单闭环流量比值控制新版专业系统设计.doc

摘 要 在现代工业生产过程中，工艺上常需要两种或两种以上物料流量保持一定百分比关系，一旦百分比失调，就会影响生产正常进行，影响产品质量，浪费原料，消耗动力，造成环境污染，甚至产生生产事故。比如氨分解工艺中氨分解炉，入炉煤气和空气应保持一定百分比，不然将使燃烧反应不能正常进行，而煤气和空气百分比超出一定极限将会引发爆炸。实现两个或两个以上参数符合一定百分比关系控制系统，称为比值控制系统。通常以保持两种或多个物料流量为一定百分比关系系统，称之为流量比值控制系统，这次课程设计内容就是单闭环流量比值过程控制系统。 在实际生产过程控制中,比值控制系统除了实现一定百分比混合外,还能起到在扰动影响到被控过程质量指标之前立即控制作用.而且当最终质量指标难于测量,变送时,能够采取比值控制系统,使生产过程在最终质量达成预期指标下安全正常地进行,因为比值控制含有前馈控制实质。 关键词：流量；比值控制；PID控制；可编程控制器 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1设计背景 1 2比值控制系统概述 2 2.1 比值控制系统定义 2 2.2 比值控制原理 2 2.3 比值控制系统特点 2 2.4 比值控制系统类型 3 2.4.1 开环比值控制系统 3 2.4.2 单闭环比值控制系统 4 3单闭环流量比值控制系统方案设计 7 3.1 系统方案设计 7 3.2 系统硬件设计 7 4上位机组态和程序设计 10 4.1 组态软件WinCC 10 4.1.1 WinCC介绍 10 4.1.2 WinCC发展及应用 10 4.2 上位机组态设计 11 4.3 PLC程序设计 12 5 PID参数整定及系统调试 17 5.1 PID控制器 17 5.1.1 PID控制器优点 18 5.1.2 控制规律选择 18 5.2 PID控制器参数调整及其对控制性能影响 19 5.2.1 百分比控制对控制性能影响 19 5.2.2 积分控制对控制性能影响 20 5.2.3 微分控制对控制性能影响 22 5.3 控制系统整定 23 5.3.1 控制系统整定基础要求 23 5.3.2 调整器参数整定方法 23 5.4 调整器参数整定及调试 25 总结 28 参考文件 29 1设计背景 石油炼制生产过程中，把两种或两种以上基础组分油和多种添加剂按一定百分比均匀混合，从而成为一个新产品过程称为调和。油品调合关键是指汽油、柴油、润滑和原油等调和。汽油调和是炼厂利用生产多种汽油组分，按某种百分比配方和添剂均匀混合，得到符合质量标准汽油产品过程。它是汽油成品出厂最终一道工和炼厂生产成品油最终一个步骤，也是确保汽油质量指标满足环境保护和质量规格要求关键手段，调和效益在生产企业经济效益中占有举足轻重地位。 在多种生产过程中，常常碰到生产工艺要求两个或两个以上参数成一定百分比关系，一旦百分比失调，就会影响生产正常运行。比如在锅炉燃烧系统中，要保持送进炉膛风量和燃料成一定百分比，以确保燃烧经济性。通常，在两个需要保持一定百分比关系物料中，一个是主动量或关键量，另一个是从动量或辅助量。因为物料通常是液体，所以称主动量为主流量Q1从动量为副流量Q2。Q1和Q2之间关系为Q2＝KQ1式中，K为比值系数。所以，只要主副流量给定值保持比值关系，或副流量给定值随主流量按一定百分比关系而改变即可实现比值控制。 经过以上分析可见，在配料过程中对生产产品多种原料比值进行控制显得尤为关键，常见比值控制来处理这类问题。比值控制目标就是为了实现使多个物料混合符合一定百分比关系，使生产能安全正常进行。配料精度高低制约着整个生产产品质量和产量，所以应对配料过程控制给足够重视。 2比值控制系统概述 比值控制系统定义 在化工、炼油及其它工业生产过程中，工艺上常需要两种或两种以上物料保持一定百分比关系，百分比一旦失调，将影响生产或造成事故。 实现两个或两个以上参数符合一定百分比关系控制系统，称为比值控制系统。通常以保持两种或多个物料流量为一定百分比关系系统，称之流量比值控制系统。 比值控制系统可分为：开环比值控制系统，单闭环比值控制系统，双闭环比值控制系统，变比值控制系统，串级和比值控制组合系统等。 比值控制原理 通常，在两个需要保持一定百分比关系物料中，一个是主动量或关键量，另一个是从动量或辅助量。因为物料通常是液体，所以称主动量为主流量Q1从动量为副流量Q2。Q1和Q2之间关系为 Q2＝KQ1 （2-1） 式中，K为比