過(guò)控儀表設(shè)計(jì)任務(wù)書11年.doc

過(guò)程控制及儀表課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)題目： 加熱爐控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)二、課程設(shè)計(jì)目的1 培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)和基礎(chǔ)理論，掌握過(guò)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析的基本方法。2 培養(yǎng)和提高學(xué)生的基本實(shí)踐技能和綜合素質(zhì)。3 培養(yǎng)和提高學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。三、課程設(shè)計(jì)起止時(shí)間：2011年9月26日2011年9月30日四、課程設(shè)計(jì)班級(jí)：自動(dòng)化08級(jí)8、9班五、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及進(jìn)程：1 了解被控對(duì)象的工藝流程及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)； 加熱爐在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中應(yīng)用很廣，而管式加熱爐最常見。對(duì)于加熱爐，工藝介質(zhì)受熱升溫或同時(shí)進(jìn)行氣化，其溫度的高低直接影響后一操作工況和產(chǎn)品質(zhì)量，因此加熱爐出口溫度必須嚴(yán)加控制。加熱爐對(duì)象是一個(gè)多容量的復(fù)雜對(duì)象。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，并作一些簡(jiǎn)化，可以用一階環(huán)節(jié)加時(shí)滯后來(lái)近似，即，其時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間與爐膛容量大小及工藝介質(zhì)停留時(shí)間有關(guān)。加熱爐最主要的控制指標(biāo)是工藝介質(zhì)的出口溫度及流量。要求出口溫度的靜態(tài)誤差一般小于12，流量的變化要平穩(wěn)。 本課程設(shè)計(jì)的被控對(duì)象是一個(gè)爐膛容量較小的加熱爐。 2 論述如何根據(jù)對(duì)象的矩形脈沖響應(yīng)曲線來(lái)獲得階躍響應(yīng)曲線，并采用切線法確定對(duì)象數(shù)學(xué)模型的方法和步驟。 3 確定控制方案： 本設(shè)計(jì)可考慮采用兩個(gè)單回路控制方案。 （1）對(duì)于溫度控制采用一個(gè)單回路控制方案。操縱量是燃料的流量；被控量是工藝介質(zhì)的出口溫度。 （2）由于工藝介質(zhì)的流量對(duì)出口溫度的自動(dòng)控制產(chǎn)生擾動(dòng)，故應(yīng)該設(shè)計(jì)另一個(gè)流量控制回路，使流量穩(wěn)定。 要求畫出系統(tǒng)工藝流程圖和系統(tǒng)方框圖。 4 確定調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)方案（1） 確定調(diào)節(jié)規(guī)律（2） 分別討論下述兩種確定參數(shù)的方法：a) 根據(jù) /的比值選擇控制規(guī)律的方法；b) 采用工程整定方法中的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)將以上兩種方法綜合考慮。 （3） 確定調(diào)節(jié)器的正、反作用。 5 儀表選擇（1） 測(cè)溫元件及變送器的選擇測(cè)溫元件建議選擇鉑熱電阻Pt100,選擇符合DDZ-III型標(biāo)準(zhǔn)的溫度變送器。流量檢測(cè)建議選擇孔板節(jié)流裝置配合符合DDZ-III型標(biāo)準(zhǔn)的差壓流量變送器。（2） 調(diào)節(jié)器的選擇符合DDZ-III型標(biāo)準(zhǔn)的模擬調(diào)節(jié)器。（3） 調(diào)節(jié)閥的選擇 要求確定調(diào)節(jié)閥的選擇方案：l 氣開、氣關(guān)的選擇l 單閥座和雙閥座的選擇l 流量特性的選擇l 流通能力和尺寸的選擇 6 系統(tǒng)性能測(cè)試方法 首先手動(dòng)給定階躍信號(hào)，再切換到自動(dòng)狀態(tài)，建立系統(tǒng)的初穩(wěn)態(tài)，然后在給定的控制范圍內(nèi)，先后對(duì)其施加設(shè)定值的5%30%的擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)抗擾能力進(jìn)行測(cè)試。經(jīng)過(guò)對(duì)P、I、D參數(shù)作相應(yīng)的在線調(diào)整，最后得出輸出響應(yīng)曲線。根據(jù)響應(yīng)曲線判斷系統(tǒng)的性能指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)誤差，超調(diào)量Mp，調(diào)整衰減比時(shí)間Ts，衰減比n是否滿足系統(tǒng)要求，若不滿足應(yīng)如何調(diào)整P、I、D參數(shù)。 六、課程設(shè)計(jì)要求：1 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容中重點(diǎn)研究系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和步驟，要求清晰論述設(shè)計(jì)過(guò)程。2 課程設(shè)計(jì)結(jié)束，寫出規(guī)范完整的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。字?jǐn)?shù)5000字左右。七、驗(yàn)收及成績(jī)?cè)u(píng)定：根據(jù)平時(shí)表現(xiàn)及課程設(shè)計(jì)報(bào)告完成的質(zhì)量。成績(jī)分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五等。八、參考資料：1 自動(dòng)化儀表與過(guò)程控制 張智賢