过程控制课程设计---送引风控制系统设计

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1、 课程设计报告课程设计报告 ( 2012- 2013 年度第一学期) 名 称：过程控制课程设计 题 目：送引风控制系统设计 院 系： 自动化 设计周数： 1 周 姓名 学号 分工 成绩 成员 日期： 2013 年 1 月 9 日 过程控制课程设计过程控制课程设计 任任 务务 书书 一、一、 目的与要求目的与要求 “过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。通过实际工业 过程对象控制方案的选择、 控制功能的设置、 工程图纸的绘制等基础设计和设计 说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本 技能训练。 二、二、 主要内容主要内容 1根据对被控对象进行的分析

2、，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图； 2根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，绘制控制系统工艺流程图（PID 图） ； 3 根据确定的自动化水平和系统功能， 选择控制仪表， 完成控制系统 SAMA 图 （包 括系统功能图和系统逻辑图） ； 4对所设计的系统进行仿真试验并进行系统整定； 5编写设计说明书。 三、三、 进度计划进度计划 序号序号 设计设计( (实验实验) )内容内容 完成时间完成时间 备注备注 1 下达任务，查找资料 周一、周二 2 制定控制方案，绘制控制系统 SAMA 图 周二、周三 3 仿真试验、撰写设计说明 周三、周四 4 答辩 周五 四、四、 设计（实验）成果要求

3、设计（实验）成果要求 1 绘制所设计热工控制系统的的 SAMA 图； 2 根据已给对象，用 MATABL 进行控制系统仿真整定，并打印整定效果曲线； 3 撰写设计报告 五、五、 考核方式考核方式 提交设计报告及答辩 学生姓名： 指导教师： 2013 年 1 月 9 日 一对象特性分析一对象特性分析 1.送风控制系统送风控制系统 送风控制系统的功能是维持风、煤成一定比例关系，确保炉膛燃烧的最佳条件。保证燃 料在炉膛中充分燃烧，直接影响锅炉运行的经济性。 为了使锅炉适应负荷的变化， 必须同时改变送风量和燃料量， 一般实际送风量要比理论 空气量大一些，送风系统的被控对象为炉膛，它是惯性和迟延都比较小

4、的自衡对象。当空气 量不变， 燃料量增加时， 使空气量与燃料量比值下降， 烟气中的含氧量降低， 当燃料量不变， 空气量增加时，烟气中的含氧量增加，控制系统应使送风量与燃料量协调变化，以保证经济 性。 送风调节的任务在于保证燃烧的经济性,具体地说,就是要保证燃烧过程中有合适的燃料 与风量比例,送风调节对象近似比例调节。因此通常采用保持燃料量与送风量成比例关系的 送引风控制系统,燃料量信号以前馈形式引入送风机控制系统,作为送风调节器的给定值;送 风量信号作为反馈信号引入送风调节器,构成一个单闭环比值控制系统,可以实现送风量快速 跟踪燃料量的变化。于送风调节器采用 PI 作用调节器,所以静态时,调节

5、器入口信号平衡。 2引风控制系统引风控制系统 引风控制系统即炉膛压力控制系统， 炉膛压力直接影响炉膛内燃料的燃烧质量和锅炉的 安全性，是引起锅炉灭火最直接的因素。 引风控制的任务是保持炉膛负压在规定的范围之内。 由于送风量的变化是引起负压波动 的主要原因,为了能使引风量快速地跟踪送风量,以保持二者的比例,可将送风量作为前馈引 入引风调节器。这样当送风控制系统动作时,引风控制系统立即跟着动作,而不是等炉膛负压 偏离给定值后再动作,从而能使炉膛负压基本不变。所以引风控制系统引入送风前馈信号以 后,将有利于提高引风控制系统的稳定性和见效炉膛负压的动态偏差。 引风控制系统的被控对象锅炉烟道是惯性较小，

6、 调节速度快的自衡对象， 被调量负压反 应灵敏。 二设计控制方案二设计控制方案 由对象特性分析可知，在燃料量变化的同时，送风和引风量要按比例协调动作，送风 量引起烟气含氧量变化， 送风控制系统以烟气中含氧量作为被调量， 其内环要保证最佳空燃 比，送风控制系统为氧量空燃比串级系统；引风系统为一单回路控制系统，被调量为锅炉 负压，它反映吸风量与送风量之间的平衡关系，所以辅以前馈控制，即在送风量改变的同时 也改变引风量。 1.送引风控制系统结构原理方框图送引风控制系统结构原理方框图 图 1 送引风控制系统原理方框图 2选择控制系统控制结构，画控制原理图选择控制系统控制结构，画控制原理图 2.1 送风控制系统采用串级控制系统送风控制系统采用串级控制系统 送风控制系统采用氧量信号作为校正信号，如方框图所示。它是一个串级比值控制系统，主 调节器（氧量校正调节器）接受氧量定值信号。副调节器接受燃料信号 B，反馈信号 V 及 氧量校正调节器的输出，副回路用以保证风煤的基本比例，起粗调作用。主回路用来校正氧 量，