1、过程控制及仪表课程设计任务书一、课程设计题目：加热炉控制系统分析与设计二、课程设计目的1 培养学生综合应用专业知识和基础理论，掌握过控系统的设计与分析的基本方法。2 培养和提高学生的基本实践技能和综合素质。3 培养和提高学生的分析问题和解决问题的能力。三、课程设计起止时间：2011 年 9 月 26 日2011 年 9 月 30 日四、课程设计班级：自动化 08 级 8、9 班五、课程设计内容及进程：1 了解被控对象的工艺流程及结构特点；V-1 V-2工 艺 介 质 燃 料加热炉在工业生产应用中应用很广，而管式加热炉最常见。对于加热炉，工艺介质受热升温或同时进行气化，其温度的高低直接影响后一操
2、作工况和产品质量，因此加热炉出口温度必须严加控制。加热炉对象是一个多容量的复杂对象。根据实验测试，并作一些简化，可以用一阶环节加时滞后来近似，即 ，其时间常数 和滞后时间 与炉膛容量大小及工艺seTK010T0介质停留时间有关。加热炉最主要的控制指标是工艺介质的出口温度及流量。要求出口温度的静态误差一般小于12，流量的变化要平稳。本课程设计的被控对象是一个炉膛容量较小的加热炉。 2 论述如何根据对象的矩形脉冲响应曲线来获得阶跃响应曲线，并采用切线法确定对象数学模型的方法和步骤。 3 确定控制方案：本设计可考虑采用两个单回路控制方案。（1）对于温度控制采用一个单回路控制方案。操纵量是燃料的流量；
3、被控量是工艺介质的出口温度。 （2）由于工艺介质的流量对出口温度的自动控制产生扰动，故应该设计另一个流量控制回路，使流量稳定。要求画出系统工艺流程图和系统方框图。工 艺 介 质V-3 V-4FTC TCTX1Y1 Y2X2燃 料4 确定调节器的调节方案（1） 确定调节规律（2） 分别讨论下述两种确定参数的方法：a) 根据 / 的比值选择控制规律的方法；0Tb) 采用工程整定方法中的动态特性参数法。实际应用中应将以上两种方法综合考虑。 （3） 确定调节器的正、反作用。 5 仪表选择（1） 测温元件及变送器的选择测温元件建议选择铂热电阻 Pt100,选择符合 DDZ-III 型标准的温度变送器。流
4、量检测建议选择孔板节流装置配合符合 DDZ-III 型标准的差压流量变送器。（2） 调节器的选择符合 DDZ-III 型标准的模拟调节器。（3） 调节阀的选择 要求确定调节阀的选择方案： 气开、气关的选择 单阀座和双阀座的选择 流量特性的选择 流通能力和尺寸的选择 6 系统性能测试方法首先手动给定阶跃信号，再切换到自动状态，建立系统的初稳态，然后在给定的控制范围内，先后对其施加设定值的 5%30% 的扰动对系统抗扰能力进行测试。经过对 P、I 、 D 参数作相应的在线调整，最后得出输出响应曲线。根据响应曲线判断系统的性能指标：稳态误差，超调量 Mp，调整衰减比时间 Ts，衰减比 n 是否满足系统要求，若不满足应如何调整 P、I 、D 参数。 六、课程设计要求：1 课程设计内容中重点研究系统设计方法和步骤，要求清晰论述设计过程。2 课程设计结束，写出规范完整的课程设计报告。字数 5000 字左右。七、验收及成绩评定：根据平时表现及课程设计报告完成的质量。成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五等。八、参考资料：1 自动化仪表与过程控制 张智贤 中国电力出版社 2009 年2 过程控制与自动化仪表 施仁 电子工业出版社 2006 年3 过程控制系统 陈夕松 科学出版社 2007 年
