换热器温度控制系统简单控制系统方案
热力公司换热站控制系统设计
第一章绪论1.1 集中供暖旳发展概述集中供暖是在十九世纪末期, 随着经济旳发展和科学技术旳进步, 在集中供暖技术旳基本上发展起来旳, 它运用热水或蒸汽作为热媒, 由集中旳热源向一种都市或较大区域供应热能。
集中供暖不仅为都市提供稳定、可靠旳热源, 改善人民生活, 并且与老式旳分散供热相比, 能节省能源和减少污染, 具有明显旳经济效益和社会效益。
1.1.1 国外集中供暖发展概况集中供暖方式始于1877年, 当时在美国纽约, 建立了第一种区域锅炉房向附近14家顾客供热。
20世纪初期, 某些工业发达旳国家, 开始运用发电厂内汽轮机旳排气, 供应生产和生活用热, 其后逐渐成为现代化旳热电厂。
在上世纪中, 特别是二次世界大战后来, 西方某些发达国家旳城乡集中供暖事业得到迅速发展。
原苏联和东欧国家旳集中供暖事业长期以来是实行以积极发展热电厂为主旳发展政策。
原苏联集中供暖规模, 居世界首位。
地处寒冷气候旳北欧国家, 如瑞典、丹麦、芬兰等国家, 在第二次世界大战后来集中供暖事业发展迅速, 都市集中供暖普及率都较高。
据1982年资料, 如瑞典首都斯德哥尔摩市, 集中供暖普及率为35%；丹麦集中供暖系统遍及全国城乡, 向全国1/3以上旳居民供暖和热水供应。
第二次世界大战后德国在废墟中进行重建工作, 为发展集中供暖提供了有力旳条件。
目前除柏林、汉堡、慕尼黑等都市已有规模较大旳集中供暖系统外, 在鲁尔地区和莱茵河下游, 还建立了联结几种都市旳城际供暖系统。
在某些工业发达较早旳国家中, 如美、英、法等国家, 初期多以锅炉房供暖来发展集中供暖事业, 锅炉房供暖占较大比例。
但是这些国家已非常注重发展热电联产旳集中供暖方式。
1.1.2 国内集中供暖发展概况国内都市集中供暖真正起步是在50年代开始旳, 党旳十一届三中全会后来, 特别是国务院1986年下发《有关加强都市集中供热管理工作旳报告》, 对国内旳集中供暖事业旳发展起到了极大旳推动作用。
换热器控制系统原理说明
换热机组及控制系统技术方案
一．机组及控制组成如下图1：
图1、系统工作原理图
1、板式换热器；2.加压水泵；3、纯净水箱；4、温度控制阀；5、液位传感器；6、温度传感器；7、控制柜二．控制原理及逻辑关系如下图2：
图2、逻辑控制图
三．技术方案说明：
本系统包括板式换热器；加压水泵；纯净水箱；温度控制阀；液位传感器；温度传感器；控制柜等7大部分及其他一些管路、阀门、支座等结构组成。
1、控制柜通过柜体上的启停按钮来控制加压泵（2）的启动和停止，开启前先检
测水箱水位信号，确认水量充足后开启；温度控制器和水泵频率控制器安装在控制柜内；
2、水泵的转速由安装在控制柜内的水泵频率控制器调节，由此来调节水量；
3、控制柜接受来自温度传感器的热水温度信号，通过控制器调节温度控制阀（6）
的开度达到使换热器加热纯净水到要求的温度；
4、运行中若蒸汽量充足，则温控阀调节蒸汽量到设定温度，当蒸汽量不足时，则
温控阀开到最大后，减小供水量，使出水温度保持恒定，随着蒸汽量的恢复增大，逐渐增大水泵频率，频率达到最大后，则开始关小温控阀开度，减小供汽量来控制水温。
5、纯净水箱液位满时，通过液位传感器将信号传到控制柜，再传到纯净水制取系
统停止制取纯净水，反之开始制取纯净水；
6、水泵采用一用一备工作方式，当其中一台水泵或其控制回路故障时，可切换到
另一台投入工作，增加系统运行可靠性。
换热器温度控制系统
1.E-0101B混合加热器设计为确保混合加热器（E-0101B)中MN（亚硝酸甲酯）,CO（一氧化碳）的出口温度为408K，选用0.68Mpa,408K的加热蒸汽加热入口温度为294K的工艺介质。
为保证生成物的产量，质量，及最终生成物的转化率，且工艺介质较稳定，蒸汽源压力较小，变化不大，因此针对此实际情况，最后确定设计一个换热器的反馈控制方案。
1.1换热器概述换热器工作状态如何,可用几项工作指标加以衡量。
常用的工作指标主要有漏损率、换热效率和温度效率。
它们比较全面的说明了换热器的特点和工作状态，在生产和科学试验中了解这些指标，对于换热器的管理和改进都是必不可少的。
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。
换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
1.2换热器的分类适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器的具体分类如下：一按传热原理分类：间壁式换热器，蓄热式换热器，流体连接间接式换热器，直接接触式换热器，复式换热器二按用途分类：加热器，预热器，过热器，蒸发器三、按结构分类：浮头式换热器，固定管板式换热器，U形管板换热器，板式换热器等此设计要求是将进料温度都为297.99K的MN（亚硝酸甲酯）和CO（一氧化碳）加热到出口温度为473K，所以我们经过调查研究，综合比较之后选择了管壳式(又称列管式) 换热器。
管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束或者螺旋管，管束两端固定于管板上。
在管壳换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。
换热器温度控制.
任务一 强制对流换热器温度控制
将实验装置电源插头接到380V的三相交流电源。 打开电源三相带漏电保护空气开关，电压表指示380V。 打开总电源钥匙开关，按下电源控制屏上的启动按钮， 即可开启电源。 开启相关仪器和计算机软件，进入相应的实验。 运行组态软件，进入相应的实验，观察实时或历史曲 线，待水温基本稳定于给定值后，将调节器的开关由 “手动”位置拔至“自动”位置，使系统变为闭环控制 运行。待基本不再变化时，加入阶跃扰动（可通过改变 设定值来实现）。观察并记录在当前比例P时的余差和 超调量。每当改变值P后，再加同样大小的阶跃信号， 比较不同P时的ess和σp 。
任务一 强制对流换热器温度控制
任务一 强制对流换热器温度控制
Temperature Control of the Forced Convection Heat Exchanger
能力目标 :1．能够正确操作多种温度控制系统。 2．能够对温度控制系统PID整定。
知识目标 :1．温度控制系统分析。 2．比例积分（PI）调节器控制。 3．比例微分调节器（PD）控制。 4. 比例积分微分（PID）调节器控制
任务一 强制对流换热器温度控制
五、安全提示
实验前，锅炉内胆的水位必须高于热电阻的测 温点。 给定值必须要大于常温。 实验线路全部接好后，必须经指导老师检查认 可后，方可通电源开小组汇报
——操作
任务一 强制对流换热器温度控制
七、总结
作出比例调节器控制时，不同P值时的阶跃响 应曲线，得到的结论是什么？ 分析PI调节器控制时，不同P和I值对系统性能 的影响？ 绘制用PD调节器控制时系统的动态波形。 绘制用PID调节器控制时系统的动态波形。
任务一 强制对流换热器温度控制
热交换器温度控制系统课程设计
热交换器温度控制系统一．控制系统组成由换热器出口温度控制系统流程图1可以看出系统包括换热器、热水炉、控制冷流体的多级离心泵，变频器、涡轮流量传感器、温度传感器等设备。
图1换热器出口温度控制系统流程图控制过程特点：换热器温度控制系统是由温度变送器、调节器、执行器和被控对象（出口温度）组成闭合回路。
被调参数（换热器出口温度）经检验元件测量并由温度变送器转换处理获得测量信号c，测量值c与给定值r的差值e送入调节器，调节器对偏差信号e进行运算处理后输出控制作用u。
二、设计控制系统选取方案根据控制系统的复杂程度，可以将其分为简单控制系统和复杂控制系统。
其中在换热器上常用的复杂控制系统又包括串级控制系统和前馈控制系统。
对于控制系统的选取，应当根据具体的控制对象、控制要求，经济指标等诸多因素，选用合适的控制系统。
以下是通过对换热器过程控制系统的分析，确定合适的控制系统。
换热器的温度控制系统工艺流程图如图2所示，冷流体和热流体分别通过换热器的壳程和管程，通过热传导，从而使热流体的出口温度降低。
热流体加热炉加热到某温度，通过循环泵流经换热器的管程，出口温度稳定在设定值附近。
冷流体通过多级离心泵流经换热器的壳程，与热流体交换热后流回蓄电池，循环使用。
在换热器的冷热流体进口处均设置一个调节阀，可以调节冷热流体的大小。
在冷流体出口设置一个电功调节阀，可以根据输入信号自动调节冷流体流量的大小。
多级离心泵的转速由便频器来控制。
换热器过程控制系统执行器的选择考虑到电动调节阀控制具有传递滞后大，反应迟缓等缺点，根具离心泵模型得到通过控制离心泵转速调节流量具有反应灵敏，滞后小等特点，而离心泵转速是通过变频器调节的，因此，本系统中采用变频器作为执行器。
换热器温度控制系统的设计过程控制系统与装置课程设计(论文)--大学毕业设计论文
过程控制系统与装置课程设计（论文）题目：换热器温度控制系统的设计课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器学号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目换热器温度控制系统的设计课程设计（论文）任务在某生产过程中，冷物料通过热交换器用热水（工业废水）和蒸汽对进行加热，工艺要求出口温度为140±2℃。
当用热水加热不能满足出口温要求时，则在同时使用蒸气加热，试设计换热器温度控制系统。
1.技术要求:测量范围：0-180℃控制温度：140±2℃最大偏差：5℃；2.说明书要求:确定控制方案并绘制原理结构图、方框图；选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号；确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式；若设计由计算机实现的数字控制系统应给出系统硬件电气连接图及序流程图；编写设计说明书。
指导教师评语及成绩成绩：指导教师签字：年月日目录第1章换热器温度控制系统设计概述 .......................................................................第2章换热器温度控制系统设计方案论证 .................................................................第3章系统内容设计.....................................................................................................3.1 温度传感器的选择 ...............................................3.2 流量变送器的选择 ...............................................3.3 调节器的选择 ...................................................3.4 执行器的选择 ...................................................3.5 变送器的选择 ...................................................3.6 调节阀的选择 ...................................................第4章系统性能分析. (X)4.1参数整定........................................................4.2.控制算法的确定 (X)第5章课程设计总结 (XX)参考文献 (XX)第1章换热器温度控制系统设计概述换热器的应用广泛，比如中央空调系统，机械润滑油冷却系统，制药消毒系统，饮料行业消毒系统，船用冷却，化工行业特殊介质冷却系统日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等，都是换热器。
换热器热流出口温度控制
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载换热器热流出口温度控制地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容毕业设计说明书GRADUATE THESIS论文题目：换热器热流出口温度控制学院：电气工程学院摘要换热器作为一种标准工艺设备已经被广泛应用于动力工程领域和其他过程工业部门。
以工业上常用的列管式换热器为例,热流体和冷流体通过对流热传导达到换热的目的,从而使换热器物料出口温度满足工业生产的需求。
但由于目前制造工艺的限制,控制方式的单一性,换热器普遍存在控制效果差,换热效率低的现象,造成能源的浪费。
如何提高换热器的控制效果,提高换热效率,对于缓解我国能源紧张的状况,具有长远的意义。
本课题来源于对SMPT—1000实验平台换热器的研究，对于换热器热流出口温度的控制，使用PID控制来进行调节，通过不断的调整其参数，确定一个比较准确的参数值，通过调整冷水阀的开度调整其流量来控制热流的出口温度。
本设计利用PCS7来完成整个系统自动控制，通过PCS7软件对系统进行硬件和软件组态，完成控制出口温度的编程，最后通过人机界面监控维护控制系统正常运行。
关键词换热器;温度;PID控制;PCS7AbstractHeat exchanger as a standard process equipment has been widely used in the field of power engineering and other process industries. In the industry commonly used shell and tube heat exchanger, for example, the hot fluid and cold fluid heat transfer by convection heat transfer to achieve the purpose, so that the heat exchanger outlet temperature of the material to meet the needs of industrial production. However, as the manufacturing process constraints, control unity, common heat exchanger control is poor, the phenomenonof low heat transfer efficiency, resulting in waste of energy. How to improve the control performance of the heat exchanger to improve heat transfer efficiency, to ease China's energy shortage situation, have long-term significance.The design comes from the SMPT-1000 test platform research exchanger for heat exchanger outlet temperature control, the use of PID control to adjust, through continuous adjusting its parameters to determine a more accurate parameter values by adjusting opening of the cold water valve to control the flow of adjustment of the outlet temperature of the heat flow.This design uses PCS7 to complete the system of automatic control by PCS7 software on the system hardware and software configuration, complete control of the outlet temperature of the programming, the last operating normally by HMI monitoring and control system.Keywords Heat;temperature; PID control; PCS7目录 TOC \o "1-3" \h \z \uHYPERLINK \l "_Toc421781690" 摘要 PAGEREF_Toc421781690 \h IHYPERLINK \l "_Toc421781691" Abstract PAGEREF_Toc421781691 \h IIHYPERLINK \l "_Toc421781692" 目录 PAGEREF_Toc421781692 \h IIIHYPERLINK \l "_Toc421781693" 第1章绪论 PAGEREF_Toc421781693 \h 1HYPERLINK \l "_Toc421781694" 1.1换热器设备 PAGEREF_Toc421781694 \h 1HYPERLINK \l "_Toc421781695" 1.2 选题背景及意义 PAGEREF _Toc421781695 \h 1HYPERLINK \l "_Toc421781696" 1.3国内外研究现状及发展史PAGEREF _Toc421781696 \h 2HYPERLINK \l "_Toc421781697" 1.4本设计主要内容 PAGEREF_Toc421781697 \h 4HYPERLINK \l "_Toc421781698" 1.5 本章小结 PAGEREF_Toc421781698 \h 4HYPERLINK \l "_Toc421781699" 第2章系统工艺流程及算法控制PAGEREF _Toc421781699 \h 5HYPERLINK \l "_Toc421781700" 2.1 SMPT-1000实验平台及换热器PAGEREF _Toc421781700 \h 5HYPERLINK \l "_Toc421781701" 2.2 换热器 PAGEREF_Toc421781701 \h 6HYPERLINK \l "_Toc421781702" 2.2.1 高阶换热器 PAGEREF_Toc421781702 \h 6HYPERLINK \l "_Toc421781703" 2.2.2换热器工作原理 PAGEREF _Toc421781703 \h 6HYPERLINK \l "_Toc421781704" 2.3 PID控制 PAGEREF_Toc421781704 \h 7HYPERLINK \l "_Toc421781705" 2.3.1 PID基本介绍 PAGEREF_Toc421781705 \h 7HYPERLINK \l "_Toc421781706" 2.3.2 参数整定 PAGEREF_Toc421781706 \h 10HYPERLINK \l "_Toc421781707" 2.3.3 主要功能和应用 PAGEREF _Toc421781707 \h 12HYPERLINK \l "_Toc421781708" 2.4控制系统的设计 PAGEREF_Toc421781708 \h 13HYPERLINK \l "_Toc421781709" 2.4.1温度控制特点 PAGEREF_Toc421781709 \h 13HYPERLINK \l "_Toc421781710" 2.4.2 换热器温度控制系统PAGEREF _Toc421781710 \h 13HYPERLINK \l "_Toc421781711" 2.5本章小结 PAGEREF_Toc421781711 \h 15HYPERLINK \l "_Toc421781712" 第3章基于PCS7实现系统控制PAGEREF _Toc421781712 \h 16HYPERLINK \l "_Toc421781713" 3.1 PCS7简介 PAGEREF_Toc421781713 \h 16HYPERLINK \l "_Toc421781714" 3.2 PCS7作用 PAGEREF_Toc421781714 \h 16HYPERLINK \l "_Toc421781715" 3.3 PCS7控制系统结构 PAGEREF _Toc421781715 \h 17HYPERLINK \l "_Toc421781716" 3.4工程项目的建立 PAGEREF_Toc421781716 \h 18HYPERLINK \l "_Toc421781717" 3.5 控制系统硬件设计与组态PAGEREF _Toc421781717 \h 19HYPERLINK \l "_Toc421781718" 3.5.1 硬件系统组成 PAGEREF _Toc421781718 \h 19HYPERLINK \l "_Toc421781719" 3.5.2 硬件选型选型以及通讯PAGEREF _Toc421781719 \h 20HYPERLINK \l "_Toc421781720" 3.5.3 操作员站组态 PAGEREF _Toc421781720 \h 22HYPERLINK \l "_Toc421781721" 3.5.4 网络连接组态 PAGEREF _Toc421781721 \h 23HYPERLINK \l "_Toc421781722" 3.6软件组态 PAGEREF_Toc421781722 \h 23HYPERLINK \l "_Toc421781723" 3.6.1系统软件程序 PAGEREF_Toc421781723 \h 23HYPERLINK \l "_Toc421781724" 3.6.2与硬件地址的连接 PAGEREF _Toc421781724 \h 24HYPERLINK \l "_Toc421781725" 3.6.3系统报警软件程序 PAGEREF _Toc421781725 \h 25HYPERLINK \l "_Toc421781726" 3.7人机界面创建 PAGEREF_Toc421781726 \h 25HYPERLINK \l "_Toc421781727" 3.8 过程趋势画面的创建 PAGEREF _Toc421781727 \h 26HYPERLINK \l "_Toc421781728" 第4章控制系统的投运 PAGEREF _Toc421781728 \h 28HYPERLINK \l "_Toc421781729" 4.1运前的准备工作 PAGEREF_Toc421781729 \h 28HYPERLINK \l "_Toc421781730" 4.2副环参数整定 PAGEREF_Toc421781730 \h 28HYPERLINK \l "_Toc421781731" 4.3主环参数整定 PAGEREF_Toc421781731 \h 28HYPERLINK \l "_Toc421781732" 4.4控制系统的仿真运行 PAGEREF _Toc421781732 \h 29HYPERLINK \l "_Toc421781733" 4.4.1 热流出口温度 PAGEREF _Toc421781733 \h 29HYPERLINK \l "_Toc421781734" 4.4.2 系统扰动测试 PAGEREF _Toc421781734 \h 30HYPERLINK \l "_Toc421781735" 第5章总结 PAGEREF_Toc421781735 \h 31HYPERLINK \l "_Toc421781736" 参考文献 PAGEREF_Toc421781736 \h 32HYPERLINK \l "_Toc421781737" 谢辞 PAGEREF_Toc421781737 \h 34第1章绪论1.1换热器概述换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也提高能源利用率的主要设备之一。
实训报告3换热器热流出口温度控制
工程项目1 简单控制系统的分析与设计03子项目3 换热器热流出口温度控制班级12电气自动化3 姓名项目日期2014-4-29一、项目目标1、掌握比例积分微分作用的控制规律PID控制器的使用2、巩固学习pid控制器参数工程整定方法/衰减震荡法/临界比例度法3、了解温度对象的特性和控制方法二、项目要求（一）工艺概述1、换热器工作原理换热器：又称为热交换器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。
列管式换热器主要由壳体、管束、管板和封头等部分组成。
在其中进行换热的液体有两种，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。
换热器可分成加热器和冷却器两类。
工作原理：一种流体由管箱进入换热管（管程），另一种流体在管外流动（壳程），由于两种流体存在温度差，于是通过管壁进行热量交换。
2、冷态开车1）在没有打开任何工程的前提下，在SMPT-1000监控环境中打开减温器工程Hex for control configuration.smpt。
2）点击工具栏中的按钮，打开阀门/挡板控制配置对话框，确认阀门FV1103和FV1105均设置为手操状态。
3）将热流出口阀FV1105开度置为30%，观察热流流量FI1105的变化。
4）待FI1105稳定在2.5567kg/s时，将冷水入口阀FV1103开度置为30%，观察冷水流量FI1102、热流出口温度TI1104、冷水出口温度TI1103的变化趋势。
5）待TI1104稳定在130℃左右时，将热流出口阀开度置为50%，观察热流流量FI1105、热流出口温度TI1104、冷水流量FI1102、冷水出口温度TI1103的变化趋势。
（二）温度自衡过程1）将阀门FV1105固定开度为30，点击工具栏中的运行按钮，运行换热器工程。
2）将阀门FV1103固定到一个开度，待热流出口温度TI1104稳定之后记录下流量FI1102和温度TI1104的值。
3）将阀门FV1103调整到一个新的开度，待温度稳定之后记录流量和温度新的稳态值。
供暖系统自动化控制方案
供暖系统自动化控制方案XXX供热管网自动控制系统方案XXX2010年6月目录1.大滞后控制对象自动化系统要点分析2.分时、分温、分区供暖自动控制模式3.供暖节能自动控制系统的构成3.1 供热自动控制系统总体架构供热自动控制系统是指通过自动化技术，实现对供热系统的监测、控制、调节和管理，以满足用户的供热需求，提高供热质量和效率。
3.2 节能自控系统的组成节能自控系统是指通过自动化技术，实现对供热系统的节能监测、控制、调节和管理，以达到节能降耗的目的。
3.3 监控中心的主要功能3.3.1 设备配置监控中心是供热自动控制系统的核心部分，其主要功能包括设备配置、监控管理软件、监控管理主机、系统组态功能和人机界面的特点等。
3.3.2 监控管理软件监控管理软件是监控中心的重要组成部分，它通过各种算法和规则，对供热系统的运行状态进行实时监测和分析，并根据监测结果进行控制和调节。
3.3.3 监控管理主机监控管理主机是监控中心的核心设备，它通过各种传感器和控制器，对供热系统的运行状态进行实时监测和控制，并将监测结果反馈给监控管理软件。
3.3.4 系统组态功能系统组态功能是指对供热自动控制系统进行参数设置和配置，以满足不同用户的需求和要求。
3.3.5 人机界面的特点人机界面是指供热自动控制系统与用户之间的交互界面，它采用图形化界面和语音提示等技术，使用户能够直观、方便地了解供热系统的运行状态和参数设置。
3.4 各换热站的设备功能3.4.1 数据采集各换热站的设备功能主要包括数据采集、DDC智能控制器和触摸式操作显示屏等。
数据采集是指通过各种传感器和仪表，对供热系统的运行状态进行实时监测和采集。
3.4.2 DDC智能控制器DDC智能控制器是指通过各种算法和规则，对供热系统的运行状态进行实时监测和分析，并根据监测结果进行控制和调节。
3.4.3 触摸式操作显示屏触摸式操作显示屏是指通过图形化界面和语音提示等技术，使用户能够直观、方便地了解供热系统的运行状态和参数设置。
换热器温度控制系统设计
换热器温度控制系统设计热交换器是工业生产中常用的设备之一，用于传递热量并调节流体温度。
热交换器温度控制系统的设计是为了确保热交换器能够稳定运行并提供所需的热量。
本文将介绍热交换器温度控制系统的设计要点和步骤。
1.系统需求分析在开始设计热交换器温度控制系统之前，首先需要对系统的需求进行分析。
这包括流体的类型、流量、温度范围以及所需的温度稳定性等。
根据这些需求，选择合适的控制器和传感器。
2.传感器选择传感器是热交换器温度控制系统中非常重要的组成部分，用来监测流体的温度并传输给控制器。
常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
选择适合的传感器需要考虑精度、响应时间以及耐高温等因素。
3.控制器选择控制器是热交换器温度控制系统的核心部分，用于读取传感器的信号并根据设定的温度范围进行控制。
常用的控制器包括PID控制器和模糊控制器。
选择控制器时需要考虑可调节的参数、控制精度以及响应速度。
4.控制策略选择合适的控制策略是确保热交换器温度控制系统稳定运行的关键。
常用的控制策略有开环控制和闭环控制。
开环控制根据预先设定的参数进行控制，闭环控制根据传感器反馈的信息进行调节。
根据实际需求选择合适的控制策略。
5.温度设定和调节根据系统需求，设置所需的温度范围和稳定性。
通过控制器对热交换器的供热和冷却进行调节，以保持流体温度在设定的范围内。
6.安全保护热交换器温度控制系统设计中需要考虑安全保护措施，以防止超温和意外故障。
例如，可以设置过温报警和自动断电装置，当温度超出设定范围或发生故障时，及时停止热交换器的运行。
7.控制系统调试和优化在完成热交换器温度控制系统的设计和安装后，需要进行调试和优化，以确保系统的性能和稳定性。
在调试过程中，根据实际情况调整控制器的参数，以达到所需的温度控制效果。
总结：热交换器温度控制系统的设计需要从系统需求分析、传感器选择、控制器选择、控制策略、温度设定和调节、安全保护等方面进行考虑。
通过合理的设计和调试优化，可以确保热交换器能够稳定运行并提供所需的热量。
换热器温度控制系统的设计
1换热器温度控制系统的组成与特点1.1换热器的组成换热器温度控制系统包括换热器、热水炉、控制冷流体的多级离心泵，变频器、涡轮流量传感器、温度传感器等设备。
根据控制系统的复杂程度，可以将其分为简单控制系统和复杂控制系统。
其中在换热器上常用的复杂控制系统又包括串级控制系统和前馈控制系统。
1.2系统控制过程的特点换热器温度控制过程有如下特点：换热器温度控制系统是由温度变送器、调节器、执行器和被控对象（出口温度）组成闭合回路。
被调参数（换热器出口温度）经检验元件测量并由温度变送器转换处理获得测量信号，测量值与给定值的差值送入调节器，调节器对偏差信号进行运算处理后输出控制作用。
换热器的温度控制系统工艺流程如下：冷流体和热流体分别通过换热器的壳程和管程，通过热传导，从而使热流体的出口温度降低。
热流体加热炉加热到某温度，通过循环泵流经换热器的管程，出口温度稳定在设定值附近。
冷流体通过多级离心泵流经换热器的壳程，与热流体交换热后流回蓄电池，循环使用。
在换热器的冷热流体进口处均设置一个调节阀，可以调节冷热流体的大小。
在冷流体出口设置一个电功调节阀，可以根据输入信号自动调节冷流体流量的大小。
多级离心泵的转速由便频器来控制。
1.3引起换热器出口温度变化的扰动因素简要概括起来，引起换热器出口温度变化的扰动因素主要有：（1）热流体的流量和温度的扰动，热流体的流量主要受到换热器入口阀门的开度和循环泵压头的影响。
热流体的温度主要受到加热炉加热温度和管路散热的影响。
（2）冷流体的流量和温度的扰动。
冷流体的流量主要受到离心泵的压头、转速和阀门的开度等因素的影响。
（3）加热炉的启停机的影响。
（4）室内温度与管路内气体变化和阀门开度的影响。
2.1 换热器温度控制原理介绍图2.1为蒸汽水换热器的工作原理图。
加热介质为蒸汽，冷流体为水，控制目标是T ，T 1～T 3 温度传感器 M 电动调节阀图2.1 换热器温度控制原理图其工作原理为：温度传感器T 测量换热器出水温度，把信号传送至DDC 现场控制器，此为温度控制的主回路。
换热器温度控制方案
换热器温度控制方案概述换热器温度控制是工业生产过程中非常重要的一部分，能够有效地控制换热器的温度可保证生产过程的稳定性和产品的质量。
本文档将介绍一种换热器温度控制的方案，以提高工艺过程中的换热效率和温度稳定性。
方案设计1. 温度传感器温度传感器是控制换热器温度的基础，良好的温度传感器能够准确地感知换热器内部的温度变化。
选择合适的温度传感器非常重要，目前市场上常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
热电偶对高温环境有较好的适应性，而热敏电阻则适用于较低温度范围。
根据具体的工艺要求和环境条件，选择合适的温度传感器进行安装。
2. 温度控制器温度控制器是控制换热器温度的核心部件，能够根据传感器测量到的温度信号进行反馈控制。
根据具体的应用场景，可以选择PID控制器或者模糊控制器等不同类型的温度控制器。
PID控制器通过比较实际温度和设定温度来调节输出信号，具有响应速度快和稳态误差小的特点；而模糊控制器则能够根据温度变化趋势进行模糊推理和控制辨识，适用于非线性和复杂的控制系统。
根据具体的需求选择合适的温度控制器并进行参数调节，以实现对换热器温度的精确控制。
3. 温度调节阀温度调节阀作为温度控制系统的执行部件，通过控制工作介质的流量来调节换热器内部的温度。
温度调节阀的选择和设计需要考虑介质类型、流量要求以及工艺条件等因素。
常见的温度调节阀有旋塞阀、蝶阀和电动调节阀等，根据具体要求选择合适的类型和规格，并进行安装和调试。
方案实施1. 温度传感器安装首先，根据换热器的结构和布置确定合适的温度传感器安装位置。
通常情况下，温度传感器需要安装在换热器的进口和出口处，以便及时感知到换热器的温度变化。
安装时要注意传感器与换热介质的接触良好，并确保传感器固定牢固，避免发生松动或脱落。
2. 温度控制器调试将温度传感器与温度控制器连接，并进行调试。
首先，根据实际情况设置设定温度值，并观察温度控制器的输出信号和换热器的温度变化情况。
如果温度控制不准确，可以通过调整控制器的参数来提高控制精度。
换热器温度控制方案
换热器温度控制方案换热器是工业生产中常见的设备，用于将热能从一个介质传递到另一个介质。
在实际应用中，为了确保换热器的效率和安全性，温度的控制是非常重要的。
本文将探讨几种常见的换热器温度控制方案，并对其优缺点进行分析。
首先，我们来介绍一种常见的控制方案——比例控制。
比例控制是通过调节冷却介质流量或加热介质流量的比例来控制换热器的温度。
这种方法简单直接，易于实施。
然而，由于比例控制只能调节流量，而不能对介质的温度进行直接控制，所以在某些情况下，可能无法满足精确控制的要求。
为了更好地控制换热器温度，反馈控制是一种更高级的控制方案。
反馈控制是通过测量换热器的出口温度，并根据测量结果调整加热或冷却介质的流量。
这种方式可以实现对温度的精确控制，提高系统响应速度和控制精度。
然而，反馈控制需要实时监测和计算，对硬件和算法要求较高，增加了系统的复杂性和成本。
除了比例控制和反馈控制，前馈控制也是一种常见的控制方案。
前馈控制是提前根据进口温度和流量变化预测出口温度的变化，并根据预测结果进行相应的调整。
这种方法可以在温度变化前就采取控制行动，提前消除变化带来的影响。
前馈控制在应对外部扰动和预测未来变化方面具有一定的优势。
然而，由于前馈控制无法准确预测所有变化情况，仍然需要与反馈控制结合使用。
在实际应用中，智能控制技术的发展也为温度控制带来了新的方案。
例如，基于人工智能的控制算法可以实时学习和优化系统的控制策略，在保证温度稳定的同时，提高系统的能效和自适应能力。
此外，传感器技术的进步也为温度控制提供了更多的数据来源，使得控制更加精确和可靠。
综上所述，换热器温度的控制方案多种多样，每种方案都有自己的优缺点。
在选择控制方案时，需要根据具体的应用需求、控制精度要求和系统复杂性等因素进行综合考量。
未来随着技术的进一步发展，相信会出现更多高效、智能的控制方案，为换热器温度控制提供更多选择和可能性。
换热器温度控制系统设计
换热器温度控制系统设计热交换器是工业生产中常见的设备，用于传递热量。
为了保证热交换器的高效运行，需要设计一个温度控制系统，使得热交换器内的温度始终保持在合适的范围内。
本文将从系统的硬件组成、控制策略、控制算法和性能评价四个方面对热交换器温度控制系统进行设计。
1.系统的硬件组成热交换器温度控制系统的硬件组成包括传感器、执行器和控制器。
传感器用于实时测量热交换器内的温度，常用的传感器包括热电偶和温度传感器。
执行器通过控制热交换器内的冷却或加热装置，来调节温度。
常用的执行器包括冷却水泵和加热器。
控制器负责采集传感器的数据，并根据控制策略进行控制，常用的控制器包括PLC和单片机。
2.控制策略热交换器温度控制系统的常用控制策略包括比例控制、比例积分控制和模糊控制。
比例控制是基于测量值与设定值之间的误差进行控制的，根据误差的大小来调节执行器，使得误差逐渐减小，温度稳定在设定值附近。
比例积分控制在比例控制的基础上增加了对误差的积分项。
积分项的作用是累积误差，并在误差连续一段时间内较大时进行补偿。
这种控制策略可以更好地消除系统的定常误差，使得温度更加稳定。
模糊控制是一种基于人类智慧的控制方法。
它通过建立模糊规则来描述输入变量和输出变量之间的关系。
根据传感器测量到的温度值和设定值，模糊控制器会根据事先设定的模糊规则来决定执行器的控制信号，从而实现温度的控制。
3.控制算法在选择控制算法时，可以采用经典的PID控制算法或者先进的自适应控制算法。
PID控制算法是一种常见的经典控制算法。
它根据误差的大小和变化率来计算控制信号，并通过加权比例、积分和微分项来调节执行器，最终实现温度的控制。
自适应控制算法是一种先进的控制算法，它能够根据实际的系统动态特性，自动调整控制参数。
自适应控制算法通过建立数学模型来描述系统，并根据系统的响应来修正控制参数，从而实现更好的控制效果。
4.性能评价热交换器温度控制系统的性能评价主要包括控制精度、稳定性和快速性。
换热器温度控制系统课程设计
换热器温度控制系统课程设计一、设计背景及目的1.1 设计背景换热器是工业生产中常见的设备，其主要作用是将热量从一个物质传递到另一个物质中。
在换热器的使用过程中，为了保证其正常运行和安全性，需要对换热器进行温度控制。
因此，本课程设计旨在设计一种能够实现换热器温度控制的系统。
1.2 设计目的本课程设计旨在通过对换热器温度控制系统的设计与实现，培养学生对自动控制原理和电气控制技术的理解和应用能力，提高学生对工业自动化技术的认识和应用水平。
二、设计内容2.1 系统结构本系统采用分层结构，包括上位机、下位机、传感器、执行机构等四个部分。
其中上位机负责监测和控制整个系统；下位机负责接收上位机指令并控制执行机构；传感器负责采集温度信号；执行机构则根据下位机指令调节换热器内部水流量。
2.2 系统功能本系统主要包括以下功能：（1）实时监测换热器内部的温度变化，并将数据传输给上位机；（2）根据上位机发送的指令，下位机调节执行机构控制水流量，从而实现对换热器内部温度的控制；（3）当系统出现异常情况时，自动报警并停止运行。
2.3 系统设计2.3.1 上位机设计上位机采用C#语言编写，主要包括以下功能：（1）实时监测温度数据，并进行显示；（2）设置温度控制参数，并发送给下位机；（3）接收下位机状态信息，并进行显示；（4）当系统出现异常情况时，自动报警并停止运行。
2.3.2 下位机设计下位机采用单片机进行设计，主要包括以下功能：（1）接收上位机指令，并解析指令内容；（2）根据指令调节执行机构控制水流量；（3）采集执行机构状态信息，并发送给上位机。
2.3.3 传感器设计本系统采用PT100型号温度传感器进行温度信号采集。
该传感器具有精度高、稳定性好等优点。
2.3.4 执行机构设计本系统采用电磁阀作为执行元件。
电磁阀具有调节水流量的功能，可实现对换热器内部温度的控制。
三、系统实现3.1 系统硬件设计本系统采用单片机作为下位机控制核心，通过串口与上位机进行通信；采用PT100型号温度传感器进行温度信号采集；采用电磁阀作为执行元件，控制水流量。
集中供热工程换热站专用控制系统设计和控制方案说明
集中供热工程换热站专用控制系统设计及控制方案技术方案**科达自控工程技术**2011年1月目录1. 第一章设计方案综述11.1热网控制系统技术方案21.1.1 设计原则21.1.2 方案简介21.1.3 功能特点31.2热网控制系统功能51.2.1 网络结构图51.2.2 网络结构概述51.2.3 监控调度中心软件功能61.2.4 本地换热站控制器功能71.2.5 热网平衡模块功能71.第一章设计方案综述本系统是集公司多年来供热工程应用经验,专门针对北方集中供热工程项目提供的换热站专用控制系统.该系统采用**中控自动化仪表**自主研发的U6-200一体化PLC,监控中心上位机软件采用Inscan HRC热网实时监控专用软件,配置热网管理软件包、热网平衡模块、Web发布软件包及GSM短消息报警模块,实现对各个小区换热站热网运行参数的采集存储,外界环境温度的补偿,热网温度流量、动力设备的启停及调节、安全报警以及自动分析、热网系统故障诊断、能源计量分析等功能,并配合现场网络视频监控系统,以达到整个热网系统的供热平衡、安全、经济运行,最终实现无人值守型换热站.换热站专用控制系统图示在自动化设计上,设置监控中心控制室<调度中心>一个,内含2台调度计算机同时通过通讯的方式对换热站进行监控,2台调度中心计算机为1主1备冗余.主监控操作站完成控制室内人机交互功能,在计算机上显示各站换热网的工艺管道、参数、控制流程图,包含各类热力参数、阀门等各类执行机构状态的显示和自/手动操作.监控操作站除完成基本的各换热站运行数据采集、远程调度控制、数据记录报表生成等之外,还具备热网平衡调节、提供热网负荷需求趋势预测、预测负荷与实际负荷对比、互联网web远程浏览、手机wap浏览、手机短信报警等热网管理功能.换热站采用就地与主控室远程控制协作方式.各站放置独立U6-200一体化PLC一套,该终端设备配有彩色触摸屏,方便巡检人员进行就地观测,实现小区热网运行参数的采集与监控,如压力、温度、流量、电流等,并集中将运行参数发送至远方控制中心；U6-200一体化PLC可就地存储至少一个采暖期的运行参数,实现根据室外温度值自动控制二次供回水温度,并可同时控制循环变频及补水变频,进行量值的调节；在启用换热平衡模块后,各站控制器接收主控室发送的平衡参数,结合各站过程参数调节二次供回水温度；控制器也可接收主控室下发的各项命令,完成远程控制热网温度、流量、动力设备的启停等.同时结合网络视频监控系统,通过变焦功能,手动调节远近焦距,最终实现换热站无人值守.1.1热网控制系统技术方案1.1.1设计原则本设计方案基于"集中管理,分散控制"的模式,数字化、信息化环保工程的思想,着眼于热网"管控一体化"信息系统的建设,建立一个先进、可靠、高效、安全且便于进一步扩充的集过程控制、监视和计算机调度管理于一体并且具备良好开放性的监控系统,完成对整个供热运行的监测与自动控制,实现"换热站无人值守"的目标.1.1.2方案简介自动化热网监控系统,采用分布式计算机系统结构,即采用中央与就地分工协作的监控方法.中央控制室负责全网参数的监视以及必要时的远程调控,在开启平衡模块情况下完成各换热站的流量和能量调配；各换热站根据中央控制室下发的平衡参数进行供回水温度自动,同时也可通过就地手动干预或者远程干预.本系统由调度监控中心、远程终端站、通讯网络和与监测控制有关的仪表等部分组成.调度监控中心起着调度中枢的作用,可以察看全网的供热参数,同时进行热力工况的分析来指导全网的运行.远程终端站由具有测控功能的控制装置和通讯系统组成.远程终端站通过与其相连的仪表和执行机构完成对一、二级换热站和其它现场设备的数据采集和控制功能.该热力站运行管理系统采用的策略为：中央监测、现场控制.中央管理工作站主要负责检测显示热网参数<必要时提供远程控制>和各站的协调；每个热力站独立地工作,互不干扰.即使某一个换热站出现故障也不会影响其它换热站的正常工作.各换热站主要实现以下三方面自动控制：①根据调度监控中心的各站调控参数以及二次侧供回水温度自动控制高温水进入换热器入口调节阀的开度；②根据定压点压力自动控制补水泵转速,若回水压力低于设定值时自动报警；③自动检测循环泵运行状态,并根据压力自动控制主循环泵的转速.整个通讯系统分调度监控中心、各换热站和通讯网络三个部分,通讯采用ADSL通讯方式,在调度监控中心设立专网,在每个换热站独立设立通讯方式,与U6-200一体化PLC的通讯模块相连,进行数据的收发.1.1.3功能特点换热站专用控制器功能：1.专用控制器：专门为换热站量身定做的U6-200一体化PLC,无需用户编程,简单易用,内置的常规功能即可满足所有换热机组控制需求；2.人性化显示：自带7寸真彩触摸屏,内置单双换热机组流程图画面,显示直观,操作方便,易学易懂,充分体现人性化,方便巡检人员进行就地观测,包括温度、压力、流量、循环泵、补水泵的状态等；3.参数检测功能：完成模拟量采集包括:一次网供水温度和压力、一次网回水温度和压力、二次网供水温度和压力、二次网回水温度和压力、室外温度、阀门开度、频率反馈、一次网流量、二次网流量等,状态量采集如：泵状态等；脉冲量采集如：累计补水量、累计耗热量等的测量；4.通讯功能：现场控制设备能够与调度中心进行数据通信,支持采用ADSL或GPRS通讯方式,即通过Internet和移动网络,主从站间进行数据传输,主站可远程监控各从站工况,无论距离远近；5.参数存储：可就地存储至少一个采暖期的运行参数,以便供热企业进行能效分析；6.控制模式：本地监控站可以自动识别中控室传来的控制模式的指令<本地控制、温度控制、直接阀位/频率控制>,经过判断执行其中一种控制指令,并运行对应的控制模式；7.控制功能：根据换热站实际运行情况进行相关控制；a)根据调度监控中心的各站调控参数以及二次侧供回水温度自动控制高温水进入换热器入口调节阀的开度；b)根据定压点压力自动控制补水泵转速,若回水压力低于设定值时自动报警；c)自动检测循环泵运行状态,并根据压力自动控制主循环泵的转速,；8.联锁保护功能：本地监控器诊断到设备出现故障<如电机过流、过压等>或现场工况发生异常变化<如二次网压力过高、过低等>,控制器可根据相应故障诊断软件及工况评估逻辑,立即停止对应的设备运行,同时将报警类型及信息上传至中控室,尽可能地保护系统的安全运行.9.报警功能：根据工艺要求,可将报警分为不同级别.a)各个温度、压力、水位等超限报警.至少包括：一次供水压力、二次回水压力、二次供水温度高限报警,补水箱水位高低限报警等.b)水泵、电机、电动阀、变频器、换热器、通讯系统等故障报警；c)停电报警：换热站配置UPS电源,作为现场控制器和调制解调器的后备电源,当换热站供电出现故障或停电时,控制器能够生成停电报警信号,并通知中央控制室的调度人员采取相应的措施.热网实时监控专用软件功能：1.专用软件功能：各个换热站控制器与调度中心Inscan HRC热网实时监控专用软件进行通讯,实现换热站无人值守,满足所有换热站功能需求；2.供热参数实时监测功能：调度中心直观显示各个换热站在区域内的分布图,点击可进入换热站运行参数详细图,实时显示热力站一级网和二级网供回水温度和压力、流量、热量、阀门开度、水泵开启状态、循环泵变频、补水泵变频、液位等参数；3.手自动控制模式：a)根据现场工况提供两种控制模式用于控制换热站的一次网阀门开度,分别为：本地温度控制、直接阀位控制.b)根据现场工况提供三种控制模式用于控制换热站的二次网循环水流量,分别为：本地手动控制、本地自动控制、直接转速控制.4.远程修正功能：中控计算机能对本地控制站进行参数组态,包括修改温度控制参数的给定值、控制模式及比例系数、积分系数及供热曲线等控制参数；参数修正要设定权限.5.故障诊断及报警功能：根据参数信息及时诊断各系统的故障并指导维护.应能诊断以下故障：压力、温度、流量传感器故障；通讯系统故障；各热力站水泵、电机、电动阀、变频器等设备的故障；各热力站的超限报警；第一时间接收各远端控制站报警和故障信号,能及时发出声光信号,并进行记录.6.多功能报表：运行记录、报表及图形打印功能：可以自动生成、打印多种多样的报表和参数变化曲线,至少包括各种运行记录的日报表,统计分析报表及设备的故障状态和维护清单,包括日/月/季等报表以及各个换热站对比统计分析,为供热企业分析热网运行提供数据分析依据.7.参数统计及能源计量功能：根据实测参数统计各站及全网的能耗和水耗,计算出其平均值和累计值.计量时间可以为时、日、月、年,计量结果将以数据文件的形式存储在外存储器内,为量化管理和收费提供依据.8.热网平衡功能：自动根据换热站远近距离、换热站负荷大小,现实换热站间热力/水力平衡；9.短信报警功能：可将报警信息发送到相关责任人的手机上,用于及时处理报警,排除险情10.手机监管：支持WAP手机浏览：通过手机,直接浏览关键的运行参数,真正做到远程监控的管理方式；11.视频监控：可结合网络视频监控系统,通过变焦功能,手动调节远近焦距,最终实现换热站无人值守；1.2热网控制系统功能1.2.1网络结构图集中供热工程换热站专用控制系统图示<adsl网络连接>1.2.2网络结构概述本方案将采用先进的分布式和模块化设计理念,利用成熟的软硬件产品完成整个系统体系结构的搭建.本系统由各换热站采集控制设备、通讯网络和监控中心组成.各换热站采集控制设备使用U6-200一体化PLC,该设备是一套相对独立运行的可编程控制设备,可对现场设备进行监测和控制；能够满足需要进行流量计算、PID闭环控制和逻辑顺序控制等应用的场合.通讯网络是监控中心与各换热站间连接的桥梁,承载着数据传送的功能.监控中心采用上位机软件Inscan HRC热网实时监控专用软件,配置热网管理软件包、热网平衡模块、Web发布软件包及GSM短消息报警模块,实现对监控数据进行高效采集、长期存储、查询、数据处理等功能；以数据库为核心构成完整的数据服务层,为上层应用系统提供稳定的数据源.1.2.3监控调度中心软件功能热力公司下属的各个换热站采集的实时数据,通过ADSL+VPN的方式传递到调度中心<调度中心需要有使用公网固定IP或域名>,由运行在调度中心的组态监控软件对换热站内的压力、温度和流量数据进行实时监控,统一调整各站参数,统一调整管网平衡.提供热网管线非矢量的地理分布图,地理分布图上标有各个换热站的实际位置,并显示换热站的主要运行参数,在该画面上通过按钮可以切换到任一个换热站,查看换热站的详细信息.换热站管网运行图提供换热站数据总貌画面,总貌画面以数据列表的形式,呈现了各个换热站在一次网、二环网中的实时采集数据以及通讯状态.热网换热站监控总貌提供单个换热站的运行监控画面,该画面显示单个换热站内的各数据采集点的实时运行数据.换热站远程监控提供单个换热站的补/回水泵远程控制画面,通过该画面可远程监控某个换热站内的补水泵和循环泵运行.换热站远程补水/回水控制提供数据的自动保存功能,保存的历史数据可随时供使用者调取、查询.提供数据报表生成和打印功能,可生成日报、月报、年报及同期比较报表,通过报表分析数据的变化情况,判断管路的失水情况,分析设备运行是否正常.能耗数据查询表热网关键参数报表提供多种数据曲线/图形显示功能,可选择任意换热站的数据点进行查看,比较实时或历史的曲线数据.运行数据曲线气温预测曲线各个换热站供热区域对比饼图提供位于实时数据采集和管理分析软件基础之上的换热站综合运行软件,拥有热网平衡轮询监视、气象数据更新、DCS数据采集报警、平衡数据分析等功能,是一套拥有强大扩展性的综合应用软件.换热站综合运行软件图示平衡运行前后数据对比图多级操作权限设置,不同的操作人员设置不同的功能权限,防止不同级别的操作人员越权操作.换热站综合管理登录系统登录异常情况报警<通信失败、循环泵全停、超流量、低流量、超温、低温等>,当发生系统报警时,自动出现报警提示,并提供报警历史查询功能.中控室报警画面具备异常情况报警信息短信通知功能,当变量报警产生后,按预先设定好的手机号码和报警内容进行发送,及时通知相关值班维护人员.短消息报警图示提供数据的分析功能,通过记录的热网运行历史数据,在一个采暖期结束后与前期数据进行比较分析,查出整个换热管网的主要问题,为今后的升级改造提供有针对性的分析.热网换热站统计报表能耗数据明细提供双机冗余备份功能,系统由两套组态相同的监控软件,一套设为主站,另一套设为从站,系统正常工作时只有主机和换热站通讯,从机不通讯,从机通过主站进行数据备份和同步.如果主机出现故障,其中一个从机接管主机工作.等主机恢复之后,可以通过自动或手动方式进行干预来恢复先前状态.本系统采用网络化设计,在服务器端运行WEB SERVER程序并发布监控画面后,用户可通过IE浏览器访问换热站数据采集系统采集到的各种运行数据.同时,可按用户需求,定制若干手机浏览页面,供用户便捷的进行访问.手机WAP浏览可结合网络视频监控系统,通过变焦功能,远程调节摄像头的观察位置和远近焦距,最终实现换热站无人值守.换热站视频监控同时,使用数据实时转发技术,可远程浏览控制专网内的DCS运行数据,真正实现全厂信息的集中监控.DCS运行数据的WEB发布1.2.4本地换热站控制器功能本地换热站在U6-200一体化PLC的7寸真彩触摸屏上提供单个换热站的运行监控流程图画面,显示直观,操作方便,易学易懂,充分体现人性化,方便巡检人员进行就地观测.双换热机组本地监控换热站本地补水/回水控制1.2.5热网平衡模块功能在运行与控制方面最重要的问题在于热网平衡.一个集中供热系统,特别是一个大的集中供热系统,要实现稳定运行和均衡供热的基本条件是保证管网的水力工况平衡.过去,热网平衡问题一直是难以解决的问题,一些系统中存在的工作压力不能满足正常工作需要,热力站不能获得需要的压差,用户普遍不热,或者前端用户压差高,流量超过设计值,而末端压差不足流量低于设计值因而造成近端用户过热,远端用户不热的原因,就是因为系统存在水力工况不平衡的问题.造成系统水力工况不平衡原因是多方面的主要有：受热源厂设备的限制,供给的压力不足,或者因为系统的循环水量超过原设计值,使循环水泵的供给压力下降；管网设计不合理,或者管网堵塞造成系统的压力损失过大,超出了热源厂设备所能提供的压力；系统〕管网和热力站〔缺少合理分配水量的手段,为解决末端用户不热的问题而加大循环水量,因而降低了一次供水温度.解决此类问题虽然需要由设备选型与管线铺设来保障,但是在控制上仍需要由控制手段来保障,特别是在整个热网负荷变化的情况下协调各换热站的能量分配.对于热网平衡来说,目的是使总能量在各站之间均匀分配,使各站的温度尽量均匀,但同时也要考虑到各站的暖气和地暖因素影响,这会造成有些地区的温度偏高或偏低.整个平衡是按照周期性进行控制<考虑二网滞后因素影响>,综合考虑各站的供回水温度和流量,经过平衡算法得到各站平衡参数,将参数下发给各换热站由各站控制器来合理地调整一网流量,使得整个网络中各站温度趋于平衡.算法中的主要模块配置参数和参数使用说明如下：一、优先级该参数表明换热站在整个平衡系统中的优先级,级别越高表明该站能优先从热网中得到更多的资源,往往也能获得较高的温度.二、敏感度该参数表明换热站覆盖区域温度变化对阀门开度大小变化的敏感性,级别越高表明一定的阀门开度变化造成的温度改变越大.该参数是匹配性参数,需根据换热站特性设置.三、回水相关度该参数表明平衡系统衡量标准与二次网回水温度的相关程度,级别越高表明二网回水温度在整个平衡效果评价体系中占的分量越重,同时也表明二网回水温度控制将会越平均. 四、鲁棒性该参数表明换热站区域温度的可控程度,鲁棒性越强表明该站温度的可调程度和范围越大.该参数是匹配性参数,强烈建议采用模块默认设置.。
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换热器温度控制系统简单控制系统方案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN目录目录 (2)1、题目................................................................................................................. 错误!未定义书签。
2、换热器概述..................................................................................................... 错误!未定义书签。
换热器的用途............................................................................................... 错误!未定义书签。
换热器的工作原理及工艺流程图............................................................... 错误!未定义书签。
3、控制系统 (3)控制系统的选择 (3)工艺流程图和系统方框图 (3)4、被控对象特性研究 (4)被控变量的选择 (4)操纵变量的选择 (4)被控对象特性 (5)调节器的调节规律的选择 (6)5、过程检测控制仪表的选用 (7)测温元件及变送器 (7)执行器 (10)调节器 (12)、仪表型号清单列表 (12)6、系统方块图 (13)7、调节控制参数，进行参数整定及系统仿真，分析系统性能 (13)调节控制参数 (13)PID参数整定及系统仿真 (14)系统性能分析 (16)8、参考文献 (17)1、题目热交换器出口温度的控制。
2、换热器概述换热器的用途换热器又叫做热交换器（heat exchanger），是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
进行换热的目的主要有下列四种：.使工艺介质达到规定的温度，以使化学反应或其他工艺过程很好的进行；.生产过程中加入吸收的热量或除去放出的热量，使工艺过程能在规定的温度范围内进行；.某些工艺过程需要改变无聊的相态；④.回收热量。
由于换热目的的不同，其被控变量也不完全一样。
在大多数情况下，被控变量是温度，为了使被加热的工艺介质达到规定的温度，常常取出温度问被控温度、调节加热蒸汽量使工艺介质出口温度恒定。
对于不同的工艺要求，被控变量也可以是流量、压力、液位等。
换热器的工作原理及工艺流程图换热器的温度控制系统换热器工作原理工艺流程如下：冷流体和热流体分别通过换热器的管程和壳程，通过热传导，从而使热流体的出口温度降低。
热流体加热炉加热到某温度，通过循环泵流经换热器的管程，出口温度稳定在设定值附近。
冷流体通过多级离心泵流经换热器的壳程。
在换热器的冷热流体进口处均设置一个调节阀，可以调节冷热流体的大小。
图2 换热器温度控制系统工艺流程图从传热过程的基本方程式可知，为了保证出口的温度平稳，满足工艺生产的要求，必须对传热量进行调节，调节传热量有以下几条途径：、调节载热体的流量。
调节载热体流量大小，其实只是改变传热速率方程中的传热系数K和平均温差△Tm，对于载热体在加热过程中不发生相变的情况，主要是改变传热速率方程的热系数K；而对于载热体在传热过程中发生相变的情况，主要是改变传热方程中的△Tm。
、调节传热平均温差△Tm。
这种控制方案滞后较小反应迅速，应用比较广泛。
、调节传热面积F。
这种方案滞后较大，只有在某些必要的场合才采用。
④、将工艺介质分路。
该方案是一部分工艺介质经换热,另一部分走旁路。
在设计传热设备自动化控制方案时，要视具体传热设备的特点和工艺条件而定。
而在某些场合，当被加热工艺介质的出口温度较低，采用低压蒸汽作载热体，传热面积裕量又较大时，为了保证温度控制平稳及冷凝液排除畅通，往往以冷凝器流量作为操纵变量，调节传热面积，以保持出口温度恒定。
3、控制系统控制系统的选择由于本次设计的任务控制换热器被加热物料出口温度，工艺过程主要就是冷热流体热交换，且外来干扰因素主要是载热体的流量变化，故选择单回路控制系统便可以达到预定的控制精度。
工艺流程图和系统方框图单回路控制系统又称为简单控制系统，是有一个被控对象、一个检测元件及变送器、一个调节器和一个控制器所构成的闭合系统。
单回路控制系统结构简单、易于分析设计，投资少、便于施工，并能满足一般的一般生产过程的控制要求，因此在生产过程中得到广泛的应用，其方框图如下图所示。
图1、单回路控制系统方框图其中，被控变量：被加热物料的出口温度；操纵变量：载热体的流量。
如图所示：测量元件及变送器对冷物料出口温度进行测量，得到测量值Ym并传送给调节器，调节器把Ym与内部给定值 Ys比较得到偏差信号e按一定的调节运算规律计算出控制信号，并将控制信u号传送给执行器，执行器接收到控制信号u，自动的改变阀门的开度，改变蒸汽的流量。
4、被控对象特性研究换热器是传热设备中较为简单的一种，也是最常见的一种。
通常它两侧的介质(工艺介质和载热体)在换热过程中均无相变。
换热器换热的目的是保证工艺介质加热(或冷却)到一定温度。
为保证出口温度平稳，满足工艺要求，必须对传递的热量进行调节。
被控变量的选择影响一个生产过程正常操作的因素很多,但并非对所有影响因素都要进行控制.被控参数是一个输出参数,应为独立变量,与输入量之间应有单值函数关系.对于换热器过程控制系统,人们最关心的是对换热器中介质即冷流体的温度和压力的自动控制与调节,而在这两项当中,温度的自动调节又处于首位.因为出口水温直接影响产品质量、产量、效率及安全性,即本系统把换热器出口水温作为被控参数.操纵变量的选择在控制系统中，用来克服干扰对被控变量的影响，实现控制作用的变量就是操纵变量。
将出口温度维持在一定值，影响冷物料出口温度的有很多因素，比说冷物料的流量，载热体的流量，载热体的温度等。
冷物料是工艺所需要的，不能选用冷物料作为被控变量，而若选载热体温度作为操纵变量，改变其温度还需改变其他工艺过程如锅炉的温度，考虑工艺合理性，我选择对热流体流量进行控制，保证出口温度的稳定。
被控对象特性换热器系统在连续生产中，其控制原理可通过热量平衡方程和传热速率方程来分析，这个方案的控制流程图如图6。
图6 换热器的温度控制系统工艺流程图为了处理方便，不考虑传热过程中的热损失，根据能量守恒定律，热流体失去的热量应该等于冷流体吸收的热量，热量平衡方程为：11i o 22o i q=G c T T G c T T =1122（-）（-）式中，q 为传热速率（单位时间内传递的热量）；G 为质量流量；c 为比热容；T 为温度。
式中的下标处1为载热体；2为冷流体；i 为入口；o 为出口。
传热过程中的传热速率为：q KF T =∆式中，K 为传热系数；F 为传热面积；T ∆为两流体间的平均温差。
其中，平均温差T ∆对于逆流、单程的情况为对数平均值：i o o i 121i 1o 122o 2iT T T T T T T=T T T ln ln T T T ∆-∆∆=-∆∆-1122（-）-（-） 当1i 1o 2o 2iT T 133T T -≤≤-时，其误差在5%以内，可采用算术平均值来代替，算术平均值表示为： i 1oo i T T T T T ∆=122（-）+（-）2由于冷流体间的传热既符合热量平衡方程，又符合传热速率方程，因此有下列关系22o i G c T T KF T ∆22（-）=整理后得o i 22KF T T T G c ∆=+22 从上式可以看出，在传热面积F 、冷流体进口流量2G 、温度2i T 和比热容2c 一定的情况下，影响冷流体出口温度的因素主要是传热系数K 以及平均温差T ∆。
调节器调节规律的选择调节器的作用是对来自变送器的测量信号与给定值比较所产生的偏差e(t)进行比例(P)、比例积分(PI)、比例微分(PD)或比例积分微分(PID)运算，并输出信号到执行器。
选择调节器的控制规律是为了使调节器的特性与控制过程的特性能很好配合，使所设计的系统能满足生产工艺对控制质量指标的要求。
比例控制规律(P)是一种最基本的控制规律，其适用范围很广。
在一般情况下控制质量较高，但最后有余差。
对于过程控制通道容量较大，纯时延较小，负荷变化不大，工艺要求又不太高的场合，可选用比例控制作用。
比例控制规律(P)的微分方程数学模型为：()()p u t e t k =比例积分(PI)控制规律，结合了比例控制反应快，积分控制能消除余差。
但是当过程控制通道的纯时延和容量时延都较大时，由于积分作用容易引起较大的超调，可能出现持续振荡，所以要尽可能避免用比例积分控制规律，不然会降低控制质量。
通常对管道内的流量或压力控制，采用比例积分作用其效果甚好，所以应用较多。
比例积分(PI)控制规律的微分方程数学模型为： 01(){()()}t p u t e t e t dt Tik =+⎰ 比例微分(PD)控制规律，由于引入微分，具有超前作用，对于被控过程具有较大容量时延的场合，会大大改善系统的控制质量。
但是对于时延很小，扰动频繁的系统，由于微分作用会使系统产生振荡，严重时会使系统发生事故，所以应尽可能不用微分作用。
比例微分(PD)控制规律的微分方程数学模型为： ()(){()}d p de t u t e t dtk T =+ 比例积分微分(PID)作用是一种理想的控制作用，一般均能适应不同的过程特性。
当要求控制质量较高时，可选用这种控制作用的调节器。
比例积分微分(PID)控制规律的微分方程数学模型为：1()(){()()}t d p de t u t e t e t dt Ti dt k T =++⎰ 其中：()u t ：为调节器的输出号p k ：放大倍数i T ：积分时间常数d T ：微分时间常数()e t ：设定值与测量值偏差信号通过以上几种调节规律的分析及本系统是温度控制为被控参数，温度检测本身具有滞后性，为了弥补这个缺点，本系统选用比例积分微分(PID)控制规律。
5、过程检测控制仪表的选用测温元件及变送器根据生产实践和现场使用条件以及仪表的性能，我们选用普通热电偶测温仪表。
热电偶温度仪表是基于热电效应原理制成的测温仪器，它由热电偶、电测仪表和连接导线组成，其核心元件是热电偶。
热电偶温度计有以下特点：①测温精度高、性能稳定；②结构简单，易于制造，产品互换性好；③将温度信号转换为电信号，便于信号远传和实现多点切换测量；④测温范围广，可达-200~2000℃；⑤形式多样，适用于多种测温条件；被控温度在500℃以下，由[1]表3-5选用铂热电阻温度计，为了提高检测精度，应采用三线制接法，并配用DDZ-Ⅲ型热电偶温度变送器。