換熱器熱流出口溫度控制

工程項目1簡單控制系統(tǒng)的分析與設計子項目3換熱器熱流出口溫度控制班級__12電氣4—姓名—顏澤凱 項目日期_2014/5/6項目目標：1、 了解溫度對象的特性和控制方法2、 掌握PID作用的控制規(guī)律、PID控制器的使用3、 鞏固學習PID控制器參數(shù)工程整定方法——衰減曲線法項目任務分解：任務1掌握溫度的概念及溫標表示方法溫度的概念根據(jù)某個可觀察現(xiàn)象（如水銀柱的膨脹），按照幾種任意標度之一所測得的冷熱程度。溫度是物體內(nèi)分子間平動動能的一種表現(xiàn)形式。分子運動愈快,物體愈熱，即溫度愈高；分子運動愈慢，物體愈冷，即溫度愈低。從分子運動論觀點看，溫度是物體分子運動平均平動動能的標志，溫度是分子熱運動的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計意義。對于真空而言,溫度就表現(xiàn)為環(huán)境溫度,是物體在該真空環(huán)境下,物體內(nèi)分子間平均動能的一種表現(xiàn)形式。物體在不同熱源輻射下的不同真空里，物體的溫度是不同的，這一現(xiàn)象為真空環(huán)境溫度。比如，物體在離太陽較近的太空中，溫度較高；物體在離太陽較遠的太空中，反之，溫度較低。這是太陽輻射對太空環(huán)境溫度的影響。溫標表示方法根據(jù)某個可觀察現(xiàn)象（如水銀柱的膨脹），按照幾種任意標度之一所測得

的冷熱程度。溫度是物體內(nèi)分子間平動動能的一種表現(xiàn)形式。分子運動愈快，物體愈熱，即溫度愈高；分子運動愈慢，物體愈冷，即溫度愈低。從分子運動論觀點看，溫度是物體分子運動平均平動動能的標志，溫度是分子熱運動的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計意義。對于真空而言,溫度就表現(xiàn)為環(huán)境溫度,是物體在該真空環(huán)境下,物體內(nèi)分子間平均動能的一種表現(xiàn)形式。物體在不同熱源輻射下的不同真空里，物體的溫度是不同的，這一現(xiàn)象為真空環(huán)境溫度。比如，物體在離太陽較近的太空中，溫度較高；物體在離太陽較遠的太空中，反之，溫度較低。這是太陽輻射對太空環(huán)境溫度的影響。任務2了解換熱器機理及對控制系統(tǒng)的要求傳熱設備的控制要求1、傳熱的目的主要有下列三種：1） 使工藝介質(zhì)達到規(guī)定的溫度2） 使工藝介質(zhì)改變相態(tài)3）回收熱量2、被控對象：換熱器 被控變量：熱流出口溫度3、操縱變量：冷水入口流量 干擾變量：熱流流量、冷水溫IEXE：IEXE：tMItVUE冊的

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1.換熱器介紹換熱器：又稱為熱交換器，是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備。列管式換熱器主要由殼體、管束、管板和封頭等部分組成。在其中進行換熱的液體有兩種，一種在管內(nèi)流動，其行程稱為管程；一種在管外流動，其行程稱為殼程。換熱器可分成加熱器和冷卻器兩類。工作原理：一種流體由管箱進入換熱管（管程），另一種流體在管外流動（殼程），由于兩種流體存在溫度差，于是通過管壁進行熱量交換。任務3了解溫度自恒特性溫度自衡過程1）將閥門FV1105固定開度為30，點擊工具欄中的運行按鈕 ，運行換熱器工程。2）將閥門FV1103固定到一個開度，待熱流出口溫度TI1104穩(wěn)定之后記錄下流量FI1102和溫度TI1104的值。3） 將閥門FV1103調(diào)整到一個新的開度，待溫度穩(wěn)定之后記錄流量和溫度新的穩(wěn)態(tài)值。4） 本實驗可以繼續(xù)下去，對應FV1103任何一種開度，蒸汽溫度TI1104都能達到平衡。5）由于熱流最高溫度的限制，無論冷流流量的變化有多大，都不會導致TI1104無休止地上升或下降。所以，熱交換過程屬于完全自衡過程。任務4換熱器熱流出口溫度單回路控制系統(tǒng)設計任務5方案實施打開換熱器工程。確認FV1103為內(nèi)控狀態(tài)。進行控制系統(tǒng)組態(tài)。設置數(shù)據(jù)采集點，采集換熱器熱流出口溫度TI1104實測值作控制器輸入。PID控制器組態(tài)（見下頁）。設置執(zhí)行單元，閥門位號FV1103，數(shù)據(jù)輸出類型為“絕對量”進行信號連接。根據(jù)比例控制器的特點，不斷修改Kc的值，每修改一次都要通過改變SP來加入階躍擾動，直到熱流出口溫度曲線出現(xiàn)4:1衰減。觀察并記錄TI1104的響應曲線，同時記錄下此時Kc的值。確定Kc以及Ti的值之后，再修改Td的值，即加入微分作用。令Td=1，改變過熱蒸汽出口溫度TI1104的SP,即從120°C變?yōu)?30°C，觀察并記錄響應曲線。當TI1104穩(wěn)定后，再將SP從130°C變?yōu)?20C，觀察響應曲線。將Td的值改為2,同樣通過改變TI1104的SP,觀察響應曲線。根據(jù)微分作用的特點，修改Td的值，當響應曲線接近4:1衰減振蕩時，適當修改Kc、Ti和Td的值，使響應曲線的衰減比達到4:1，觀察并記錄TI1104的響應曲線和此時的PID控制器參數(shù)施加擾動測試控制器性能。令TIC1104的比例增益Kc=2.5、積分時間Ti=55、微分時間Td=3,將TI1104設定值從120變?yōu)?30，記錄TI1104響應曲線。待TI1104穩(wěn)定后，將TI1104設定值從130再變?yōu)?20，記錄TI1104的響應曲線。待系統(tǒng)穩(wěn)定之后，手工將FV1105開度設置為40，觀察TI1104曲線的變化趨勢。當TI1104穩(wěn)定后，再將FV1105開度調(diào)到30，等待TI1104穩(wěn)定。

任務6運行調(diào)試1.按下表數(shù)據(jù)進行相應參數(shù)設置模船収1fi[說明」pro控制器卩位即TIC1104P換熟器熱流出口溫度控制器*狀態(tài)卩正反作用護正作用心彗數(shù)鮒參數(shù)w99999衛(wèi)衛(wèi)彗數(shù)T<kWpv上限』200^熱流出口溫度的測量上限：2.不斷修改Kc的值，每修改一次都要通過改變SP來加入階躍擾動，直到熱流出口溫度曲線出現(xiàn)4:1衰減。觀察并記錄TI1104的響應曲線，同時記錄下此時Kc的值。Ka2.^Ti=S3時Kc的值。Ka2.^Ti=S33?將Td的值改為2,同樣通過改變TI1104的SP,觀察響應曲線la“建“靳「.151‘la -ni-igj la“建“靳「.151‘la -ni-igj -n11fit 一一待系統(tǒng)穩(wěn)定之后，手工將FV1105開度設置為40，觀察TI1104曲線的變化趨勢。當TI1104穩(wěn)定后，再將FV1105開度調(diào)回到30，等待TI1104穩(wěn)定。項目小結(jié)通過這次實訓我們將理論結(jié)合實際深深地了解到了控制方案的設計，運用等必須要科學、準確。同時要注意細節(jié)問題的處理，不能粗心大意，這也是我們以后踏上工作崗位的基本素養(yǎng)。通過這次項目實訓，我們收