fname=-熱換器溫度控制系統(tǒng)2012

①的基礎(chǔ)上選擇對(duì)被控變量作用效應(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)。3.5調(diào)節(jié)閥的作用方式選擇在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，選擇閥，主要從以下幾個(gè)方面考慮:(1)安全性原則；(2)節(jié)約能源；(3)節(jié)約原材料；(4)對(duì)象的特殊性。在這里為了節(jié)約燃料，從而能使在調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)為最低值（4mA）時(shí)，能使閥門保持關(guān)閉狀態(tài)，故而應(yīng)選擇正作用的閥，在這里選擇電動(dòng)閥，故而其閥門的作用方式為電開。3.6調(diào)節(jié)器的作用方式選擇運(yùn)用所學(xué)的分析法對(duì)調(diào)節(jié)器的作用方式進(jìn)行分析：當(dāng)換熱器出口溫度高于給定值時(shí)，應(yīng)使調(diào)節(jié)閥的開度減小，從而減小燃油的流量，使換熱器溫度減小，對(duì)于正作用的調(diào)節(jié)閥，其閥門開度與調(diào)節(jié)器的輸出成正相關(guān)關(guān)系，則調(diào)節(jié)器的輸出為減小的（反之亦然），對(duì)比與輸入的增大可知，調(diào)節(jié)器的作用方式為反作用方式。4、系統(tǒng)整體框圖根據(jù)上述的一些選擇，故將其系統(tǒng)的框圖確定如下，見圖4-1所示。圖4-1系統(tǒng)整體框圖5、控制儀表的選型和配置5.1調(diào)節(jié)器在這里選用DDZ-Ш型儀表，型號(hào)為DTZ-2100型全刻度指示調(diào)節(jié)器。DTZ-2100型全刻度指示調(diào)節(jié)器是DDZ-Ш系列電動(dòng)單元組合儀表中調(diào)節(jié)單元類的一個(gè)基型品種，它接收變送器或轉(zhuǎn)化器的測量信號(hào)作為輸入信號(hào)并以全刻度值進(jìn)行顯示，將輸入信號(hào)與給定信號(hào)進(jìn)行比較，對(duì)其偏差進(jìn)行比例、積分、微分運(yùn)算之后輸出4-20mADC信號(hào)至操作端，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制壓力、溫度、流量、液位等工業(yè)參數(shù)，使其達(dá)到預(yù)期的效果。儀表主要技術(shù)指標(biāo)與主要功能輸入信號(hào)：1-5VDC輸出信號(hào)：4-20mADC閉環(huán)跟蹤誤差限：±0.5%F·S負(fù)載電阻：250-750?功能：自動(dòng)、手動(dòng)可無擾動(dòng)切換比例帶（P）：2%-500積分時(shí)間（I）：0.01-25min微分時(shí)間（D）：0.04-10min或切除電源電壓：24VDC±5%環(huán)境溫度：5-40°相對(duì)濕度：10%-75%功耗：5W外形尺寸：l×b×h,,mm：630×80×160儀表工作原理圖圖5-1DTZ-2100全刻度指示調(diào)節(jié)器工作原理圖儀表接線端子圖圖5-2DDZ-Ш型電動(dòng)調(diào)節(jié)器DTZ-2100端子接線圖5.2檢測元件溫度的測量方式有接觸式測溫和非接觸式測溫兩大類。本系統(tǒng)選擇接觸式測溫元件。其中較為常用的有熱電偶、熱電阻和集成溫度傳感器三種，本系統(tǒng)選擇S型的熱電偶作為測溫元件，其電路原理圖如下圖5-3所示：圖5-3熱電偶電路原理圖5.3變送器本系統(tǒng)中的變送器用于溫度信號(hào)變送，故選擇溫度變送器。其中較為常用的有模擬式溫度變送器、一體化溫度變送器和智能式溫度變送器三種，本系統(tǒng)采用典型模擬式溫度變送器中的DDZ-III型熱電偶溫度變送器，屬安全火花型防暴儀表，還可以與作為檢測元件的熱電偶相配合，將溫度信號(hào)線性的轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。變送器構(gòu)成方框圖如圖5-4所示。圖5-4電動(dòng)III型熱電偶典型模擬溫度變送器構(gòu)成方框圖本設(shè)計(jì)選用放入是KBW—1131型熱電偶溫度變送器。儀表主要技術(shù)參數(shù)名稱性能輸入信號(hào)最小量程≥3mV，最大量程<80mV輸出信號(hào)1-5VDC或4-20mADC負(fù)載電阻0-500Ω精度±0.5%（量程范圍大≥5mV）±1.0%(5mV>量程≥3mV)工作條件環(huán)境溫度：5-40相對(duì)濕度：10%-75%供電電源：24V±2.4VDC功率2W表5.1熱電偶溫度變送器參數(shù)表儀表工作原理KBW—1131型熱電偶溫度變送器是由WS熱電偶溫度轉(zhuǎn)換模塊和GF750信號(hào)隔離模塊組成，見圖5-5所示。圖5-5熱電偶溫度變送器原理框圖熱電偶mV信號(hào)進(jìn)入WS熱電偶溫度轉(zhuǎn)換模塊與該模塊輸入橋路串聯(lián)而成。當(dāng)被測溫度變化時(shí)，進(jìn)入溫度轉(zhuǎn)換模塊的mV信號(hào)也隨著變化，致使橋路輸出變化。該信號(hào)在模塊內(nèi)經(jīng)過調(diào)零、量程調(diào)整電路，線性化及輸出電路處理后輸出0.2-1.0VDC與被測量溫度呈線性對(duì)應(yīng)。WS溫度轉(zhuǎn)換模塊由輸入、輸出電路、線性化電路及基準(zhǔn)電路組成。該模塊由GF750隔離模塊提供電源。GF750隔離模塊由隔離振蕩器、輸入和輸出處理電路等結(jié)構(gòu)。它由24VDC電源供電并被隔離轉(zhuǎn)換成±15VDC作為WS溫度轉(zhuǎn)換模塊的電源，同時(shí)它接受WS模塊輸出的0.2-1.0VDC信號(hào)，經(jīng)輸入處理再隔離送至輸出電路，以1-5VDC(或4-20mADC)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)作為整機(jī)的輸出。儀表端子圖圖5-6熱電偶變送器接線端子圖5.4伺服操作器本設(shè)計(jì)選用SFD-2003型的伺服操作器進(jìn)行設(shè)計(jì)。SFD-2003型伺服操作器為全集成電路、CMOS數(shù)字邏輯控制的新型控制室儀表，集DFD型操作器，ZPE型伺服放大器功能為一體，只需輕輕一觸即可分別實(shí)現(xiàn)自動(dòng)/手動(dòng)及備用操作器的全部功能。儀表主要技術(shù)指標(biāo)輸入信號(hào)調(diào)節(jié)器信號(hào)，4-20mADC閥位信號(hào)，4-20mADC基本誤差±2.5%死區(qū)0.5%-3%（可調(diào)）

采用LED光柱顯示，顯示誤差

±2.5%接受事件信號(hào)為觸點(diǎn)信號(hào)斷開為正常，閉合為事件

額定輸出功率220VAC，5A

跟蹤電壓1-5VDC工作條件：環(huán)境溫度0-50℃

相對(duì)濕度10%-85%

機(jī)械振動(dòng)振幅≤0.075頻率10-50Hz

大氣壓力86-106kPa

周圍空氣中無腐蝕作用介質(zhì)電源電壓220VAC，50Hz外形尺寸72mm×144mm×250mm儀表工作原理其工作原理方框圖見圖5-7所示。圖5-7儀表工作原理方框圖儀表端子接線圖其端子接線圖見圖5-8所示。圖5-8儀表端子接線圖5.5電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在此設(shè)計(jì)中選用DKJ-2100K的角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。DKJ型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電動(dòng)單元組合儀表中的執(zhí)行單元。它以單相交流電源為動(dòng)力，接受統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)，輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)角位移，操作風(fēng)門，擋板等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，完成自動(dòng)調(diào)節(jié)任務(wù)。儀表主要技術(shù)指標(biāo)1、輸入信號(hào)4-20mADC2、輸入電阻：500Ω（Ш）200Ω（Π）3、輸出轉(zhuǎn)交及時(shí)間：0-90°。25±5秒4、靈敏限：0.5-3%5、阻尼：出軸振蕩＜三個(gè)半周期擺動(dòng)6、誤差：±2.5%7、變差：1.5%8、反應(yīng)時(shí)間：＜1秒9、電氣限位開關(guān)容量：380V、3A10、電源電壓：220V、50HZ11、使用環(huán)境溫度：伺服放大器：0-50執(zhí)行機(jī)構(gòu)：-10-5512、防護(hù)等級(jí)：IP65儀表接線端子圖其接線端子圖見圖5-9所示。圖5-9儀表接線端子圖5.6調(diào)節(jié)閥電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥是工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的執(zhí)行單元，接受統(tǒng)一的電信號(hào)，并將此轉(zhuǎn)換為角位移。完成調(diào)節(jié)任務(wù)。適用于大口徑、大流量、低壓差的場合，也應(yīng)用于濃濁漿狀及懸浮顆粒狀的介質(zhì)調(diào)節(jié)。電動(dòng)橢圓調(diào)節(jié)蝶閥在閥關(guān)閉時(shí)，閥板在閥體內(nèi)有一偏轉(zhuǎn)角，使其泄漏量小。為了防止燃料的泄露，故而選擇ZKJWa型橢圓電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。其閥體參數(shù)見表5.2所示。表5.2電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥參數(shù)表5.7I/V轉(zhuǎn)換器此系統(tǒng)中為將變送器的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，此處選擇KMW100配線器。（1）KMW100的概述本儀表用于工業(yè)生產(chǎn)過程中現(xiàn)場機(jī)器與儀表的連接，信號(hào)傳送是通過DC4-20mA來進(jìn)行的，接受信號(hào)的儀表通過DC1-5V的電壓進(jìn)行信號(hào)的變換和電壓變換.本儀表可以與儀表之間相互交換，能與KM系列控制儀表連接，與II,III型儀表系列相連。本儀表有二種型式，一種是多輸入型，能分別接受三路來的信號(hào)，別一種是單輸入型，接受一路發(fā)來的信號(hào)，還具有報(bào)警輸出功能，電源顯示為發(fā)光二極管顯示。（2）主要技術(shù)參數(shù)*輸入信號(hào)：4-20mADC*輸出信號(hào)：1-5V*基本誤差：±0.2%*轉(zhuǎn)換電阻：250Ω*報(bào)警輸出：干式觸點(diǎn)輸出*供電電源：24±1.2V*工作條件：環(huán)境溫度：5-40*相對(duì)濕度：10-75%無凝露*周圍不應(yīng)含有腐蝕性氣體*消耗功率：不大于5.5W（3路）*結(jié)構(gòu)形式：掛裝式*外形尺寸：寬×長×高mmKMW（單）100，110（多）167×180×60（3）KMW100接線端子表表5.3KMW100接線端子表1.out-2.out+3.A11-(輸入1-)4.A11+(輸入1+)5.PS-(電源-)6.PS2+(電源2+)7.PS1+(電源1+)8.A13-(輸入3-)9.A13+(輸入3+)10.A12-(輸入2-)11.A12+(輸入2+)6、元件清單產(chǎn)品名稱型號(hào)數(shù)量輸入信號(hào)輸出信號(hào)電源DDZ-III型全刻度指示調(diào)節(jié)器DTZ-21001臺(tái)1-5VDC4-20mADC24VDCI/V轉(zhuǎn)換器1個(gè)4-20mADC1-5VDC24VDC熱電偶S1支0-13003mV-5mV————溫度變送器KBW-11311臺(tái)3mV-5mV1-5VDC24VDC伺服操作器SFD-20031臺(tái)4-20mADC4-20mADC220VAC電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)DKJ-2100K1臺(tái)4-20mADC0-90°220VAC橢圓電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥ZKJWa1臺(tái)0-90°0-100%————表7.1元器件清單7、收獲和體會(huì)本設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用了自動(dòng)檢測技術(shù)、自動(dòng)控制理論以及過程控制理論。為了更好的完成設(shè)計(jì)，我將以前的一些教科書籍重新找出來，認(rèn)真閱讀，從中不僅查找到了設(shè)計(jì)中需要的知識(shí)點(diǎn)，還發(fā)現(xiàn)了一些以前學(xué)習(xí)中忽略了的知識(shí)，在完成設(shè)計(jì)的同時(shí)得到了額外的收獲。在做這個(gè)課程設(shè)計(jì)之前，我一直以為自己的理論知識(shí)學(xué)的很好了。但當(dāng)我拿到設(shè)計(jì)任務(wù)書的時(shí)候，卻不知道如何下手。開始了我又總是被一些小的，細(xì)的問題擋住前進(jìn)的步伐，讓我總是為了解決一個(gè)小問題而花費(fèi)很長的時(shí)間。最后還要查閱其他的書籍才能找出解決的辦法。并且我在做設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)有很多東西，我都還不知道。其實(shí)在設(shè)計(jì)的時(shí)候，基礎(chǔ)是一個(gè)不可缺少的知識(shí)，但是往往一些核心的高層次的東西更是不可缺少的。設(shè)計(jì)中遇到了很多自己無法解決的問題，我于是向老師、同學(xué)求助，在指導(dǎo)老師的點(diǎn)撥以及同學(xué)們的建議下，我完美的解決了遇到的問題。由此我意識(shí)到，任何時(shí)候任何事情，閉門造車都是不可取的，要一直向周圍的師長、同學(xué)求教，以取得新鮮的知識(shí)。對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制是我們工作中非常重要的一項(xiàng)任務(wù)，通過此次課程設(shè)計(jì)我比較清楚地明白了控制過程的設(shè)計(jì)，以及優(yōu)化控制系統(tǒng)的思想，對(duì)我以后的工作將產(chǎn)生很深遠(yuǎn)的影響。8、參考文獻(xiàn)[1]黃德先、王京春、金以慧，過程控制系統(tǒng)，清華大學(xué)出版社，2011年[2]樂嘉謙主編，儀表工手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社，2004年[3]張毅、張寶芬、曹麗、彭黎輝編著，自動(dòng)檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng)，化學(xué)工業(yè)出版社，2009年[4]變送器產(chǎn)品選型手冊(cè)，新會(huì)康宇測控儀器儀表工程有限公司[5]自動(dòng)化控制現(xiàn)場儀表選型樣本，重慶川儀股份有限公司自控現(xiàn)場儀表手冊(cè)編輯委員會(huì)編.工業(yè)自動(dòng)化儀表分公司（事業(yè)部），1994年[6]ACSD選