锅炉温度串级控制系统开题报告

设计任务书目录1 管式加热炉概述 (1)1.1管式加热炉在石油工业中的重要性 (1)1.2管式加热炉的基本构成与组成 (1)1.3管式加热炉出口温度控制系统设计目的及意义 (1)2 管式加热炉温度控制系统工作原理及控制要求 (2)2.1 管式加热炉出口温度控制系统工作原理..................... ........ . (2)2.2 管式加热炉出口温度控制系统控制要求 (2)3 管式加热炉出口温度控系统工艺流程设计 (2)3.1 管式加热炉出口温度影响因素的扰动分析 (2)3.2 管式加热炉出口温度控制系统的工艺流程设计 (2)4 管式加热炉出口温度控系统现场仪表的选型与连线图 (3)4.1 控制系统中温度检测元件的选型 (3)4.2 控制系统中变送器的选型 (4)4.3 控制系统中执行器（调节阀）的选型 (4)4.4 控制系统中调节器的选型 (5)4.5 控制系统中的连锁保护与接线图 (6)5管式加热炉出口温度串级控制系统分析 (8)5.1 控制系统方框图与工作过程 (7)5.2 主、副调节器规律选择 (7)5.3 主、副调节器正反作用方式确定 (7)5.4 控制器参数工程整定 (8)6 管式加热炉出口温度串级控制系统的MATLAB SIMULINK仿真与分析 (11)6.1传递函数的选择 (9)6.2系统的参数的选择 (9)6.3系统的仿真分析 (10)7 感受与体会..................................................................错误!未定义书签。

8参考文献....................................................................错误!未定义书签。

1 管式加热炉概述1.1管式加热炉在石油工业中的重要性⑴加热温度高（火焰温度1000℃以上），传热速率快。

锅炉夹套水温与内胆水温串级控制系统一、实验目的1．熟悉温度串级控制系统的结构与组成。

2．掌握温度串级控制系统的参数整定与投运方法。

3．研究阶跃扰动分别作用于副对象和主对象时对系统主控制量的影响。

4．主、副调节器参数的改变对系统性能的影响。

二、实验设备三、实验原理本实验系统的主控量为锅炉夹套的水温T1，副控量为锅炉内胆的水温T2，它是一个辅助的控制变量。

系统由主、副两个回路所组成。

主回路是一个定值控制系统，要求系统的主控制量T1等于给定值，因而系统的主调节器应为PI或PID 控制。

副回路是一个随动系统，要求副回路的输出能正确、快速地复现主调节器输出的变化规律，以达到对主控制量T1的控制目的，因而副调节器可采用P控制。

由于锅炉夹套的温度升降是通过锅炉内胆的热传导来实现的，显然，由于副对象管道的时间常数小于主对象下水箱的时间常数，因而当主扰动（二次扰动）作用于副回路时，通过副回路的调节作用可快速消除扰动的影响。

本实验系统结构图和方框图如图15所示。

图15 锅炉夹套与内胆温度串级控制系统(a)结构图 (b)方框图四、实验内容与步骤本实验选择锅炉夹套和锅炉内胆组成串级控制系统。

实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门F2-1、F2-6、F1-12、F1-13全开，将锅炉出水阀门F2-11、F2-12关闭，其余阀门也关闭。

将变频器A、B、C三端连接到三相磁力驱动泵（220V），打开变频器电源并手动调节变频器频率，给锅炉内胆和夹套贮满水。

然后关闭变频器、关闭阀F1-12，打开阀F1-13。

待实验投入运行时，用变频器支路以较小的流量给锅炉内胆供循环冷却水。

具体实验内容与步骤可根据本实验的目的与原理参照前一节水箱液位串级控制中相应方案进行，实验的接线可按照下面的接线图连接。

图16 智能仪表控制温度串级控制实验接线图图17 远程数据采集控制温度串级控制实验接线图图18 DCS分布式控制温度串级控制实验接线图图19 S7-200PLC控制温度串级控制实验接线图图20 S7-300PLC控制温度串级控制实验接线图五、实验报告要求1．画出温度串级控制系统的结构框图。

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随着检测理论和技术的不断更新, 温度传感器的种类也越来越多，在微机系 统中使用的传感器，必须是能够将非电量转换成电量的传感器，目前常用的有热 电偶传感器、热电阻传感器和半导体集成传感器等，每种传感器根据其自身特性， 都有它自己的应用领域。
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3、国内外研究现状和发展趋势综述
近年来，在温度检测技术领域中，多种新的检测原理与技术的开发应用己取得 了具有实用性的重大进展。新一代温度检测元件正在不断出现和完善化，主要包括 以下几种。(1)晶体管温度检测元件(2)集成电路温度检测元件(3)核磁共振温度检 测器(4)热噪声温度检测器(5)石英晶体温度检测器(6)光纤温度检测器(7)激光温 度检测器。目前国内外的温度控制方式越来越趋向于智能化，温度测量首先是由温 度传感器来实现的。测温仪器由温度传感器和信号处理两部分组成。温度测量的过 程就是通过温度传感器将被测对象的温度值转换成电的或其它形式的信号传递给 信号处理电路进行信号处理转换成温度值显示出来。温度传感器随着温度变化而引 起变化的物理参数有膨胀、电阻、电容、热电动势磁性能、频率、光学特性及热噪 声等等。随着生产的发展新型温度传感器还会不断出现,目前,国内外通用的温度传 感器及测温仪大致有以下几种热膨胀式温度计、电阻温度计、热电偶、辐射式测温 仪表、石英温度传感器测温仪。
在系统中，利用热电偶测得电阻炉实际温度并转换成毫伏级电压信号。该电压 信号经过温度检测电路转换成与炉温相对应的数字信号进入单片机，单片机进行数 据处理后，通过液晶显示器显示温度并判断是否报警，同时将温度与设定温度比较， 根据设定的算法计算出控制量，根据控制量通过控制固态继电器的导通和关闭从而 控制电阻丝的导通时间，以实现对炉温的控制。该系统中的时钟电路可以根据要求 进行准确计时。
of Contr01．1992 [11] 李士勇．模糊控制.神经控制和智能控制论[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 19961)在该领域已取得的研究成果 本人对该课题有了整体的认识和计划。