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一、填空题1.被控过程的数学模型，是指过程在各个输入量作用下，其相应输出量变化函数关系的数学表达式。
2.过程的数学模型有两种，非参数模型和参数模型。
3.过程控制系统通常是指工业生产过程中自动控制系统的被控量是、、、、和等这样的一些过程变量的系统。
4.表示过程控制系统控制关系的方框图，两个框之间的带箭头连线表示，但是不表示。
5.一种测量体与被测介质接触，测量体将被测参数成比例转换成另一种便于计量的物理量，再用仪表加以显示，通常把前一种过程叫做，所用的仪表称为，后面的计量显示仪表称为。
6.在热电偶测温回路中接入第三种导体时，只要接入第三种导体的两个接点温度相同，回路中总电动势值。
7.DDZ-III型变送器是一种将被测的各种参数变换成的仪表。
8.正作用执行机构是指。
反作用执行结构是指。
9.流通能力定义为。
10.执行器的流量特性是指与的关系。
11.接触式测温时，应保证测温仪表与被测介质，要求仪表与介质成状态，至少是，切勿与介质成安装。
12.干扰通道存在纯时间滞后，理论上（影响/不影响）控制质量。
13.扰动通道离被控参数越近，则对被控过程影响。
14.正作用调节器的测量值增加时，调节器的输出亦，其静态放大倍数取。
反作用调节器的测量值增加时，调节器的输出，其静态放大倍数取。
15.气开式调节阀，其静态放大倍数取，气关式调节阀，其静态放大倍数取。
16.常见复杂控制系统有、、、和等。
17.串级控制系统与单回路控制系统的区别是其在结构上多了一个，形成了两个。
18.一般认为纯滞后时间τ与过程时间常数T之比大于0.3，则称该过程为。
19.凡是两个或多个参数自动维持一定比值关系的过程控制系统，统称为。
20．分程控制系统从控制的平滑性来考虑，调节阀应尽量选用调节阀，可采用法来控制调节阀开度。
21．选择性控制系统的特点是采用了。
它可以接在两个和多个调节器的输出端，对进行选择，也可以接在几个变送器的输出端，对进行选择。
22．常见DDZ-III型温度变送器有温度变送器、温度变送器、温度变送器。
1. E-0101B混合加热器设计为确保混合加热器（E-0101B)中MN（亚硝酸甲酯）,CO（一氧化碳）的出口温度为408K，选用0.68Mpa,408K 的加热蒸汽加热入口温度为294K的工艺介质。
为保证生成物的产量，质量，及最终生成物的转化率，且工艺介质较稳定，蒸汽源压力较小，变化不大，因此针对此实际情况，最后确定设计一个换热器的反馈控制方案。
1.1 换热器概述换热器工作状态如何, 可用几项工作指标加以衡量。
常用的工作指标主要有漏损率、换热效率和温度效率。
它们比较全面的说明了换热器的特点和工作状态，在生产和科学试验中了解这些指标，对于换热器的管理和改进都是必不可少的。
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。
换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
1.2换热器的分类适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器的具体分类如下：一按传热原理分类：间壁式换热器，蓄热式换热器，流体连接间接式换热器，直接接触式换热器，复式换热器二按用途分类：加热器，预热器，过热器，蒸发器三、按结构分类：浮头式换热器，固定管板式换热器，U形管板换热器，板式换热器等此设计要求是将进料温度都为297.99K 的MN（亚硝酸甲酯）和CO（一氧化碳）加热到出口温度为473K，所以我们经过调查研究，综合比较之后选择了管壳式( 又称列管式) 换热器。
管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束或者螺旋管，管束两端固定于管板上。
在管壳换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。
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换热器的温度控制方案
1、调节换热介质流量
通过调节换热介质流量来控制换热器温度的流程是一种常见的控制方案，有无相变均可使用，但流体必须是可以调节的。
2、调节换热面积
适用于蒸汽冷凝换热器。
调节阀装在凝液管路上，热流体温度高于给定值时，调节阀关小使凝液积累，有效冷凝面积减小，传热面积随之减小，直至平衡为止，反之亦然。
其特点是滞后大，有较大传热面积余量；传热量变化缓和，能防止局部过热，对热敏性介质有利。
3、旁路调节
这种调节主要用于两种固定工艺物流之间的换热。
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第一单元过程控制系统基本概念――系统工作过程（10％）一、填空题。
1、过程控制系统一般由________、________、________和测量变送器组成。
2、对象为气体贮罐时应设置________控制系统，对象为加热炉时应设置_______控制系统。
锅炉上应设置________和________控制系统。
精馏塔上应设置________控制系统和________控制系统等。
（填入被控变量）3、被控对象的输入信号称为_________变量，输出信号称为_________变量。
4、控制器接受________和________两个输入量，按一定的控制规律对二者的_________值进行运算后，再将输出量送给________去执行。
5、过程控制系统的核心是_________，它有_________个输入量，_________个输出量，该输出量将驱动仪表_________。
6、气动仪表的标准统一信号是_________。
8、常规控制系统的_________用计算机替代后，系统就称为计算机控制系统。
9、过程控制系统中五大类参数（被控变量）指_________、_________、_________、_________和_________。
（填写被控变量名称及字母）二、判断题。
（）1、自动调节系统的给定值是根据生产要求人为设定的。
（）2、锅炉工作中最重要的参数是温度。
（）3、仪表的给定值就是它的测量值。
（）4、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控对象和测量变送器组成。
三、选择题。
夹套式化学反应器的控制系统一般设置为（）系统。
（A）成分（B）液位（C）流量（D）温度四、问答题。
1、什么是自动控制系统？什么是过程控制系统？2、过程控制系统主要有哪些环节组成？3、名词解释：被控对象、被控变量、操纵变量、测量值、给定值、比较机构、干扰、闭环和负反馈。
11、下列环节在控制系统工作时各起什么作用：控制器、执行器、被控对象和测量（元件）变送器。
1.E0101B混合加热器设计为确保混合加热器（E0101B)中MN（亚硝酸甲酯）,CO（一氧化碳）的出口温度为408K，选用0.68Mpa,408K的加热蒸汽加热入口温度为294K的工艺介质。
为包管生成物的产量，质量，及最终生成物的转化率，且工艺介质较稳定，蒸汽源压力较小，变更不年夜，因此针对此实际情况，最后确定设计一个换热器的反响控制计划。
1.1换热器概述换热器工作状态如何,可用几项工作指标加以衡量。
经常使用的工作指标主要有漏损率、换热效率和温度效率。
它们比较全面的说明了换热器的特点和工作状态，在生产和科学试验中了解这些指标，对换热器的管理和改进都是必不成少的。
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要位置，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。
换热器是一种在不合温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
1.2换热器的分类适用于不合介质、不合工况、不合温度、不合压力的换热器，结构型式也不合，换热器的具体分类如下：一按传热原理分类：间壁式换热器，蓄热式换热器，流体连接间接式换热器，直接接触式换热器，复式换热器二按用途分类：加热器，预热器，过热器，蒸发器三、按结构分类：浮头式换热器，固定管板式换热器，U 形管板换热器，板式换热器等此设计要求是将进料温度都为297.99K的MN（亚硝酸甲酯）和CO（一氧化碳）加热到出口温度为473K，所以我们经过调查研究，综合比较之后选择了管壳式(又称列管式) 换热器。
管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束或者螺旋管，管束两端固定于管板上。
在管壳换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。
解.$ = 55^100 100%0.44%计算及问答题1 .某换热器温度控制系统(设定值为100C),在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示。
分别求出衰减比、最大偏差、余差、过渡时间和振荡周期(按土3%稳态值来确定过渡时间)。
温度c余差 C= y ( 8)— y( 0 ) =105 — 100=5过渡时间ts=27min,(计算稳态值的土 3%,即102或108,用尺子量后估算出时间) 振荡周期，时间作衰减振荡，所以振荡周期 T=20 — 8=12min,(两个波峰的时间差)2.已知某被控过程的数学模型为U (s) KE(s) Ts 1应用前向差分法，求关于 u(k)和e(k)的差分方程。
参考计算控制课本 p129解：U(s)?(Ts 1) K ?E(s)1B21(130 105)解：衰减比 W =1B11(110 105)0.8最大偏差A,即超调量b y(二：)100% ^5100% 23.8%Ts?U(s) U(s) K?E(s)du(t)1dtu(t) Ke(t)设采样周期为 du(t)TS ，代入 dtu(k 1) u(k)T ST S(u(k 1) u(k)) u(k) Ke(k)u(k) hw u(k 1)T S T S TKe(k)3. 一台仪表的测温范围为 100〜550C,绝对误差的最大值为 2C,求这台仪表的相对误差。
: (1) 求出仪表最大绝对误差值； (2) 确定仪表的允许误差及精确度等级； (3)仪表经过一段时间使用后，重新校验时，仪表最大绝对误差为土 8C,问该仪表是否 还符合出厂时的精确度等级。
解：(1)最大绝对误差值为 6。
(2)仪表精度八矗100%伐％佰％所以允许误差为土 1.5%，仪表精度等级为1.5级。
(3)使用一段时间后的精度为a 所以不符合出厂时的精确度等级。
5. 如下图所示液位控制系统中， 被控变量、(2)操纵变量、(3)主要扰动、(4)输入信号、此题需特别注意！ ！解：被控过程物料的输入量时水的 流量Q1，输出量是水的流量 Q 2； (1) 被控变量是液位 H;(2) 操纵变量是流量 Q2;(开关在这里，控制排水量，而不是入水 量) (3) 主要扰动是流量Q1; 6.图所示液位过程的输入量为 q 〔，流出量为q 2、q 3,液位h 为被控参数，C 为容量系数,设R 〔、R 2、R 3为线性液阻，求： (1) 列出液位过程的微分方程组； (2) 画出液位过程的框图； (3)求液位过程的传递函数 W 0(s)=H (s)/Q 1(s)100% 1.6% 1.5%被控过程物料的输入量和输出量是什么？控制系统的 (1)(5)输出信号各是什么？⑶做拉氏变换7.用动态特性参数法整定单回路控制系统调节器参数时，测得过程的T= 8s, T=80s,自平衡率p= 1,当调节器分别采用 P 、PI 、PID 控制规律时，求0.75,调节器整定的参数 解：由于T 10 0.1 ,故应用表中〒0.2时的公式计算。
热交换器温度控制系统一．控制系统组成由换热器出口温度控制系统流程图1可以看出系统包括换热器、热水炉、控制冷流体的多级离心泵，变频器、涡轮流量传感器、温度传感器等设备。
图1换热器出口温度控制系统流程图控制过程特点：换热器温度控制系统是由温度变送器、调节器、执行器和被控对象（出口温度）组成闭合回路。
被调参数（换热器出口温度）经检验元件测量并由温度变送器转换处理获得测量信号c，测量值c与给定值r的差值e送入调节器，调节器对偏差信号e进行运算处理后输出控制作用u。
二、设计控制系统选取方案根据控制系统的复杂程度，可以将其分为简单控制系统和复杂控制系统。
其中在换热器上常用的复杂控制系统又包括串级控制系统和前馈控制系统。
对于控制系统的选取，应当根据具体的控制对象、控制要求，经济指标等诸多因素，选用合适的控制系统。
以下是通过对换热器过程控制系统的分析，确定合适的控制系统。
换热器的温度控制系统工艺流程图如图2所示，冷流体和热流体分别通过换热器的壳程和管程，通过热传导，从而使热流体的出口温度降低。
热流体加热炉加热到某温度，通过循环泵流经换热器的管程，出口温度稳定在设定值附近。
冷流体通过多级离心泵流经换热器的壳程，与热流体交换热后流回蓄电池，循环使用。
在换热器的冷热流体进口处均设置一个调节阀，可以调节冷热流体的大小。
在冷流体出口设置一个电功调节阀，可以根据输入信号自动调节冷流体流量的大小。
多级离心泵的转速由便频器来控制。
换热器过程控制系统执行器的选择考虑到电动调节阀控制具有传递滞后大，反应迟缓等缺点，根具离心泵模型得到通过控制离心泵转速调节流量具有反应灵敏，滞后小等特点，而离心泵转速是通过变频器调节的，因此，本系统中采用变频器作为执行器。
换热器温度控制系统简单控制系统范本(总20页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-换热器温度控制系统简单控制系统目录目录 (3)1、题目............................................ 错误!未定义书签。
2、换热器概述...................................... 错误!未定义书签。
换热器的用途.................................... 错误!未定义书签。
换热器的工作原理及工艺流程图.................... 错误!未定义书签。
3、控制系统 (3)控制系统的选择 (3)工艺流程图和系统方框图 (3)4、被控对象特性研究 (4)被控变量的选择 (4)操纵变量的选择 (4)被控对象特性 (5)调节器的调节规律的选择 (6)5、过程检测控制仪表的选用 (7)测温元件及变送器 (7)执行器 (13)调节器 (15)、仪表型号清单列表 (16)6、系统方块图 (16)7、调节控制参数，进行参数整定及系统仿真，分析系统性能 (17)调节控制参数 (17)PID参数整定及系统仿真 (18)系统性能分析 (20)8、参考文献 (21)1、题目热交换器出口温度的控制。
2、换热器概述换热器的用途换热器又叫做热交换器（heat exchanger），是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
进行换热的目的主要有下列四种：.使工艺介质达到规定的温度，以使化学反应或其它工艺过程很好的进行；.生产过程中加入吸收的热量或除去放出的热量，使工艺过程能在规定的温度范围内进行；.某些工艺过程需要改变无聊的相态；④.回收热量。
由于换热目的的不同，其被控变量也不完全一样。
在大多数情况下，被控变量是温度，为了使被加热的工艺介质达到规定的温度，常常取出温度问被控温度、调节加热蒸汽量使工艺介质出口温度恒定。
1.E0101B混合加热器设计为确保混合加热器（E0101B)中MN（亚硝酸甲酯）,CO（一氧化碳）的出口温度为408K，选用0.68Mpa,408K的加热蒸汽加热入口温度为294K的工艺介质。
为包管生成物的产量，质量，及最终生成物的转化率，且工艺介质较稳定，蒸汽源压力较小，变更不年夜，因此针对此实际情况，最后确定设计一个换热器的反响控制计划。
1.1换热器概述换热器工作状态如何,可用几项工作指标加以衡量。
经常使用的工作指标主要有漏损率、换热效率和温度效率。
它们比较全面的说明了换热器的特点和工作状态，在生产和科学试验中了解这些指标，对换热器的管理和改进都是必不成少的。
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，2021.03.09 欧阳法创编又称热交换器。
换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要位置，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。
换热器是一种在不合温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
1.2换热器的分类适用于不合介质、不合工况、不合温度、不合压力的换热器，结构型式也不合，换热器的具体分类如下：一按传热原理分类：间壁式换热器，蓄热式换热器，流体连接间接式换热器，直接接触式换热器，复式换热器二按用途分类：加热器，预热器，过热器，蒸发器三、按结构分类：浮头式换热器，固定管板式换热器，U形管板换热器，板式换热器等2021.03.09 欧阳法创编此设计要求是将进料温度都为297.99K的MN（亚硝酸甲酯）和CO（一氧化碳）加热到出口温度为473K，所以我们经过调查研究，综合比较之后选择了管壳式(又称列管式) 换热器。
管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束或者螺旋管，管束两端固定于管板上。
换热器温度控制系统设计热交换器是工业生产中常用的设备之一，用于传递热量并调节流体温度。
热交换器温度控制系统的设计是为了确保热交换器能够稳定运行并提供所需的热量。
本文将介绍热交换器温度控制系统的设计要点和步骤。
1.系统需求分析在开始设计热交换器温度控制系统之前，首先需要对系统的需求进行分析。
这包括流体的类型、流量、温度范围以及所需的温度稳定性等。
根据这些需求，选择合适的控制器和传感器。
2.传感器选择传感器是热交换器温度控制系统中非常重要的组成部分，用来监测流体的温度并传输给控制器。
常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
选择适合的传感器需要考虑精度、响应时间以及耐高温等因素。
3.控制器选择控制器是热交换器温度控制系统的核心部分，用于读取传感器的信号并根据设定的温度范围进行控制。
常用的控制器包括PID控制器和模糊控制器。
选择控制器时需要考虑可调节的参数、控制精度以及响应速度。
4.控制策略选择合适的控制策略是确保热交换器温度控制系统稳定运行的关键。
常用的控制策略有开环控制和闭环控制。
开环控制根据预先设定的参数进行控制，闭环控制根据传感器反馈的信息进行调节。
根据实际需求选择合适的控制策略。
5.温度设定和调节根据系统需求，设置所需的温度范围和稳定性。
通过控制器对热交换器的供热和冷却进行调节，以保持流体温度在设定的范围内。
6.安全保护热交换器温度控制系统设计中需要考虑安全保护措施，以防止超温和意外故障。
例如，可以设置过温报警和自动断电装置，当温度超出设定范围或发生故障时，及时停止热交换器的运行。
7.控制系统调试和优化在完成热交换器温度控制系统的设计和安装后，需要进行调试和优化，以确保系统的性能和稳定性。
在调试过程中，根据实际情况调整控制器的参数，以达到所需的温度控制效果。
总结：热交换器温度控制系统的设计需要从系统需求分析、传感器选择、控制器选择、控制策略、温度设定和调节、安全保护等方面进行考虑。
通过合理的设计和调试优化，可以确保热交换器能够稳定运行并提供所需的热量。
辽宁工业大学过程控制系统课程设计（论文）题目：换热器温度控制系统的设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化102班学号： 100302042学生姓名：邢宏欢指导教师：（签字）起止时间：2013.6.25-2013.7.4课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化教研室注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 学 号 100302042 学生姓名 邢宏欢 专业班级 自动化102班 课程设计 换热器温度控制系统的设计课程设计（论文）任务课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数 实现功能 设计换热器温度控制系统 换热器温度控制系统，通过换热器用蒸汽对冷物料进行加热，使换热器出口温度为某一定值。
工艺要求换热器出口温度在185±2℃以内，引起出口温度变化的扰动有:冷物料的流量与初温、蒸汽压力波动等，其中最主要的扰动是冷物料的流量Q 。
设计任务及要求 1、确定控制方案并绘制工艺节点图、方框图； 2、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号和参数； 3、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式； 4、仿真分析/实验测试分析； 5、按规定的书写格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。
技术参数测量范围：0-250℃控制温度：185±2℃最大偏差：8℃；进度计划1、确定控制方案并绘制工艺节点图、方框图；2、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号和参数；3、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式；4、仿真分析/实验测试分析；5、按规定的书写格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。
指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字：年 月 日摘要随着工业的迅速发展，能量消耗量不断增加，能源紧张己成为一个世界性的问题。
近几年来，我国在节能方面虽然已取得很大的成绩，但能源的供应矛盾依然十分尖锐。
我国的能源利用率很低，只有28%左右。
由此可见，我国在节能方面存在着很大的潜力。
换热器在节能技术改造中具有很重要的作用，表现在两个方面:一是在生产工艺流程中使用着大量的换热器，提高这些换热器的效率，显然可以减少能源的消耗，同时，提高换热器的控制效果，也可以充分满足工业生产对于温度的需求，显著提高产品的质量;另一方面，用换热器来回收工业余热，可以显著的提高设备的热效率。
因此，换热器的正确使用、合理设计、控制性能改善等对能源有效利用及开发有着十分重要意义。
换热器作为一种标准工艺设备已经被广泛应用于动力工程领域和其他过程工业部门。
这个对象的特点是：热流体和冷流体通过对流热传导进行换热，从而使换热器物料出口温度满足工业生产的需求。
本设计采用一带有Smith预估补偿的模糊串级控制器的控制系统，主控变量为换热管出口温度，副变量为冷水流量。
对换热器出口温度偏差、偏差变化率和冷流体的流量值模糊化,使换热器热流体出口温度控制过渡过程平稳，具有较传统PID串级控制算法过渡时间缩短，超调量减少，抗干扰能力强等特点。
目前,换热器控制中大多数仍采用传统的PID控制,以加热（冷却）介质的流量作为调节手段,以被加热（冷却）工艺介质的出口温度作为被控量构成控制系统,对于存在大的负荷干扰且对于控制品质要求较高的应用场合。
关键词：换热器；加热；Smith预估补偿；PID控制目录第1章绪论 (1)第2章换热器温度控制系统设计的论证方案 (2)2.1 课程设计的方案论证 (2)2．2换热器温度控制系统结构及框图 (2)第3章换热器温度控制系统内容的设计 (4)3.1温度变送器的选择 (4)3.2流量变送器的选择 (4)3.3执行器(调节阀)的选择 (5)3.4调节器的选择 (7)第4章系统测试与分析/实验数据及分析 (9)第5章课程设计总结 (11)参考文献 (12)过程控制系统课程设计（论文）第1章绪论本文以用蒸汽液化给工艺介质加热为代表介绍换热器温度控制系统，针对工艺介质出口温度的主要干扰进行分析，并对扰动实施反馈控制以达到控制目的。
具体要求为：变送器选择、执行器选择、控制器控制方案选择；仪表的工作原理及性能指标，仪表间的配接说明。
简单控制系统是指那些只有一个被控量、一个操作量，只用一个控制器和一个调节阀所组成的控制回路。
根据题目所提供的系统原理图，可知改系统只需用简单控制系统既能完成控制要求。
被控参数选择被加热物料出口温度，而不选冷物料为被控参数，只要是因为本系统主要干扰是冷物料流量的变化，若选冷物料入量为被控参数，扰动进入的位置离被控参数太近，干扰对被控参数的影响大，控制品质差。
但若选择被加热物料出口温度为被控参数，蒸汽入量为控制参数，则可以使主要干扰进入系统的位置远离被控参数，从而干扰对被参数的影响不，提高了系统的控制品质。
控制参数选择蒸汽入量。
若系统出现故障时，应立刻关闭蒸汽进入换热器，以免蒸汽进入过多，使温度过高，烧坏换热器。
从系统整体来看，扰动作用是由扰动通道对过程的被控参数产生影响，力图使被控参数偏离给定值；控制作用是由控制通道对过程的被控参数起主导影响，抵消扰动影响，以使被控参数尽力维持在给定值。
因此，选蒸汽入量为控制参数。
综上所诉，选择简单控制系统作为换热器温度控制系统的方案。
第2章换热器温度控制系统设计的论证方案2.1 课程设计的方案论证根据题目要求并通过阅读大量资料，有二种方案可以实现换热器温度控制系统：方案一:为了克服干扰对系统的影响，选择串级系统。
其中被加热物料出口温度为被控参数、冷物料为控制参数。
方案二:选择前馈-反馈系统。
其中被加热物料出口温度为被控参数、蒸汽入量为控制参数，为了克服主要扰动(冷物料的流量Q)的干扰，在单闭环控制的基础上，加入对冷物料流量的检测，与单闭环控制构成前馈-反馈系统。
以上两个方案都可以实现对换热器的控制，方案一使用串级控制系统，冷物料为控制参数，但是冷物料的流量不稳定，当扰动进入副回路时，副回路可以迅速克服干扰，从而大大减小副回路干路对主参数的影响，但是副回路也是负反馈系统，不能将扰动的影响消除在偏差出现以前。
如果选蒸汽为控制参数，则冷物料流量的干扰可以通过前馈来减小对被控制参数的影响，前馈系统的控制原理是当系统出现扰动时，立即将其测量出来，能过前馈控制器，根据扰动量的大小改变控制变量，以抵消扰动对被控参数的影响，将扰动的影响消除在偏差信号出现之前，控制及时。
被控参数选择被加热物料出口温度，而不选冷物料为被控参数，只要是因为本系统主要干扰是冷物料流量的变化，若选冷物料入量为被控参数，扰动进入的位置离被控参数太近，干扰对被控参数的影响大，控制品质差。
但若选择被加热物料出口温度为被控参数，蒸汽入量为控制参数，则可以使主要干扰进入系统的位置远离被控参数，从而干扰对被参数的影响不，提高了系统的控制品质。
控制参数选择蒸汽入量。
若系统出现故障时，应立刻关闭蒸汽进入换热器，以免蒸汽进入过多，使温度过高，烧坏换热器。
从系统整体来看，扰动作用是由扰动通道对过程的被控参数产生影响，力图使被控参数偏离给定值；控制作用是由控制通道对过程的被控参数起主导影响，抵消扰动影响，以使被控参数尽力维持在给定值。
因此，选蒸汽入量为控制参数。
通过对以上两种方案的比较，选择方案二作为换热器温度控制系统的方案。
2．2换热器温度控制系统结构及框图前馈系统的工作原理是：当系统出现扰动时，立即将其测量出来，通过前馈控制器，根据动量的大小改变控制变量，以抵消扰动对被控参数的影响。
为了克服前馈控制的局限性，本系统将前馈控制和反馈控制结合起来，组成前馈-反馈复合控制系统。
这样既发挥了前馈控制及时克服主要干扰对被控参数影响的优点，又保持了反馈控制抑制各种干扰的优势，同时也降低了对前馈器的要求。
系统总体结构如图2.2所示。
TTTCFT FC FY ∑冷物料蒸汽换热器图2.2 前馈-反馈控制系统图中，TT 和FT 为温度变送器和流量变送器，TC 和FC 为温度控制器和流量控制器。
根据前馈-反馈系统划的系统框图。
如图2.3所示。
G c (S) G p (S)G m (S) G f (S)G m 1(S)G v (S)X(s)Y(s)-F(s)图2.3 控制系统框图其中F(S):为冷物料流量干扰 G m (S):温度变送器传递函数G c (S):温度控制器传函数 G v (S):执行器传递函数G p (S):控制参数传递函数 G m1(S):流量执行器传递函数G f (S):前馈控制器传递函数 Y(S):被控参数传递函数第3章换热器温度控制系统内容的设计3.1温度变送器的选择根据本系统技术要求测量范围在0-250℃，控制温度在185±2℃，因此选用Pt100、热电偶一体化温度变送器。
Pt100、热电偶一体化温度变送器测温探头采Pt10铂电阻,J、K、E、热电偶，精度高,稳定性好、集传感变送于一体，结构紧凑，安装方便,精度高、功耗低电流输出型适合长距离传送,抗电磁干扰电路设计，保证变送器在受到各种干扰下能够安全可靠的工作，适于现代电磁污染严重的环境使用，整体密封性能良好，温度量程和外形尺寸可以按户要求订货,灵活方便、产品结构设计合理，过程连接接口灵活方便，体积小，重量轻，安装位置任意、壳体保护材料多样化，适应多种介质测量。
Pt100、热电偶一体化温度变送器主要技术指标：温度测量范围：0～300℃输出信号：4～20mA、0-5V负载电阻：≤500Ω供电电源：24V DC功耗：≤1W基本误差：0.2％～0.5％ FS3.2流量变送器的选择经过对本系统的分析及主要性能指标，选用LWC插入式涡轮流量计，型号为LWC插入式。
一．LCW插入式涡轮流量计的特点压力损失小，叶轮具有防腐功能，采用先进的超低功耗单片微机技术，整机功能强、功耗低、性能优越。
具有非线性精度补偿功能的智能流量显示器。
修正公式精度优于±0.02% 仪表系数可由按键在线设置，并可显示在LCD屏上，LCD屏直观清晰，可靠性强。
采用EEPROM对累积流量、仪表系数掉电保护，保护时间大于10年。
采用高性能MCU中央处理器，完成数据采集处理显示输出、累积流量瞬时流量同屏显示方便的人机界面实现，以标准485形式进行数据传输。
采用全硬质合金（碳化钨）屏蔽式悬臂梁结构轴承，集转动轴承与压力轴承于一体，大大提高了轴承寿命，并可在有少量泥沙与污物的介质中工作。
采用1Cr18Ni9Ti全不锈钢结构，（涡轮采用2Cr13）防腐性能好。
容易维修，有自整流的结构，小型轻巧，结构简单，可在短时间内将其组合拆开，内部清洗简单。
有较强抗磁干扰和振动能力、性能可靠、寿命长。
下限流速低,测量范围宽，现场显示型液晶屏显示清晰直观，功耗低，3V锂电池供电可连续运行5年以上，耐腐蚀，适用于酸碱溶液。
