换热器温反馈控制系统.doc

目录 目录 1 1绪论 1 1.1换热设备的概述 1 1.1.1设备的分类 1 1.1.2换热设备的换热目的 1 1.2换热器应用及发展 2 1.3设计任务 2 2换热器温控系统控制方案设计与论证 2 2.1 课程设计的方案论证 2 2.2换热器温度控制系统结构及框图 3 2.3变量选择 4 2.4工作原理及实现功能 4 2.4.1系统工作原理 4 2.4.2系统实现的功能 5 3被控对象特性分析 5 4系统硬件设计 5 4.1 温度变送器 5 4.2 执行器(调节阀) 6 4.3调节器 8 4.3.1调节器的选型 8 4.3.2调节器正反作用的选择 9 4.4系统组成 9 4.4.1原件清单 9 4.4.2系统配接图 9 5控制规律选择及系统仿真 10 5.1调节器控制规律的选择 10 5.2控制参数整定 11 5.3系统仿真 12 总结 13 参考文献 14 本科生课程设计成绩评定表 14 1绪论 1.1换热设备的概述 使热量从热流体传递到冷流体的设备称为换热设备。换热设备广泛应用于炼油、化工、轻工、制药、机械、食品 加工、动力以及原子能工业部门当中。通常，在某些化工厂的设备投资中，换热器占总投资的30%；在现代炼油厂中，换热器约占全部工艺设备投资的40%以上；在海水淡化工业生产当中，几乎全部设备都是由换热器组成的。换热器的先进性、合理性和运转的可靠性直接影响产品的质量、数量和成本。 　 　 根据不同的使用目的，换热器可以分为四类：加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器。按照传热原理和实现热交换的形式不同可以分为间壁式换热器、混合式换热器、蓄热式换热（冷热流体直接接触）、有液态载热体的间接式换热器四种。在石油、化工生产中间壁式换热器应用的最为广泛。 衡量一台换热器好坏的标准是传热效率高，流体阻力小，强度足够，结构合理，安全可靠，节省材料，成本低，制造、安装、检修方便。 　 在炼油的化工生产中，换热器设备应用极其广泛。进行换热的目的主要有下列四种： 使工艺介质达到规定的温度，以使化学反应或其他工艺过程很好的进行； 生产过程中加入吸收的热量或除去放出的热量，使工艺过程能在规定的温度范围内进行； 某些工艺过程需要改变无聊的相态； 回收热量。 由于换热目的的不同，其被控变量也不完全一样。在大多数情况下，被控变量是温度，为了使被加热的工艺介质达到规定的温度，常常取出温度问被控温度、调节加热蒸汽量使工艺介质出口温度恒定。对于不同的工艺要求，被控变量也可以是流量、压力、液位等。 1.2换热器应用及发展 换热器作为工艺过程中必不可少的单元设备，广泛地应用于石油、化工、动力、轻工、机械、冶金、交通、制药等工程领域中。据统计，在现代石油化工企业中换热器投资约占装置建设总投资的 30%~40%；在合成氨厂中，换热器约占全部设备总台数40%。由此可见，换热器对整个企业的建设投资及经济效益有着重要的影响。化工生产中所指的换热器，常指间壁式换热器，它利用金属壁将冷、热两种流体间隔开，热流体将热传到避面的一侧（对流传热），通过间壁内的热传导，再由间壁的另一侧将热传递给冷流体，从而使热物流被冷却，冷物流被加热，满足化工生产中对冷物流或热物流温度的控制要求。 目前,换热器控制中大多数仍采用传统的PID控制,以加热介质的流量作为调节手段,以被加热工艺介质的出口温度作为被控量构成控制系统对于存在大的负荷干扰且对于控制品质要求较高的应用场合润滑油入口温度： 90 润滑油出口温度： 45 冷却水流量： 40Kg/s冷却水入口温度： 28 图2-1换热器控制图 换热器控制系统结构所示输出量为被控参数传感器把它测回到输入端与给定值比较在由控制器指导执行器对被控参数进行操作 图2-2换热器控制系统结构图 2.3变量选择 简单控制系统是指那些只有一个被控量、一个操作量，只用一个控制器和一个调节阀所组成的控制回路。根据上述分析可知该系统只需用简单控制系统既能完成控制要求。 被控参数选择润滑油润滑油根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。反馈控制是自动控制的主要形式。45℃附近。 3被控对象特性分析 4系统硬件设计 4.1 温度变送器 根据题目知，温度测量仪表的选择：由于系统对温度的要求不是很高，而系统的温度范围也在0~100℃之内，则只需要一般的测温元件，故选择K型热电偶。 温度变送器仪表的选择：DDZ-Ⅲ类仪表相对于DDZ-Ⅱ类仪表的一个优点为电流范围不是从零开始，这样就避免了把仪表不能正常工作误认为是输出为零，所以应选择DDZ-