控制仪表课程设计说明书.doc

控制仪表课程设计说明书
摘 要

煤气炉是工业生产中常用的加热设备，广泛应用于冶金、机械、建材、化工等行业，其温度控制系统常用的控制技术有PID控制、模糊控制技术等，但由于煤气炉是一个时变的、大滞后的
控制仪表课程设计说明书
摘 要

煤气炉是工业生产中常用的加热设备，广泛应用于冶金、机械、建材、化工等行业，其温度控制系统常用的控制技术有PID控制、模糊控制技术等，但由于煤气炉是一个时变的、大滞后的被控对象，且升温具有单向性，很难建立精确的数学模型。而PID控制因其成熟、容易实现、并具有可消除稳态误差的优点，基本可以满足系统性能要求。
KMM可编程程序调节器是一种多输入/输出、多功能、多用途的数学式控制仪表。它与模拟式调节器相比，具有与模拟仪表兼容，运算，控制及通信功能丰富、通用性强、可靠性高，使用维护方便等优点，用KMM进行系统设计，只要根据控制流程图进行组态即可，通过各种运算模块的不同组态可以实现多种控制功能，如平、PID控制、前馈控制等，非常简便。用它进行控制，P、I、D参数调整方便，数字显示直观，适合于小规模生产装置的控制、显示和操作，也可以通过通信接口挂到数据通道同集散控制系统连接起来，实现中、大规模的分散控制、集中监视、操作和管理。
一 总体方案设计
煤气炉是工业生产的重要装置之一，它的任务是通过煤气的燃烧，产生一个理想的温度，以供生产、生活之用。在产品的工艺加工过程中，温度对产品质量的影响很大，温度检测和控制很重要。基于常用的单回路控制系统结构简单但控制精度较低的实际，本设计提出
本设计采用串级控制系统，串级控制系统的原理及基本结构图已经在上一个章节介绍过了，这里结合具体控制对象（煤气炉），详细介绍其炉温控制系统的设计方法。
基本设计思想：以煤气炉温度作为主控信号，构成主控调节回路，以煤气流量信号作为副控信号，构成副控调节回路。引入煤气流量信号可以消除控制阀门相同开度的情况下压力影响煤气燃烧量的现象。其原理框图如下图1-3所示：
二 仪表选型
仪表的选型关系到整个系统各个部分之间的信号的匹配、兼容性、安全性及稳定性等多个方面的问题，因此，仪表的选型是一个设计是否成功的一个相当关键的环节。本设计中需要用的控制仪表主要有：辐射式温度计、温度变送器、KMM可编程调节器、孔板流量计等，本设计的仪表选型如下所示：
序号
类型
名称
信号模式
备注
1
温度计
WDH-II型光电温度计
A
2
温度变送器
WDH-II自带的
A
主变送器
3
流量变送器
CECC电容式差压变送器(配节流装置)
A
副变送器
4
流量计
孔板流量计
A
5
调节器
KMM可编程调节器
D
6
调节阀
ZAZNC Ⅲ型电动双座调节阀
A
2 KMM可编程调节器
KMM是单回路控制仪表（SSC）中DIGITRONIK系列的一个主要品种，适用于小规模生产装置的控制、显示和操作，也可以通过通信接口挂到数据通道上与个人计算机或集散系统（如TDC-3000）连接起来，实现大、中规模的分散控制、集中监视、操作和管理。
1 KMM的基本组