鍋爐內(nèi)膽水溫與循環(huán)水流量串級控制系統(tǒng).doc

電子工程學(xué)院課外學(xué)分設(shè)計報告題目：鍋爐內(nèi)膽水溫與循環(huán)水流量串級控制系統(tǒng)姓 名： 曾志成 黃家平 龍建平 學(xué) 號： 25、32、 29 專 業(yè)： 自動化 實 驗 室： 開放實驗室 班 級： A1031 設(shè)計時間： 2012年 9月 10日 2012年 12月 30 日評定成績： 審閱教師： 目 錄1專業(yè)綜合設(shè)計任務(wù)12方案設(shè)計與論證13 硬軟件設(shè)計 14實現(xiàn)與測試65分析與總結(jié)61. 專業(yè)綜合設(shè)計任務(wù)本實驗選擇鍋爐內(nèi)膽和循環(huán)水組成串級控制系統(tǒng)。實驗之前先將儲水箱中貯足水量，然后將閥門F2-1、F2-6、F1-12、F1-13全開，將鍋爐出水閥門F2-11、F2-12關(guān)閉，其余閥門也關(guān)閉。將變頻器A、B、C三端連接到三相磁力驅(qū)動泵（220V），打開變頻器電源并手動調(diào)節(jié)變頻器頻率，給鍋爐內(nèi)膽和夾套貯滿水。然后關(guān)閉變頻器、關(guān)閉閥F1-12，打開閥F1-13，為給鍋爐內(nèi)膽供循環(huán)冷水作好準備。具體實驗內(nèi)容與步驟可根據(jù)本實驗的目的與原理參照本章第二節(jié)水箱液位串級控制中相應(yīng)方案進行，實驗的接線可按照下面電路圖中的的接線圖連接。2. 方案設(shè)計與論證本實驗系統(tǒng)的主控量為鍋爐內(nèi)膽的水溫T，副控量為鍋爐內(nèi)膽循環(huán)水流量Q，它是一個輔助的控制變量。內(nèi)膽內(nèi)的電熱管持續(xù)恒壓加熱，執(zhí)行元件為電動調(diào)節(jié)閥，它控制管道中流過的冷水的流量大小，以改變內(nèi)膽中的水溫。副回路是一個隨動系統(tǒng)，要求副回路的輸出能正確、快速地復(fù)現(xiàn)主調(diào)節(jié)器輸出的變化規(guī)律，以達到對主控制量T的控制目的，因而副調(diào)節(jié)器可采用P控制。但選擇流量作副控參數(shù)時，為了保持系統(tǒng)穩(wěn)定，比例度必須選得較大，這樣比例控制作用偏弱，為此需引入積分作用，即采用PI控制規(guī)律。引入積分作用的目的不是消除靜差，而是增強控制作用。顯然，由于副對象管道的時間常數(shù)遠小于主對象鍋爐內(nèi)膽的時間常數(shù)，因而當主擾動（二次擾動）作用于副回路時，通過副回路的調(diào)節(jié)作用可快速消除擾動的影響。本實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和方框圖如圖5-21所示。圖5-21 鍋爐內(nèi)膽水溫與循環(huán)水流量串級控制系統(tǒng)(a)結(jié)構(gòu)圖 (b)方框圖3. 硬軟件設(shè)計圖5-22 智能儀表控制溫度-流量串級控制實驗接線圖圖5-23 遠程數(shù)據(jù)采集控制溫度-流量串級控制實驗接線圖圖5-24 DCS分布式控制溫度-流量串級控制實驗接線圖圖5-25 S7-200PLC控制溫度-流量串級控制實驗接線圖圖5-26 S7-300PLC控制溫度-流量串級控制實驗接線圖4. 實現(xiàn)與測試本實驗選擇鍋爐內(nèi)膽水溫作為被控對象，實驗之前先將儲水箱中貯足水量，然后將閥門F2-1、F2-6、F1-13全開，將鍋爐出水閥門F2-12關(guān)閉，其余閥門也關(guān)閉。將變頻器輸出A、B、C三端連接到三相磁力驅(qū)動泵（220V），打開變頻器電源并手動調(diào)節(jié)其頻率，給鍋爐內(nèi)膽貯一定的水量（要求至少高于液位指示玻璃管的紅線位置），然后關(guān)閉閥F1-13，打開閥F1-12，為給鍋爐夾套供冷水做好準備。同時也研究好串級控制，控制好相應(yīng)的閥門。5. 分析與總結(jié)首先了解單回路溫度控制系統(tǒng)的組成與工作原理。其次研究P、PI、PD和PID四種調(diào)節(jié)器分別對溫度系統(tǒng)的控制作用。再則了解PID參數(shù)自整定的方法及其參數(shù)整定在整個系統(tǒng)中的重要性。最重要的是分析鍋爐內(nèi)膽動態(tài)水溫與靜態(tài)水溫在控制效果上有何不同之處。同時要學(xué)會處理串級控制。實驗過程中遇到不少問題，但是都認真完成，在老師同學(xué)的幫助下完成。參考文獻：1 廖常初，s7-200 PLC編程及應(yīng)用機械工業(yè)出版社2007-82 任彥碩，自動控制原理機械工業(yè)出版社 2007-23 高景德，王祥珩交流電機的多回路理論J清華大學(xué)學(xué)報，1987，27(1)：1-84 竺可楨物理學(xué)M北京：科學(xué)出版社，19731-3.5 郭琦.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)技術(shù).人民郵電出版社20036 郝成