2022年过控课程方案说明书任务书.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 目录个人资料整理仅限学习使用名师归纳总结 1 整体简介 1 第 1 页,共 10 页 1.1炉膛负压概述 1 1.2掌握方案和过程挑选 1 1.3挑选掌握系统 1 1.4 系统流程图 2 2 系统方框图 2 3 外表的选型 3 3.1 压力计选型 3 5 3.2 引风机转速掌握器 4 3.3 引风机转速执行器 4 4 被控对象特性 4.1 炉膛动态特性 5 4.2 掌握算法的挑选 5 5 系统仿真 6 5.1 MATLAB仿真 6 课程设计总结 8 参考文献 8- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料

2、整理 仅限学习使用炉膛负压单回路掌握系统1. 系统整体简介1.1 炉膛负压概述 炉膛压力是指送入炉膛内的空气、煤粉及烟气和引风机吸走的烟气量之间的平稳关系,即指炉膛顶部的烟气压力；炉膛负压是反映燃烧工况稳固与否的重要参数,是运行中要掌握和监视的重要参数之 一；炉内燃烧工况一旦发生变化,炉膛负压立即发生相应变化；当锅炉的燃烧系统发生故障 或反常时,最先将在炉膛负压上反映出来,而后才是火检、火焰等的变化,其次才是蒸汽参 数的变化；因此,监视和掌握炉膛负压对于保证炉内燃烧工况的稳固、分析炉内燃烧工况、烟道运行工况、分析某些事故的缘由均有极其重要的意义；当锅炉运行时,机组负荷发生转变,锅炉进入炉膛的总

3、燃料量和一次进风量,二次进风 量将相应转变,炉膛中的延期也将转变；为了保证炉膛内的正常负压,必需对引风量加以调 节；炉膛负压过低,会使炉膛和烟道系统的漏风量进一步加大,不仅增加燃烧缺失,仍可能 造成燃烧不稳固；假如负压过高,炉膛内的火焰和高温烟气会外泄,严峻影响安全运行；所 以必需引入负压调剂系统,维护炉内压力在肯定范畴内,保证锅炉安全运行；炉膛内的压力主要与引风量,燃料输送量和送风量等参数有关,最主要的仍是引风量,设计时可不靠考虑燃料输送量但必需考虑送风量的影响；由于引风量调剂对象的动态响应 快,测试较简单,所以采纳引风量掌握的系统一般只采纳炉膛负压作为被调量的单回路掌握 系统；1.2 掌握

4、方案和过程的挑选 掌握方案挑选掌握引风机的引风量大小直接转变炉膛压力,再利用压差变送器传递的反 馈信号作用于引风机,调剂引风机的转速从而实现炉膛压力单回路掌握的闭环回路；实际应用中把压力信号转换为4-20mA的电流信号 ,用转换来的电信号掌握引风机变频器的频率.通过频率的转变使引风机的引风量得到掌握；炉膛负压的掌握对象是引风机导叶所掌握的引风量,炉膛负压的动态特性是引风量阶跃 变化时,炉膛负压随时间变化的特性；由于炉膛负压反应很快,可做比例特性来处理,之后 用积分特性来排除余差,达到掌握目的；单回路反馈掌握系统由一个被控过程,一个检测变 送器,一个掌握器和一个执行器组成,对一个被控变量进行掌握

5、的单回路闭环掌握；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用1.3 挑选掌握系统如前所述,系统采纳单回路掌握系统,一个调剂器,一个执行器,一个检测变送器,只有一个闭环；掌握对象为锅炉炉膛,测量元件采纳压差变送器,执行器是炉膛引风机变频器；被控变量是炉膛顶部烟气出口压力假设炉膛各处压力相等）；给定值为系统需要的合适的炉膛压力值,测量值由炉膛顶端压力计测量得到；为保证测得压力的精确性,采纳五个 压差变送器分别测量,之后取去掉其中最小值和最大值后的三个变送器的平均值作为测量变 送量；操控变量是引风机变频

6、器频率；干扰为炉膛内引风量落后于燃料量和鼓风量的掌握,造成不稳固因素压力变化等；掌握信号为调剂器依据偏差信号运算出得到的用以掌握引风机变频器的 5-25 mA 电流信号；1.4 系统流程图： PT 锅炉PC 风机变频器引风机图 1 炉膛负压单回路掌握系统流程图2系统方框图f - K 压差变送器图 2 炉膛负压单回路掌握系统方框图名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用3仪器外表的选型3.1 测量元件防爆压差变送器由于炉膛温度高,且一般是负压,所以选用压力传感器,可采纳炉膛负压传感器；建议选用PT

7、500-503H压差变送器,其可测量的介质温度达600环境温度 -20 85）,采纳高精度高稳固性耐高温 电阻应变计做为变送器的感压芯片,选进的贴片工艺,配套带有零点、满量程补偿,温度补偿的高精度和高稳固性放大集成电路 ,引压头部分自带降温环形散热片,使用得温度可急速降温,将被测量介质的压力转换成 420mA、05VDC、010VDC、0.5 4.5VDC等标准电信号；产品结构采纳全封焊结构,使之产品的抗冲击才能、过载才能、产品密封性等性能有了较大提高,产品最高压力可达到 部分有多种方式,能够最大限度的满意用户的需求；产品扩展特性：60MPa；产品过程连接部分和电气连接 1 ）、过程连接部分：

8、可扩展为法兰接连、快速接口连接、毛细管连接等 2 ）、电气连接部分：可接二次就地显示外表、防水密封连接等 3 ）、介质温度特性： -20 85、 -20 150、-20 200、-20 600 4 ）、输出信号特性： 020mA 、15VDC、02VDC、电压比例输出、 RS485数字信号被测介质：气体、液体及蒸气输压力类型：表压量程： -100KPa-0.6Mpa60 Mpa 间任意可选出：通用： 420mA二线制）、 05VDC、010VDC、0.5 4.5VDC三线制）特别： 020mA 、15VDC、0 2VDC、电压比例输名师归纳总结 - - - - - - -出 、 RS485 数

9、 字 信 号综 合 精 度 ： 0.25%FS、 0.5%FS供电 ： 24V Dc12 36VDC）绝缘电阻： 1000 M /100VDC 负载电阻 : 电流输出型：最大800 ；电压输出型：大于50K介质温度： -20 85、 -20 150、 -20 200、 -20 600可选）环境温度： -20 85储存温度： -40 90相对湿度：95% RH 密封等级： IP65/IP68 过载才能： 150%FS 响应时间：20mS与介质温度有关）稳 定 性： 0.15%FS/年振动影响：0.15%FS/年机械振动频率20Hz 1000Hz）电气连接：不锈钢防水密封端子 、四芯航空 接插第

10、4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用件、赫丝曼接头等3.2 引风机转速调剂掌握器利用 MCS-51单片机来掌握引风机的转速,利用掌握脉冲的产生与安排来掌握电机,靠软件方式驱动电机,可在肯定范畴内自由设置转速,便利敏捷；其参数为：8 位 cpu,片内带振荡器,频率范畴为 1.2MHz12MHz,128B的数据储备器,片内带 4KB的程序储备器,程序储备器的寻址空间为 64KB,数据储备器的寻址空间为 64K 有 128 个用户为寻址空间, 21 个字节特别功能寄存器, 4 个 8 位的 I/O 并行接口： P0、P1、P2、P3,两个

11、16 位定时、计数器,两个优先级别的五个中断源,一个全双工的串行 I/O 接口,可多机通信, 111 条指令,包含乘法指令和除法指并采纳单总线结构有较强的位处理才能采纳单一+5V电源3.3 引风机转速执行器利用沟通电机和变频器当作引风机的执行器是最优方案；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用采纳 DSP=,时间常数 T 很小；静态放大系数为： K=且压力调剂的滞后性很小；通过查阅相关文献得知其工业上的实际传递函数为：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料

12、 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用G s=K , 其中 K =FK T =FT T =T /F 带*的量为调剂器参数的实际值,不带 * 的值为各参数的刻度值,F 为相互干扰系数； K为积分增益；由于本系统描述的是其抱负情形,所以不采纳实际传递函数而采纳抱负情形；这里将系统的总近似模型设为：Gs=将其中 K 是系统的总增益； T 是系统的惯性时间常量；将其中 K 设为 0.5,T 为 10,系统滞后时间由于很小这里忽视不计；5系统仿真5.1 MATLAB仿真对调解器进行参数整定,即对PID 掌握规律中调剂器的比例度,积分时间,微分时间三个参数的大小进行确定,可以利用

13、体会试凑法,临界比例法,衰减曲线法等方法对调解器参数进 行整定；在本系统为压力掌握系统,快速系统,对象容量滞后较小,被控变量有波动；因此,可不用微分调剂,宜用PI 调剂,系统比例度要大,积分时间可小；由体会试凑法确定P的范畴在 2530 之间, I 范畴在 12 之间；图 3Simulink 连接图名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用图 4 阶跃响应图取 K=29 T=1.5 由图可以看出,超调量大致为所需量的1.4 倍,由锅炉的承压才能来看,如果炉膛负压挑选合适,不会对锅炉安全造成影响,但

14、是超调量过大可能会影响引风机使用寿 命和电力消耗；所以有必要对参数进行优化；且由于没有微分效应,曲线显得不圆滑,过度 过程不平滑；图 5 优化后的阶跃响应从图中可以看出经过优化后超调量降为1.2 倍,且响应时间为5 秒左右,可以满意设计要求；优化后的 K取 25,T 为 1.2 ；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用 6课程设计总结本设计针对炉膛负压回路的掌握,采纳变频器掌握引风机转速调剂炉膛压力的方案,分 析了炉膛负压回路掌握的原理和实施方法,系统模型的建立,外表选型和操作 MATLAB进

15、行 仿真和相关参数整定,并且基本可以保证该掌握系统的稳固性和快速性；本次课程设计的时间较长,可以让我们有充分的时间来进行设计,并且免除了考研和期 末考试的压力,所以整个设计的氛围仍是很宽松的；应当来说,我所挑选的炉膛负压单回路 掌握系统,属于压力掌握,由于其推迟时间短,惯性效应不明显,所以设计起来相对于温度 和流量掌握仍是比较简单的；通过对本系统的设计,是我对锅炉的压力调剂方法有了深化的明白,同时也掀开了锅炉 换热器等设备的神奇面纱,使我对设备不再有以前抱有的神奇感；同时我也学会了使用 MATLAB中的一些组件,俗语说师傅领进门,修行在各人；听过这次入门学习,我为毕业设 计的前期预备工作又添了

16、一片瓦；这无论是对即将终止的高校生涯,仍是将要到来的工作生 涯都是一次很好的借鉴和总结；最终感谢各位指导老师和全部在我设计过程中赐予我关怀和帮忙的老师和同学；7参考文献名师归纳总结 1 金以会主编过程掌握清华高校出版社of 2 杨建勇主编热工过程自动掌握清华高校出版社3 王树青 主编过程自动化外表化学工业出版社4 王毅主编过程装备掌握及应用化学工业出版社5 胡松涛主编自动掌握原理简明教程 . 其次版科学出版社6 刘洁 . 一种基于炉膛压力分析的燃烧特点信号提取方法硕士论文华北电力高校7 孟华主编工业过程监测与掌握化学工业出版社8 Wikipedia.The free encyclopedia. Wikipedia. is a registered trademark the Wikimedia Foundation, Inc., a non-profit organization第 9 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 个人资料整理仅限学习使用第 10 页,共 10 页- - - - - - -