口径选择定合适
(2)调节阀流量特性选择调节阀流量特性选择般分两步进行首先根生产程工艺参数控制系统工艺求 确定工作流量特性 然根工作流量特性相理想流量特性畸变关系 求出应理想流量特性 确定阀门选型
(3)调节阀气开 气关作方式选择调节阀开 关作方式选择生产工艺条件 员安全 生产安全 系统设备安全需首
62系统执行器设计
电动调节阀控制回路流量进行调节采德国PSL202型智电动调节阀 需配伺服放器 驱动电机采高性稀土磁性材料制造步电机 运行稳 体积 力矩 抗堵转 控制精度高控制单元电动执行机构体化 性高 操作方便 计算机配套 组成佳调节回路输入控制信号420mA单相电源控制转实现压力流量温度压力等参数调节 具体积 重量轻 连线简单 泄漏量少优点采PS电子式直行程执行机构 420mA阀位反馈信号输出双导单座柱塞式阀芯 流量具等百分特性 直线特性快开特性 阀门采弹簧连接 预置阀门关断力 保证阀门关断 防止泄露性稳定 控制精度高 寿命长等优点
7调节器设计
71调节器正反作选取
调节器输出决定控参数测量值设定值差 控参数测量值设定值变化 输出作方相反设定值变时 着测量值增加 调节器输出增加 称正作方式 样 测量值变 设定值减时 调节器输出增加 称反作方式反 果测量值增加设定值减时 调节器输出减 称反作方式
调节器正 反作方式选择调节阀气开 气关方式确定进行 确定原整单回路构成负反馈系统传感器 控程 执行器(调节阀)符号已确定条件 保证单回路控制系统构成负反馈系统 调节器符号(正 反作)选择应满足单回路环节符号积必须般情况 程控制系统中变送器符号认+ 简化 调节器符号控程符号执行器(调节阀)符号积相反值知 控制阀控程符号相时 控制器应选择反作方式 反 选择正作方式
72调节器规律选择
例调节简单调节规律 控制作扰动作响应迅速例调节参数 整定简便例调节缺点系统存静差象调节通道 负荷变化外部扰动 工艺求高 允许静差系统 够选例调节
积分调节特点没静差动态偏差 调节时间长 衡特性简单象 少单独
例积分调节消静差 产生较积分调节快动态响应调节通道容量滞较 负荷变化调节系统 例积分调节够取效果例积分调节调节器
微分作提高系统稳定性 系统例系数增 加快调节程 减动态偏差静差高频干扰场合 系统高频干扰特敏感 太 否会影响系统正常工作高频干扰频繁存周期性干扰场合 微分调节
PID调节器常规调节中性种调节器 综合种调节规律优点 改进系统稳定性 够消静差符合变化 容易滞 控制品质求高控制象均适应象滞 负荷变化剧烈 频繁控程 采PID调节达工艺求控制品质时 应选串级控制 前馈控制等复杂控制系统
外 果广义象传递函数式似时
(71)
根选择调节器调节规律
时 选择例(P)者例积分(PI)调节规律
时 选择例微分(PD)例积分微(PID)调节规律
时 采简单控制系统难满足工艺求 应采串级 前馈等复杂控制系统
73调节器参数整定
调节器参数工程整定方法稳定边界法 衰减曲线法 响应曲线法验法四种整定方法衰减41(衰减曲线法考虑衰减101情况)作佳指标进行参数整定数简单控制系统说 样整定结果满足工艺求面种方法作简单较
响应曲线法适允许控参数变化范围较生产程反应曲线法优点实验方法稳定边界法衰减曲线法实验容易掌握 实验需时间方法短
稳定边界法适般流量 压力 液位温度控制系统 适例度特程单容双容象 例度 调节程稳定 达稳定边界 适法
衰减曲线法调节器投入运行情况进行 需系统稳定边界(界状态)运行 较安全 容易掌握 适类控制系统缺点度程较快系统 衰减振荡周期难准确检测
验法优点需进行专门实验 生产程影响 缺点没相应计算公式鉴 初始参数选择完全赖验 定盲目性
系统够选择四种中意种工程整定方法进行调节器参数整定
心体会
次课程设计懂理实际相结合重 理知识远远够 学理知识实践相结合起 理中出结 真正社会服务 提高实际动手力独立思考力次课程设计断战胜 超越 学会培养创新精神更重 设计程中 学会坚持懈 轻言放弃设计程中 第次做 难免会遇种样问题
短短天课程设计已结束 次课程设计锻炼实践力 实际工作力具体训练次仪表程控制系统课程设计 理实践 两星期里 学东西时巩固前学知识 学书没学知识
设计程中发现足处 前学知识理解够深刻 掌握够牢固查阅量关资料 讨 交流验学 遇实搞明白问题会时请教老师 学少知识 历少艰辛总课设程然复杂 收获 次课设 次进步 次成长种进步书学 断学研究体会更高进步
参考文献
[1]王英．程控制系统仪表(第1版)．机械工业出版社． ．
[2]施仁动化仪表程控制(第4版)．电子工业出版社． ．
[3] 婉成控制仪表装置机械工业出版社1999
[4] 胡寿松动控制原理科学出版社
[5] 吴茂程控制仪表实验课程设计指导书中南学出版社
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1 设计目求 2
11 设计目 2
2 水生产工艺 3
21 生产工艺 3
22 生产工艺流程图 4
3 系统结构设计 5
31 控制方案 5
32 系统结构 5
4控变量控制变量选择 5
41控变量选择原 5
42控制变量选择原 6
43系统控变量控制变量选择 7
5检测环节设计 7
51检测环节设计原 7
52系统检测环节设计 8
6执行器设计 8
61执行器设计原 8
62系统执行器设计 9
7调节器设计 9
71调节器正反作选取 9
72调节器规律选择 10
73调节器参数整定 11
心体会 12
参考文献13
水厂流量控制系统设计
1 设计目求
11 设计目
图 定值系统控制求 根较快较稳性求 采单闭环控制结构PID控制规律 水厂泵水入水槽( 泵1泵2时) 备道工艺生产需 进行设计流量控制500±3立方米时 满足求
12 求完成务
1 解象水厂生产工艺
2 绘制流量控制系统方案图
3 确定系统需检测元件 执行元件 调节仪表技术参数
4 撰写系统调节原理调节程说明书
2 水厂生产工艺
21 生产工艺
众周知 然素素 原水里含种样杂质水处理角度考虑 杂质分悬浮物 胶体 溶解物三类城市水厂净水处理目原水中会类健康工业生产带危害悬浮物质 胶体物质 细菌害成分 净化水满足生活饮工业生产需市水总公司水厂采常规水处理工艺 包括混合 反应 沉淀 滤消毒程
( 1) 混凝反应处理
原水取水泵房提升 首先混凝工艺处理
原水 + 水处理剂 → 混合 → 反应 → 矾花水
药剂水均匀混合起直颗粒絮凝体形成止 整称混凝程常见水处理剂聚合氯化铝 硫酸铝 三氯化铁等汕头市碱式氯化铝根铝元素化学性质知 投入药剂水中存电离出铝离子 水分子存逆反应
Al3+ + 3H2O ←→ Al(OH)3 + 3H+
氢氧化铝具吸附作 水中易沉淀胶粒微悬浮物脱稳 相互聚结 吸附架桥 形成较絮粒 利水中分离 沉降
混合程求加药迅速完成混合目水力 机械剧烈搅拌 药剂迅速均匀散水中
混凝反应处理水道流入沉淀池 进入净水第二阶段
( 2) 沉淀处理
混凝阶段形成絮状体重力作水中分离出程称沉淀 程沉淀池中进行水流入沉淀区 水区整截面进行分配 进入沉淀区 然缓慢流出口区水中颗粒沉池底 污泥断堆积浓缩 定期排出池外
( 3) 滤处理
滤般指石英砂等空隙粒状滤料层黏附作截留水中悬浮颗粒 进步水中细悬浮杂质 机物 细菌 病毒等 水澄清程
( 4) 滤消毒处理
水滤 浊度进步降低 时残留细菌 病毒等失浑浊物保护附 滤消毒创造良条件消毒非微生物全部消灭 求消灭致病微生物然水混凝 沉淀滤 够数细菌病毒 消毒起保证饮达饮水细菌学指标作 时城市水末梢保持定余氯量 控制细菌繁殖预防污染消毒加氯量( 液氯) 1025gm3间氯水反应生成次氯酸细菌部起氧化作 破坏细菌酶系统细菌死亡消毒水清水池送水泵房提升达定水压 输 配水网送千家万户
22 生产工艺流程图
首先泵房水水池 初滤 加水沉淀剂聚合 滤清水 加氯气消毒( 水厂加二氧化氯) 水储入清水池备 高压泵压出供水流程图图21示
进水泵蓄水池澄清池滤池加药池滤池澄清池出水泵
图21 水厂生产工艺流程图
3 系统结构设计
31 控制方案
整程控制系统控制器 调节器 测量变送 控象组成次控制系统中控制器计算机 采算法PID控制规律( 见附录A附录B) 调节器电磁阀 测量变送HB FT两组成 控象流量PV结构组成图31示
系统启动 水泵开始抽水 道水送水箱 HB返回信号 判断加调节阀流量减调节阀流量需加( 水位低) 电磁阀控制流量 加流量 保证流量控制500±3立方米时 需 电磁阀流量保持减
32 系统结构
程控制系统四部分组成 分控制器 调节器 控象 测量变送次设计流量回路控制 闭环控制系统 图31
图31 流量单回路控制系统框图
4控变量控制变量选择
41控变量选择原
根控参数选择生产工艺密切相关 控参数选择般两种方法种选择直接反映生产程中产量质量 易测量参数作控参数 称直接参数法果生产程质量指标进行控制 理应直接反映产品质量变量作控参数 时缺乏检测直接反映产品质量参数效手段 法产品质量参数进行直接检测 检测 检测信号微弱滞 直接参数检测时 正确反映生产程实际情况时够选择质量指标单值应关系 易测量变量作控参数 简介反映产品质量 生产程实际情况选择控参数时 求选参数足够灵敏度
选取控参数基原首先考虑选择产品产量质量 安全生产 济运行环境保护具决定性作 直接测量工艺参数控参数 直接参数易测量 测量时 应选择易测量 直接参数单值关系简接参数作控参数 时兼顾工艺合理性仪表性济性
42控制变量选择原
设计单回路控制系统时 选择控制变量原纳条
1)控制变量应控 工艺允许调节变量
2)控制变量般应干扰控参数影响灵敏 应合理选择控制变量 控制通道放系数 时间常数 纯滞时间越越
3)干扰控参数影响 应干扰通道放系数 时间常数扰动引入系统(控制通道)位置远离控参数 调节阀(控制器)
4)控程存时间常数 选择设备控制参数时 应量时间常数错开 中时间常数时间常数 时注意减时间常数原样适控制器 调节阀测量变送器时间常数选择控制器 调节阀测量变送器(三者均系统控制通道中环节)时间常数应远控程中时间常数(时间常数般难改变)
5)选择控制变量时 提高控制品质角度考虑外 考虑工艺合理性生产效率生产程济性般宜选择生产负荷作控制变量 生产负荷直接关系产品产量者户需求 允许控制外 济性考虑 应降低物料量消耗
43系统控变量控制变量选择
设计务分析知 系统求维持出口水流量恒定 出口流量易检测 选择出口水流量作该系统控变量选择控制变量时 允许控制变量中选择控参数影响显著 控制性输入变量作控制变量水流量较易控制 调节阀够控制住 选择水流量作系统控制变量
5检测环节设计
51检测环节设计原
程控制系统中检测元件指参数检测传感器 变送器传感器 变送器完成控参数参数 变量检测 测量信号传送控制器测量信号调节器进行控制基 控参数迅速 准确测量实现高性控制重条件
面介绍传感器 变送器选择原中应注意事项
(1)传感器 变送器测量范围精度等级选择
控制系统设计时 检测参数变量明确测量精度求 参数变量变化范围般已知 传感器变送器选择时 应生产程工艺求 首先确定传感器变送器合适测量范围精度等级
(2)选择时间常数传感器 变送器
传感器 变送器定响应时间 特测温元件时间纯滞必然造成测量滞 气动仪表 现场传感器控制室仪表间信号道传递 存定传送滞 控制系统中测量环节常数太 选惰性快速测量元件必时 够测量元件引入微分环节 利超前作补偿测量元件引起动态误差
传送滞较气动信号 般气压信号路超300m 直径6mm 者阀门定位器 气动放器增输出功率 减传送滞情况 现场控制室间信号量采电信号传递 必时气电转换器气信号转换电信号 减传送滞
(3)合理选择检测点 减测量纯滞
合理选择测量信号检测点 避免传感器安装位置合适引起纯滞纯滞测量信号时反映控变量变化 控制品质降低 选定测量传感器安装位置时 定注意量减纯滞外 检测位置选择检测参数够真实反映生产程状态 量传感器安装够直接代表生产程状态位置
(4)测量信号处理
1)测量信号校正补偿测量某参数时 测量值受参数影响 保证测量精度 需进行校正补偿处理
2)测量噪声抑制测量某程参数时 身特点环境干扰存 测量信号中含干扰噪声 采措施 会影响系统控制等质量
3)测量信号线性化处理检测传感器非线性 传感器检测信号测参数间呈非线性关系系统设计时 应根具体情况确定否进行线性化处理
52系统检测环节设计
流量传感器电动调节阀流量干扰回路干扰流量进行检测根试验装置特点 采工业LDS10S型电磁流量传感器 公称直径10mm 流量0~03m3h压力16Mpmax420mA标准信号输出显示 记录仪表 积算器调节器配套避免涡轮流量计非线性死区致命缺点 确保实验效果达教学求优点
1) 采整体焊接结构 密封性
2) 结构简单 部活动部件 压力损失
3) 采低频矩形波励磁 抗干扰性 零点稳定
4) 仪表反映灵敏 输出信号流量呈线性关系量程宽
( 2) 流量转换器采LDZ4型电磁流量传感器配套 输入信号 0~04mV输出信号 4~20mA DC 许负载电阻0~750欧姆 基误差 输出信号量程05
6执行器设计
61执行器设计原
程控制执行机构调节阀组成执行器提高系统控制品质 增强生产系统设备安全性角度 控制系统设计中关执行器选型需关注问题进行简单说明
(1)调节阀工作区间选择程控制程中 确定控制阀口径尺寸选择控制阀重容 正常工况求调节阀开度15~85间果调节阀口径选 系统受较扰动时 调节阀工作全开全关饱状态 系统暂时处失控工况 扰动偏差消利 样 调节阀口径选 阀门长时间处开度工作状态 阀门衡力较 阀门调节灵敏度低 工作特性差 甚会产生振荡调节失灵情况 调节阀口径选择定合适
(2)调节阀流量特性选择调节阀流量特性选择般分两步进行首先根生产程工艺参数控制系统工艺求 确定工作流量特性 然根工作流量特性相理想流量特性畸变关系 求出应理想流量特性 确定阀门选型
(3)调节阀气开 气关作方式选择调节阀开 关作方式选择生产工艺条件 员安全 生产安全 系统设备安全需首
62系统执行器设计
电动调节阀控制回路流量进行调节采德国PSL202型智电动调节阀 需配伺服放器 驱动电机采高性稀土磁性材料制造步电机 运行稳 体积 力矩 抗堵转 控制精度高控制单元电动执行机构体化 性高 操作方便 计算机配套 组成佳调节回路输入控制信号420mA单相电源控制转实现压力流量温度压力等参数调节 具体积 重量轻 连线简单 泄漏量少优点采PS电子式直行程执行机构 420mA阀位反馈信号输出双导单座柱塞式阀芯 流量具等百分特性 直线特性快开特性 阀门采弹簧连接 预置阀门关断力 保证阀门关断 防止泄露性稳定 控制精度高 寿命长等优点
7调节器设计
71调节器正反作选取
调节器输出决定控参数测量值设定值差 控参数测量值设定值变化 输出作方相反设定值变时 着测量值增加 调节器输出增加 称正作方式 样 测量值变 设定值减时 调节器输出增加 称反作方式反 果测量值增加设定值减时 调节器输出减 称反作方式
调节器正 反作方式选择调节阀气开 气关方式确定进行 确定原整单回路构成负反馈系统传感器 控程 执行器(调节阀)符号已确定条件 保证单回路控制系统构成负反馈系统 调节器符号(正 反作)选择应满足单回路环节符号积必须般情况 程控制系统中变送器符号认+ 简化 调节器符号控程符号执行器(调节阀)符号积相反值知 控制阀控程符号相时 控制器应选择反作方式 反 选择正作方式
72调节器规律选择
例调节简单调节规律 控制作扰动作响应迅速例调节参数 整定简便例调节缺点系统存静差象调节通道 负荷变化外部扰动 工艺求高 允许静差系统 够选例调节
积分调节特点没静差动态偏差 调节时间长 衡特性简单象 少单独
例积分调节消静差 产生较积分调节快动态响应调节通道容量滞较 负荷变化调节系统 例积分调节够取效果例积分调节调节器
微分作提高系统稳定性 系统例系数增 加快调节程 减动态偏差静差高频干扰场合 系统高频干扰特敏感 太 否会影响系统正常工作高频干扰频繁存周期性干扰场合 微分调节
PID调节器常规调节中性种调节器 综合种调节规律优点 改进系统稳定性 够消静差符合变化 容易滞 控制品质求高控制象均适应象滞 负荷变化剧烈 频繁控程 采PID调节达工艺求控制品质时 应选串级控制 前馈控制等复杂控制系统
外 果广义象传递函数式似时
(71)
根选择调节器调节规律
时 选择例(P)者例积分(PI)调节规律
时 选择例微分(PD)例积分微(PID)调节规律
时 采简单控制系统难满足工艺求 应采串级 前馈等复杂控制系统
73调节器参数整定
调节器参数工程整定方法稳定边界法 衰减曲线法 响应曲线法验法四种整定方法衰减41(衰减曲线法考虑衰减101情况)作佳指标进行参数整定数简单控制系统说 样整定结果满足工艺求面种方法作简单较
响应曲线法适允许控参数变化范围较生产程反应曲线法优点实验方法稳定边界法衰减曲线法实验容易掌握 实验需时间方法短
稳定边界法适般流量 压力 液位温度控制系统 适例度特程单容双容象 例度 调节程稳定 达稳定边界 适法
衰减曲线法调节器投入运行情况进行 需系统稳定边界(界状态)运行 较安全 容易掌握 适类控制系统缺点度程较快系统 衰减振荡周期难准确检测
验法优点需进行专门实验 生产程影响 缺点没相应计算公式鉴 初始参数选择完全赖验 定盲目性
系统够选择四种中意种工程整定方法进行调节器参数整定
心体会
次课程设计懂理实际相结合重 理知识远远够 学理知识实践相结合起 理中出结 真正社会服务 提高实际动手力独立思考力次课程设计断战胜 超越 学会培养创新精神更重 设计程中 学会坚持懈 轻言放弃设计程中 第次做 难免会遇种样问题
短短天课程设计已结束 次课程设计锻炼实践力 实际工作力具体训练次仪表程控制系统课程设计 理实践 两星期里 学东西时巩固前学知识 学书没学知识
设计程中发现足处 前学知识理解够深刻 掌握够牢固查阅量关资料 讨 交流验学 遇实搞明白问题会时请教老师 学少知识 历少艰辛总课设程然复杂 收获 次课设 次进步 次成长种进步书学 断学研究体会更高进步
参考文献
[1]王英．程控制系统仪表(第1版)．机械工业出版社． ．
[2]施仁动化仪表程控制(第4版)．电子工业出版社． ．
[3] 婉成控制仪表装置机械工业出版社1999
[4] 胡寿松动控制原理科学出版社
[5] 吴茂程控制仪表实验课程设计指导书中南学出版社
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