热工控制系统课程设
计
热工控制系统课程设计题目燃烧控制系统
专业班级：能动1307
姓名：毕腾
学号： 201302400402
指导教师：李建强
时间： 2016.12.30—2017.01.12
目录
第一部分多容对象动态特性的求取 (1)
1.1、导前区 (1)
1.2、惰性区 (2)
第二部分单回路系统参数整定 (3)
2.1、广义频率特性法参数整定 (3)
2.2、广义频率特性法参数整定 (5)
2.3分析不同主调节器参数对调节过程的影响 (6)
第三部分串级控制系统参数整定........................................................................ (10)
3.1 、蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统 (10)
3.2 、炉膛负压控制系统 (10)
3.3、系统分析 (12)
3.4有扰动仿真 (21)
第四部分四川万盛电厂燃烧控制系统SAMA图分析 (24)
4.1、送风控制系统SAMA图简化 (24)
4.2、燃料控制系统SAMA图简化 (25)
4.3、引风控制系统SAMA图简化 (27)
第五部分设计总结 (28)
第一部分 多容对象动态特性的求取
某主汽温对象不同负荷下导前区和惰性区对象动态如下： 导前区：1
36324815
.02
++-S S 惰性区：
1
110507812459017193431265436538806720276
.123456++++++S S S S S S 对于上述特定负荷下主汽温导前区和惰性区对象传递函数，可以用两点法求上述主汽温对象的传递函数，传递函数形式为 w(s)=
n
TS K
)
1(+,再利用 Matlab 求取阶跃响应曲线，然后利用两点法确定对象传递函数。 1.1 导前区
利用MATLAB 搭建对象传递函数模型如图所示：
曲线放大系数K=0.815
y(t1)=0.4*0.815=0.326； t1=25.885; y(t2)=0.8*0.815=0.652； t2=55.000;
则：n=(1.075t1t2-t1+0.5) 2=2.1192≈2 T=t1+t2
2.16n ≈18.723
则有：2
)1723.18(815
.0W(s)+=s
1.2 惰性区
利用MATLAB 搭建对象传递函数模型如图所示：
曲线放大系数K=1.276
y(t1)=0.4*1.276=0.51； t1=94.66;
y(t2)=0.8*1.276=1.02； t2=146.10;
则：n=(1.075t1
t2-t1+0.5) 2
=6.11≈6 T=t1+t22.16n ≈18.4
则有：6
1.276
W(s)(18.41)
s =
+
2、单回路系统参数整定
2.1 广义频率特性法参数整定
根据)
(10n ctg m T π
ω+=
n
p n
n m K k )cos sin
(1
0π
π
+=
采用等幅振荡法确定调节器参数时相当于m 0=0 （1） W(s)=
6
1.276
(18.41)
S +为对象进行参数整定 6
1 1.8561.5(cos )6
p k π
=
=
在matlab 中进行仿真分析，过程如下：
其中In1Ou1模块如下图：
仿真后系统输出为：
根据等幅振荡是比例增益（Kpk=1.856）和系统输出输出曲线确定的等幅振荡周期（Tk=200）,可以查表确定当系统衰减率Φ=0.75时调节器参数K p=1.1114 K I=0.011114 K D=27.785。投入闭环运行，观察运行效果。代入上述图中在matlab中进行仿真分析，实际系统效果图形为：
2.2 广义频率特性法参数整定
单回路控制系统的原理方框图如下所示
若采用等幅振荡法确定比例调节器的参数，其传递函数为
100%负荷时汽温对象惰性区传递函数为
用代入，等幅振荡时，，则
由广义频率特性法可得
即
事实上对于阶多容惯性环节，可用如下简化公式进行整定参数的计算[1]
则当等幅振荡时，，对于100%负荷惰性区传递函数可得
2.3分析不同主调节器参数对调节过程的影响
1、增大和减少Kp对调节过程的影响
Kp增大时，当Kp=1.444时，系统阶跃相应曲线如下图：
Kp减小时，当Kp=0.8时，系统阶跃相应曲线如下图：
2、增大和减少K I对调节过程的影响
K I增大时，当K I=0.0122时，系统阶跃相应曲线如下图：
K I减小时，当K I=0.01时，系统阶跃相应曲线如下图：
3、增大和减少K D对调节过程的影响
K D增大时，当K D=30时，系统阶跃相应曲线如下图：
K D减小时，当K D=25时，系统阶跃相应曲线如下图：
4、 同时改变p K i K d K 对调节过程的影响，系统阶跃响应曲线的
输出如下：
如p K =1.2 K I =0.02 K D =30时：
通过改变P K ,I K ,D K 的大小，观察阶跃响应曲线，可知比例作用可使调节过程趋于稳定，但在单独使用时，使被调量产生静态偏差；积分作用能使被调量无静态偏差，但单独使用时，会使调节过程变成振荡甚至不稳定；微分作用能有效地减少动态偏差，但不能单独使用。
3 串级控制系统参数整定
原理简述：燃烧过程控制系统：燃油锅炉的燃烧过程控制主要由三个子系统构成：蒸汽压力控制系统、燃料空气比值控制系统以及炉膛负压控制系统。
3.1 、蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统
锅炉燃烧的目的是生产蒸汽供其他生产环节使用。一般生产过程中蒸汽的控制是通过压力实现的，后续环节对蒸汽的生产用量不同，反映在蒸汽锅炉环节就是蒸汽压力的波动。维持蒸汽压力恒定是保证生产正常进行的首要条件。
保证蒸汽压力恒定的主要手段是随着蒸汽压力波动及时调节燃烧产生的热量，而燃烧产生热量的调节是通过控制所供应的燃料量以及适当比例的助燃空气的控制实现的。
因此，蒸汽压力是最终被控制量，可以根据生成情况确定；燃料量是根据蒸汽压力确定的；空气供应量根据空气量与燃料量的合理比值确定。
3.2 、炉膛负压控制系统
锅炉炉膛负压过小时，炉膛内的热烟、热气会外溢，造成热量损失，影响设备安全运行甚至会危及工作人员安全；当炉膛负压太大时，会增加燃料损失、热量损失和降低热效率。使外部大量冷空气进入炉膛，改变燃料和空气比值。
控制方案：
某锅炉燃烧系统要求对系统进行蒸汽压力控制。本项目采用燃烧炉蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统，并辅以炉膛负压控制的方案，控制系统框图如图所示。
已知控制系统传递函数：
燃料流量系统的数学模型：G(s)=
s e s 31
122
-+
空气流量模型：G(s)=
s e s 21
102
-+ 引风量与负压关系模型：G(s)=
s e s -+1
56
送风量对负压的干扰模型：G(s)=1
22
+s
并取：
燃料流量至蒸汽压力关系约为：G(s)=4 蒸汽压力至燃料流量关系约为：G(s)=1/4 燃料流量与控制流量比值：G(s)=2 空气流量与燃料流量比值：G(s)=1 3.3、系统分析
1、系统稳定性分析
作出伯德图，如果相角裕度Pm>0°或幅值裕度Gm>1，表示系统稳定。
(1) 燃料流量系统数学模型：G(s)=
s e s 31
122
-+的伯德图：
（2）空气流量数学模型G(s)=
s e s 21
102
-+的伯德图：
（3）引风量与负压关系模型G(s)=
s e s -+1
56
的伯德图
2、控制系统参数整定 (1)燃烧控制系统
为使系统无静差，燃烧流量调节器采用PI 形式，即： s
Ki Kp s Gc +
=)( 其中，参数Kp 和Ki 采用稳定边界法整定。先让Ki=0，调整Kp 使系统等幅振荡，即系统临界稳定状态。系统临界振荡仿真框图及其振荡响应如图所示：
记录此时的振荡周期Tcr=10.7s和比例参数
Kcr=2,Kp=Kcr/2.2=1.613，Ki=Kp/(0.85Tcr)=0.188在Kp=1.613，Ki=0.188的基础上，对PI参数进一步整定，燃料流量闭环控制系统单位阶跃输入的仿真框图如下所示，其中PI模块的结构如图所示。调节Kp=1，Ki=0.08，系统响应如图所示，可见系统有约5%的超调量。
(2)蒸汽压力控制系统
在燃料流量控制系统整定的基础上，采用试误法整定压力控制系统参数。系统整定仿真框图如图所示
由仿真结果可以看出，系统响应超调量约为50%。此时系统调节器最简单，工程上系统响应速度和稳定程度一般。
(3)空气流量控制系统
空气流量控制系统的整定方法和燃料流量控制参数整定方法类似
记录此时的振荡周期Tcr=7s和比例参数Kcr=5.23,则
Kp=Kcr/2.2=1.93，Ki=Kp/(0.85Tcr)=0.34
在Kp=1.93，Ki=0.34的基础上，对PI参数进一步整定，空气流量控制系统单位阶跃输入的仿真框图如下所示，其中PI模块的结构如图所示。调节Kp=1.45，Ki=0.1，系统响应如图所示，可见系统有
计算机控制课程设计 报告 设计题目：电阻炉温度控制系统设计 年级专业：09级测控技术与仪器 化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计就是利用单片机来控制高温加热炉的温度，传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产
生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。 1.1电阻炉组成及其加热方式 电阻炉是工业炉的一种，是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或者熔化元件或物料的热加工设备。电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成，炉体由炉壳、加热器、炉衬（包括隔热屏）等部件组成。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加
热方法也不同;由于工艺不同，所要求的温度高低不同，因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，对控温精度要求不同，因而控制系统的组成也不相同。电气控制系统包括主机与外围电路、仪表显示等。辅助系统通常指传动系统、真空系统、冷却系统等，因炉种的不同而各异。电阻炉的类型根据其热量产生的方式不同，可分为间接加热式和直接加热式两大类。间接加热式电阻炉，就是在炉子内部有专用的电阻材料制作的加热元件， （4）电阻炉温度按预定的规律变化，超调量应尽可能小，且具有良好的稳定性; （5）具有温度、曲线自动显示和打印功能，显示精度为±1℃; （6）具有报警、参数设定、温度曲线修改设置等功能。
工业锅炉热工控制系统-过程控制课程设计报告书
目录 一、概述 -----------------------------------------------------------------------2 1．1工业锅炉概述 ----------------------------------------------------------------2 1．2国内工业锅炉发展状况 --------------------------------------------------------2 1．3国外工业锅炉发展状况 --------------------------------------------------------2 1．4工业锅炉的调节任务 ----------------------------------------------------------2 二、工业锅炉控制系统的基本任务和要求--------------------------------------------3 2．1给水控制系统 ----------------------------------------------------------------3 2．2过热蒸汽温度的调节系统 ------------------------------------------------------3 2．3燃烧调节系统 ----------------------------------------------------------------3 2．4锅炉的主要设计参数----------------------------------------------------------4 三、工业锅炉自动控制系统方案的设计----------------------------------------------4 3．1给水控制系统----------------------------------------------------------------4 3．1．1 锅炉汽包给水控制对象的特点 3．1．2锅炉汽包给水控制对象的动态特性 3．1．3测量给水控制系统仪表的选择 3．1．4给水控制系统的设计 3．1．5给水控制系统的工作原理及SAMA图 3．2过热蒸汽温度的调节系统-----------------------------------------------------10 3．2．1过热蒸汽温度的调节系统对象的动态特性
热工控制系统课程设计 题目燃烧控制系统 专业班级: 能动1307 姓名: 毕腾 学号: 02400402 指导教师: 李建强 时间: .12.30— .01.12
目录 第一部分多容对象动态特性的求取 (1) 1.1、导前区 (1) 1.2、惰性区 (2) 第二部分单回路系统参数整定 (3) 2.1、广义频率特性法参数整定 (3) 2.2、广义频率特性法参数整定 (5) 2.3分析不同主调节器参数对调节过程的影响 (6) 第三部分串级控制系统参数整定....................... (10) 3.1 、蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统 (10) 3.2 、炉膛负压控制系统 (10) 3.3、系统分析 (12) 3.4有扰动仿真 (21) 第四部分四川万盛电厂燃烧控制系统SAMA图分析 (24) 4.1、送风控制系统SAMA图简化 (24) 4.2、燃料控制系统SAMA图简化 (25) 4.3、引风控制系统SAMA图简化 (27) 第五部分设计总结 (28)
第一部分 多容对象动态特性的求取 某主汽温对象不同负荷下导前区和惰性区对象动态如下: 导前区: 136324815.02++-S S 惰性区: 1 110507812459017193431265436538806720276 .123456++++++S S S S S S 对于上述特定负荷下主汽温导前区和惰性区对象传递函数, 能够用两点法求上述主汽温对象的传递函数, 传递函数形式为 w(s)= n TS K )1(+,再利用 Matlab 求取阶跃响应曲线, 然后利用两点法确 定对象传递函数。 1.1 导前区 利用MATLAB 搭建对象传递函数模型如图所示:
热工控制系统课程设计 ----某直流锅炉给水控制系统设计 二○一○年十二月 目录 第一部分多容对象动态特性的求取 (2) 第二部分单回路系统参数整定 (4) 一、广义频率特性法参数整定 (5) 二、临界比例带法确定调节器参数 (6) 三、比例、积分、微分调节器的作用 (9) 第三部分串级控制系统参数整定 (10) 一、主蒸汽温度串级控制系统参数整定 (10) 二、给水串级控制系统参数整定 (13) 三、燃烧控制系统参数整定 (15)
第四部分 某电厂热工系统图分析 ........................................................ 16 参考文献： (19) 第一部分 多容对象动态特性的求取 选取某主汽温对象特定负荷下导前区和惰性区对象动态特性如下： 导前区： 1 40400657 .12++-s s 惰性区： 1 1891542269658718877531306948665277276960851073457948202 .1234567+++++++s s s s s s s 对于上述特定负荷下主汽温导前区和惰性区对象传递函数，可以用两点法求上述主汽温对象的传递
函数，传递函数形式为n Ts K s W )1()(+=，利用Matlab 求取阶跃响应曲线，然后利用两点法确定对象 传递函数。 导前区阶跃响应曲线： 图1-1 由曲线和两点法可得： 657.1=K 637.28,663.0657.14.0)(4.01==?=∞t y 165.61,326.1657.18.0)(8.02==?=∞t y 2092.25.0075.12 121≈=??? ? ??+-=t t t n ，8.2016.22 1≈+≈n t t T 即可根据阶跃响应曲线利用两点法确定其传递函数：2 ) 18.20(657 .1)(+-= s s W 惰性区阶跃响应曲线：
《热工过程控制仪表课程设计》实践环节教学大纲 适用专业: 自动化（热工过程自动化方向） 先修课程：电路理论,模拟电子技术，热工测量与仪表，自动控制理论 一、目的 热工过程控制仪表课程实习与设计是学习热工过程控制仪表课程后的一个重要的综合实践环节。 1．通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用热工过程控制仪表课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决仪表控制系统设计问题的能力。 2．学习仪表控制系统设计的一般方法，掌握仪表控制系统的一般规律。 3．进行仪表控制系统设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范，进行计算机辅助设计和绘图的训练。 二、基本要求 1．能从仪表控制系统功能要求出发，制订或分析设计方案，合理地选择传感器，变送器、调节器和执行机构。 2．能按工艺的控制要求，选择相关模块，设计的调节器的组态图，填写相关控制数据表。 3．能考虑仪表安装与调整、使用与维护、经济和安全等问题，对仪表控制系统的安装技术要求进行设计。 4．图面符合国家有关标准，尺寸及公差标注正确，技术要求完整合理。三、实践内容与时间分配 见表1。 表1
四、实践条件与地点建议 1. 实践基本条件要求 提供学生进行课程设计的专用教室，并能提供学生一定的实验设备、实验条件，条件允许的话提供学生到生产实践场所短期参观学习的机会。 2. 实践地点建议 校内专用教室、实验室及火力发电厂。 五、能力培养与素质提升 1. 能力培养 通过课程设计实践，能够树立正确的设计思想，培养综合运用热工过程控制仪表课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决仪表控制系统设计问题的能力。在实践环节中进行仪表控制系统设计基本技能的训练。 2. 素质提升 通过实践，深入掌握理论教学内容，并将其运用到实践环节，具备一名专业工程师的基本素质。 六、考核方式与评分标准 1．考核方式：考查 2．成绩评定：按平时表现，设计说明书及答辩三部分综合考核，按优，良，中，及格，不及格计分。其中：平时表现（30%），设计说明书（40%）答辩（30%）。
目录 1 实验背景 (2) 2 实验介绍 (3) 3 微分方程和传递函数 (6)
1 实验背景 在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制原理是相对于人工控制概念而言的，自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器，设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。 在自动控制原理【1】中提出，20世纪50年代末60年代初，由于空间技术发展的需要，对自动控制的精密性和经济指标，提出了极其严格的要求；同时，由于数字计算机，特别是微型机的迅速发展，为控制理论的发展提供了有力的工具。在他们的推动下，控制理论有了重大发展，如庞特里亚金的极大值原理，贝尔曼的动态规划理论。卡尔曼的能控性能观测性和最优滤波理论等，这些都标志着控制理论已从经典控制理论发展到现代控制理论的阶段。现代控制理论的特点。是采用状态空间法（时域方法），研究“多输入-多输出”控制系统、时变和非线性控制系统的分析和设计。现在，随着技术革命和大规模复杂系统的发展，已促使控制理论开始向第三个发展阶段即第三代控制理论——大系统理论和智能控制理论发展。 在其他文献中也有所述及（如下）： 至今自动控制已经经历了五代的发展： 第一代过程控制体系是150年前基于5－13psi的气动信号标准（气动控制系统PCS，Pneumatic Control System）。简单的就地操作模式，控制理论初步形成，尚未有控制室的概念。 第二代过程控制体系（模拟式或ACS,Analog Control System）是基于0－10mA或4－20mA 的电流模拟信号，这一明显的进步，在整整25年内牢牢地统治了整个自动控制领域。它标志了电气自动控制时代的到来。控制理论有了重大发展，三大控制论的确立奠定了现代控制的基础；控制室的设立，控制功能分离的模式一直沿用至今。 第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）.70年代开始了数字计算机的应用，产生了巨大的技术优势，人们在测量，模拟和逻辑控制领域率先使用，从而产生了第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）。这个被称为第三代过程控制体系是自动控制领域的一次革命，它充分发挥了计算机的特长，于是人们普遍认为计算机能做好一切事情，自然而然地产生了被称为“集中控制”的中央控制计算机系统，需要指出的是系统的信号传输系统依然是大部分沿用4－20mA的模拟信号，但是时隔不久人们发现，随着控制的集中和可靠性方面的问题，失控的危险也集中了，稍有不慎就会使整个系统瘫痪。所以它很快被发展成分布式控制系统（DCS）。 第四代过程控制体系（DCS，Distributed Control System分布式控制系统）：随着半导体制造技术的飞速发展，微处理器的普遍使用，计算机技术可靠性的大幅度增加，目前普遍使用的是第四代过程控制体系（DCS，或分布式数字控制系统），它主要特点是整个控制系统不再是仅仅具有一台计算机，而是由几台计算机和一些智能仪表和智能部件构成一个了控制
课程设计报告 学生姓名:学号：2012307010936 学院:自动化工程学院 班级: 自动卓越121 题目: 热工参数检测仪表 刘口 指导教师：职称: 实验师 201年月日
目录 第一章题目背景及意义 (1) 第二章第二章设计题目介绍 (1) 2.1设计目的 (1) 2.2设计内容及要求 (1) 2.3设计工作任务及工作量的要求 (1) 2.4设计成果形式及要求 (2) 第三章压力表的检定 (2) 3.1压力表的概述 (2) 3.2压力表简介 (2) 3.2.1压力表原理 (2) 3.2.2压力表构造 (3) 3.2.3性能分类 (3) 3.3压力表检定方法 (3) 3.4计量器具 (4) 3.5示值误差、回城误差和敲定位移的检定 (4) 3.6实验操作步骤 (4) 3.7结果处理 (4) 3.8误差分析 (5) 3.9测量结果 (6) 第四章热电阻的检定 (7) 4.1热电阻概述 (7) 4.2热电阻工作原理 (7) 4.3热电阻允差 (7) 4.4热电阻的检定方法 (8) 4.5检定设计方法 (8) 4.6实验操作步骤 (8)
4.7结果处理 (8) 4.8误差分析 (9) 4.9检定结果 (9) 第五章流量计的检定 (16) 5.1流量计概述 (16) 5.2转子流量计工作原理 (16) 5.3流量计检定方法 (17) 5.4测量工作原理和主要技术参数 (17) 5.5实验操作步骤 (17) 5.6数据处理 (18) 5.7误差分析 (18) 第六章总结 (19) 参看文献 (19)
第一章题目背景及意义 电厂热工检测技术及仪表是电厂热工自动化的重要内容之一，所要完成的任务就是为运行操作人员及时、准确和方便的反应生产过程运行情况的各种物理量、化学量以及生产设备的工作状态并自动的进行检查和测量，以便监督生产过程的进行情况和趋势，电厂热工过程自动化是随着火力发电事业的发展而发展起来的。在火电厂锅炉和汽轮机都装有大量的检测仪表，其中包括传感器、变送器、显示仪表和记录仪表等。他们随时显示、记录、累积和变送机组运行各种参数，以便进行必要的操作和控制，保障机组安全经济的运行。 总之，检测仪表是保障生产过程安全经济运行及实现自动化的前提条件和必要条件，配备完善的自动监测系统能够为操作人员提供操作数据，为自动化装备提供准确及时的测量信号，为宏观技术管理提供参考依据，可以改善运行和检修人员的劳动条件，提高劳动效率和设备可靠性。 第二章设计题目介绍 2.1设计目的 通过本课程的学习，学生应达到如下基本目标：使学生了解热工系统中常用的压力、温度及流量等热工参数的特性及检测的方法，熟练掌握这些测量仪表的使用方法，能对常用测量仪表的精度进行校验。 2.2设计内容及要求 （1）根据《压力控制器检定规程JJG 544-2011》及《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程JJG 52-1999》的要求对压力控制器和压力表进行检验，并给出检定报告。 （2）根据热电偶及热电阻检定规程，使用热工检定系统对热电偶或热电阻进行校验，并给出检定报告，报告格式见指导书。 （3）根据《冷水水表检定规程JJG162-2009》，利用流量试验台对流量表进行检定并给出相应的检定报告。 （4）熟练使用磁翻柱式、差压式液位计的使用方法。 2.3设计工作任务及工作量的要求 （1）课程设计报告（题目介绍、背景意义、要求及实验过程等）；
（注意：保持清洁，设计结束后装订在设计说明书正文的第1页） 《热工过程自动控制》课程设计任务书 专业方向：热能与动力工程 班级： 学生姓名： 指导教师： 周数：1 学分：1 一、设计题目 600MW单元机组直流锅炉给水控制系统的组态设计 二、原始资料 1. 控制对象 600MW超临界机组直流锅炉给水控制系统采用两台分别带50%负荷的汽动给水泵作为正常负荷下的供水，设置一台可带50%负荷的电动给水泵，作为启动及带低负荷或两台汽动泵中有一台故障时作备用泵使用。 2. 控制要求 直流锅炉必须使燃烧率和给水量随时保持适当的比例。 （1）给水流量控制回路仅当锅炉运行在纯直流工况下，才能对锅炉出口的主蒸汽温度起到粗调的作用。为保证锅炉本身的安全运行，要求任何工况下省煤器入口给水流量不低于35%MCR； （2）给水泵串级控制回路的副调节器根据给水流量偏差输出给水泵控制指令，调节各台泵的转速以满足机组负荷变化的需要； （3）为保证给水泵的运行安全，给水流量调节阀控制回路通过调节给水阀门的开度维持泵出口母管的压力在适当范围内； （4）汽动给水泵再循环阀调节回路需保证通过每台汽泵的流量不低于最小允许流量。 三、设计任务 1、了解大型单元机组控制系统概貌和集散控制系统概貌及其组态原理；
2、了解ABB贝利公司Symphony集散控制设备及其重要功能模块的作用； 3、掌握控制对象（包括工艺流程）及控制任务； 4、根据控制系统原理进行相应集散控制系统的组态设计； 给水控制系统包括三个部分：（1）给水流量指令形成回路（2）汽动给水泵转速控制回路（3）给水流量调节阀控制回路，可任选其中两部分做组态设计。 5、对所设计的部分进行组态分析。 四、建议时间安排 课程设计时间安排 序号内容时间 1 收集资料，学习相关理论知识1天 2.5天 2 进行集散控制系统的组态设计 并绘制组态图 3 整理报告1天 4 答辩0.5天 5 合计5天 五、成果要求 1、课程设计报告 （1）字数约5000左右，统一用A4纸手工书写，字迹工整。 （2）主要内容及装订顺序：封面、扉页、成绩考核表、课程设计任务书、目录、正文、参考文献、设计体会及附录。 （3）正文部分应该包括以下几项内容：大型单元机组控制系统概述、集散控制系统概述及其组态原理、Symphony集散控制设备简介及重要功能模块的作用、系统控制对象（包括工艺流程）及控制任务、所选定部分的组态设计和组态分析。（4）设计报告严禁抄袭，即使是同一小组也不允许雷同，否则按不及格论。 2、图纸要求：图纸要求手绘，以附录的形式放在报告最后。 六、成绩评定 设计成果主要由设计报告体现，成绩评定等级为优、良、中、及格、不及格五级制。设计成绩根据以下四个方面综合确定：（1）设计报告（40%）（2）设计期间表现（20%）（3）设计答辩（40%）。
热工控制系统课程设计题目燃烧控制系统 专业班级：能动1307 姓名：毕腾 学号： 201302400402 指导教师：建强 时间： 2016.12.30—2017.01.12
目录 第一部分多容对象动态特性的求取 (1) 1.1、导前区 (1) 1.2、惰性区 (2) 第二部分单回路系统参数整定 (3) 2.1、广义频率特性法参数整定 (3) 2.2、广义频率特性法参数整定 (5) 2.3分析不同主调节器参数对调节过程的影响 (6) 第三部分串级控制系统参数整定........................................................................ (10) 3.1 、蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统 (10) 3.2 、炉膛负压控制系统 (10) 3.3、系统分析 (12) 3.4有扰动仿真 (21) 第四部分万盛电厂燃烧控制系统SAMA图分析 (24) 4.1、送风控制系统SAMA图简化 (24) 4.2、燃料控制系统SAMA图简化 (25) 4.3、引风控制系统SAMA图简化 (27) 第五部分设计总结 (28)
第一部分 多容对象动态特性的求取 某主汽温对象不同负荷下导前区和惰性区对象动态如下： 导前区：1 36324815 .02 ++-S S 惰性区： 1 110507812459017193431265436538806720276 .123456++++++S S S S S S 对于上述特定负荷下主汽温导前区和惰性区对象传递函数，可以用两点法求上述主汽温对象的传递函数，传递函数形式为 w(s)= n TS K ) 1(+,再利用 Matlab 求取阶跃响应曲线，然后利用两点法确定对象传递函数。 1.1 导前区 利用MATLAB 搭建对象传递函数模型如图所示：
热工课程设计论文 热工方面的课程设计研究能帮助我们更好地掌握热工的知识。下面是我想跟大家分享的热工课程设计论文，欢迎大家浏览。 1热工自动化技术的应用 热工自动化技术在火力发电厂中具有一定的实践优势，在满足火力发电厂基本需求的基础上，既可以提高火力发电厂的运行水平，又可以降低火力发电厂的能源消耗。以下结合火力发电厂的运行实况，分析热工自动化技术的应用。 1.1DCS DCS是热工自动化技术的主要代表，其在火力发电厂中具备成熟的应用经验。DCS控制的主要条件是计算机局域网，在此基础上控制发电机组，形成网络化的控制系统。DCS系统中处理器的数量非常多，用于为火力发电厂提供到位的控制，消除系统缺陷的影响，即使一个处理器出现问题，也不会影响DCS系统的实际应用。DCS系统能够控制火力发电厂的建设规模，在很大程度上控制电缆的使用量，不需要投入过多的设备、元件。在DCS系统的支持下，可提高热工自动化技术的经济效益。 1.2自动控制 热工自动化技术的自动化控制用于管控火力发电厂中的调节系统，比如温度、燃烧等，促使火力发电厂具备自动控制的特点。以某火力发电厂为例，该火力发电厂充分发挥了热工自动化技术的优势，将自动控制应用到了3个系统模块中： ①汽包水位系统。根据火力发电厂的电量负荷状态，调节单冲、三冲量，最主要的是实现自动化的调节，体现热工自动技术在火力发电厂中的控制优势。
②燃烧系统。重点控制炉膛内的压力和火电厂运行中的送风量，无论是增加电量，还是减少负荷，都应按照自动控制的方式进行，并遵循热工自动技术的要求。 ③主汽压力系统。自动控制应用在水温调节方面，可实现主汽温度的调节。热工自动化技术主汽压力自动控制方面引入了模糊控制方法，提高了主汽的调节能力。 1.3热工测量 热工测量是热工自动化技术中的重点，其在火力发电厂负责多项测量工作，比如测量流量、压力等。热工测量在火力发电厂中的实际应用主要表现在以下4方面： ①流量测量。遵循差压原理，同时，热工测量中使用标准的节流件或仪表，避免流量测量出现误差，从而提高热工测量的精准度，消除潜在的流量隐患。 ②压力测量。热工测量在压力部分需要遵循应变原理，结合传感器的应用，合理分配热工检测在压力测量中的应用。 ③温度测量。热工自动化技术在温度测量中的对象是传感器，需要按照热工测量系统的实践执行温度测量，以提高温度测量的可靠性。 ④液位测量。热工测量中选择了可用的传感器，可精准计量火力发电厂中的液位变化。 2热工自动化技术的改进 热工自动化技术在火力发电厂中的应用在逐步完善，但根据具体的实际应用可发现，其在火力发电应用中还存在诸多需要改进的地方。 2.1完善热工自动化技术的应用方案
楼宇自动化(中央空调控制系统)课程设计 目录 摘要 (2) 第一章工程概况 (2) 第二章设计原则及依据 (2) 第一节设计原则 (2) 第二节设计依据 (2) 第三章中央空调系统 (3) 第一节中央空调系统原理与结构 (3) 第二节中央空调系统设计基本原则 (4) 第三节中央空调系统的冷负荷计算 (4) 第四章中央空调监控系统设计 (8) 第一节系统构成 (8) 第二节监控设计的注意事项 (8) 第三节机房监控系统设计 (9) 一、机房监控点位的布置 (9) 二、控制部分设计 (9) 第四节测点一览表 (11) 第五章新风系统监控设计 (11) 第一节系统功能及组成 (11) 一、系统功能 (11) 二、系统组成 (12) 第二节主要设备及选择 (12) 致谢 (13) 参考文献 (13) 附录 (13)
摘要 随着生活水平的不断提高，人们对居住环境的舒适性要求也越来越高。空调系统尤其是中央空调系统在建筑物中得到了越来越多的应用，像宾馆、办公楼等这类对舒适性要求较高的建筑，普遍采用中央空调系统。 中央空调系统的使用可以达到经济节能，环保，节约空间，个性化，简化管理，提升档次，投资方便等优点，是未来空调的发展方向之一。其统一的管理，良好的舒适度，高档的品位，广阔的利用空间一定能使用户的生活提高一个档次。而统一供冷供暖的方式，可以节约一大部分能量，环保的特质也会让用户感到特别满意。 第一章工程概况 本建筑为一商贸综合楼，共10层，建筑面积5997平方米，主要功能有餐饮、客房、办公室等。本工程设计范围包括餐饮、客房、办公室等的多联机空调设计；空调系统采用MDV智能变频控制多联式空调系统，无论从经济、使用寿命，还是从美观、清洁的角度讲，该系统都很符合建筑用途的要求。 在暖通空调负荷计算之前，按照《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005的要求，配合建筑专业对建筑围护结构热工进行了详细计算。通过计算使建筑热工设计满足节能标准的要求，为暖通空调节能设计奠定基础。 第二章设计原则及依据 第一节设计原则 1）设备保证是符合中华人民共和国最新执行标准，须为国内外知名品牌并通过国家、行业检测中心检测合格的设备。 2）产品及其所有零部件应是技术先进、设计正确、结构合理、安全可靠、节省能源、遵守机械、电器及建筑方面的通用技术要求，维护方便。制造产品的材料应具有足够的强度和合适的性能，且为原厂生产，并有该厂商标。产品必须是最新制造生产，不得有生锈、陈旧、过时的配件。 第二节设计依据 GBJ19-87《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50333-2002《医院洁净手术部建筑技术规范》 GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》 JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》
热工控制系统课程设 计
热工控制系统课程设计题目燃烧控制系统 专业班级：能动1307 姓名：毕腾 学号： 201302400402 指导教师：李建强 时间： 2016.12.30—2017.01.12
目录 第一部分多容对象动态特性的求取 (1) 1.1、导前区 (1) 1.2、惰性区 (2) 第二部分单回路系统参数整定 (3) 2.1、广义频率特性法参数整定 (3) 2.2、广义频率特性法参数整定 (5) 2.3分析不同主调节器参数对调节过程的影响 (6) 第三部分串级控制系统参数整定........................................................................ (10) 3.1 、蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统 (10) 3.2 、炉膛负压控制系统 (10) 3.3、系统分析 (12) 3.4有扰动仿真 (21) 第四部分四川万盛电厂燃烧控制系统SAMA图分析 (24) 4.1、送风控制系统SAMA图简化 (24) 4.2、燃料控制系统SAMA图简化 (25) 4.3、引风控制系统SAMA图简化 (27) 第五部分设计总结 (28)
第一部分 多容对象动态特性的求取 某主汽温对象不同负荷下导前区和惰性区对象动态如下： 导前区：1 36324815 .02 ++-S S 惰性区： 1 110507812459017193431265436538806720276 .123456++++++S S S S S S 对于上述特定负荷下主汽温导前区和惰性区对象传递函数，可以用两点法求上述主汽温对象的传递函数，传递函数形式为 w(s)= n TS K ) 1(+,再利用 Matlab 求取阶跃响应曲线，然后利用两点法确定对象传递函数。 1.1 导前区 利用MATLAB 搭建对象传递函数模型如图所示：
目录 一、设计任务 (1) 二、课程设计要求 (2) 三、计算过程 (2) 四、程序设计框图 (8) 五、代码说明书 (9) 六、热工设计准则和出错矫正 (10) 七、重要的核心程序代码 (11) 八、计算结果及分析 (17)
一、设计任务 某压水反应堆的冷却剂及慢化剂都是水，用二氧化铀作燃料，用Zr-4作包壳材料。燃料组件无盒壁，燃料元件为棒状，正方形排列。已知下列参数：系统压力 15.8MPa 堆芯输出功率 1820MW 冷却剂总流量 32100t/h 反应堆进口温度287℃ 堆芯高度 3.66m 燃料组件数 121 燃料组件形式17×17 每个组件燃料棒数 265 燃料包壳直径 9.5mm 燃料包壳内径 8.36mm 燃料包壳厚度 0.57mm 燃料芯块直径 8.19mm 燃料棒间距（栅距） 12.6mm 芯块密度 95% 理论密度旁流系数 5% 燃料元件发热占总发热的份额 97.4% 径向核热管因子 1.35 轴向核热管因子 1.528 局部峰核热管因子 1.11 交混因子 0.95 热流量工程热点因子 1.03 焓升工程热管因子 1.085 堆芯入口局部阻力系数 0.75 堆芯出口局部阻力系数 1.0 堆芯定位隔架局部阻力系数 1.05
若将堆芯自上而下划分为5个控制体，则其轴向归一化功率分布如下 表：堆芯轴向归一化功率分布（轴向等分5个控制体） 通过计算，得出 1. 堆芯出口温度； 2. 燃料棒表面平均热流及最大热流密度，平均线功率，最大线功率； 3. 热管的焓，包壳表面温度，芯块中心温度随轴向的分布； 4. 包壳表面最高温度，芯块中心最高温度； 5. DNBR在轴向上的变化； 6. 计算堆芯压降； 二、课程设计要求 1．设计时间为两周； 2．独立编制程序计算； 3．迭代误差为0.1%； 4．计算机绘图； 5．设计报告写作认真，条理清楚，页面整洁； 6．设计报告中要附源程序。 三、计算过程 目前，压水核反应堆的稳态热工设计准则有： （1）燃料元件芯块内最高温度应低于其相应燃耗下的熔化温度。 目前，压水堆大多采用UO2作为燃料。二氧化铀的熔点约为2805 ±15℃，经辐照后，其熔点会有所降低。燃耗每增加104兆瓦·日/吨铀，其熔点下降32℃。在通常所达到的燃耗深度下，熔点将降至2650℃左右。在稳态热工设计中，一般将燃料元件中心最高温度限制在2200～2450℃之间。 （2）燃料元件外表面不允许发生沸腾临界。
题目：温度控制系统的设计与实现学生姓名： 学院：电力学院 系别：自动化 专业：自动化 班级： 指导教师： 二〇一年一月十四日
内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书 课程名称：计算机控制系统课程设计学院：电力学院班级：自动化07-3班学生姓名：石鑫学号： 200710202074 指导教师：刘磊李志明
摘要 温度控制系统是一种典型的过程控制系统，在工业生产中具有极其广泛的应用。温度控制系统的对象存在滞后，它对阶跃信号的响应会推迟一些时间，对自动控制产生不利的影响，因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一，物体的许多性质和特性都与温度有关，很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行，因此，对温度的精确测量和可靠控制，在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。 本文阐述了过程控制系统的概念，介绍了一种温度控制系统建模与控制，以电热水壶为被控对象，通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型，采用了PID算法进行系统的设计，达到了比较好的控制目的。 关键词：温度控制；建模；自动控制；过程控制；PID
Abstract In industrial production with extremely extensive application, temperature control system is a typical process control system.Temperature control system has the larger inertia. It is the response signal to step off some of time.And it produces the adverse effect to the temperature measurement. The control system is the important industrial control index. Temperature is an important parameters in the process of industrial production. Also it is one of the main parameters of objects, many properties and characteristics of temperature, many important process only under certain temperature range can efficiently work. Therefore, the precise measurement of temperature control, reliable industrial production and scientific research has very important significance. This paper discusses the concept of process control system and introduces a kind of temperature control system .The electric kettle is the controlled object, PID algorithm is used for system design,through experience method to get the model of temperature control system and we can get the controlied response well. Keywords：Temperature control; Mathematical modeling; Automatic control; Process control; PID
课程设计报告 名称：核反应堆热工分析课程设计 题目：利用单通道模型进行反应堆稳态热工设计院系：-------------------- 班级：---------- 学号：--------- 学生姓名：----------- 指导教师：-------- 设计周数：-------- 成绩： 日期：2014年6 月25日
一、课程设计的目的与要求 反应堆热工设计的任务就是要设计一个既安全可靠又经济的堆芯输热系统。对于反应堆热工设计，尤其是对动力堆，最基本的要求是安全。要求在整个寿期内能够长期稳定运行，并能适应启动、功率调节和停堆等功率变化，要保证在一般事故工况下堆芯不会遭到破坏，甚至在最严重的工况下，也要保证堆芯的放射性物质不扩散到周围环境中去。 在进行反应堆热工设计之前，首先要了解并确定的前提为： （1）根据所设计堆的用途和特殊要求（如尺寸、重量等的限制）选定堆型，确定所用的核燃料、冷却剂、慢化剂和结构材料等的种类； （2）反应堆的热功率、堆芯功率分布不均匀系数和水铀比允许的变化范围； （3）燃料元件的形状、它在堆芯内的分布方式以及栅距允许变化的范围； （4）二回路对一回路冷却剂热工参数的要求； （5）冷却剂流过堆芯的流程以及堆芯进口处冷却剂流量的分配情况。 在设计反应堆冷却系统时，为了保证反应堆运行安全可靠，针对不同的堆型，预先规定了热工设计必须遵守的要求，这些要求通常就称为堆的热工设计准则。目前压水动力堆设计中所规定的稳态热工设计准则，一般有以下几点： （1）燃料元件芯块内最高应低于其他相应燃耗下的熔化温度； （2）燃料元件外表面不允许发生沸腾临界； （3）必须保证正常运行工况下燃料元件和堆内构件得到充分冷却；在事故工况下能提供足够的冷却剂以排除堆芯余热； （4）在稳态额定工况和可预计的瞬态运行工况中，不发生流动不稳定性。 在热工设计中，通常是通过平均通道（平均管）可以估算堆芯的总功率，而热通道（热管）则是堆芯中轴向功率最高的通道，通过它确定堆芯功率的上限，热点是堆芯中温度最高的点，代表堆芯热量密度最大的点，通过这个点来确定DNBR。 热工课程设计主要是为了培养学生综合运用反应堆热工分析课程和其它先修课程的理论和实际知识，树立正确的设计思想，培养分析和解决实际问题的能力。通过本课程设计，达到以下目的： 1、深入理解压水堆热工设计准则； 2、深入理解单通道模型的基本概念、基本原理。包括了平均通道（平均管）、热通道（热管）、热点等在反应堆设计中的应用； 3、掌握堆芯焓场的计算并求出体现在反应堆安全性的主要参数：烧毁比DNBR，最小烧毁比MDNBR，燃料元件中心温度及其最高温度，包壳表面温度及其最高温度等； 4、求出体现反应堆先进性的主要参数：堆芯流量功率比，堆芯功率密度，燃料元件平均热流密度（热通量），最大热流密度，冷却剂平均流速，冷却剂出口温度等； 5、掌握压降的计算； 6、掌握单相及沸腾时的传热计算。
热工控制系统课程设计题目燃烧控制系统
目录 第一部分多容对象动态特性的求取 (1) 1.1、导前区 (1) 1.2、惰性区 (2) 第二部分单回路系统参数整定 (3) 2.1、确定主调节器参数并利用matlab仿真分析 (3) 2.2、分析不同主调节器参数对调节过程的影响 (5) 第三部分串级控制系统参数整定.......................................................................... (9) 3.1、主蒸汽压力串级控制系统参数整定 (9) 3.2、分析不同负荷变化对控制系统控制品质的影响 (12) 第四部分四川万盛电厂燃烧控制系统SAMA图分析 (13) 4.1、送风控制系统SAMA图简化 (13) 4.2、燃料控制系统SAMA图简化 (14) 4.3、引风控制系统SAMA图简化 (15) 第五部分设计总结 (16)
第一部分 多容对象动态特性的求取 某主汽温对象不同负荷下导前区和惰性区对象动态如下： 导前区：1 36324815 .02 ++-S S 惰性区： 1 110507812459017193431265436538806720276 .123456++++++S S S S S S 对于上述特定负荷下主汽温导前区和惰性区对象传递函数，可以用两点法求上述主汽温对象的传递函数，传递函数形式为 w(s)= n TS K ) 1(+,再利用 Matlab 求取阶跃响应曲线，然后利用两点法确定对象传递函数。 1.1 导前区 利用MATLAB 搭建对象传递函数模型如图所示：
内蒙古工业大学课程设计说明书 题目：温度控制系统的设计与实现学生姓名： 学院：电力学院 系别：自动化 专业：自动化 班级： 指导教师： 二〇一年一月十四日
内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书 课程名称：计算机控制系统课程设计学院：电力学院班级：自动化07-3班学生姓名：石鑫学号： 200710202074 指导教师：刘磊李志明
摘要 温度控制系统是一种典型的过程控制系统，在工业生产中具有极其广泛的应用。温度控制系统的对象存在滞后，它对阶跃信号的响应会推迟一些时间，对自动控制产生不利的影响，因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一，物体的许多性质和特性都与温度有关，很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行，因此，对温度的精确测量和可靠控制，在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。 本文阐述了过程控制系统的概念，介绍了一种温度控制系统建模与控制，以电热水壶为被控对象，通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型，采用了PID算法进行系统的设计，达到了比较好的控制目的。 关键词：温度控制；建模；自动控制；过程控制；PID
Abstract In industrial production with extremely extensive application, temperature control system is a typical process control system.Temperature control system has the larger inertia. It is the response signal to step off some of time.And it produces the adverse effect to the temperature measurement. The control system is the important industrial control index. Temperature is an important parameters in the process of industrial production. Also it is one of the main parameters of objects, many properties and characteristics of temperature, many important process only under certain temperature range can efficiently work. Therefore, the precise measurement of temperature control, reliable industrial production and scientific research has very important significance. This paper discusses the concept of process control system and introduces a kind of temperature control system .The electric kettle is the controlled object, PID algorithm is used for system design,through experience method to get the model of temperature control system and we can get the controlied response well. Keywords：Temperature control; Mathematical modeling; Automatic control; Process control; PID