过程控制系统课程设计书

学 号： 0120911360214

课 程 设 计

题 目 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师

2013 年 1 月 16 日

锅炉给水冲量控制系统设计

自动化学院 自动化 自动化0902班

何润 刘小珠

武汉理工大学《过程控制系统与仪表》课程设计说明书

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级： 自动化0902 指导教师： 刘小珠 工作单位： 自动化学院

题 目: 锅炉给水冲量控制系统设计 初始条件：

1. 课程设计辅导资料：“过程控制系统和应用”、“过程控制系统与仪表”、“过程控制仪表及控制系统”、“过程控制系统及仪表”等； 2. 先修课程：仪表与过程控制系统等。 3. 主要涉及的知识点：

过程控制仪表、控制系统、被控过程等

要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具

体要求）

1. 课程设计时间：2周；

2. 课程设计内容：根据指导老师给定的题目，按规定选择其中1套完成；

本课程设计统一技术要求：研读辅导资料对应章节，对选定的设计题目所涉及的生产工艺和控制原理进行介绍，针对具体设计选择相应的控制参数、被控参数以及过程检测控制仪表，并画出控制流程图及控制系统方框图。 3. 课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，具体包括： ① 目录； ② 摘要；

③ 生产工艺和控制原理介绍； ④ 控制参数和被控参数选择； ⑤ 控制仪表及技术参数；

⑥ 控制流程图及控制系统方框图； ⑦ 总结与展望；（设计过程的总结，还有没有改进和完善的地方）； ⑧ 课程设计的心得体会（至少500字）； ⑨ 参考文献（不少于5篇）； ⑩ 其它必要内容等。

I

武汉理工大学《过程控制系统与仪表》课程设计说明书

摘 要

现代大型锅炉的水位动态特性复杂，汽包存在着严重的“虚假水位”现象，为了给水系统的安全可靠，有多种设计方案，三冲量给水系统包括单级三冲量给水系统和串级三冲量给水系统，设计中重点针对串级三冲量给水系统进行了详细的设计及仿真研究。

本次设计是根据实验给定的参数，用理论计算的方法整定调节器的参数，同时借助MATLAB应用软件整定调节器的参数，并与单冲量给水控制系统进行分析比较。理论计算时，副回路需要用试探法，只能在仿真中进行整定；而主回路要结合所学的专业课知识，用经验公式计算主、副调节器的参数；再用结合实际的工程整定法也就是衰减曲线法来选择调节器参数并进行仿真。

设计中介绍了冲量给水系统的结构组成及工作原理，接着根据理论计算，并结合工程整定方法，详细论述了系统的参数整定问题。参数整定后要使串级冲量系统的副回路成为一个快速随动系统，主回路成为一个衰减率为四分之一的衰减振荡系统。最后分析了水位扰动、蒸汽流量扰动下的系统的性能和蒸汽流量信号丢失后的水位变化情况。

关键词：汽包锅炉水位；冲量给水控制系统

1 II

武汉理工大学《过程控制系统与仪表》课程设计说明书

Abstract

The dynamic characteristic of modern large-scale boiler water level is complicated, the vapor is existing \false water level \phenomenon, in order to keep water supply system reliable and safe, we can adopt three methods to complete this design, Water Level Control System of Cascade Three Parameters Control Boiler includes single stage three impulses water supply system and cascade three impulses water supply system, in my study, I have made a detailed introduction of water Level Control System of Cascade Three Parameters Control Boiler and has carried out simulated curve.

This design use theoretical method to adjust the controller parameter basing on parameter of experiment. It chooses the controller parameter by using MATLAB application software and makes a comparation with water Level Control System of Cascade Single Parameters Control Boiler Drum. In the process of theoretical calculating, the inner circuit needs to use heuristic approach, it can carry out adjusting process only in simulation; But, the outside circuit needs to combine with specialized course knowledge that we have learned, the parameter was calculated by using Empirical formula. Subsidiary controller; Adjuster parameter is choosed and simulated by practical engineering method.

Design has made a introduction of the structure and principle of Water Level Control System of Cascade Three Parameters Control Boiler, adjusting method combining with a project has discussed systematic parameter in detailed. The water level having analyzed water level perturbation motion, lower systematic steam rate of flow perturbation motion function and steam rate of flow signal finally after being lost water level that changes condition.

Keywords: water level of steam drum boiler; elements water supply control system

III