《乳液干燥控制系统课程设计》-毕业设计（论文）.docVIP

课 程 设 计 说 明 书 PAGE 11 PAGE 1 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1生产工艺简介及控制要求 1 2确定控制方案 2 2.1被控参数及控制参数的选择 2 2.2控制系统流程图及方框图 4 3检测变送仪表的选择 5 4控制器的选择 6 4.1控制器的特点 6 4.2控制器参数整定 7 4.3经验试凑法整定控制器参数 9 4.4控制规律的选用 10 5执行器的选择 10 5.1控制阀的尺寸选择 10 5.2控制阀结构与特性的选择 12 5.3气开式与气关式的选择 12 6控制器的正反作用 12 7总结 14 8参考文献 15 1生产工艺简介及控制要求 图1所示为乳化物干燥过程示意图。由于乳化物属于胶体物质，激烈搅拌易固化，也不能用泵抽送，故采用高位槽的办法。浓缩的乳液由高位槽流经过滤器A和B，滤去凝结快和其他杂质后，从干燥器顶部由喷嘴喷下。空气由鼓风机送至换热器（用蒸汽加热）加热后，在与来自鼓风机的空气混合，经风管送往干燥器，由下而上吹出，从而蒸发掉乳液中的水分，使之成为奶粉，并随湿空气一起送出进行分离。生产工艺对干燥后的质量要求很高，水分含量不能波动太大，因而需要对干燥的温度进行严格控制。试验证明，若温度波动±2℃，则产品质量可以符合要求。生产工艺对干燥后的产品质量要求很高，水分含量不能波动太大，因而需要对干燥的温度进行严格控制。 图1乳化物干燥过程示意图 2确定控制方案 2.1被控参数及控制参数的选择 1）被控参数的选择 根据生产工艺，水分含量与干燥温度密切相关。考虑到一般情况下的测量水分的仪表精度较低，故选用间接参数，即干燥的温度为被控参数，水分与温度一一对应，将温度控制在一定数值上。 2）控制参数的选择 经过对装置的分析，可知影响干燥器温度的因素有乳液流量 ，旁路空气流量 ，和加热蒸汽流量 。选其中任意变量都可作为控制参数，均可构成温度控制系统。但并不是每个变量都是最优的选择，为此根据调节阀1，2，3的位置分别画出了其各自的系统框图，对其进行近一步的分析一边选取最优的方案。 （1）首先对图2进行分析可知，乳液直接进入干燥器，控制通道的滞后最小，对被控温度的校正作用最灵敏，而且干扰进入系统的位置远离被控量，所以将乳液流量作为控制参数应该是最佳的控制方案 ;但是，由于乳液流量是生产负荷，工艺要求必须稳定，若作为控制参数则很难满足工艺要求。所以，将乳液流量作为控制参数的控制方案 应尽可能避免。 （2）对图3进行分析可知，旁路空气量与热风量混合，经风管进入干燥器，它与图2控制方案相比，控制通道存在一定的纯滞后，对干燥温度校正作用的灵敏度虽然差一些，但可通过缩短传输管道的长度而减小纯滞后时间。 （3）按照图4所示的控制方案分析可知，蒸汽需经过换热器的热交换，才能改变空气温度。由于换热器的时间常数较大，而且该方案的控制通道既存在容量滞后又存在纯滞后，因而对干燥温度校正作用的灵敏度最差。 方案1以乳液流量f1(t)为控制变量，得到如下控制方案方框图： 图2乳液流量为系统参数的系统框图 方案2 以风量f2(t)为控制变量，得到如下控制方案方框图： 图3风量为系统参数的系统框图 图3风量为系统参数的系统框图 方案3 以加热蒸汽量f3(t)为控制变量，得到如下控制方案方框图： 图4蒸汽量为系统参数的系统框图 根据以上分析可知，选择风量作为控制参数的方案比较适宜。 2.2控制系统流程图及方框图 图5 控制系统流程图 图6干燥设备控制系统的系统框图 图6干燥设备控制系统的系统框图 图6控制系统方框图 3检测变送仪表的选择 根据生产工艺要求，此次设计选用DDZ-III型仪表，具体选择如下： 温度检测仪表的种类很多.在选用时应注意每种仪表的特性和适用范围。这是确保测量精度的第一个关键环节。仪表的选择应遵循如下原则。 (1)必须满足生产工艺要求.正确选择仪表的址程和精度，正常使用温度范围一般为量程的30%-90%.热电阻适用于测址500℃以下的中、低谧度;热电偶适用于测量 500-1800℃的中、高温度;辐射式温度计一般适用于2000 ℃以上的高温测量。 (2)必须满足使用要求。对于一些重要的测温点，可选用白动记录型仪表;对于一般场合只要选择指示型仪表即可;如果要实现温度自动控制，则需要配用温度变送器。对于就地指示要求的.可选择双金属温度计;对于需要远传测量信号的.则可选择热电偶或热电阻变送器等。 (3)必须注意工作环境。为了确保仪表工作的可靠性和提高仪表的使川寿命.必须注意生产现场的使用环境.如工艺现场的气体性质(氧化性、还原性、腐蚀性等)、环境温