某加熱爐溫度控制過程控制

1、歡迎下載學(xué) 號天津城建高校過程把握課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書某加熱爐溫度把握 起止日期： 2014 年 6 月 23 日至 2014 年 6 月 27 日同學(xué)姓名班級成果指導(dǎo)老師 (簽字 )把握與機(jī)械工程學(xué)院把握與機(jī)械工程學(xué)院2014 年年 6 月月 27 日日歡迎下載天津城建高校課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2013 -2014 學(xué)年第學(xué)年第 2 學(xué)期學(xué)期把握與機(jī)械工程學(xué)院 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè) 班級 13 電氣 11 班 姓名 學(xué)號 課程設(shè)計(jì)名稱： 過程把握 設(shè)計(jì)題目： 某加熱爐溫度把握 完成期限：自 2014 年 6 月 23 日至 2014 年 6 月 27 日共 1 周設(shè)計(jì)依據(jù)、要求及主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)依據(jù)、

2、要求及主要內(nèi)容： 一、設(shè)計(jì)任務(wù) 某溫度過程在階躍擾動(dòng)作用下，其溫度變化的數(shù)據(jù)如下：1 /qt h t/s0102030405060708090100150200/oC00.160.6511.51.61.81.91.951.981.992.02.02.0試依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)一個(gè)超調(diào)量的無差把握系統(tǒng)。具體要求如下： 25%p（1）依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇肯定的辨識方法建立對象的數(shù)學(xué)模型；（2）依據(jù)辨識結(jié)果設(shè)計(jì)符合要求的把握系統(tǒng)（把握系統(tǒng)原理圖、把握規(guī)律選擇等） ；（3）依據(jù)設(shè)計(jì)方案選擇相應(yīng)的把握儀表；（4）對設(shè)計(jì)的把握系統(tǒng)進(jìn)行仿真，整定運(yùn)行參數(shù)。二、設(shè)計(jì)要求 接受 MATLAB 仿真；需要做出以下結(jié)果：（1

3、）超調(diào)量（2）峰值時(shí)間（3）過渡過程時(shí)間（4）余差（5）第一個(gè)波峰值（6）其次個(gè)波峰值（7）衰減比（8）衰減率（9）振蕩頻率（10） 全部 P、I、D 的參數(shù)（11） PID 的模型（12） 設(shè)計(jì)思路三、設(shè)計(jì)報(bào)告歡迎下載課程設(shè)計(jì)報(bào)告要做到層次清楚，論述清楚，圖表正確，書寫工整；詳見“課程設(shè)計(jì)報(bào)告寫作要求” 。四、參考資料1 何衍慶工業(yè)生產(chǎn)過程把握（1 版） 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20042 邵裕森過程把握工程北京：機(jī)械工業(yè)出版社 20003 過程把握教材指導(dǎo)老師（簽字）： 教研室主任（簽字）： 批準(zhǔn)日期： 年 月 日歡迎下載摘摘 要要在工業(yè)生產(chǎn)中必定地要求對加熱爐內(nèi)的溫度進(jìn)行有效的把握，使之保

4、持在某一特定的范圍內(nèi)。而溫度的維持又要求燃料在爐內(nèi)穩(wěn)定地燃燒。加熱爐燃燒過程是受隨機(jī)因素干擾的，具有大慣性、純滯后的非線性過程。本設(shè)計(jì)針對加熱爐燃燒把握系統(tǒng)，主要介紹的把握方案有單回路把握系統(tǒng)、串級比值把握系統(tǒng)、單交叉限幅把握系統(tǒng)、雙交叉限幅把握系統(tǒng)，并對每一種把握方案進(jìn)行了理論分析。運(yùn)用 MATLAB 軟件對溫度把握系統(tǒng)進(jìn)行了較為全面的仿真和性能分析。通過分析比較可以得出結(jié)論，雙交叉限幅對加熱爐溫度的把握優(yōu)于其它的把握方案。雙交叉限幅的爐溫把握系統(tǒng)使煤氣流量和空氣流量相互限制，既防止了燃燒中冒黑煙，也防止了空氣過剩，達(dá)到把握加熱爐溫度，提高煤氣燃燒率，避開環(huán)境污染等目的。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：加熱

5、爐；單交叉限幅把握；雙交叉限幅把握； MATLAB 仿真歡迎下載名目緒論緒論.1 1一一 對象模型的建立對象模型的建立.2 21.11.1 數(shù)學(xué)模型概念數(shù)學(xué)模型概念 .21.2 系統(tǒng)各裝置數(shù)學(xué)模型的建立系統(tǒng)各裝置數(shù)學(xué)模型的建立 .3二二 儀表選型儀表選型.4 42.12.1 單回路系統(tǒng)選擇原則單回路系統(tǒng)選擇原則 .42.22.2 調(diào)整器調(diào)整器 .52.32.3 執(zhí)行器執(zhí)行器 .72.42.4 變送器變送器 .82.52.5 檢測元件檢測元件 .9三三 把握系統(tǒng)儀表配接圖及說明把握系統(tǒng)儀表配接圖及說明.9 93.13.1 把握系統(tǒng)儀表配接說明把握系統(tǒng)儀表配接說明 .9四四 加熱爐爐溫把握系統(tǒng)仿真

6、結(jié)果分析加熱爐爐溫把握系統(tǒng)仿真結(jié)果分析.10104.14.1 依據(jù)已知數(shù)據(jù)畫出單位階躍曲線依據(jù)已知數(shù)據(jù)畫出單位階躍曲線 .104.24.2 爐溫單回路把握仿真爐溫單回路把握仿真 .10五五 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).1313歡迎下載緒論溫度把握系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)格外廣泛，但從國內(nèi)生產(chǎn)的溫度把握器來講，總體進(jìn)展水平仍舊不高，同日本、美國、德國等先進(jìn)國家相比，仍舊有著較大的差距。成熟的溫控產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”把握及常規(guī)的 PID把握器為主，它們只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)把握，而用于較高把握場合的智能化、自適應(yīng)把握儀表，國內(nèi)技術(shù)還不格外成熟，形成商品化并廣泛應(yīng)用的把握儀表較少。隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展及加入

7、 WTO，我國政府及企業(yè)對此都格外重視，對相關(guān)企業(yè)資源進(jìn)行了重組，相繼建立了一些國家、企業(yè)的研發(fā)中心，開展創(chuàng)新性爭辯，使我國儀表工業(yè)得到了快速的進(jìn)展。隨著新技術(shù)的不斷開發(fā)與應(yīng)用，近年來單片機(jī)進(jìn)展格外快速，一個(gè)以微機(jī)應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到電力、冶金、化工、建材、機(jī)械、食品、石油等各個(gè)行業(yè)。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)勁，而且精度差，單片機(jī)的消滅使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問題能夠得到很好的解決。溫度是工業(yè)對象中的一個(gè)重要的被控參數(shù)。然而所接受的測溫元件和測量方法也不相同；產(chǎn)品的工藝不同，把握溫度的精度也不相同。因此對數(shù)據(jù)采集的精度和接受的把握方法也不相同。傳統(tǒng)的

8、把握方式已不能滿足高精度，高速度的把握要求，如溫度把握表溫度接觸器，其主要缺點(diǎn)是溫度波動(dòng)范圍大，由于它主要通過把握接觸器的通斷時(shí)間比例來達(dá)到轉(zhuǎn)變加熱功率的目的，受儀表本身誤差和溝通接觸器的壽命限制，通斷頻率很低。近幾年來快速進(jìn)展了多種先進(jìn)的溫度把握方式，如：PID 把握，模糊把握，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法把握等。這些把握技術(shù)大大的提高了把握精度，不但使把握變得簡便，而且使產(chǎn)品的質(zhì)量更好，降低了產(chǎn)品的成本，提高了生產(chǎn)效率。本系統(tǒng)要求有數(shù)據(jù)處理，顯示功能等,被控對象為一階慣性環(huán)節(jié)和一階積分環(huán)節(jié)的組合，慣性時(shí)間常數(shù)為 2s，開環(huán)增益 k=10，溫度把握范圍為 50150。歡迎下載一 對象模型的建立1.1

9、數(shù)學(xué)模型概念 把握系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型在把握系統(tǒng)的爭辯中有著相當(dāng)重要的地位，要對系統(tǒng)進(jìn)行仿真處理，首先需要知道系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，而后才有可能對系統(tǒng)進(jìn)行仿真。同樣，只有知道系統(tǒng)模型，才有可能在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一個(gè)合適的把握器，使系統(tǒng)響應(yīng)達(dá)到預(yù)期效果，滿足實(shí)際的工程需要。 在線性系統(tǒng)理論中，常用的數(shù)學(xué)模型形式有：傳遞函數(shù)模型（系統(tǒng)的外部模型） 、狀態(tài)方程模型（系統(tǒng)的內(nèi)部模型） 、零極點(diǎn)增益模型和部分分式模型等。這些模型之間都有著內(nèi)在的聯(lián)系，可以相互進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 微分方程是把握系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)，一般來講，利用機(jī)械學(xué)、電學(xué)、力學(xué)等物理規(guī)律便可以得到把握系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方程，這些方程對于線性定常連續(xù)系統(tǒng)而言是一種常系數(shù)的微分

10、方程。 把握系統(tǒng)動(dòng)態(tài)微分方程的建立基于以下兩個(gè)條件：（1）在給定量產(chǎn)生變化或擾動(dòng)消滅之前，被控量的各階導(dǎo)數(shù)都為零，即系統(tǒng)是處于平衡狀態(tài)的，因此，在任一瞬間，由各種不同環(huán)節(jié)組成的自動(dòng)把握系統(tǒng)用幾個(gè)獨(dú)立變量就可以完全確定系統(tǒng)的狀態(tài)。（2）建立的動(dòng)態(tài)微分方程式是以微小增量為基礎(chǔ)的增量方程，而不是其確定值的方程，因此，當(dāng)消滅擾動(dòng)和給定量產(chǎn)生變化時(shí)，被控量和各獨(dú)立變量在其平衡點(diǎn)四周將產(chǎn)生微小的增量，微分方程式描述的是微小偏差下系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的增量方程，不是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變量的確定值方程，也不是大偏差范圍內(nèi)的增量方程。動(dòng)態(tài)微分方程描述的是被把握量與給定量或擾動(dòng)量之間的函數(shù)關(guān)系，給定量和擾動(dòng)量可以看成系統(tǒng)的輸入量，

11、被把握量看成輸出量。建立微分方程時(shí)，一般從系統(tǒng)的環(huán)節(jié)著手，先確定各環(huán)節(jié)的輸入量和輸出量，以確定其工作狀態(tài)，并建立各環(huán)節(jié)的微分方程，而后消去中間變量，最終得到系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)微分方程。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型有多種表達(dá)形式，可以是微分方程、差分方程，也可以是傳遞函數(shù)、狀態(tài)方程。微分方程描述的系統(tǒng)模型，通過求解微分方程，可以得到系統(tǒng)隨時(shí)間變化的規(guī)律，比較直觀。但是，當(dāng)微分方程階次較高時(shí)，微分方程的求解變得格外困難，不易實(shí)現(xiàn)，而接受拉氏變換就能把問題的求解從原來的時(shí)域變換到復(fù)頻域，把微分方程變?yōu)榇鷶?shù)方程，而代數(shù)方程的求解通常是比較簡潔的，求解代數(shù)方程后，再通過拉式反變換得到微分方程的解。傳遞函數(shù)是在拉式變換的基礎(chǔ)

12、上，以系統(tǒng)本身的參數(shù)所描述的線性定常系統(tǒng)輸入量和輸出量的關(guān)系式，它表達(dá)了系統(tǒng)內(nèi)在的固有特性，而與輸入量或驅(qū)動(dòng)函數(shù)無關(guān)。它可以是有量綱的，也可以是無量綱的，視系統(tǒng)的輸入量、輸出量而定，它包含著聯(lián)系輸入量與輸出量所需要的量綱。它通常不能表明系統(tǒng)的物理特性和物理結(jié)構(gòu)，很多物理性質(zhì)不同的系統(tǒng)卻有著相同的傳遞函數(shù)，正如一些不同的物理現(xiàn)象可以用相同的微分方程描述一樣。加熱爐具有大滯后、大慣性的特點(diǎn)，將加熱爐簡化為一個(gè)帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，則溫度對象傳遞函數(shù)為： （1-1）( )1KeG STS-s歡迎下載此外，燃料流量對象和空氣流量對象本設(shè)計(jì)將把它們近似看成一階慣性環(huán)節(jié)，相應(yīng)的傳遞函數(shù)如下： 燃料流量

13、對象傳遞函數(shù)： （1-2）( )1KG STS空氣流量對象傳遞函數(shù)： （1-3）( )1KG STS1.21.2 系統(tǒng)各裝置數(shù)學(xué)模型的建立系統(tǒng)各裝置數(shù)學(xué)模型的建立1.PID 調(diào)整器數(shù)學(xué)模型的建立在溫度 PID 調(diào)整器中，有比例、積分、微分三個(gè)環(huán)節(jié)，比例、積分、微分在 PID 調(diào)整器中的作用如下：P 調(diào)整器的輸出與輸入成比例關(guān)系，只要有偏差存在，調(diào)整器的輸出馬上與偏差成比例的變化，因此比例調(diào)整作用準(zhǔn)時(shí)快速，這是它的一個(gè)顯著特點(diǎn)。但是這種調(diào)整器用在把握系統(tǒng)中，將會(huì)使系統(tǒng)消滅余差。也就是說，當(dāng)被控變量受干擾影響而偏離給定值后，不行能再回到原先數(shù)值上，由于假如被控變量值和給定值之間的偏差為零，調(diào)整器的

14、輸出不會(huì)發(fā)生變化，系統(tǒng)也就無法保持平衡。為了減小余差，可增大 Kp。Kp 越大，余差也越小。但是 Kp 增大將使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，簡潔產(chǎn)生振蕩。P 調(diào)整器一般用于干擾較小，允許有余差的系統(tǒng)中。具有比例積分運(yùn)算規(guī)律的調(diào)整器為 PI 調(diào)整器。對 PID 調(diào)整器而言，當(dāng)微分時(shí)間 TD=0 時(shí)，調(diào)整器呈 PI 調(diào)整特性。只要偏差存在，積分作用的輸出就會(huì)隨時(shí)間不斷變化，直到偏差消退，調(diào)整器的輸出才穩(wěn)定下來。這就是積分作用能消退余差的緣由。TI越短，積分速度越快，積分作用就越強(qiáng)。由于積分輸出是隨時(shí)間積累而漸漸增大的，故積分動(dòng)作緩慢，這樣會(huì)造成調(diào)整不準(zhǔn)時(shí)，使系統(tǒng)穩(wěn)定裕度下降。因此積分作用一般不單獨(dú)使用，而是

15、與比例作用組合起來構(gòu)成PI 調(diào)整器，用于把握系統(tǒng)中。微分作用是依據(jù)偏差變化速度進(jìn)行調(diào)整。即使偏差很小，只要消滅變化趨勢，就有調(diào)整作用輸出，故有超前調(diào)整之稱。在溫度、成分等把握系統(tǒng)中，往往引入微分作用，以改善把握過程的動(dòng)態(tài)特性，不過在偏差恒定不變時(shí)，微分作用輸出為零，故微分作用也不能單獨(dú)使用。比例調(diào)整作用準(zhǔn)時(shí)快速，積分的作用是為了消退靜態(tài)誤差和穩(wěn)定把握對象的作用，微分的作用是為了克服加熱爐的大慣性。則溫度 PID 調(diào)整器的傳遞函數(shù)表示如下： （1-4）1)(TSKSKKSGdip空氣和燃料流量 PID 調(diào)整器設(shè)為純比例，即（Kp） 。歡迎下載假如系統(tǒng)接受一個(gè)階躍信號，此時(shí)執(zhí)行器由一個(gè)開度變化成另

16、一開度，那么中間就有一個(gè)過渡過程，但過渡過程時(shí)間通常比較短。所以，可以將其傳遞函數(shù)近似為一階慣性環(huán)節(jié)，如下： （1-5）( )1KG STS由于時(shí)間常數(shù)比較小，在要求不是很精確的場合也可以近似為比例。檢測和變送裝置把輸入信號和輸出信號看成線性化，在此作為一個(gè)比例環(huán)節(jié)來對待。由于加熱爐一般都屬于一階對象和帶純滯后的一階對象，被控對象傳遞函數(shù)可表示為： （1-6）1fscfKGTse 式中 Kf被控對象的放大系數(shù); Tf被控對象的時(shí)間常數(shù); 純滯后時(shí)間?？紤]被控對象為加熱爐爐溫，因此取 Kf= 1: Tf =3 , =3 所以加熱爐的傳遞函數(shù)為： 二二 儀表選型儀表選型2.12.1 單回路系統(tǒng)選擇

17、原則單回路系統(tǒng)選擇原則單回路把握系統(tǒng)選擇被控參數(shù)時(shí)要遵循以下原則：在條件許可的狀況下，首先應(yīng)盡量選擇能直接反應(yīng)把握目的的參數(shù)為被控參數(shù)；其次要選擇與把握目的有某種單值對應(yīng)關(guān)系的間接單數(shù)作為被控參數(shù)；所選的被控參數(shù)必需有足夠的變化靈敏度。故在本系統(tǒng)中選擇物料的出口溫度 作為被控參數(shù)。工業(yè)過程的輸入變量有兩類：把握變量和擾動(dòng)變量。其中，干擾時(shí)客觀存在的，它是影響系統(tǒng)平穩(wěn)操作的因素，而操縱變量是克服干擾的影響，使把握系統(tǒng)重新穩(wěn)定運(yùn)行的因素。而把握參數(shù)選擇的基本原則為： 選擇對所選定的被控變量影響較大的輸入變量作為把握參數(shù)； 在以上前提下，選擇變化范圍較大的輸入變量作為把握參數(shù)，以便易于把握； 在的基

18、礎(chǔ)上選擇對被控變量作用效應(yīng)較快的輸入變量作為把握參數(shù)，使把握系統(tǒng)響應(yīng)較快； 故本系統(tǒng)選擇燃料的流量 Qg 量作為把握參數(shù)。對溫度的把握算法, 接受技術(shù)成熟的PID 算法, 對于時(shí)間常數(shù)比較大的系統(tǒng)來說, 其近似于連續(xù)變化, 因此用數(shù)字PID 完全可以得到比較好的把握效果。簡潔的比例調(diào)整器能夠反應(yīng)很快, 但不能完全消退靜差, 把握不精確, 為了消退比例調(diào)整器中殘存的靜差, 在比例調(diào)整器的基礎(chǔ)上加入積分調(diào)整器, 積分器的輸出值大小取決于對誤差的累積結(jié)果, 在差不變的狀況下, 積分器還在輸出直到誤差為零, 因此加入積分調(diào)整器相當(dāng)于能自動(dòng)調(diào)整把握常量, 消退靜差, 歡迎下載使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。積分器雖然能

19、消退靜差, 但使系統(tǒng)響應(yīng)速度變慢。 進(jìn)一步改進(jìn)調(diào)整器的方法是通過檢測信號的變化率來預(yù)報(bào)誤差, 并對誤差的變化作出響應(yīng), 于是在PI調(diào)整器的基礎(chǔ)上再加上微分調(diào)整器, 組成比例、積分、微分( PID)調(diào)整器, 微分調(diào)整器的加入將有助于減小超調(diào), 克服振蕩, 使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，同時(shí)加快了系統(tǒng)的穩(wěn)定速度,縮短調(diào)整時(shí)間, 從而改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能, 其把握規(guī)律的微分方程為: (1-7)1(YPdtdXTXdtTXKDI傳遞函數(shù)為： (1-8)11 ()(GsTsTKsDIP用 PID 把握算法實(shí)現(xiàn)加熱爐溫度把握是這樣一個(gè)反饋過程: 比較實(shí)際物料出口溫度和設(shè)定溫度得到偏差, 通過對偏差的處理獲得把握信號,

20、再去調(diào)整加熱爐的燃料流量, 從而實(shí)現(xiàn)對爐溫的把握。圖 2-1 電動(dòng) III 型調(diào)整器構(gòu)成方框圖2.22.2 調(diào)整器調(diào)整器 實(shí)現(xiàn) PID 算法的把握儀表的主要類型大致分為電動(dòng)或氣動(dòng)，電動(dòng) I 型、II型、III 型，單元組合儀表或是基地是儀表等。常用的把握儀表有電動(dòng) II 型、III 型。在串級把握系統(tǒng)中，選用的儀表不同，具體的實(shí)施方案也不同。電動(dòng)III 型和電動(dòng) II 型儀表就其功能來說基本相同，但是其把握信號不相同，把握II 型典型信號為，而電動(dòng) III 型儀表的典型信號為，mADC100mADC204此外。III 型儀表較 II 型儀表操作、維護(hù)更為便利、簡捷，同時(shí) III 型儀表還歡迎下

21、載具有完善的跟蹤、保持電路，使得手動(dòng)切換格外便利，隨時(shí)都可以進(jìn)行切換，且保證無擾動(dòng)。 作用方式選擇：對于單回路把握系統(tǒng)，調(diào)整器正、反作用的選擇要依據(jù)把握系統(tǒng)所包括的各個(gè)環(huán)節(jié)的狀況來確定，這樣只要依據(jù)被控參數(shù)與變送器放大倍數(shù)的符號及整個(gè)把握回路開環(huán)放大倍數(shù)的符號為“負(fù)”的要求，就可以確定調(diào)整器的正、反作用。在本系統(tǒng)中，被控參數(shù)的放大倍數(shù)為的符號為“正” ，所以調(diào)整器應(yīng)選“負(fù)”作用即反作用。本系統(tǒng)接受的 DDZ-III 型 PID 調(diào)整器 TDM-400。其主要技術(shù)參數(shù)見下表：表 2-1 DDZ-III 型 PID 調(diào)整器性能指標(biāo)DDZ-III 型調(diào)整器接線端子如下圖所示：圖 2-2 DDZ-II

22、I 型調(diào)整器 TDM-400 接線端子圖名稱性能輸入信號1-5V 直流電壓外給定信號4-20mA 直流電流（輸入電阻 250）輸出信號4-20mA 直流電流負(fù)載電阻250-750輸入與給定指示0-100%，指示誤差為1.0%輸出信號指示0-100%，指示誤差為2.5%整定參數(shù)（F=1 狀況下）比例帶 Xp=2-500%連續(xù)可調(diào)，最大值刻度誤差2.5%；積分時(shí)間 Ti 有兩檔 0.01-2.5 分與 0.1-25 分。分別連續(xù)可調(diào)，最大值與最小值刻度誤差為%；2550微分時(shí)間 Td=0.04-10 分，連續(xù)可調(diào)，最大刻度誤差為%2550干擾系數(shù) FIT/T1FD積分增益 KdKd10閉環(huán)跟蹤誤差

23、%5 . 0歡迎下載2.32.3 執(zhí)行器執(zhí)行器 執(zhí)行器在把握系統(tǒng)中的作用是接受來自把握器的把握信號，通過其本身開度的變化，從而達(dá)到把握流量的目的。執(zhí)行器在結(jié)構(gòu)上分為執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)整機(jī)構(gòu)。其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)三大類，而液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用甚少，同時(shí)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中使用最廣泛的是氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因此執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇主要是指對氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇，由于氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作溫度范圍較大，防爆性能較好，故本系統(tǒng)選擇氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)并配上電/氣閥門定位器。調(diào)整閥的開、關(guān)形式需要考慮到以下幾種因素： 生產(chǎn)平安角度：當(dāng)氣源供氣中斷，或調(diào)整閥出故障而無輸出等狀況下，應(yīng)當(dāng)確保生產(chǎn)工藝設(shè)備的平安，

24、不至發(fā)生事故； 保證產(chǎn)品質(zhì)量：當(dāng)發(fā)生把握閥處于無源狀態(tài)而恢復(fù)到初始位置時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量不應(yīng)降低； 盡可能的降低原料、產(chǎn)品、動(dòng)力損耗； 從介質(zhì)的特點(diǎn)考慮。綜合以上各種因素，在加熱爐溫度把握系統(tǒng)中，執(zhí)行器的調(diào)整閥選擇氣開閥：執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受正作用方式，調(diào)整機(jī)構(gòu)正裝以實(shí)現(xiàn)氣開的氣動(dòng)薄膜調(diào)整蝶閥。圖 2-3 電/氣閥門定位器和氣動(dòng)調(diào)整閥組成的系統(tǒng)框圖 調(diào)整閥的流量特性：調(diào)整閥的流量特性的選擇，在實(shí)際生產(chǎn)中常用的調(diào)整歡迎下載閥有線性特性、對數(shù)特性、拋物線特性和快開特性四種，在本系統(tǒng)中執(zhí)行器的調(diào)整閥的流量特性選擇等百分比特性。調(diào)整閥的口徑：調(diào)整閥的口徑的大小，直接打算著把握介質(zhì)流過它的力量。為了保證系統(tǒng)有較好的

25、流通力量，需要使把握閥兩端的壓降在整個(gè)管線的總壓降中占有較大的比例。1.本系統(tǒng)選用電/氣閥門定位器 ZPD-01 和薄膜氣動(dòng)調(diào)整閥 ZMBS-16K。其主要技術(shù)參數(shù)見下表：表 2-3 ZPD-01 參數(shù)表名稱性能輸入信號4-20mADC輸出信號0-0.14MPa2.42.4 變送器變送器變送器在自動(dòng)檢測和把握系統(tǒng)中的作用，是對各種工藝參數(shù)，如溫度、壓力、流量、液位、成分等物理量進(jìn)行檢測，以供顯示、記錄或把握之用。無論是由模擬儀表構(gòu)成的系統(tǒng)，還是由計(jì)算機(jī)把握裝置構(gòu)成的系統(tǒng)，變送器都是不行缺少的環(huán)節(jié)，獵取精確和牢靠的過程參數(shù)值是進(jìn)行把握的基礎(chǔ)。 本系統(tǒng)中的變送器用于溫度信號變送，故選擇溫度變送器。

26、其中較為常用的有模擬式溫度變送器、一體化溫度變送器和智能式溫度變送器三種，本系統(tǒng)接受典型模擬式溫度變送器中的 DDZ-III 型熱電偶溫度變送器，屬平安火花型防暴儀表，還可以與作為檢測元件的熱電偶相協(xié)作，將溫度信號線性的轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號。 DDZ-類儀表相對于 DDZ-類儀表的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是電流范圍不是從零開頭，這樣就避開了把儀表不能正常工作誤認(rèn)為是輸出為零，所以應(yīng)選擇 DDZ-型 K 型熱電偶溫度變送器。本系統(tǒng)選擇型號為 HR-WP-20-1TC20K-W 的單輸入單輸出熱電偶溫度變送器。主要特點(diǎn)有：全智能、數(shù)字化、可編程；環(huán)境溫度、零點(diǎn)、滿幅自動(dòng)補(bǔ)償；符合國際電工委員會(huì) IEC61000 相

27、關(guān)抗電磁干擾標(biāo)準(zhǔn)。其主要技術(shù)參數(shù)見下表：表 2-4 熱電偶溫度變送器參數(shù)表歡迎下載2.52.5 檢測元件檢測元件溫度的測量方式有接觸式測溫存非接觸式測溫兩大類。本系統(tǒng)選擇接觸式測溫元件。其中較為常用的有熱電偶、熱電阻和集成溫度傳感器三種，由于系統(tǒng)對溫度的要求不是很高，一般的測溫元件即可滿足要求，故選擇 K 型熱電偶作為測溫元件，其電路原理圖如下圖所示：、圖 2-5 熱電偶電路原理圖三 把握系統(tǒng)儀表配接圖及說明把握系統(tǒng)儀表配接圖及說明3.13.1 把握系統(tǒng)儀表配接說明把握系統(tǒng)儀表配接說明 接線圖主要由接線板 W、溫度變送器 K（HR-WP-20-1TC20K-W） 、電動(dòng) III型調(diào)整器 T（TDM-400） 、電/氣閥門定位器 Z（ZPD-01）和氣動(dòng)薄膜調(diào)整閥S（ZMBS-16K）五個(gè)部分組成。K 型熱電偶的輸出接入溫度變送器 HR-WP-20-1TC20K-W 的輸入信號端 K1(-） ，K2(+)；變送器輸出信號由 K9(+)，K10(-)端子接至電動(dòng) III 型調(diào)整器 TDM-400 的輸入信號端 T1(+)，T2(-)；調(diào)整器的輸出信號由 T13(+)，T14(-)端子接至電/氣閥門定位器 ZPD-01 的輸入信號端子 Z1(+)，名稱性能系統(tǒng)傳輸精確度0.5%F.S（可訂制0.2%）冷端溫度補(bǔ)償精確度1（預(yù)熱時(shí)間 30 分鐘）輸入阻抗電