华北电力大学过程控制课程设计.docx
- 文档编号:8969518
- 上传时间:2023-05-16
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:358.97KB
华北电力大学过程控制课程设计.docx
《华北电力大学过程控制课程设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《华北电力大学过程控制课程设计.docx(14页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
华北电力大学过程控制课程设计
课程设计报告
(2008--2009年度第二学期)
名称:
过程控制课程设计
题目:
华润登封电厂300MW机组
蒸汽温度控制系统分析
院系:
自动化系
班级:
测控0603班
学号:
200602030308
学生姓名:
指导教师:
金秀章
设计周数:
一周
成绩:
日期:
2009年7月2日
《过程控制》课程设计(分析类)
任务书
一、目的与要求
1.目的:
通过本课程设计,使学生巩固《过程控制》所学内容,培养学生的分析、设计能力。
2.要求:
能够对指定现场应用控制系统进行正确分析。
二、主要内容
1.题目:
华润登封电厂300MW机组过热蒸汽温度控制系统分析
2.内容:
1)查阅2-3篇相关资料;
2)对指定现场应用控制系统SAMA图进行分析:
分析控制系统构成,掌握工作原理,判断调节器正反作用,分析自动跟踪与无扰切换,分析主要逻辑;
3)撰写分析说明。
三、进度计划
序号
设计内容
完成时间(天)
备注
1
布置设计任务
0.5
2
查阅资料
1.0
3
SAMA图分析
2.5
4
撰写设计(分析)报告
0.5
5
答辩
0.5
四、设计成果要求
1.对指定控制系统SAMA图进行分析,力求分析正确。
2.撰写分析报告。
五、考核方式
设计报告+答辩
学生姓名:
指导教师:
金秀章
2009年7月2日
一、课程设计的目的与要求
1.目的:
通过本课程设计,使学生巩固《过程控制》所学内容,培养学生的分析、设计能力。
2.要求:
能够对指定现场应用控制系统进行正确分析。
二、设计正文
控制系统的构成:
华润登封电厂300MW机组过热蒸汽温度控制系统:
汽包所产生的饱和蒸汽先流经低温对流过热器进行低温过热,然后依次流经前屏过热器、后屏过热器和高温对流过热器后送入汽轮机。
(一)、一级减温调节系统
1.SAMA图纸:
SAMA-B-40
2.一过入口、出口蒸汽温度,均采用二选均标准逻辑。
3.一级减温水流量,需进行温度补偿。
补偿公式如下:
其中:
,tnormal为减温水正常运行温度(或标定温度)。
缺省温度:
tnormal=165℃(暂定)
说明:
目前暂无减温水温度侧点,需设定正常运行温度;
4.工作原理:
一级减温调节系统包括一个喷水调节阀,两个过热器入口蒸汽温度,A、B侧过热器出口蒸汽温度(各一个)。
调节系统采用串级控制,为提高负荷响应特性,副调节器引入总风量作为前馈信号。
主、副调节器都采用ADAPT参数调整方式,便于变参数调节。
另外,主调节器还增加了SMITH预估控制器。
一级减温调节系统温度定值是负荷(主蒸汽流量)的函数,运行人员在M/A站上可以对温度定值进行偏置。
调节系统手动时,副调节器输出自动跟踪M/A站手动输出,主调节器输出自动跟踪入口温度信号,故调节系统手、自动无扰切换。
另外,调节系统手动时,M/A站出口汽温定值偏置自动跟踪反向计算的定值偏差信号,即实现定值自动跟踪测量值,故手、自动切换,定值无扰。
5.调节器的正反作用判断:
SP:
一级减温定值偏置,零点:
-200,量程:
400。
PV:
一级过热汽温与自动定值之间的偏差(反向计算),其他同SP。
该系统由三个基本信号组成,1级过热汽温
(主信号),1级减温水出口温度
(副信号),总风量(前馈信号),规定信号极性为SP:
-,PV:
+。
汽温偏差信号为PV1–SP1,汽温偏差信号经PID运算后和前馈信号进行叠加,当减温水出口温度
增大时,减温水出口温度应该减小为正常值。
则减温水流量应增加,则应开大阀门,副PID的输出增加,而由于减温水出口温度
增大,气温偏差信号pv-sp也增加,则副PID应该属于正作用。
判断主PID的作用,假设过热汽温
增大时,为使过热汽温
减小至正常值,应使调节阀门增加即副PID输出增加。
由于副PID是正作用的,所以副PID的输入PV2-SP2应增加即SP2减小,则可知主PID输出减小。
而由于过热汽温
增大,输入PV1-SP1增大,则可以得出主PID属于反作用。
6.切手动条件:
1)一过出口蒸汽温度都坏质量;
2)一过入口蒸汽温度都坏质量;
3)主蒸汽流量坏质量;
4)出口蒸汽温度偏差大;
5)总风量坏质量;
6)阀位偏差大;
7)阀位坏质量;
8)减温阀故障。
9)蒸汽流量低。
7.投自动步骤:
1)检查入口、出口蒸汽温度是否正常;
2)检查阀位是否正常;
3)检查减温阀是否故障;
4)检查出口蒸汽温度定值偏置是否跟踪,或温度偏差是否大;
5)投自动。
说明:
1)调节系统未经热工人员调试,禁止投入自动;
2)调整PID参数;
3)自动状态下,禁止调整前馈系数。
(二)、二级减温调节系统
1.SAMA图纸:
SAMA-B-41/42
2.A、B侧二过入口蒸汽温度,均采用二选均标准逻辑。
3.二级级减温水流量,需进行温度补偿。
补偿公式如下:
其中
,tnormal为减温水正常运行温度(或标定温度)。
缺省温度:
tnormal=165℃(暂定)
说明:
目前暂无减温水温度侧点,需设定正常运行温度;
4.工作原理:
A、B侧二级减温调节系统是分别独立的串级控制系统,各包括一个喷水调节阀,两个过热器入口蒸汽温度,1个过热器出口蒸汽温度。
调节系统采用串级控制,为提高负荷响应特性,副调节器引入总风量作为前馈信号。
主、副调节器都采用ADAPT参数调整方式,便于变参数调节。
另外,主调节器还增加了SMITH预估控制器。
二级减温调节系统温度定值是负荷(主蒸汽流量)的函数,运行人员在M/A站上可以对温度定值进行偏置。
调节系统手动时,副调节器输出自动跟踪M/A站手动输出,主调节器输出自动跟踪入口蒸汽温度信号,故调节系统手、自动无扰切换。
另外,调节系统手动时,M/A站出口汽温定值偏置自动跟踪反向计算的定值偏差信号,即实现定值自动跟踪测量值,故手、自动切换,定值无扰。
5.调节器的正反作用判断:
SP:
二级减温定值偏置,零点:
-200,量程:
400。
PV:
二级汽温与自动定值之间的偏差(反向计算),其他同SP。
左二级减温调节系统调节器的正反作用判断:
该系统由三个基本信号组成,1级过热汽温
(主信号),1级减温水出口温度
(副信号),总风量(前馈信号),规定信号极性为SP:
-,PV:
+。
汽温偏差信号为PV1–SP1,汽温偏差信号经PID运算后和前馈信号进行叠加,当减温水出口温度
增大时,减温水出口温度应该减小为正常值。
则减温水流量应增加,则应开大阀门,副PID的输出增加,而由于减温水出口温度
增大,汽温偏差信号pv-sp也增加,则副PID应该属于正作用。
判断主PID的作用,假设过热汽温
增大时,为使过热汽温
减小至正常值,应使调节阀门增加即副PID输出增加。
由于副PID是正作用的,所以副PID的输入PV2-SP2应增加即SP2减小,则可知主PID输出减小。
而由于过热汽温
增大,输入PV1-SP1增大,则可以得出主PID属于反作用。
右二级减温调节系统调节器的正反作用判断:
该系统由三个基本信号组成,1级过热汽温
(主信号),1级减温水出口温度
(副信号),总风量(前馈信号),规定信号极性为SP:
-,PV:
+。
汽温偏差信号为PV1–SP1,汽温偏差信号经PID运算后和前馈信号进行叠加,当减温水出口温度
增大时,减温水出口温度应该减小为正常值。
则减温水流量应增加,则应开大阀门,副PID的输出增加,而由于减温水出口温度
增大,水位偏差信号pv-sp也增加,则副PID应该属于正作用。
判断主PID的作用,假设过热汽温
增大时,为使过热汽温
减小至正常值,应使调节阀门增加即副PID输出增加。
由于副PID是正作用的,所以副PID的输入PV2-SP2应增加即SP2减小,则可知主PID输出减小。
而由于过热汽温
增大,输入PV1-SP1增大,则可以得出主PID属于反作用。
6.切手动条件:
1)二过出口温度都坏质量;
2)二过入口温度都坏质量;
3)主蒸汽流量坏质量;
4)出口蒸汽温度偏差大;
5)总风量坏质量;
6)阀位偏差大;
7)阀位坏质量;
8)减温阀故障;
9)蒸汽流量低。
7.投自动步骤
1)检查入口、出口蒸汽温度是否正常;
2)检查阀位是否正常;
3)检查减温阀是否故障
4)检查温度定值偏置是否跟踪,或温度偏差是否大;
5)投自动。
说明:
1)调节系统未经热工人员调试,禁止投入自动;
2)调整PID参数;
3)自动状态下,禁止调整前馈系数。
(三)三级减温调节系统
1.SAMA图纸:
SAMA-B-43/44
工作原理:
三级减温调节系统,包括:
A、B侧各1个减温阀,A、B侧各2个入口蒸汽温度,和混合后的3个出口蒸汽温度。
调节系统实际有1个主调节器、1个A侧副调节器和1个B侧副调节器。
主汽温定值直接从A侧M/A站上给定,主调节器的输出作为A、B副调节器的入口蒸汽温度定值。
为提高负荷响应特性,A、B侧副调节器引入总风量作为前馈信号。
主、副调节器都采用ADAPT参数调整方式,便于变参数调节。
另外,主调节器还增加了SMITH预估控制器。
A、B侧都手动,则调节系统手动;A、B侧有一侧自动,则调节系统自动。
调节系统手动时,A、B侧副调节器输出分别自动跟踪A、B侧M/A站手动输出,主调节器输出自动跟踪A、B侧入口蒸汽温度信号的平均值,故调节系统手、自动无扰切换。
另外,调节系统手动时,主汽温定值自动跟踪测量值,故手、自动切换,定值无扰。
工作原理:
减温调节系统串级控制系统,包括一个喷水调节阀,一个过热器入口蒸汽温度,一个过热器出口蒸汽温度。
调节系统采用串级控制,SP1与PV1求偏差后经PID1输出后作为PID2的SP值,SP2与PV2求偏差经过PID2输出,调节系统手动时,副调节器输出自动跟踪M/A站手动输出,主调节器输出自动跟踪入口蒸汽温度信号,故调节系统手、自动无扰切换。
另外,调节系统手动时,M/A站出口汽温定值偏置自动跟踪反向计算的定值偏差信号,即实现定值自动跟踪测量值,故手、自动切换,定值无扰。
2.A、B侧三过入口蒸汽温度,均采用二选均标准逻辑,三过出口蒸汽温度(即主汽温)采用三选中标准逻辑,原理及操作如前所述。
3.三级级减温水流量,需进行温度补偿。
补偿公式如下:
其中
,tnormal为减温水正常运行温度(或标定温度)。
缺省温度:
tnormal=165℃(暂定)
说明:
目前暂无减温水温度侧点,需设定正常运行温度;
4.调节器的正反作用判断:
A侧:
SP:
主汽温定值,零点:
0,量程:
600。
PV:
主汽温,其他同SP。
该系统由三个基本信号组成,1级过热汽温
(主信号),1级减温水出口温度
(副信号),总风量(前馈信号),规定信号极性为SP:
-,PV:
+。
汽温偏差信号为PV1–SP1,汽温偏差信号经PID运算后和前馈信号进行叠加,当减温水出口温度
增大时,减温水出口温度应该减小为正常值。
则减温水流量应增加,则应开大阀门,副PID的输出增加,而由于减温水出口温度
增大,气温偏差信号pv-sp也增加,则副PID应该属于正作用。
判断主PID的作用,假设过热汽温
增大时,为使过热汽温
减小至正常值,应使调节阀门增加即副PID输出增加。
由于副PID是正作用的,所以副PID的输入PV2-SP2应增加即SP2减小,则可知主PID输出减小。
而由于过热汽温
增大,输入PV1-SP1增大,则可以得出主PID属于反作用。
B侧:
SP:
显示主汽温定值;
PV:
主汽温。
说明:
SP始终跟踪SP,显示主汽温定值。
规定信号极性为SP:
-,PV:
+。
汽温偏差信号为PV-SP,汽温偏差信号经PID运算后和前馈信号进行叠加,当减温水出口温度增大时,减温水出口温度应该减小为正常值。
则减温水流量应增加,则应开大阀门,PID的输出增加,而由于减温水出口温度增大,水位偏差信号pv-sp也增加,则PID应该属于正作用。
5.A、B侧M/A切手动条件:
1)主汽温都坏质量;
2)主汽温偏差大;
3)总风量坏质量;
4)A(B)侧三过入口温度都坏质量;
5)A(B)侧阀位偏差大;
5)A(B)侧阀位坏质量;
6)A(B)侧减温阀故障。
8)蒸汽流量低。
6.投自动步骤
1)检查入口、出口蒸汽温度是否正常;
2)检查阀位是否正常;
3)检查减温阀是否故障;
4)检查温度定值偏置是否跟踪,或温度偏差是否大?
5)投自动。
说明:
1)调节系统未经热工人员调试,禁止投入自动;
2)调整PID参数;
3)自动状态下,禁止调整前馈系数。
三、课程设计总结或结论
通过本次课程设计,使我对《过程控制》所学内容加深了巩固,培养了我的分析能力。
加强了对实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、SAMA图分析等能力,锻炼了基本控制系统工程设计能力、创新意识,具有很大的意义。
我所分析的过热蒸汽温度控制系统是一个串级控制系统,具有串级控制系统的优点抗干扰能力强、改善对象动态特性和自适应能力强等。
引入1级过热汽温
(主信号),1级减温水出口温度
(副信号),总风量(前馈信号),构成了一个前反馈系统。
主PID是反作用,副PID是正作用的。
加强了对实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、SAMA图分析等能力,锻炼了基本控制系统工程设计能力、创新意识,具有很大的意义。
四、参考文献
1、《过程控制》金以慧主编清华大学出版社1993年4月第1版
2、登封锅炉MCS设计说明书何同祥金秀章翟永杰编制华北电力大学
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 华北电力 大学 过程 控制 课程设计