加熱爐控制系統(tǒng)分析與設(shè)計--哈爾濱理工大學(xué)

1、哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計報告課題名稱： 加熱爐控制系統(tǒng)分析與設(shè)計 姓 名： 專 業(yè)： 班 級： 起止日期 2012年8月20日2012年8月24日 指導(dǎo)教師： 第一章 設(shè)計的目的及意義- 2 -第一章 設(shè)計的目的及意義- 2 -第二章 控制系統(tǒng)工藝流程及控制要求- 3 -2.1 生產(chǎn)工藝介紹- 3 -2.2 控制要求- 4 -第三章 總體設(shè)計方案- 5 -3.1 系統(tǒng)控制方案- 5 -3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制流程圖- 5 -第四章 控制儀表的選型- 7 -4.1 測溫元件- 7 -4.2溫度變送器- 7 -4.3 DX2000型無紙記錄儀:- 7 -4.4 調(diào)節(jié)器- 7 -4.5 執(zhí)行器- 8 -

2、4.6電/氣閥門定位器ZPD-01- 9 -4.7 安全柵- 9 -4.8 配電器- 10 -4.9 薄膜氣動調(diào)節(jié)閥ZMBS-16K- 11 -第五章 控制系統(tǒng)設(shè)計- 12 -5.1 系統(tǒng)控制參數(shù)確定- 12 -5.1.1 被控參數(shù)選擇- 12 -5.1.2 控制參數(shù)選擇- 12 -5.1.3 工作原理- 12 -5.2 控制系統(tǒng)調(diào)試- 14 -第六章 聯(lián)鎖保護- 18 -參考文獻- 20 -第一章 課程設(shè)計的目的1 培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用專業(yè)知識和基礎(chǔ)理論，掌握過控系統(tǒng)的設(shè)計與分析的基礎(chǔ)方法。2 培養(yǎng)和提高學(xué)生的基本實踐技能和綜合素質(zhì)。3 培養(yǎng)和提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。第二章 控制系統(tǒng)

3、工藝流程及控制要求2.1 生產(chǎn)工藝介紹 加熱爐是石油化工、發(fā)電等工業(yè)過程必不可少的重要動力設(shè)備，它所產(chǎn)生的高壓蒸汽既可作為驅(qū)動透平的動力源，又可作為精餾、干燥、反應(yīng)、加熱等過程的熱源。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，作為動力和熱源的過濾，也向著大容量、高參數(shù)、高效率的方向發(fā)展。加熱爐設(shè)備根據(jù)用途、燃料性質(zhì)、壓力高低等有多種類型和稱呼，工藝流程多種多樣，常用的加熱爐設(shè)備的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)是由給水泵、給水控制閥、省煤器、汽包及循環(huán)管等組成。本加熱爐環(huán)節(jié)中，燃料與空氣按照一定比例送入加熱爐燃燒室燃燒，生成的熱量傳遞給物料。物料被加熱后，溫度達到生產(chǎn)要求后，進入下一個工藝環(huán)節(jié)。用泵將從初餾塔底得到的拔頂油送入

4、加熱爐中加熱到360 370 后，再送入常壓分餾塔中。經(jīng)分餾，在塔頂可得到低沸點汽油餾分，經(jīng)冷凝和冷卻到30 40 時，一部分作為塔頂回流液，另一部分作為汽油產(chǎn)品。此外，還設(shè)有12個中段回流。在常壓塔中一般有34個側(cè)線，分別餾出煤油、輕柴油。側(cè)線產(chǎn)品是按人們的不同需要而取的不同沸點范圍的產(chǎn)品，在不同的流程中并不相同。有的側(cè)線產(chǎn)品僅為煤油和輕柴油，而重油為塔底產(chǎn)品；有的側(cè)線為煤油、輕柴油和重柴油，而塔底產(chǎn)品為常壓渣油。 初底油用泵加壓后與高溫位的中段回流、產(chǎn)品、減渣進行換熱，一般換后溫度能達到260°C以上，如果換熱流程優(yōu)化的好，換熱溫度可達到310°C左右。初底油在進入常壓

5、爐進一步加熱至365°C（ 各裝置設(shè)定的爐出口溫度隨所煉不同原油的組成性質(zhì)而差異，一般都在360°C至370°C之間）。最后初底油進入常壓塔進行分離。 加熱爐設(shè)備主要工藝流程圖如圖2-1所示。圖2-1 加熱爐設(shè)備主要工藝流程圖2.2 控制要求 加熱爐設(shè)備的控制任務(wù)是根據(jù)生產(chǎn)負荷的需要，供應(yīng)熱量，同時要使加熱爐在安全、經(jīng)濟的條件下運行。按照這些控制要求，加熱爐設(shè)備將有主要的控制要求：加熱爐燃燒系統(tǒng)的控制方案要滿足燃燒所產(chǎn)生的熱量，適應(yīng)物料負荷的需要，保證燃燒的經(jīng)濟型和加熱爐的安全運行，使物料溫度與燃料流量相適應(yīng)，保持物料出口溫度在一定范圍內(nèi)。第3章 總體設(shè)計方案3.

6、1 系統(tǒng)控制方案隨著控制理論的發(fā)展，越來越多的智能控制技術(shù)，如自適應(yīng)控制、模型預(yù)測控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，被引入到加熱爐溫度控制中，改善和提高控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。 本加熱爐溫度控制系統(tǒng)較為簡單，故采用數(shù)字PID算法作為系統(tǒng)的控制算法。采用PID調(diào)節(jié)器組成的PID自動控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)爐溫。PID調(diào)節(jié)器的比例調(diào)節(jié), 可產(chǎn)生強大的穩(wěn)定作用; 積分調(diào)節(jié)可消除靜差; 微分調(diào)節(jié)可加速過濾過程, 克服因積分作用而引起的滯后?？刂葡到y(tǒng)通過溫度檢測元件不斷的讀取物料出口溫度，經(jīng)過溫度變送器轉(zhuǎn)換后接入調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器將給定溫度與測得的溫度進行比較得出偏差值，然后經(jīng)PID算法給出輸出信號，執(zhí)行器接收調(diào)節(jié)器發(fā)來的信號后

7、，根據(jù)信號調(diào)節(jié)閥門開度，進而控制燃料流量，改變物料出口溫度，實現(xiàn)對物料出口溫度的控制。 本加熱爐溫度控制系統(tǒng)采用單回路控制方案，即可實現(xiàn)控制要求。在運行過程中，當(dāng)物料出口溫度受干擾影響改變時，溫度檢測元件測得的模擬信號也會發(fā)生對應(yīng)的改變，該信號經(jīng)過變送器轉(zhuǎn)換后變成調(diào)節(jié)器可分析的數(shù)字信號，進入調(diào)節(jié)器，將變動后的信號再與給定相比較，得出對應(yīng)偏差信號，經(jīng)PID算法計算后輸出，通過執(zhí)行器調(diào)節(jié)燃料流量，不斷重復(fù)以上過程，直至物料出口溫度接近給定，處于允許范圍內(nèi)，且達到穩(wěn)定。由此消除干擾的影響，實現(xiàn)溫度的控制要求。3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制流程圖根據(jù)控制要求和控制方案設(shè)計的加熱爐溫控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3-1所示,

8、 該系統(tǒng)主要由調(diào)節(jié)對象(加熱爐)、檢測元件(測溫儀表)、變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器等5個部分組成, 構(gòu)成單回路負反饋溫度系統(tǒng)。其中顯示器是可選接次要器件，故用虛線表示；為物料出口溫度，Qg為燃料流量。箭頭方向為信號流動方向，溫度信號由檢測元件進入控制系統(tǒng)，經(jīng)過一系列器件和運算后，由執(zhí)行器改變?nèi)剂狭髁?，進而實現(xiàn)溫度控制。圖3-1 加熱爐溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖3-2 加熱爐溫度控制系統(tǒng)整體控制流程圖Qg為燃料流量，為物料出口溫度，加熱爐作為控制對象。第四章 控制儀表的選型4.1 測溫元件本控制系統(tǒng)的測溫元件采用Pt100熱電阻，工業(yè)用鉑電阻作為溫度測量變送器，通常用來和顯示、記錄、調(diào)節(jié)儀表配套，直接測

9、量各種生產(chǎn)過程中從0 500 范圍內(nèi)的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體等表面溫度。4.2溫度變送器型號：DBW-4230，環(huán)境溫度:050,環(huán)境濕度:90%RH,供電電源:220AC、220VAC(開關(guān)電源)功耗:6W,分度號：熱電阻Pt100，測量范圍：0500，輸入信號：1-5V，輸出信號：4-20mA，精度等級：0.5級4.3 DX2000型無紙記錄儀:DX2000系列新型無紙記錄儀,為DX200系列無紙記錄儀的升級產(chǎn)品,DX2000最多可達48通道.可以廣泛應(yīng)用于各種環(huán)境中。額定電源電壓：220VAC +10-15 ，使用電源電壓范圍：90 260 VAC，額定電源頻率：50 60 Hz，

10、功耗：< 15W環(huán)境溫度 0 50 環(huán)境濕度： 20 80% RH （ 5 40 ）4.4 調(diào)節(jié)器 DDZ-III型PID調(diào)節(jié)器TDM-400性能指標(biāo)如下表所示：表4.1 DDZ-III型PID調(diào)節(jié)器性能指標(biāo)名稱性能輸入信號15V直流電壓外給定信號420mA直流電流（輸入電阻250）輸出信號420mA直流電流負載電阻250750輸入與給定指示0100%，指示誤差為1.0%輸出信號指示0100%，指示誤差為2.5%整定參數(shù)（F=1情況下）比例帶Xp=2500%連續(xù)可調(diào)，最大值刻度誤差2.5%；積分時間Ti有兩檔0.012.5分與0.125分。分別連續(xù)可調(diào)，最大值與最小值刻度誤差為%；微分時

11、間Td=0.0410分，連續(xù)可調(diào)，最大刻度誤差為%干擾系數(shù)F積分增益KdKd10閉環(huán)跟蹤誤差 2.DDZ-III型調(diào)節(jié)器接線端子如下圖所示：圖4-1 DDZ-III型調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器接線端子4.5 執(zhí)行器本系統(tǒng)中，執(zhí)行器是系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，是按照調(diào)節(jié)器所給定的信號大小和方向，改變閥的開度，以實現(xiàn)調(diào)節(jié)燃料流量的裝置。 1.執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)形式： 執(zhí)行器在結(jié)構(gòu)上分為執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)。其中執(zhí)行機構(gòu)包括氣動、電動和液動三大類，而液動執(zhí)行機構(gòu)使用甚少，同時氣動執(zhí)行機構(gòu)中使用最廣泛的是氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)，因此執(zhí)行機構(gòu)的選擇主要是指對氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)和電動執(zhí)行機構(gòu)的選擇，由于氣動執(zhí)行機構(gòu)的工作溫度范圍較大，防爆性能較

12、好，故本系統(tǒng)選擇氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)并配上電/氣閥門定位器。調(diào)節(jié)閥的開、關(guān)形式需要考慮到以下幾種因素： 生產(chǎn)安全角度：當(dāng)氣源供氣中斷，或調(diào)節(jié)閥出故障而無輸出等情況下，應(yīng)該確保生產(chǎn)工藝設(shè)備的安全，不至發(fā)生事故； 保證產(chǎn)品質(zhì)量：當(dāng)發(fā)生控制閥處于無源狀態(tài)而恢復(fù)到初始位置時，產(chǎn)品的質(zhì)量不應(yīng)降低； 盡可能的降低原料、產(chǎn)品、動力損耗； 從介質(zhì)的特點考慮。 綜合以上各種因素，在加熱爐溫度控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器的調(diào)節(jié)閥選擇氣開閥：執(zhí)行機構(gòu)采用正作用方式，調(diào)節(jié)機構(gòu)正裝以實現(xiàn)氣開的氣動薄膜調(diào)節(jié)蝶閥。1. 調(diào)節(jié)閥的流量特性： 調(diào)節(jié)閥的流量特性的選擇，在實際生產(chǎn)中常用的調(diào)節(jié)閥有線性特性、對數(shù)特性、拋物線特性和快開特性四種，在

13、本系統(tǒng)中執(zhí)行器的調(diào)節(jié)閥的流量特性選擇等百分比特性。2.調(diào)節(jié)閥的口徑：調(diào)節(jié)閥的口徑的大小，直接決定著控制介質(zhì)流過它的能力。為了保證系統(tǒng)有較好的流通能力，需要使控制閥兩端的壓降在整個管線的總壓降中占有較大的比例。4.6電/氣閥門定位器ZPD-01表4.2 ZPD-01參數(shù)表名稱性能輸入信號4-20mA·DC輸出信號0-0.14MPa圖4-2 ZPD-01端子圖4.7 安全柵型號：DFA-3100，防爆等級：ia II CT6 ，最大允許電壓VM：（防爆額定值）AC/DC、220V，額定工作電壓VD：DC 24（+10-5）%V，額定工作電流ID：DC420mA，內(nèi)阻：（DC 20mA）D

14、FA-3100190，DFA-3300150精度0.2%  可行性：安全柵是本質(zhì)安全防爆型儀表的關(guān)鍵設(shè)備。在正常狀態(tài)時，安全柵不影響系統(tǒng)正常運行，當(dāng)發(fā)生故障時（危險場所的連線短路或接地 ，非危險場異常電壓混觸）安全柵具有限壓限流和斷電等功能可以將危險場的電能量限制在點火界限以內(nèi)，確?，F(xiàn)場的安全。它廣泛用于石油、化工、輕工等易爆易燃的場所。它具有：防爆等級高、精度高、體積小、價格便宜安裝方便等優(yōu)點。采用雙重化元件電路，可靠性高。4.8 配電器 型號：DFP-2100 ，通道數(shù):2，重量:1.5Kg，功耗：2.4WDFP-2100配電器屬于控制室內(nèi)儀表它通過DC-DC轉(zhuǎn)換器向現(xiàn)場二線制變

15、送器提供隔離24VDC電源同時把從變送器來420mADC信號轉(zhuǎn)換成隔離的15VDC或420mADC輸出. 向現(xiàn)場二線制變送器提供隔離24VDC電源，本安防爆型儀表.其標(biāo)志為(ib)CT，實行電源-輸入-輸出之間三隔離將變送器來420mADC信號轉(zhuǎn)換成隔離的15VDC或420mADC輸出，采用高性能固定模塊結(jié)構(gòu)緊湊體積小重量輕，儀表系列化有架裝和短架裝二種結(jié)構(gòu)形式. 主要技術(shù)指標(biāo)：溫度漂移:0.1×基本誤差1輸出信號:輸出電流:420mADC 輸出電壓:15VDC配電電壓:18.528.5VDC配電回路:15個基本誤差:±0.2%絕緣電阻:電源 輸入與輸出端子間100M絕緣強

16、度:電源/輸入/輸出端子間1500VAC/1分鐘工作條件:環(huán)境溫度:050 相對濕度90%(RH)電源電壓:24VDC(可訂制220VAC)功耗:2W防爆等級:(ib)CT6重量:2kg外型尺寸:44(寬)×175(高)×360(深)或44(寬)×175(高)×2000(深)4.9 薄膜氣動調(diào)節(jié)閥ZMBS-16K表4.3 ZMBS-16K參數(shù)表名稱性能輸入信號0.02-0.1MPa輸出信號開度（%）圖4-3 執(zhí)行器接線端子圖第五章 控制系統(tǒng)設(shè)計5.1 系統(tǒng)控制參數(shù)確定5.1.1 被控參數(shù)選擇 單回路控制系統(tǒng)選擇被控參數(shù)時要遵循以下原則：在條件許可的情況下

17、，首先應(yīng)盡量選擇能直接反應(yīng)控制目的的參數(shù)為被控參數(shù)；其次要選擇與控制目的有某種單值對應(yīng)關(guān)系的間接單數(shù)作為被控參數(shù)；所選的被控參數(shù)必須有足夠的變化靈敏度。 綜合以上原則，在本系統(tǒng)中選擇物料的出口溫度作為被控參數(shù)。該參數(shù)可直接反應(yīng)控制目的。5.1.2 控制參數(shù)選擇 工業(yè)過程的輸入變量有兩類：控制變量和擾動變量。其中，干擾時客觀存在的，它是影響系統(tǒng)平穩(wěn)操作的因素，而操縱變量是克服干擾的影響，使控制系統(tǒng)重新穩(wěn)定運行的因素。而控制參數(shù)選擇的基本原則為： 選擇對所選定的被控變量影響較大的輸入變量作為控制參數(shù)； 在以上前提下，選擇變化范圍較大的輸入變量作為控制參數(shù)，以便易于控制； 在的基礎(chǔ)上選擇對被控變量作

18、用效應(yīng)較快的輸入變量作為控制參數(shù)，使控制系統(tǒng)響應(yīng)較快；綜合以上原則，選擇燃料的流量Qg量作為控制參數(shù)。5.1.3 工作原理 在工程實際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時，控制理論的 其它技術(shù)難以采用時，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或 不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制，實際中也

19、有PI和PD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、 積分、微分計算出控制量進行控制的。PID控制公式如下u(t) = Kp*e(t) + Kie(t) + Kde(t) e(t-1)+u0 比例（P）控制 比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（Steady-state error）。 積分（I）控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的 或簡稱有差系統(tǒng)（System with Steady-state Error

20、）。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積 分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn) 態(tài)誤差。 微分（D）控制 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。 自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用， 其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前

21、”，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說，在控制器中僅引入 “比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預(yù)測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能 夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調(diào)。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在 調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。 PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被 控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。它主要是 依

22、據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調(diào)整和修改。二是工程整定方法，它主 要依賴工程經(jīng)驗，直接在控制系統(tǒng)的試驗中進行，且方法簡單、易于掌握，在工程實際中被廣泛采用。PID控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng) 曲線法和衰減法。三種方法各有其特點，其共同點都是通過試驗，然后按照工程經(jīng)驗公式對控制器參數(shù)進行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需 要在實際運行中進行最后調(diào)整與完善?，F(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進行 PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1)首先預(yù)選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；(2)

23、僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩， 記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；(3)在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數(shù)。 在實際調(diào)試中，只能先大致設(shè)定一個經(jīng)驗值，然后根據(jù)調(diào)節(jié)效果修改。 對于溫度系統(tǒng)：P（%）20-60，I（分）3-10，D（分）0.5-3 對于流量系統(tǒng)：P（%）40-100，I（分）0.1-1 對于壓力系統(tǒng)：P（%）30-70，I（分）0.4-3 對于液位系統(tǒng)：P（%）20-80，I（分）1-55.2 控制系統(tǒng)調(diào)試5.2.1 接線，未上主電源之前，檢查各電路是否正常 電爐電源 一條線 執(zhí)行器輸入電源 一條線 電爐執(zhí)行器輸出 一條線 調(diào)節(jié)器執(zhí)

24、行器輸入 兩條線 調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)換器輸出 兩條線 調(diào)節(jié)器電源轉(zhuǎn)換器 兩條線 轉(zhuǎn)換器輸入熱電偶 兩條線 控制器熱電偶 兩條線 電爐連接電源 轉(zhuǎn)化器連接電源 執(zhí)行器連接電源5.2.2進行手動調(diào)節(jié)，觀察調(diào)節(jié)效果 打開轉(zhuǎn)換器和執(zhí)行器電源，將調(diào)節(jié)器的手動鍵按下，將輸出調(diào)節(jié)至最小0，檢查電路是否正確。 如果電路正確，打開電熔爐電源，手動調(diào)節(jié)輸出，電熱爐溫度上升。在條件允許的范圍內(nèi)，不斷增大輸出值，記錄不同的輸出值時，在調(diào)節(jié)器上現(xiàn)實的溫度值，觀察規(guī)律。 實驗證明，輸出值越大，電爐通過執(zhí)行器獲得的電壓越大，加熱爐溫度穩(wěn)定時溫度越高，且成正比例關(guān)系。 關(guān)系式： y(x) =kx+a y 在調(diào)節(jié)器讀取的溫度值 x 通過

25、調(diào)節(jié)器輸出按鍵調(diào)節(jié)得到的溫度輸出要求的值，可以在調(diào)節(jié)器上讀取。a 為室內(nèi)溫度在試驗中得到溫度關(guān)系如下室溫18輸出20刻度顯示31實際溫度256刻度初始0根據(jù)數(shù)據(jù)獲得變量a等于18 變量k等于11.9y(x) =11.9*x+18的圖形如下y/cx/(v)5.2.3 調(diào)節(jié)PID，觀察調(diào)節(jié)效果a.在試驗中，根據(jù)經(jīng)驗，PID的參數(shù)有一定的合適范圍 。對于溫度系統(tǒng)：P（%）20-60，I（分）3-10，D（分）0.5-3PID控制公式 u(t) = Kp*e(t) + Kie(t) + Kde(t) e(t-1)+u0 b.比例帶校驗 試驗開關(guān)置為手動，內(nèi)外給定選擇開關(guān)置內(nèi)給定，輸入電壓，給點電壓為3

26、v，使偏差為0，D置關(guān)，I置2.5分，倍率選擇開關(guān)置*10，正反作用開關(guān)置正作用。P置被測刻度100%，信號源2為3.5V，按鍵開關(guān)值自動，當(dāng)開關(guān)k有信號源1切換到信號源2，記錄調(diào)節(jié)器輸出，因為實測比例帶為 P=(vi2-vi1)/(vo2-vo1)*100% 比例帶刻度誤差允許范圍為+-25%，所以隨著信號源切換，調(diào)節(jié)器輸出應(yīng)在vo2=3.6004.667范圍內(nèi)。c.積分時間校驗 調(diào)節(jié)器開關(guān)置為手動，調(diào)節(jié)器輸出為3v，信號源2調(diào)節(jié)為3.5V，D置關(guān)，P置被測刻度100%，測量校正置為測量，正反作用開關(guān)置正作用，倍率選擇開關(guān)置*1，內(nèi)給定為3v，給點電壓使偏差為0，奇偶礙眼積分時間為2.5分，

27、I置2.5分，手動自動置為自動，開關(guān)k有信號源1切換到信號源2，調(diào)節(jié)器輸出由3v階躍變化到3.5v，開始計時，輸出在積分作用線線性增長，達到4v時停止計時，記錄時間即為實測積分時間，因為儀表的積分刻度誤差允許范圍為-25%+50%，所以實測積分時間在1分鐘53秒至三分鐘54秒之間。d.微分時間校驗，由于溫度控制系統(tǒng)溫度變化緩慢，積分作用不明顯，根據(jù)習(xí)慣取值即可。 在實驗中獲得，P（%）為60，I（分）為3，D（分）為2 ，獲得較好的控制結(jié)果。當(dāng)P（%）為300，I（分）為0.03，D（分）為2時，運行結(jié)果明顯，比例和積分作用得到明顯體現(xiàn)，適合試驗觀察。開始刻度為0，要求刻度為20，輸出1分鐘4

28、0秒后為50，.兩分鐘10秒后為60，達到最大值，3分鐘后溫度穩(wěn)定，溫度檢測為253攝氏度。第六章 聯(lián)鎖保護一、原料介質(zhì)流量過低或中斷導(dǎo)致加熱爐被燒壞。二、燃料壓力過低將造成回火現(xiàn)象。三、燃料壓力過高將造成噴嘴脫火現(xiàn)象?；诎踩蛩乜紤]設(shè)置了流量低值連鎖報警FSAL1、FSAL2和火焰檢測器BS動作。在加熱爐控制系統(tǒng)中，采用加熱爐出口溫度與燃料控制閥閥后壓力的選擇性控制方案來保證原料出口溫度符合控制要求。其中，燃料控制閥采用氣開式，選擇器采用LS低選器，溫度控制器TC和壓力控制器PC均采用反作用。正常生產(chǎn)時，溫度控制器輸出信號通過LS低選器調(diào)節(jié)燃料控制閥。當(dāng)出現(xiàn)異常擾動使燃料控制閥閥后壓力過高，達到安全極限時，壓力控制器輸出信號通過低選擇器取代溫度控制器工作，關(guān)小燃料控制閥，以防止脫火。恢復(fù)正常后，壓力控制器退出工作轉(zhuǎn)為后備，轉(zhuǎn)為溫度控制器重新調(diào)節(jié)燃料控制閥。當(dāng)燃料氣流量過低時，流量檢測裝置FSAL1觸點動作；當(dāng)爐內(nèi)火焰熄滅時，火焰檢測器BS動作；而當(dāng)原料流量過低時，流量檢測裝置FSAL2動作。當(dāng)以上三個檢測裝置的一個或幾個動作時，使接在氣源上的三通電磁閥失電，來自起源的壓縮空氣放縮空，溫度控制器或壓力控制器的信號失效。由于控制閥是氣開式控制閥，失去信號后