《过程装备与控制工程专业综合实验设计说明书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《过程装备与控制工程专业综合实验设计说明书.doc（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目录1 前言12 国内外发展概况及现状 23总体方案设计53.1 实验装置介绍53.2 单回路反馈控制电路基本原理53.3 工艺方案的拟定63.4 CKP磨液压系统的分析84 实验装置的工艺部分设计及设备选型104.1水泵的选择104.2水管的选择114.3水龙头的选择124.4流量计的选择124.5各种按钮的选择124.6接触器的选择124.7 继电器的选择134.8 熔断器的选择134.9 传感器的选择134.10 电动执行器的选择144.11 CPU的选择154.12如何根据控制要求选择PLC机型164.13 选择单片机的理由175 设计计算205.1 水槽尺寸计算 205.2 框架的材
2、料选择及尺寸的确定 205.3 通过计算选择各种电器元件 216 结论22参考文献23致谢24程序清单25(一) 磨机与辅机控制程序清单 25(二) 液位与温度等控制程序清单 29附录30过程装备与控制工程专业综合实验设计（常规量检测与控制部分）摘要： 为了满足教学科研的需要，本课题设计了用于流量、液位、温度、压力等控制与检测的综合实验台。设计中采用了单回路反馈控制电路基本原理，将测量值与给定值进行比较，得到的偏差控制调节阀的开度，达到使水槽液位控制在给定值上。为了体现专业特色，还对立磨进行了控制，将选粉机选出的细粉送到皮带秤上，得到的重量被送入放大器，通过积分器运算后得到的数据与预先存储的数
3、据进行比较来控制进料量的多少。另外，磨辊上的力是通过液压系统来控制的，较好地实现了设计要求。关键词：综合；控制；检测；反馈The Comprehensive experimental design for the process equipment and control engineering major(the part of routine measure checking and conventional measure)Abstract： In order to meet the demands of teaching and research,This topic designsa
4、ll experiment platform for controlling and testing about flow ,liquid location,temperature and pressure.In the design ,it adopts the control circuit cardinal principle of sideloop feedback,and compars measure value with given value.the offset controls the degree of aperture to control the liquid loc
5、ation at the given value. In order to embodies specific features,it controls the stand mill,too.it takes thin power to the belt to weigh, and then put the result to the amplifier.Then it compares the date getten with the beforehand to control the amount of charge. In addition, the power on the rolle
6、r is controled by hydraulic pressure system.It achieved the claim better.Key words: Combine ; control ; test ; feedback1前言 本实验装置为常规量检测与控制的实验装置，它可以进行流量、液位、温度、压力的检测与控制 。为了体现专业特色本课题对CAM3225磨也进行控制。本次课程设计大致可分为两块：其一、实验装置的工艺部分的设计及选型部分如泵、阀、液微计等的选型，我们都采用标准件，因这是实验装置所以要求所选的装置都要尽量符合本实验装置的需要并配备齐全，为不久的将来能做出次实验装置做
7、准备。其二、实验装置的控制电路设计及软件程序的设计。本课题来源于学校综合实验台，其方案流程是用差压变送器测量水槽液位，将测量值与给定值进行比较得到偏差，调节器按次偏差发出控制命令，控制调节阀开度，达到使水槽液位控制在给定值上的目的。为了体现专业特色,又增加了对立磨的控制,立式磨的控制设计的方案流程主要是：物料由料仓经喂料机送给CKP磨，经过CKP磨磨出来的粗粉再次被送入磨内进行研磨，细粉被送出，送出的细粉被送到皮带称上，经过皮带称称重后，得到细粉的重量，这个数据被送入放大器、积分器运算后得到的数据与预先存储的数据进行比较来控制进料量的多少。另外，磨辊上的力是通过液压系统来控制的，而液压系统也是
8、由电路控制的。因在工业生产中，有很多像过热蒸汽的温度控制、污水废液的酸碱度中和处理和贮藏液位控制等需要为学生提供一个研究次项目的实验平台，而设计了这个适用的液位平衡控制系统实验装置。而CKP预粉磨系统的突出特点是产量高、能耗小、工作性能稳定。在生粉磨方面立磨和传统球磨机已经平分秋色，各占一半左右。但是在选用的立磨之中，目前约80%是进口的，而在进口立磨之中，丹麦史密斯公司的ATOX型立磨则占有70%以上的份额。预计到2005年我国水泥工业2000/d,以上生产线选用生料立磨的比例将上升到70%左右，其中国产立磨的份额也将增至20%以上。另外，在水泥和煤的粉磨中，随着人们认知水平的提高，立磨的选
9、用率必将有相应的增长，特别是立式煤磨，已有基本适用的国产设备，尤应采取积极态度，认真推广选用之。 本课题的基本条件是单回路液位控制系统方块图，其技术要求是工艺部分都用标准件、在控制部分要求用单片微机控制来设计电路编写一套程序.实验装置的工艺部分的设计及选型、实验装置的控制电路设计及软件程序的设计是要解决的主要问题。2 国内外发展概况及现状进入新世纪以来，自动化技术发展很快，并取得了惊人的成就，已成为国家高科技的重要分支。过程控制是自动化技术的重要组成部分。在现代工业生产过程自动化中，过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、促进环境卫生等方
10、面起着越来越大的作用。过程控制的发展与控制理论、仪表、计算机以及有关学科的发展紧密相关的，过程控制的发展大体上可以分为下表21所示的三个发展阶段。70年代以前可以看作是第一阶段。表21 阶段过程控制的三个发展阶段70年代以前7080年代90年代控制理论经典控制理论现代控制理论控制论、信息论、系统论、人工只能等学科之间的交叉控制工具常规仪表（电动、液动、气动）分布式控制计算机（DCS）计算机网络控制要求安全、平稳优质、高产、低消耗市场预测、快速响应、柔性生产、创新管理控制水平简单控制系统先进控制系统综合自动化（CIPS）这一时期应属于自动化孤岛模式的阶段，其控制目标只能保证生产平稳和少出事故。7
11、080年代是发展的第二阶段，分布式工业控制计算机系统（DCS）的出现为是先进控制创造了条件，多变量预测控制等先进控制方法的应用，使控制达到了新的水平，在实现优质、高产、低消耗的控制目标控制目标方面前进了一大步，值得指出的是在70年代中期，出现了现代控制理论是否适用于过程控制的困惑，这迫使人们去研究生产过程的特点与难点，以缩小理论与应用之间的鸿沟。80年代后期，工业控制中出现了多学科间的相互渗透与交叉，人工智能和智能控制受到人们的普遍关注，信号处理技术、数据库、通讯技术以及计算机网络的发展为实现高水平的自动控制提供了强有力的技术工具。过程控制开始突破自动化孤岛传统模式，采用CIM的思想和方法来组
12、织、管理和指挥整个生产过程，出现了集控制、优化、调度、管理于一体的新模式。在连续工业中，也将这种模式称为综合自动化或CIPS（computer integrated processing systems）.可以看到，过程控制在这阶段的目标已从保持平稳和少出事故转向提高产品质量、降耗节能、降低成本、减少污染，并最终以效益为驱动力来重新组织整个生产系统，最大限度地满足动态多变市场的需求，提高产品的市场竞争力。当前过程控制正处于第三个发展阶段，并以前所未有的速度和规模飞速前进。综观这一时期，可以归纳为如下三个主要特点。a. 简单控制向先进控制发展早期的控制受经典控制理论和常规仪表的限制，难以处理工业
13、过程中存在的复杂性、耦合性、非线性等，只能按某种原则将复杂系统分解成若干相对独立的单变量系统。这种简单控制是一种分散自治控制。随着企业提出的高效益、高柔性的要求，上述控制方式已不能适应，先进控制便应运而生，先进过程控制（ advanced process control ）是指一类在动态环境中，基于数学模型，借助充分的计算能力，为工厂获得最大利润而实施的运行和技术策略。这种新的控制策略实施后，系统运行在最佳工况，达到所谓的 “卡边控制”。据资料报道，一个乙烯装置投资163万美元实施先进控制，完成后预期可获得效益600万美元/年。目前，国内许多大企业均纷纷投资，在装置自动化系统中实施先进控制。b. 封闭的分布式计算机控制系统转向具有国际统一标准的开放式系统1
