精馏塔温度控制仿真设计-毕业论文

毕业设计（论文）设计（论文）题目:精馏塔温度控制仿真设计单位（系别）：自动化系学生姓名：*******专业：电气工程与自动化班级：05131102学号：0513110208指导教师：党晓圆答辩组负责人：汪纪锋填表时间：2015年6月重庆邮电大学移通学院教务处制编号：____________审定成绩：____________重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）--I重庆邮电大学移通学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目精馏塔温度控制系统仿真设计学生姓名****系别自动化系专业电气工程与自动化班级05131102指导教师党晓圆职称讲师联系电话[phone]教师单位重庆邮电大学移通学院下任务日期2014年12月30日主要研究内容、方法和要求1.确定精馏塔温度控制系统的控制方案，给出系统总体设计方案；2.进行器件选型，选择系统中所用传感器、变送器、控制器和执行器的型号和参数；3.建立控制系统的数学模型，并给出系统的详细设计；4.应用MATLAB对系统进行仿真分析。进度计划1.01~3.15查阅资料，撰写开题报告，翻译英文文献3.16~4.30撰写毕业论文，完成初稿5.01~5.22修改论文，完成终稿5.23~5.29论文评阅、答辩准备5.30~6.05论文答辩主要参考文献[1]陈曦,何益.化工精馏塔的PLC温度控制系统设计[J].仪表技术与传感器,2011(11):77-79[2]李国勇.过程控制系统[M].北京：电子工业出版社，2009.5[3]赵广元.MATLAB与控制系仿真实践[M].北京：北京航空航天大学出版社,2012指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日备注：此任务书由指导教师填写，并于毕业设计(论文)开始前下达给学生。重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）--II摘要精馏是在炼油、化工等众多生产过程中广泛应用的一个传质过程。精馏过程通过的汽化与冷凝，使混合物料中的各组份分离，分别达到规定的纯度。精馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同的特性，实现分离目的的单元操作。精馏塔的控制直接影响到产品质量、产量和能量消耗，因此精馏塔的自动控制问题长期以来一直受到人们的高度重视。本文首先简述了板式精馏塔的工作原理，对精馏塔的扰动进行了分析，综合各方面因素考虑，通过对各温度控制系统的比较，最终选择了串级控制系统为系统的控制方案。其次，对精馏塔温度控制系统的硬件进行了分析设计，并对系统中所用的传感器、变送器、控制器和执行器进行了选型。温度传感器选择SBWR-2260K热电偶温度变送器，调节器选择DDZ-2400DDZ-Ⅲ型PID调节器。然后，对温度控制系统进行了数学建模，介绍了建模方法，建立了系统的数学模型，对构建的数学模型进行了详细分析。最后，运用MATLAB中的SIMULINK模块构建了系统模型，对系统进行了调试和仿真，通过对比仿真结果，进行结果分析得出，主回路加干扰串级控制系统具有较强的抗干扰能力，取得了令人满意的控制效果。【关键词】精馏塔串级控制MATLAB仿真重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）--IIIABSTRACTDistillationiswidelyusedintherefining,chemicalandproductionprocess,thatisamasstransferprocess.Throughrepeatedvaporizationandcondensation,thedistillationprocessmakeeachcomponentofthemixturecompoundseparation,toachievetherequiredpurity.Thebasicprincipleofdistillationisthepartialgasificationoftheliquidmixture,eachcomponentofthevolatilitycharacteristics,separationofthepurposeofunitoperations.Controlofthedistillationcolumnisadirectimpactonproductquality,productionandenergyconsumption,automaticcontrolofdistillationcolumnhaslongbeensubjecttogreatattention.Firstly,thispaperoutlinestheworkingprincipleoftheplatedistillationcolumn,disturbancedistillationcolumnwereanalyzedvariousfactorstoconsider,bycascadecontrolsystemforthecontrolschemeofthesystem.Secondly,thehardwarerectificationcolumntemperaturecontrolsystemdesignwereanalyzed,andthesystemusedinsensor,transmitters,controllersandactuatorsoftheselection.TemperaturesensorselectionSBWR-2260Kthermocoupletemperaturetransmitter,regulatorselectDDZ-2400DDZ-ⅢtypePIDregulator.Then,thetemperaturecontrolsystemmathematicalmodeling,introducesthemodelingmethod,amathematicalmodelofthesystem,themathematicalmodelconstructedanalyzedindetail.Finally,theuseofSIMULINKmoduleMATLABconstructedmodel,thesystemdebuggingandsimulation,bycomparingthesimulationresults,theresultsoftheanalysisconcludedthemaincircuitandinterferencecascadecontrolsystemhasstronganti-jammingcapability,achievedsatisfactorycontroleffect.【Keywords】FractionatorCascadeControlMatlabSimulation重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）--IV目录前言..............................................................................................................................................1第一章绪论..............................................................................................................................2第一节课题研究的背景和意义...............................................................................................2第二节精馏塔控制的现状.......................................................................................................4一、精馏塔国内发展现状.......................................................................................................4二、国外精馏塔及其技术的发展现状...................................................................................4三、现阶段精馏塔还存在的问题及解决方案.......................................................................5第三节课题研究的内容和章节安排.......................................................................................5一、研究内容...........................................................................................................................5二、章节安排...........................................................................................................................6第二章精馏塔温度控制方案设计..............................................................................................7第一节概述...............................................................................................................................7第二节精馏塔的扰动分析.......................................................................................................7第三节温度控制方案的设计.................................................................................................11一、控制变量的选择.............................................................................................................11二、温度控制方案的选择.....................................................................................................11第三章控制系统的硬件设计....................................................................................................16第一节温度变送器的选择.....................................................................................................16一、特点...................................................................