干燥系统过程控制课程设计报告

图1：乳化物干燥器干燥原理图
、控制方案的选择
为保证此系统物料流量比值的一定，以使生产能安全正常地进行，我选择定比值控制系统中的单闭环比值控制系统，因为其比值器的参数经计算设置好后就不再变动了，两种物料的比值较为精确，实施也比较方便。

、乳化物干燥器比值控制系统参数选择
被控参数选择由于此系统为温度控制系统，所以选用干燥器的温度为被控
控制参数选择由图1的干燥过程流程图可知引起干燥器温度变化的因素大概主要有：）乳液流量
图3传递函数方框图
图4.干燥器温度仿真图。

目录一、课程设计目的和任务 (2)1.1 设计目的 (2)二、控制对象喷雾干燥塔的分析 (2)2.1喷雾干燥塔背景描述 (2)2.2 喷雾干燥塔工艺流程简介 (3)2.3 燃烧系统 (3)2.4干燥系统 (4)2.5 投料系统 (4)2.6除尘系统 (4)三、控制系统的硬件设计 (5)3.1 喷雾干燥塔控制功能描述 (5)3.2 控制网络拓扑图 (6)3.3 控制系统的 I/O清单 (6)3.4 PLC的选型报告 (8)3.5 PLC的I/O端子接线图 (13)四、控制系统的软件设计 (14)4.1软件说明书 (15)4.2控制系统软件程序 (18)五、控制系统流程图 (26)5.1 燃烧系统流程图 (26)5.2 投料系统流程图 (28)5.3 燃烧系统流程图 (29)5.4 除尘系统流程图 (30)六、控制系统调试报告 (31)6.1系统准备阶段 (31)6.2点火启动过程 (31)6.3投料系统进入工作过程 (31)6.4除尘系统进入工作 (31)6.5手自切换系统 (31)6.6安全保护系统 (31)6.7报警系统 (31)6.8真实调试结果 (32)七、心得体会 (32)一、课程设计目的和任务1.1 设计目的PLC课程设计A教学的主要任务是在学生修完《可编程序控制器 A》理论课程后，进行的实践教学。

通过课程设计既能验证所学的基本理论知识，同时也可以培养学生的基本操作技能与设计能力，使课堂上所学理论知识得以在实践中运用，做到“学以致用”的教学目标。

主要做到以下几点：1）掌握可编程序控制器在本专业上具体应用的设计过程和实现方法；2）加深对可编程序控制器原理、应用、编程的进一步理解；3）结合对有关顺序控制系统和保护控制系统的可编程序控制器的实现过程加深对 PLC控制系统的理解与掌握；4）拓展可编程序控制器及其在相关行业中应用的相关知识。

1.2 设计任务本次设计的主要任务是在研究喷雾干燥塔系统的工艺流程的基础上，基于M340 PLC 对喷雾干燥塔控制系统硬件设计，编写喷雾干燥塔控制系统下位机软件，并对控制系统进行调试。

学校代码： 10128学号： @@@@@@课程设计说明书题目：干燥涂料的气流干燥器设计学生姓名：@@@@学院：化工学院班级：@@@@指导教师：@@@@二零一一年@月@ 日内蒙古工业大学课程设计任务书课程名称：化工原理课程设计学院：化工学院班级：@@@@@学生姓名：@@@学号：@@@@_ 指导教师：@@@前言课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程中的实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。

化工原理课程设计是化学化工及相关专业学生学习化工原理课程必修的三大环节（化工原理理论课、化工原理实验课以及化工原理课程设计）之一，是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以某一单元操作为主的一次综合性设计实践。

通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。

同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。

在当前大多数学生结业工作以论文为主的情况下，通过课程设计培养学生的设计能力和严谨的科学作风就更为重要。

化工课程设计是一项政策性很强的工作，它涉及政治、经济、技术、环保、法规等诸多方面，而且还会涉及多专业及多学科的交叉、综合和相互协调，是集体性的劳动。

先进的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是工程设计人员应坚持的设计方向和追求的目标。

在化工课程设计中，化工单元设备的设计是整个化工过程和装置设计的核心和基础，并贯穿于设计过程的始终，作为化工类的本科生及研究生，熟练掌握化工单元设备的设计方法是十分重要的。

目录第一章干燥器设计基础 (1)干燥技术概论 (1)干燥器的分类 (1)1.2.1厢式干燥器（盘式干燥器） (1)1.2.2带式干燥器 (1)1.2.3气流干燥器 (1)1.2.4沸腾床干燥器 (1)1.2.5转筒干燥器 (1)1.2.6喷雾干燥器 (2)1.2.7滚筒干燥器 (2)干燥器的设计 (2)1.3.1 干燥介质的选择 (2)1.3.2 干燥介质进入干燥器时的温度 (2)1.3.3流动方式的选择 (2)1.3.4 物料离开干燥器时的温度 (3)1.3.5干燥介质离开干燥器时的相对湿度和温度 (3)第二章气流干燥器的设计基础 (4)气流干燥器概述 (4)干燥过程及其对设备的基础 (4)2.2.1干燥流程的主体设备 (4)2.2.2 提高干燥过程的经济措施 (4)气流干燥的适用范围 (5)气流干燥装置的选择 (5)颗粒在气流干燥管中的传热速率 (5)2.5.1加速运动阶段 (5)2.5.2等速运动阶段 (6)气流干燥管直径和高度的其他近似计算方法 (6)2.6.1费多罗夫法 (6)2.6.2 桐栄良法 (7)2.6.3 简化计算方法 (7)第三章气流干燥管的设计计算 (8)已知条件 (8)干燥管的物料衡算 (8)3.2.1干燥管的物料平衡 (8)3.2.2干燥管的热量平衡 (9)加速运动干燥管直径及高度计算 (10)3.3.1干燥管的直径计算 (10)3.3.2干燥管的高度计算 (10)计算气流干燥管的压降 (11)3.4.1气固相与干燥管壁的摩擦损失 (11)3.4.2克服位能提高所需要的压降 (12)3.4.3颗粒加速所引起的压降损失 (12)3.4.4其他的局部阻力损失引起的压降 (12)风机选型 (12)预热器的选型 (13)主要符号和单位表 (14)课程设计总结 (16)主要参考文献 (17)第一章干燥器设计基础干燥技术概论干燥通常是指将热量加于湿物料并排除挥发性湿分，而获得一定湿含量的固体的过程。

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3．2．2测量过热蒸汽温度仪表的选择3．2．3过热蒸汽温度的调节系统的设计3．2．4过热蒸汽温度串级控制系统的工作原理3．3燃烧调节系统---------------------------------------------------------------12 3．3．1燃烧调节系统的对象动态特性3．3．2测量燃烧调节系统仪表的选择3．3．3燃烧调节系统的设计3．3．4燃烧控制系统的工作原理及炉膛负压子系统的SAMA图四、锅炉的报警系统-------------------------------------------------------------17五、工业锅炉热工控制系统流程图-------------------------------------------------17六、设计小结-------------------------------------------------------------------18七、参考文献-------------------------------------------------------------------18八、附页-----------------------------------------------------------------------19一、概述1．1工业锅炉概述锅炉由汽锅和炉子组成。

前言 (3)一、工艺过程描述 (3)二、设计要求 (4)三、设计方案 (4)四、仪器仪表的选择 (9)五、设计总结 (12)六、参考文献 (12)干燥器温度控制系统方案设计前言当今中国工业技术蓬勃发展，日益先进的科学技术推动了自动化技术的发展，过程控制技术是自动化技术的重要组成部分，在现代工业生产过程自动化中，过程控制技术正在为实现各种最优技术经济指标，提高经济效益，节约能源、提高市场竞争能力等方面起着越来越重要的作用。

本次课程设计通过一个干燥器温度控制系统方案设计，旨在让学生将过程控制与检测技术这门课程的精髓学以致用。

随着工业生产自动化的不断发展，单回路控制系统仅适用于较简单的单输出生产的控制，不能解决多输出过程的控制问题。

因此我们可以采用复杂过程控制系统，本课程设计中就用到串级控制，前馈控制等复杂控制过程。

一、工艺过程描述某干燥器的流程所示。

干燥器采用夹套加热和真空抽吸并行的方式来干燥物料。

夹套内通入的是经列管式加热器加热后的热水，而加热介质采用的是饱和蒸汽。

为了提高干燥速度，应有较高的干燥温度θ，但θ过高会使物料的物性发生变化，这是不允许的，因此要求对干燥器温度进行严格控制。

二、设计要求分别针对以下情况：①蒸汽压力波动是主要干扰；②冷水流量波动是主要干扰；③冷水流量和蒸汽压力均波动明显；④冷水流量、蒸汽压力以及进料压力波动均为主要干扰；1、确定控制方案，说明理论依据，画出控制工艺流程图；2、画出控制系统原理方框图；3、确定调节器正反作用，阐述系统工作过程。

4、对设计中用到的仪表的结构、特点进行说明。

三、设计方案1、蒸汽压力波动是主要干扰该系统应采用干燥温度与蒸汽压力的串级控制系统如图所示，这时选择蒸汽压力作为副变量。

一旦蒸汽压力有所波动，引起蒸汽流量变化，马上由副回路可以及时得到克服，以减少或消除蒸汽压力波动对主变量θ的影响，提高控制质量。

系统工艺流程图如下所示。

蒸汽压力波动为主的工艺流程图控制阀应选择气开式，这样一旦气源中断，马上关闭蒸汽阀门，以防止干燥器内温度θ过高。

课程设计干燥一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握干燥现象的基本概念、成因和影响因素，能够运用所学知识分析和解决实际问题。

具体分为以下三个部分：1.知识目标：•了解干燥现象的定义、分类和成因。

•掌握影响干燥现象的主要因素，如温度、湿度、风速等。

•了解干燥现象对人类生活和环境的影响。

2.技能目标：•能够运用所学知识分析和解决实际中的干燥问题。

•能够使用相关仪器和设备进行干燥实验。

3.情感态度价值观目标：•培养学生对自然环境的热爱和保护意识。

•培养学生对科学探究的兴趣和主动性。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括干燥现象的基本概念、成因和影响因素，以及干燥现象对人类生活和环境的影响。

具体安排如下：1.第一章：干燥现象的基本概念•干燥现象的定义和分类•干燥现象的成因和影响因素2.第二章：影响干燥现象的因素•温度对干燥现象的影响•湿度对干燥现象的影响•风速对干燥现象的影响3.第三章：干燥现象对人类生活和环境的影响•干燥现象对农作物的影响•干燥现象对水资源的影响•干燥现象对人类健康的影响为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：通过讲解干燥现象的基本概念、成因和影响因素，使学生掌握相关知识。

2.讨论法：通过分组讨论，让学生探讨干燥现象对人类生活和环境的影响，提高学生的思考和表达能力。

3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生能够将所学知识运用到实际问题中。

4.实验法：通过进行干燥实验，让学生亲身体验和观察干燥现象，提高学生的实践能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的干燥现象教材，为学生提供系统、全面的知识学习。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，拓展学生的知识视野。

3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，生动展示干燥现象的相关内容。

4.实验设备：准备实验所需的仪器和设备，确保学生能够顺利进行实验操作。

第1章 烘干机的概述烘干机是干燥物品的专用设备。

在干燥物品时，为保证物品质量，减小烘干机零件损耗，除要求温度能自动控制外，还需要间断通风。

烘房内装有电接点温度计TJ ，用来检测烘房温度。

当加热器通电时，烘房加热升温；通风机通电时，烘房通风。

当烘房的温度升至需要温度时，电接点温度计的接点闭合；当烘房的温度低于需要温度时，电接点温度计的接点断开。

当按下启动按钮后，要求烘干机按图1-1烘干机主电路图所示的过程循环往复的工作，直至按下停止按钮时为止。

L1L2L3N 电源开关电热器通风电动机图1.1 烘干机主电路图烘房内装有电接点温度计TJ ，用来检测烘房温度。

当加热器通电时，烘房加热升温；通风机通电时，烘房通风。

当烘房的温度升至需要温度时，电接点温度计的接点闭合；当烘房的温度低于需要温度时，电接点温度计的接点断开。

当按下启动按钮后，要求烘干机按图1-2烘干机工作过程示意图所示的过程循环往复地工作，直至按下停止按钮时为止。

图1.2 烘干机工作过程示意图1min 5min →−−−−→−−−−→−−−−→至需要温度延迟通风升温停止加热通风机启动2min 5min →−−−−−→−−−−→通风停止通风通风机停止通风机启动通风机停止−−−−−→→低于需要温度升温第2章控制方案选择目前应用于烘干机控制系统主要有继电器控制系统、PLC和单片机控制系统。

2.1 单片机控制它是用程序实现各种复杂的控制，功能最强。

工作方式采用中断处理，响应也较快，价格比PLC要低。

但它的程序修改难度较大，可靠性比PLC要差，也需要设计专门的接口电路和抗干扰措施。

在使用时要求有较好的工作环境，维护技术也较高，系统设计较复杂，调试技术难度大，需要有系统的计算机知识。

它需要设计和制作输入接口电路、输出接口电路、放大电路和印刷电路板，设计制作工作量大，周期长，而且它的抗扰能力很弱，对环境的适应性差。

2.2 继电器控制由于继电器控制设计出的线路也比较复杂，因而电器控制装置的制造周期较长，造价相应较高，维修也不方便。

课程设计说明书课题名称CaCo3干燥过程控制系统设计学院(部)专业班级学生姓名学号月日至月日共周指导教师(签字)年月日目录1.喷雾干燥系统简介 (1)2.干燥控制系统的控制原理 (1)3.被控参数与控制参数的选择 (2)3.1 被控参数的选择 (2)3.2 控制参数的选择 (2)4.仪表选择及参数整定 (6)4.1仪表的选择 (6)4.1.1测温元件及变送器的选择 (7)4.1.2调节阀的选择 (7)4.1.3调节器的选择 (9)4.2温度控制系统框图 (10)4.3调节器的参数整定 (10)4.4上下限报警器的选择 (12)4.5 压力检测器的选择 (13)4.6 方案评价及改进方向 (13)CaCo3干燥过程控制系统设计1.喷雾干燥系统简介：喷雾干燥系统包括浓缩物料微粒加热，表面水分气化加热，微粒内部水分向表面扩散，以及对于物料的加热。

本次对于CaCo3 的加热属于表面水分气话加热！干燥过程可以分为三个阶段。

预热阶段，恒速干燥阶段，降速干燥阶段。

对于本次自动控制的主要阶段主要在恒速干燥阶段与降速干燥阶段，使CaCo3溶液充分与热蒸汽充分接触，而且在降速干燥阶段使干物料的水分含量波动不能太大，达到产品质量的要求！2.干燥控制系统的控制原理：如图是CaCo3干燥过程工艺流程示意图。

生产目的是将浓缩的CaCo3溶液用热空气干燥成CaCo3粉状产品。

1—进料调节阀 2—加压空气调节阀 3—蒸汽调节阀4—旁路空气调节阀 5—干燥器 6—冷凝罐图中，CaCo3溶液来自干燥器底部的原料管道，在干燥器入口前与加压空气混合，然后经喷嘴以雾化形式喷干燥器内。

另一路空气由鼓风机送入热交换器，通过蒸汽加热。

热空气与旁路管道直接送来的空气混合后，经送风管道进入干燥器；在加热空气的作用下，CaCo3溶液中的水分被蒸发，成为产品，并随干燥器内空气一起送出。

在生产过程中，要求干燥后的CaCo3粉含水量不能波动太大，否则将影响产品质量。

过程控制课程设计报告题目喷雾式乳液干燥器控制系统设计项目成员蒋嘉楠、钱品武、游翔专业班级自动化091指导教师关宏伟分院信息分院完成日期 12年11月目录*项目组成员 (1)1课程设计目的 (1)2课程设计题目描述和要求 (1)3课程设计报告内容 (1)、系统工作过程简介 (2)、控制方案的设计 (3)、控制算法的设计 (3)4总结 (7)5参考书目 (7)项目组成员喷雾式乳液干燥器控制系统设计1.课程设计目的设计喷雾式乳液干燥器控制系统，通过MATLAB仿真，实现对该系统过程控制中达到稳定控制。

对该系统描述其工艺，并画出其工艺流程图和系统方框图，然后设计出可行方案，进行相对的PID参数整定，最后将得到一个可行性很高的系统设计方案。

2.课程设计题目描述和要求题目描述：2-3人为一个小组，以一个具体的工业过程为例，设计一个控制系统，完成相应的控制方案设计，完成系统的仿真，并有监控界面。

要求：系统的工艺描述；系统的性能指标；系统的控制方案；画出控制流程图，方框图；利用MATLAB进行算法的仿真；以winCC为工具，表现出系统的具体的动态工作过程，画出监控界面。

3.课程设计报告内容、系统工作过程简介本课程设计的题目是喷雾式乳液干燥器控制系统设计。

在众多的干燥设备中，喷雾式干燥器是应用较广的干燥器之一，是处理溶液、悬浮液或泥浆状物料的干燥设备。

能从液体直接干燥成粉体，这是喷雾式干燥器的最大优点；然而，热效率低、体积庞大、生产能力低、投资高是它的缺点。

喷雾式干燥器的工作原理是：用喷雾的方法将物料喷成雾滴分散在热空气中，物料与热空气成并流、逆流或混流的方式互相接触，使水分迅速蒸发，达到干燥的目的。

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，因而采用高位槽的办法。

浓缩的乳液由高位槽流经过滤器A或B，虑去凝结块和其他杂质，并从干燥器顶部由喷嘴喷下。

有鼓风机将一部分空气送至换热器，用蒸汽进行加热，并将与来自鼓风机的另一部分空气混合，经风管送往干燥器，由下而上吹，以便蒸发掉乳液中的水分，使之成为粉状物，并随湿空气一起由底部送出进行分离。

引言概述：干燥实验是化学实验中常用的一种实验方法，通过加热或者其他方式将溶液或固体样品中的水分蒸发或去除，从而达到干燥的目的。

干燥实验的实验报告结果及分析是对实验过程、实验数据以及实验结果进行综合分析和总结的过程。

本文旨在对干燥实验的实验报告结果进行详细分析，并提供专业的阐述。

正文内容：一、实验过程1. 确定实验目的a. 文献调研：了解干燥实验的原理和应用领域。

b. 实验设计：确定实验方案，包括实验条件、实验步骤等。

2. 实验操作a. 准备样品：选择适合的样品进行干燥实验。

b. 仪器准备：准备好所需的实验仪器和设备。

c. 实验操作：按照实验方案进行仔细操作，注意安全。

3. 实验记录a. 记录实验参数：记录实验过程中的温度、湿度等参数。

b. 记录实验结果：记录实验前后样品的重量变化等实验结果。

4. 数据处理a. 数据整理：整理并归纳实验数据，准备进行分析。

二、实验数据分析1. 温度变化a. 根据实验记录获取实验过程中温度的变化趋势。

b. 分析温度变化对实验结果的影响，如温度过高或过低可能影响干燥效果。

2. 湿度变化a. 根据实验记录获取实验过程中湿度的变化趋势。

b. 分析湿度变化对实验结果的影响，如湿度过高可能影响干燥速度。

3. 重量变化a. 根据实验记录获取实验前后样品的重量变化。

b. 分析重量变化对实验结果的影响，如重量减少可能表示水分被蒸发或去除。

4. 干燥效果评价a. 根据重量变化和实验目的评价干燥效果的好坏。

b. 分析实验结果与预期目标的差距，给出改进意见。

5. 结果及分析总结a. 对实验结果进行综合分析和总结，包括实验步骤、实验条件、实验结果等方面。

b. 分析实验结果的可重复性和可靠性，给出信度评价。

三、干燥实验应用领域分析1. 化学实验a. 在化学实验中，干燥实验常被用于去除反应产物中的水分。

b. 分析干燥实验在化学实验中的应用效果和注意事项。

2. 生物学实验a. 在生物学实验中，干燥实验常被用于去除生物样品中的水分。