过程控制与自动化仪表-第五章-单回路控制系统设计实例方案

单回路控制系统设计实例工艺要求干燥过程控制系统设计由于乳化物属于胶体物质，激烈搅拌易固化，也不能用泵抽送，因而采用高位槽的办法。由于需要蒸发掉乳液中的水分，使之成为粉状物，并随湿空气一起送出进行分离。生产工艺对干燥后的产品质量要求很高，水分含量不能波动太大，因而需要对干燥的温度进行严格控制。试验证明，若温度波动在±2℃以内，则产品质量符合要求。被控参数的选择方案设计根据生产工艺，水分含量与干燥温度密切相关。选用干燥的温度为被控参数，水分与温度一一对应。将温度控制在一定数值上。控制参数的选择经过对装置的分析，可知影响干燥器温度的因素有乳液流量、旁路空气流量和加热蒸汽流量任选一个作控制参数，均可构成温度控制系统。乳液流量为控制参数时的系统框图：控制参数的选择乳液流量为生产负荷，工艺要求必须稳定加热蒸汽流量为控制参数时的系统框图：控制参数的选择控制通道滞后较大，干扰较强旁路空气流量为控制参数时的系统框图：控制参数的选择相对于加热蒸汽流量，控制通道滞后较小，干扰较弱选择旁路空气流量为控制参数。测温元件的选择仪表的选择被控温度600°以下，选用热电阻温度计。采用三线制接法。调节阀的选择选用气关式调节阀。选用对数流量特性的调节阀。选择相应的公称直径和阀座直径。调节器的选择选用PID控制规律。被控过程输入的空气流量增加时，干燥器温度降低，Ko为负；调节阀为气关，Kv为负；测量变送器Km一般为正；故调节器Kc为正，选用反作用调节器。工艺要求储槽液位过程控制系统设计为了保证生产的正常进行，生产工艺要求贮槽内的液位常常需要维持在某个设定值上，或只允许在某一小范围内变化。同时，为确保生产过程的安全，还要绝对保证液体不产生溢出。被控参数的选择方案设计根据工艺要求，选择贮槽的液位为直接被控参数。控制参数的选择影响贮槽液位的参数有两个，一个是液体的流入量，一个是液体的流出量。这两个参数对被控参数的影响一样，但从保证液体不产生溢出的要求考虑，选择液体的流入量作为控制参数则更为合理。方案设计测量元件的选择选用差压式传感器与DDZ-Ⅲ型差压式变送器调节阀的选择选用气开式调节阀。选用对数流量特性的调节阀。选择相应的公称直径和阀座直径。方案设计调节器的选择若储槽只为了起缓冲作用，则控制精度不高，可选用简单的P调节规律。若储槽作为计量槽使用，则需要精确控制液位，即需要消除稳态误差，可选用PI或PID调节规律。液体流入增加时，液位上升，Ko为正；调节阀为气开，Kv为正；测量变送器Km一般为正；故调节器Kc为正，选用反作用调节器。课堂习题如图所示换热器，用蒸汽将进入其中的冷水加热到一定温度，工艺要求热水温度维持在±1℃，试设计一个简单温度控制系统。课堂习题如图所示由锅炉汽包产生的饱和蒸汽经过热器加热成过热蒸汽，而过热蒸汽是保证电厂的汽轮机组正常运行的重要参数，必须对其进行严格的控制，在过热器前串接一个减温器，通过改变减温水流量的大小来控制过热蒸汽的温度，试设计一个简单的温度控制系统。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。