管式加热炉温度串级控制系统设计.docx

TOC \o 1-5 \h \z 前言 2 第一章 管式加热炉温度控制系统设计的目的意义 3 \o Current Document 1.1管式加热炉简介 3 1.2目的及意义 \o Current Document 第二章管式加热炉温度控制系统工艺流程及控制要求 4 \o Current Document 笫三章总体设计方案 5 3.1方案比较 3.1方案比较 5 \o Current Document 3.2方案选择 6 第四章 串级控制系统分析 7 \o Current Document 4.1主回路设计 7 \o Current Document 4.2副冋路选择 7 \o Current Document 4.3主、副调节器规律选择 7 \o Current Document 4.4主、副调节器止反作用方式确定 8 \o Current Document 4.5控制器参数工程整定 8 \o Current Document 第五章各仪表的选取及元器件清单 8 \o Current Document 5.1温度变送器 8 \o Current Document 5.2温度检测元件 9 \o Current Document 5.3调节阀 11 \o Current Document 5.4联锁保护 11 \o Current Document 第六章 MATLAB仿真实验 12 \o Current Document 6. 1副冋路的整定 12 136.2主凹路的整定 13 \o Current Document 6. 3整体参数整定 13 \o Current Document 第七章 问题及解决办法 16 \o Current Document 第八章心得体会 16 【参考文献】 前言一一国内外控制系统发展情况 国外控制系统的发展情况 自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算 机技术的迅猛发展以及口动控制理论和设计方法发展的推动卜，国外温度控制系 统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果，在这方面，以 日木、美国、德国、瑞典等国技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的 控制器及仪器仪表，并在各行业广泛应用。它们主要具有如下的特点： 1、 适应于大惯性、大滞后等复杂控制系统的控制。 2、 能够适应丁?受控系统数学模型难以建立的控制系统的控制。 3、 能够适应于受控系统过程复杂、参数时变的控制系统的控制。 4、 这些控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能 等理论，运用先进的算法，适应的范围广泛。 5、 控制系统具冇控制精度高、抗干扰力强、鲁棒性好的特点。目前，国外 控制系统及仪表止朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。 国内控制系统的发展概况 随着人们物质生活水平的捉高以及市场竞争的H益激烈，产品的质量和功能 也向更高的档次发展，制造产品的工艺过程变得越來越复朵，为满足优质、高产、 低消耗，以及安全生产、保护环境等要求，做为工业自动化重要分支的过程控制 的任务也愈来愈繁重。 在现代工业控制中，过程控制技术是一历史较为久远的分支。在本世纪30 年代就已冇应用。过程控制技术发展至今天，在控制方式上经历了从人工控制到 口动控制两个发展时期。在口动控制时期内，过程控制系统又经历了三个发展阶 段，它们是：分散控制阶段，集中控制阶段和集散控制阶段。几十年来，工业过 程控制取得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程屮，还是 在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及节省能源等均起着 十分重要的作用。 目前，过程控制止朝高级阶段发展，不论是从过程控制的历史和现状看，还 是从过程控制发展的必要性、可能性來看，过程控制是朝综合化、智能化方向发 展,即计算机集成制造系统(CTMS):以智能控制理论为基础，以计算机及网络为 主要手段，对企业的经营、计划、调度、管理和控制全面综合，实现从原料进库 到产品出厂的自动化、整个生产系统信息管理的最优化。 第一章设计的目的意义 1.1管式加热炉简介 管式加热炉一般由四个主要部分组成：烟囱、对流室、辐射室及燃烧器，示 意图如图1.1所示： 图1?1管式加热炉 通风系统：将燃烧用空气引入燃烧器，并将烟气引出炉子，可分为自然通风 方式和强制通风方式。 对流室：靠辐射室出来的烟气进行以对流传热为主的换热部分。 辐射室:通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分。这部分直接受火焰冲刷, 温度很高(600-1600°C),是热交换的主要场所(约占热负荷的70-80%)o 燃烧器：是使燃料雾化并混合空气，使之燃烧的产热设备，燃烧器可分为燃 料油燃烧器，