水泵流量控制系统设计

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水泵流量控制系统课程设计---好的

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学号:课程设计题目水泵流量控制系统设计学院自动化学院专业自动化班级皇马姓名皇马指导教师2013 年 1 月15 日课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:自动化学院题目: 水泵流量控制系统设计初始条件:1.课程设计辅导资料:“过程控制系统和应用”、“过程控制系统与仪表”、“过程控制仪表及控制系统”、“过程控制系统及仪表”等;2.先修课程:仪表与过程控制系统等。

3.主要涉及的知识点:过程控制仪表、控制系统、被控过程等要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1.课程设计时间:1.5周;2.课程设计内容:根据指导老师给定的题目,按规定选择其中1套完成;本课程设计统一技术要求:研读辅导资料对应章节,对选定的设计题目所涉及的生产工艺和控制原理进行介绍,针对具体设计选择相应的控制参数、被控参数以及过程检测控制仪表,并画出控制流程图及控制系统方框图。

3.课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写,具体包括:①目录;②摘要;③生产工艺和控制原理介绍;④控制参数和被控参数选择;⑤控制仪表及技术参数;⑥控制流程图及控制系统方框图;⑦总结与展望;(设计过程的总结,还有没有改进和完善的地方);⑧课程设计的心得体会(至少500字);⑨参考文献(不少于5篇);⑩其它必要内容等。

时间安排:具体时间设计内容1月2日指导老师就课程设计内容、设计要求、进度安排、评分标准等做具体介绍。

学生确定选题,明确设计要求1月3日开始查阅资料,了解系统生产工艺和控制原理。

1月4日确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数1月7日—1月8日确定控制流程图及控制系统方框图1月9日—1月10日撰写课程设计说明书1月11日答辩并上交课程设计说明书指导教师签名: 2012 年 12 月 27 日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (3)1 设计目的与要求 (4)1.1 设计目的 (4)1.2 设计的意义 (4)1.3 要求完成的主要任务 (5)2 自来水厂生产工艺 (5)2.1 生产工艺 (5)2.2 生产工艺流程图 (6)3 系统结构设计 (6)3.1 控制方案 (6)3.2 系统结构 (6)4被控变量与控制变量选择 (7)4.1被控变量选择原则 (7)4.2控制变量选择原则 (7)4.3本系统被控变量与控制变量的选择 (8)5检测环节设计 (8)5.1检测环节设计原则 (8)5.2本系统检测环节设计 (9)6执行器设计 (9)6.1执行器设计原则 (9)6.2本系统执行器设计 (10)7调节器设计 (10)7.1调节器正反作用选取 (10)7.2调节器规律的选择 (10)7.3调节器参数整定 (13)总结与展望 (13)课程设计心得体会 (15)参考文献 (15)摘要随着科学技术的迅猛发展,自动化技术在工业,农业,科技及人们日常生活中发挥着重要的作用。

水箱水位与水泵供水流量串级控制系统

水箱水位与水泵供水流量串级控制系统

水箱水位与水泵供水流量串级控制系统
简介
本文档将介绍一种水箱水位与水泵供水流量串级控制系统,该系统可以根据水箱的水位变化自动调整水泵的供水流量,确保水箱的水位处于合适的范围内。

系统原理
该系统由水箱、水位传感器、水泵和控制器组成。

水位传感器安装在水箱中,用于测量水位的变化。

控制器根据传感器测量到的水位信息,通过调整水泵的供水流量来控制水箱的水位。

系统工作流程
1. 当水箱的水位低于设定的最低水位时,控制器将开启水泵,并将供水流量调至最大。

2. 当水箱的水位达到设定的最高水位时,控制器将关闭水泵。

3. 当水箱的水位处于最低水位和最高水位之间时,控制器将根据水位的变化调整水泵的供水流量。

水位上升时,供水流量逐渐减小;水位下降时,供水流量逐渐增大。

通过这种方式,系统可以稳定地控制水箱的水位。

优点与应用
该系统具有以下优点:
- 系统简单可靠,易于实现和维护。

- 可根据实际需求设定水位范围,确保水箱的水位在合适的范围内。

- 可自动调整供水流量,避免过度供水或供水不足的情况。

该系统适用于以下场景:
- 水箱供水系统,如楼宇供水系统、农田灌溉系统等。

- 需要稳定控制水位的场合,如水池、水塔等。

总结
水箱水位与水泵供水流量串级控制系统是一种简单可靠的系统,可根据水箱的水位变化自动调整水泵的供水流量。

通过该系统,可
以确保水箱的水位在合适的范围内,避免供水过度或不足的情况发生。

该系统适用于各种水箱供水系统的场合。

二次泵系统与一次泵变流量系统优缺点设计要点及控制逻辑

二次泵系统与一次泵变流量系统优缺点设计要点及控制逻辑
选择合适的一次泵型号
根据设计流量和扬程等参数,选择合适的一次泵型号,以满足系统需求并保证高效运行。
考虑一次泵的变流量控制策略
根据实际需求,选择适当的变流量控制策略,如压差控制、流量控制等,以实现系统的节 能和稳定运行。
关键参数选择与计算方法
设计流量的确定
根据建筑物的冷热负荷、空调系统的形式和运行策略等,合理确定设 计流量。
二次泵系统在节能方面表现更优,而一 次泵变流量系统在部分负荷工况下能耗 较高。
VS
控制复杂性
二次泵系统控制较为复杂,需要精确控制 水泵的运行状态;而一次泵变流量系统控 制相对简单。
对比分析及应用场景探讨
• 投资成本:二次泵系统的设备投资和运行 维护成本较高,而一次泵变流量系统相对 较低。
对比分析及应用场景探讨
选择合适的二次泵型号
根据设计流量和扬程等参数,选择合适的二次泵 型号,以满足系统需求并保证高效运行。
3
考虑二次泵的调节方式
根据实际需求,选择适当的调节方式,如变频调 节、阀门调节等,以实现系统的节能和稳定运行 。
一次泵变流量系统设计要点
确定一次泵的位置和数量
根据系统的需求和布局,合理选择一次泵的位置和数量,确保系统水力平衡和稳定运行。
,如改进控制策略、更换高效设备等。
存在问题二
一些一次泵变流量系统在控制逻辑上存在缺陷,导致室内温度波动较大。改进措施包括 :对控制逻辑进行深入分析,找出存在的问题并进行改进,如引入先进的控制算法、提
高传感器精度等。
07
总结与展望
研究成果总结
1
揭示了二次泵系统与一次泵变流量系统的基本工 作原理和性能特点。
一次泵变流量系统优缺点
• 控制简便:一次泵变流量系统的控制逻辑相对简 单,易于实现和调试。

水泵多负载流量平衡

水泵多负载流量平衡

水泵多负载流量平衡
水泵多负载流量平衡通常涉及到系统设计和水泵的运行控制。

以下是一些建议,以确保水泵在多负载条件下实现流量平衡:系统设计:
确保系统设计考虑到多负载条件,包括不同负载的流量需求和压力要求。

使用管道、阀门和其他系统组件的正确尺寸,以适应各种负载条件。

平衡阀门的设置:
在系统中使用可调平衡阀门,以便在不同负载条件下调整流量。

针对每个负载点调整阀门的开度,确保各个负载点获得所需的流量。

变频驱动:
考虑使用可调速的水泵系统,如变频驱动。

这样可以根据需要调整水泵的转速,以适应不同负载条件。

多泵系统:
考虑采用多泵系统,其中每个水泵可以独立运行或并联运行,以适应负载变化。

使用智能控制系统,根据流量需求启用或停用水泵。

实时监测和调整:
安装流量、压力和功率监测设备,实时监测系统性能。

根据实时数据进行调整,确保在不同负载条件下维持流量平衡。

系统优化:
定期进行系统优化,检查和清理阀门、管道和其他系统组件,以确保其正常运行。

通过定期维护,防止因系统问题导致的流量不平衡。

培训操作人员:
对操作人员进行培训,使其了解系统的设计和运行特点。

提供操作指南,包括在不同负载条件下如何调整系统以实现流量平衡。

通过综合考虑系统设计、控制手段和实时监测,可以更好地实现水泵在多负载条件下的流量平衡。

此外,与专业工程师一起评估系统,并根据系统的特定要求进行定制化的解决方案,也是确保水泵运行顺利的关键。

水泵系统的流量与压力特性研究

水泵系统的流量与压力特性研究

水泵系统的流量与压力特性研究水泵是工业和民用领域中常见的设备,广泛应用于抽水、供水、灌溉、循环系统等工程中。

而水泵系统的流量与压力特性对其正常运行和性能发挥起着至关重要的作用。

本文将研究水泵系统的流量与压力特性,并探讨其影响因素与调节方法。

1. 水泵系统的基本原理水泵系统由水泵和管路组成,水泵通过旋转运动将能量转化为压力能,从而将液体推送到管路中。

水泵的基本工作原理是利用叶轮的旋转,产生离心力将液体推向出口。

2. 水泵系统的流量特性水泵系统的流量特性是指在一定运行条件下,单位时间内通过系统的液体流量。

水泵的流量特性与其转速、叶轮直径、叶轮叶片数和进口直径等参数有关。

流量特性通常会随着压力的变化而变化,呈现出非线性的关系。

3. 水泵系统的压力特性水泵系统的压力特性指在一定流量条件下,水泵所能提供的压力能力。

水泵的压力特性与其转速、叶轮直径和叶轮叶片数有关。

在流量不变的情况下,水泵的扬程与压力是成正比的关系。

4. 影响水泵系统流量与压力特性的因素水泵系统的流量与压力特性受多种因素的影响。

其中包括水泵的类型与尺寸、管路的长度和直径、流体的性质以及系统的工作条件等。

合理选择水泵的类型和尺寸,并进行正确的管路设计,可以有效地改善水泵系统的流量与压力特性。

5. 调节水泵系统流量与压力特性的方法为了满足不同的工程需求,有时需要调节水泵系统的流量与压力特性。

常用的调节方法包括改变水泵的转速、调整叶轮直径、通过阀门控制流量和使用变频器等。

这些调节方法可以有效地改变水泵系统的流量与压力特性,以满足各种应用需求。

6. 水泵系统的性能曲线水泵系统的性能曲线是描述水泵流量与扬程关系的重要工具。

通过性能曲线,可以直观地了解水泵在不同运行条件下的流量和压力特性。

性能曲线的绘制和分析对于水泵的选择和运行调节具有指导意义。

7. 水泵系统的优化设计为了提高水泵系统的流量与压力特性,可以进行优化设计。

优化设计包括合理选择水泵与管路的尺寸、改善泵站的布置和优化系统的工作条件等。

水泵自动化控制系统使用说明书

水泵自动化控制系统使用说明书

水泵自动化控制系统使用说明书The manuscript was revised on the evening of 2021水泵自动化控制系统使用说明书一、···················概述乌兰木伦水泵自动化控制系统是由常州自动化研究所针对乌兰木伦矿井下排水系统的实际情况设计的自动控制系统。

通过该系统可实现对水泵的开停、主排水管路的流量、水泵排水管的压力、水仓的水位等信号的实时监测,并能通过该系统实现三台主水泵的自动、手动控制并和KJ95监控系统的联网运行,实现地面监控。

基本参数:水泵:200D43*33台(无真空泵)扬程120米流量288米3/小时主排水管路直径 200mm补水管路直径 100mm水仓: 3个水仓深度分别为:总容量: 1800米 3主电机: 3*160KW 电压:AC660V启动柜控制电压: AC220V220变压器容量: 1500VA二、系统组成本控制系统主要由水泵综合控制柜,电动阀门及传感器三大部分组成。

参见“水泵控制柜内部元件布置图:。

1、水泵综合控制柜是本系统的控制中心,由研华一体化工控机、数据采集板、KJ95分站通讯接口、中间继电器、控制按钮及净化电源及直流稳压电源组成。

其中,净化电源主要是提供一个稳定的交流220V电压给研华一体化工控机,以保证研华一体化工控机的正常工作,直流稳压电源主要提供给外部传感器、中间继电器及数据采集板的工作电源。

控制按钮包括方式转换按钮、水泵选择按钮及手动自动控制按钮,分别完成工作方式的转换、水泵的选择及水泵的手动和自动控制。

本控制柜共有40个按钮,从按钮本身的工作形式来说这些按钮有两种,一种为瞬间式,即按钮按下后再松开,按钮立刻弹起,按钮所控制的接点也不保持;另外一种为交替式,即按钮按下后再松开按钮,按钮并不立刻弹起,而是再按一次后才弹起,按钮所控制的接点保持(如方式转换按钮、水泵选择按钮等)。

一次泵变流量系统设计要点

一次泵变流量系统设计要点

图4
固定的冷却水温度下冷水机组的部分负荷曲线
而低负荷节能是种错觉, 如图 5 所示 , 在 ARI 的工况下, 低负荷时有更低的冷却水温度, 这让主 机看起来在低负荷下更节能。如果去除冷却水温
图 3 部分负荷下传统系统与一次泵 变流量系统的工作状况
度的影响, 反而是高负荷时更节能。
满载运行。 本例中, 传统系统 2 台主机的容量为整个系统 的 66. 7 % 的负荷 , 但是因 为主机 不能 满载运 行, 2 台主机无法提供 60% 的负荷 , 只能开 3 台主机。 而一次泵变流量系统 , 却可以通过开 3 台水 泵、 2 台主机的做法 , 使主机的流量超过 100 % , 这 样在 4 % 的温差下 , 也可以让主机开到 90% 。这 样 2 台主机就可以满足需要 , 笔者称这样的运行方 式为超量打水。也就是说通过 超量打水的方 式, 可以解决系统温差不足的问题 , 使主机仍 然可以 达到满载状态。 传统的 一机一泵的对应关系下 , 主机常常无 法满载( 一般很难开到 80% 以上 ) 运行, 需要多开 主机 , 且多开冷却塔和冷却水泵。 而在多 机对多泵的变流量系统中 , 单台主机 并不受温差与流量的限制 , 可以在主机满 载运行 后再加机 , 系统需要多供水只需要多开水泵, 并不 需要多开主机、 冷却塔和冷却水泵。
第11卷 第 2 期 2 0 1 1 年 4 月
REFRI GERA T ION A ND A IR CON DIT ION IN G
24 28
一次泵变流量系统设计要点
张宇1)
1)
邢萍2)
2)
( 特灵空调系统 ( 中国 ) 有限公司)
( 上海嘉力思机电设备工程有限公司 )


一次泵变流量系统是一种优化的空调水系统的设计方案, 可降低 空调系统 的整体能耗, 属于 节能

二次泵系统与一次泵变流量系统优缺点、设计要点及控制逻辑

二次泵系统与一次泵变流量系统优缺点、设计要点及控制逻辑

一次泵变流量系统(VPF)1、控制方式冰机控制负荷测定:蒸发器的流量和温差冷量调节:与活塞机组的介跃调节不一样,行状态,,控制蒸发温度,调节制冷量,最终达到加载、卸载,,可精确调节到负荷要求,求出所需的加载/卸载量,信号,每0.3%地增加或减小导叶的开启度,,实现无级调节。

加载时,导叶开启度增大;±0.3℃以内。

见图2。

容量不变。

见表1。

3所示,系统控制和实施控制操作控制,冷水温度不断下降,达到制,这时进行卸载过程,导叶逐渐关小,如果负荷过低,使机组导叶(或导叶已关到最小),则导叶维持该状态运行,出水温度将进一步下降,当下降到低于出水温度设定点3℃以下时,则机组由控制系统控制进行安全关机。

或进入再循环运行模式控制。

冰机加减机:加机(4种方式?):1.冷冻水系统供水温度TS1高于系统设定温度TSS并持续一段时间2.压缩机运行电流百分比(适用于出水温度精度要求高的场合,需要注意机组出力和运行电流不符合的情况)3.计算负载4.如运转中主机已达最大流量,则须加开一台主机(发生机率不高)。

减机:1.依压缩机电流百分比(1运行机组台数%RLA(运行机组)%设定-∑≥)2.flow*△T3.系统流量20%,并持续20分钟(可调),冷冻站管从而对制冷单元的启用选择和制冷单元水泵控制水泵控制依据:压差为主(用户侧压差控制,最好是最不利处用户,各回路都是并联,有区别吗),温差为辅的空调冷冻水控制。

(应该是压差控制或温差控制?)通过安装在冷冻水管供回水压差传感器测量供回水之间的压差,与设定压差比较,采用PID 运算策略,调节冷冻水泵转速满足系统流量:水泵加减台数方案:目前,确定泵组运行台数的一般原则为台数最少原则,即单台泵可以满足使用需求,则不使用多台泵;在多台泵并联的泵组系统中,两台泵可以满足使用需求,则不使用三台泵,以此类推。

传统的加减载模式为当运行中的泵组均升至最大频率时,则将泵的数量加载一台;运行中的泵组均降至(设定)最小频率时,则将泵的数量减载一台。

二级泵变流量系统设计实例探讨

二级泵变流量系统设计实例探讨

二级泵变流量系统设计实例探讨作者:任照峰于… 文章来源:互联网点击数:180 更新时间:2006-3-11 11:29:59解压缩密码:本文结合某大学区域冷冻站工程设计实例,介绍了二级泵变流量系统的特点,分析了二级泵变流量系统设计中需要注意的几个问题(如负荷计算分析、设备选型、水泵设置、自控节能等),最后给出了该工程设计实例中用到的二级泵变流量系统,并做了简要分析。

关键词:二级泵变流量系统设计实例1 引言目前,国内普遍采用的空调水变流量系统主要有一次泵系统和二次泵系统,其简单流程图如图一、二所示。

1.1 一次泵系统。

这种空调水系统靠在供回水干管之间设置旁通管来调节负荷侧流量,使负荷侧流量根据空调负荷的变化而变化,以达到节能的目的。

在这种空调系统中,只设置有一次冷水循环泵,定流量运行,仍然存在浪费能源的问题,因此该系统形式只适用于中小型工程。

1.2 二次泵系统。

这种空调水系统在冷源侧设置一次冷水泵,定流量运行,保证冷水机组蒸发器流量恒定;在负荷侧设置二次冷水泵,分别满足各供冷环路不同需求。

因为二次泵系统中负荷侧的二次泵可以根据各供冷环路需要分别设置,并且可以变频运行,所以适合用于系统较大、阻力较高且各环路负荷特性或阻力相差悬殊的场合,并且节能效果显著。

随着我国节能政策的实施,变流量系统设计越来越多,下面就重点介绍一下二次泵变流量系统的设计中做一些探讨。

2 二次泵变流量系统设计要点;随着二次泵变流量系统在国内的应用实例越来越多,二次泵变流量系统的设计也越来越受到重视,新颁布的《采暖通风与空气调节设计规范》(2001版)(以下简称《规范》)及该规范2002年送审稿就针对二次泵变流量系统的设计给出了一些原则性的要求。

下面结合某大学区域供冷站工程实例对二次泵变流量系统设计中需要注意的问题做一探讨。

2.1 各供冷回路冷负荷计算、负荷变化曲线分析、循环阻力计算。

在本工程中,需要由本供冷站提供冷源的单体建筑有三个,分别为图文信息及行政办公中心(冷负荷6600kW)、国际交流中心(冷负荷3300kW)、食堂及超市(冷负荷5400kW)。

二次泵系统与一次泵变流量系统优缺点、设计要点及控制逻辑

二次泵系统与一次泵变流量系统优缺点、设计要点及控制逻辑

一次泵变流量系统(VPF)1、控制方式冰机控制负荷测定:蒸发器的流量和温差冷量调节:行状态,,控制蒸发温度,求信号,每,实现无级调节。

±0.3控制,达到制导叶逐渐关小,状态运行,出水温度将进一步下降,当下降到低于出水温度设定点3℃以下时,则机组由控制系统控制进行安全关机。

或进入再循环运行模式控制。

冰机加减机:加机(4种方式?):1.冷冻水系统供水温度TS1高于系统设定温度TSS并持续一段时间2.压缩机运行电流百分比(适用于出水温度精度要求高的场合,需要注意机组出力和运行电流不符合的情况)3.计算负载4.如运转中主机已达最大流量,则须加开一台主机(发生机率不高)。

减机:1.依压缩机电流百分比(%RLA(运行机组) %设定∑≥)2.flow*3.水泵控制,温差为辅的空调冷冻水控制。

(应该是压差控制或温差控制?)通过安装在冷冻水管供回水压差传感器测量供回水之间的压差,与设定压差比较,采用PID运算策略,调节冷冻水泵转速满足系统流量:水泵加减台数方案:目前,确定泵组运行台数的一般原则为台数最少原则,即单台泵可以满足使用需求,则不使用多台泵;在多台泵并联的泵组系统中,两台泵可以满足使用需求,则不使用三台泵,以此类推。

传统的加减载模式为当运行中的泵组均升至最大频率时,则将泵的数量加载一台;运行中的泵组均降至(设定)最小频率时,则将泵的数量减载一台。

在加载或减载泵时,加载泵的频率由零开始逐渐增加,其他泵的频率由最大频率逐渐减小,直至所有泵的频率达到最优运行频率为止;减载泵时,剩余泵的频率由最小频率逐渐上升,直至所有泵的频率达到最优运行频率为止。

在实际应用中,即使有的并联泵组运行台数的确定不遵从台数最少原则,也多与其它相关设备开启的台数相关联。

比如中央空调冷冻水系统,开启冷水机组的台数与开启水泵的台数相同,这种由机组数决定水泵数的被动模式不能保证泵组的效率最高,因此不是最优方法。

现有技术中变频泵组台数的确定方法一般效率低,耗能高,无法满足目前节能减排的需求。

二次泵系统与一次泵变流量系统优缺点、设计要点及控制逻辑

二次泵系统与一次泵变流量系统优缺点、设计要点及控制逻辑

一次泵变流量系统(VPF)1、控制方式冰机控制负荷测定:蒸发器的流量和温差冷量调节:与活塞机组的介跃调节不一样,行状态,,控制蒸发温度,调节制冷量,最终达到加载、卸载,,可精确调节到负荷要求,求出所需的加载/卸载量,信号,每0.3%地增加或减小导叶的开启度,,实现无级调节。

加载时,导叶开启度增大;±0.3℃以内。

见图2。

容量不变。

见表1。

3所示,系统控制和实施控制操作控制,冷水温度不断下降,达到制,这时进行卸载过程,导叶逐渐关小,如果负荷过低,使机组导叶(或导叶已关到最小),则导叶维持该状态运行,出水温度将进一步下降,当下降到低于出水温度设定点3℃以下时,则机组由控制系统控制进行安全关机。

或进入再循环运行模式控制。

冰机加减机:加机(4种方式?):1.冷冻水系统供水温度TS1高于系统设定温度TSS并持续一段时间2.压缩机运行电流百分比(适用于出水温度精度要求高的场合,需要注意机组出力和运行电流不符合的情况)3.计算负载4.如运转中主机已达最大流量,则须加开一台主机(发生机率不高)。

减机:1.依压缩机电流百分比(1运行机组台数%RLA(运行机组)%设定-∑≥)2.flow*△T3.系统流量20%,并持续20分钟(可调),冷冻站管从而对制冷单元的启用选择和制冷单元水泵控制水泵控制依据:压差为主(用户侧压差控制,最好是最不利处用户,各回路都是并联,有区别吗),温差为辅的空调冷冻水控制。

(应该是压差控制或温差控制?)通过安装在冷冻水管供回水压差传感器测量供回水之间的压差,与设定压差比较,采用PID 运算策略,调节冷冻水泵转速满足系统流量:水泵加减台数方案:目前,确定泵组运行台数的一般原则为台数最少原则,即单台泵可以满足使用需求,则不使用多台泵;在多台泵并联的泵组系统中,两台泵可以满足使用需求,则不使用三台泵,以此类推。

传统的加减载模式为当运行中的泵组均升至最大频率时,则将泵的数量加载一台;运行中的泵组均降至(设定)最小频率时,则将泵的数量减载一台。

55kw消防水泵控制参数

55kw消防水泵控制参数

55kw消防水泵控制参数一、引言消防水泵是消防系统中的重要设备之一,用于提供灭火水源。

为了确保消防水泵的正常运行,需要合理设置和控制其参数。

本文将从功率、流量、扬程和控制方式四个方面探讨55kw消防水泵的控制参数设置。

二、功率参数55kw消防水泵的功率是指其输入功率,表示水泵所需的电力大小。

功率参数的设置应根据实际需要和系统设计来确定。

一般来说,消防水泵的功率应略大于实际需要的功率,以确保在灭火时能够提供足够的水源。

同时,还需要考虑电网供电能力和水泵自身的负载能力,以避免超负荷运行和电网故障。

三、流量参数流量是指单位时间内通过水泵的水量,是衡量水泵输送能力的重要参数。

55kw消防水泵的流量设置应根据建筑物的面积、消防系统的设计要求和水源供给能力来确定。

一般来说,流量应能够满足灭火需要,同时考虑到水泵的实际工作状态和水源的供给能力,避免过大或过小的流量设置。

四、扬程参数扬程是指水泵输送水的高度差,也是水泵输送能力的重要指标。

55kw消防水泵的扬程设置应根据建筑物的高度、水源的位置和消防系统的设计要求来确定。

扬程过大会增加水泵的工作负荷,扬程过小则无法满足消防系统的需要,因此需要合理设置扬程参数,以确保水泵能够正常工作。

五、控制方式消防水泵的控制方式有手动控制、自动控制和远程控制等多种方式。

对于55kw消防水泵,一般采用自动控制方式。

自动控制可以实现水泵的自动启停和状态监测,提高水泵的运行效率和可靠性。

同时,还可以根据消防系统的需要,设置报警和故障保护功能,确保水泵在发生故障时及时报警并采取相应措施。

六、总结55kw消防水泵的控制参数包括功率、流量、扬程和控制方式。

合理设置这些参数可以确保水泵在灭火时能够提供足够的水源,并提高水泵的运行效率和可靠性。

在实际应用中,还需要根据具体的工程要求和系统设计来确定参数的具体数值,以满足消防系统的需要。

通过科学合理的控制参数设置,可以提高消防水泵的工作效率,保障人们的生命财产安全。

双容水箱液位流量串级控制系统设计

双容水箱液位流量串级控制系统设计

双容水箱液位流量串级控制系统设计引言:双容水箱液位流量串级控制系统是一种用于控制液位和流量的自动化系统。

该系统通过对水泵和阀门的控制,实现对水箱液位和流量的精确调节。

在工业生产中,液位和流量的稳定控制对于保证生产过程的正常运行至关重要。

因此,设计一个可靠的双容水箱液位流量串级控制系统具有重要的实际意义。

系统设计:1.系统硬件组成-水泵:负责将水从源头输送至水箱中。

-水箱:承装和储存水,通过液位传感器测量液位。

-液位传感器:用于测量水箱液位,将测量结果传输给控制器。

-流量传感器:用于测量水流量,将测量结果传输给控制器。

-控制阀:通过控制水流量来调节水箱液位。

-控制器:根据液位和流量传感器的反馈信号,控制水泵和控制阀的启停和开关。

2.系统工作原理双容水箱液位流量串级控制系统的工作原理是通过液位和流量传感器实时监测水箱液位和水流量的变化,并将测量结果传输给控制器。

控制器根据设定的目标液位和流量值,计算出所需的水泵和控制阀的工作状态。

当实际液位或流量低于目标值时,控制器启动水泵和控制阀以增加水流量,从而提高液位;反之,当实际液位或流量高于目标值时,控制器关闭水泵和控制阀以减少水流量,以降低液位。

3.系统控制策略双容水箱液位流量串级控制系统的控制策略可以采用PID控制器。

PID控制器是一种常用的控制算法,它通过对比实际测量值和目标值,计算出一个控制量,然后对被控对象进行控制。

其算法由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个部分组成,可以有效地控制系统稳定性和响应速度。

在双容水箱液位流量串级控制系统中,可以将液位作为主要控制量,流量作为辅助控制量。

首先,通过对液位传感器和流量传感器的测量值进行PID控制,控制水泵的启动和停止,以满足目标液位和流量的要求。

接下来,根据控制阀的反馈信号,通过控制阀的开关来实现对水箱液位的精确调节。

4.系统安全性和可靠性双容水箱液位流量串级控制系统设计中,应考虑系统的安全性和可靠性。

PLC实验报告供水系统流量监测与控制

PLC实验报告供水系统流量监测与控制

PLC实验报告供水系统流量监测与控制实验目的本实验的目的是设计一个基于PLC的供水系统流量监测与控制系统,通过实验验证该系统的功能和性能。

实验原理与装置供水系统是市政工程中常见的系统之一,其主要由水源、水泵、水箱、管道和控制系统等组成。

本实验使用的PLC是一种可编程逻辑控制器,适用于工业自动化控制系统。

实验步骤1. 确定实验所需的材料和仪器,包括PLC、水泵、传感器、电磁阀等。

2. 搭建实验装置,根据实验需求连接水泵、水箱、传感器和电磁阀等设备。

3. 配置PLC的输入输出模块,并与其他设备进行连接。

4. 编写PLC控制程序,根据实验要求设计流量监测与控制逻辑。

5. 将编写好的控制程序下载到PLC中,确保PLC正常运行。

6. 开始实验,观察并记录各传感器的数据,包括水泵的工作状态、水箱水位、管道流量等。

7. 根据实验数据分析供水系统的运行情况,评估控制系统的性能。

实验结果与讨论通过实验,我们成功设计了一个基于PLC的供水系统流量监测与控制系统。

经过测试,该系统能够准确监测并控制供水系统的流量。

通过对实验数据的分析,我们可以及时发现供水系统的异常情况,并采取相应措施进行调整和修复。

该系统具有良好的稳定性和可靠性,可以满足供水系统的实际需求。

实验结论本实验通过设计一个基于PLC的供水系统流量监测与控制系统,验证了该系统的功能和性能。

通过该系统,我们可以实时监测供水系统的流量,并及时进行调节和控制,保证供水系统的正常运行。

该系统具有良好的稳定性和可靠性,在实际应用中具有广泛的前景。

致谢在此特别感谢实验组的成员们,他们的辛勤工作和耐心指导使得本实验能够顺利进行。

同时感谢实验室提供的设备和支持,没有你们的帮助我们无法完成这个实验。

参考文献:[1] 《PLC实验原理与应用》作者:XXX[2] 《自动控制原理》作者:XXX。

一次泵变流量的控制方案探讨

一次泵变流量的控制方案探讨
明了一个具体建 筑的设计案例 ,分析 了一次泵变流量 系统特点 ,提 出 了各 部 件 的 控 制 方 案 。 好的加载参数进行判 断,若满足加载条件,则 自动启动下一 台机组 。 当两台 以上冷水机组运行时 ,根据冷水供、 回水温度 以及冷水温度 设定值 自动调整机组的运行 电流百分 比,使每台机组保持基本一致 的运行 电流 ,以较高 的效率运行 ,避免各 台机组 出力不均 。加载时 若机组运行 电流与额定 电流 的百分 比大于设定值 ,同时 出水温度超 过设定参数,并且持续 1 O l 5分钟,则开启 下一台机组 。这种控制 方式的优点是供水温度的控制精度高,在系统供水温度 尚未偏离设 定温度时, 已经开始加机 了,具有前馈控制功能 。当系统的冷 负荷 减少时 ,控制系统会 自动对当前冷水供水温度与冷水供水温度设定 值进行 比较 ,如果满足减载条件 ,自动停止下一 台机组 的运行 ,以 满足系统节能的要求,并符合系统的负荷要求。 3 - 3 一次泵变流量控制 控制系统采集冷水分集水器之 间的压差传感器提供 的信 号,末 端设备根据负荷变化调节两通 阀开度 ,从而 引起 系统流量 的变 化, 改变 系 统 压 差 ,这个 改 变与 设 定值 比较 ,自动 调节 冷 冻水 泵 的转 速 , 从而 在保 持系统压 力平衡 的 同时 充分发挥 一次泵 变流量 的节 能特 性 。采用一次泵变流量系统 ,并且采用共用集管 的连接方式 ,应将 冷水循环泵组 中各个水泵都设计为变频运行 。避 免变频泵 与工 频泵 并联时 ,由于工况点不 同而 引起 的水量 的不均衡性 ,从而提 高效率 降低能耗 冷水循环泵根据设置在 总回水干管上 的流量控制开 启台 数。系统负荷减少时 ,末端两通 阀开度减 小,流 量随之减少,当总 流量低于设定值时 ,减少一 台冷水循环泵 ,其循环水量 自动平 均分 配给剩余开启 的水泵 :反之 ,系统 负荷增加时 ,末端两通 阀开 度加 大 ,流量随之加大 ,当流量超过设 定值 时,增加 一台冷水循环 泵, 总循环水量也 由运行水泵均分 。冷 水循环泵 的频 率根据分集水 器的 压差传 感器 提供 的信 号与设定值比较来 进行调节 ;当系统负荷增加 时,多台冷水机组应 以相 同的压缩机运 行电流 百分比来运行,以保 证出力相 同,冷水泵就通过分 集水器 之间的压差来调节频率 ;反之, 当系统负荷减 少时,冷机 和水泵的运行数量也相 应减 少,冷机减载 根据压 缩机 运行电流 百分 比进行判 断,冷水泵运行频率的减少根据 分集 水器压差来控制 。 3 . 4 冷水 旁通 阀门控制 设置在 分集水 器之间的冷水旁通阀门,是系统中的不可缺少的 部件 。其管径根据冷 水机 组蒸发器 的最 小流量确 定 作用是确保在 单台冷 水机 组运行时,流 过冷水机 组的最小流量,不小于冷水机组 所允许 的流 量下限,从而 保护冷水机组的正常运行。因此旁通阀是 受冷水机组流量 的控 制的。冷水回水干 管上设置 流量传 感器,测量 水系统 的总流量 。当系统仅 有一台机组 运行,如果负荷侧的冷量需 求继续 下降到机 组的预定最低 流量 时,旁通阀动作,开启旁通确保 冷水机组 的流量高于最小流量 。 3 . 5设备连锁起停顺序 启 动 : 冷 却 塔 风 机 一 冷 却 水 阀一 冷 却 泵 启 动 一 冷 水 阀一 冷 泵 一 冷水机组启动; 停止 : 停 止冷水机组一延时关 闭冷水泵一冷水 阀一 延时关闭冷却水泵一 延时关闭冷却水 阀一冷却塔 。 3 . 6 冷却塔控制 . 冷却塔进 出口设置 电动两通 阀,与冷却水泵连锁起 闭,控制系 统通过调节冷却塔风机的运行数量保持冷却水的出水温度 。当系统 负荷增加时,根据冷水机组启动的台数来判断冷却塔 的开启 台数 , 当单台冷水机组的冷量 不能满 足系统 负荷 , 启动下一 台冷水机组时 , 相对应的冷却塔风机也会启动 ;反之 ,当系统负荷减少时 ,冷却塔 的运行台数也是根据冷水机 组的开 启台数来判 断。 4小结 通过 以上分析 ,可 以看到对于一次泵变流量系统 ,控制系统与 运行模式,是至关重要的 。只有按照设计的控制方式和运行模式 , 确保各个测点准确反馈测量信号,发挥 系统的节 能潜力 。

水泵流量控制系统课程设计课程设计Word

水泵流量控制系统课程设计课程设计Word

如不慎侵犯了你的权益,请联系我们告知!学号:课程设计题目水泵流量控制系统设计学院自动化学院专业自动化班级皇马姓名皇马指导教师2013年1月15日课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:自动化学院题目: 水泵流量控制系统设计初始条件:1.课程设计辅导资料:“过程控制系统和应用”、“过程控制系统与仪表”、“过程控制仪表及控制系统”、“过程控制系统及仪表”等;2.先修课程:仪表与过程控制系统等。

3.主要涉及的知识点:过程控制仪表、控制系统、被控过程等要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1.课程设计时间:1.5周;2.课程设计内容:根据指导老师给定的题目,按规定选择其中1套完成;本课程设计统一技术要求:研读辅导资料对应章节,对选定的设计题目所涉及的生产工艺和控制原理进行介绍,针对具体设计选择相应的控制参数、被控参数以及过程检测控制仪表,并画出控制流程图及控制系统方框图。

3.课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写,具体包括:①目录;②摘要;③生产工艺和控制原理介绍;④控制参数和被控参数选择;⑤控制仪表及技术参数;⑥控制流程图及控制系统方框图;⑦总结与展望;(设计过程的总结,还有没有改进和完善的地方);⑧课程设计的心得体会(至少500字);⑨参考文献(不少于5篇);⑩其它必要内容等。

时间安排:指导教师签名: 2012 年 12 月 27 日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (5)1 设计目的与要求 (6)1.1 设计目的 (6)1.2 设计的意义 (6)1.3 要求完成的主要任务 (7)2 自来水厂生产工艺 (7)2.1 生产工艺 (7)2.2 生产工艺流程图 (8)3 系统结构设计 (9)3.1 控制方案 (9)3.2 系统结构 (9)4被控变量与控制变量选择 (10)4.1被控变量选择原则 (10)4.2控制变量选择原则 (10)4.3本系统被控变量与控制变量的选择 (11)5检测环节设计 (11)5.1检测环节设计原则 (11)5.2本系统检测环节设计 (12)6执行器设计 (13)6.1执行器设计原则 (13)6.2本系统执行器设计 (14)7调节器设计 (14)7.1调节器正反作用选取 (14)7.2调节器规律的选择 (14)7.3调节器参数整定 (17)总结与展望 (19)课程设计心得体会 (21)参考文献 (22)摘要随着科学技术的迅猛发展,自动化技术在工业,农业,科技及人们日常生活中发挥着重要的作用。

一次泵变流量冷水系统水泵变频控制分析

一次泵变流量冷水系统水泵变频控制分析

冷 水 系 统 的 阻 力损 失 一 般 由 沿 程 损 失 和 局 部 损 失 组 成 , 可 用下 式 表 示 :
A p = A p y + △ = R 1 + △ P i _ = 争 l 二 - + ∑ ∈
( 2 )
式 中: △ p - 计 算 管段 的 压 力损 失 , P a ; △ P 一 计 算 管段 的 沿 程 损失 , P a ; △ 一 计 算 管段 的局 部 损 失 , P a ; R 一 每 米 管 长 的 沿 程 损 失, P a ; l 一 管段长度 , I l l ; 一 管 段 的摩 擦 阻 力 系数 ; d 一 管段 内径 , m; v 一 管 内流 体 流速 , m / s ; p - 流体 密度 , k g / m ; ∑ ‘ 一 管段 中 总 的
这 种 控 制 方 式 最 大 的优 点是 控 制 逻 辑 简单 、 可靠 , 所有 的
关闭, 其相应的末端设备 阻力 R i 将 变得 无 限 大 , 此 时, 在 冷 水 传 感 器 可 以在 空调 主 机 房 内完 成 安 装 ,且 测 量 点 少 ( 只 有 一 系统 流 量 不 变情 况 下 . 系统 的 总 阻 力 R将 变 大 。 对) , 对 施 工 及 管 理 都 比较 便 捷 。但 由 于 变 频 水 泵 的 频 率 是 根
出来 。 ’
在 实 际 工程 设 计 中 , 为 了简化 计 算 , 常将 沿 管道 长 度 的 摩
欧阳长文 ( 广州市设计院, 广东广州 5 1 0 6 2 0 )
【 摘
种 控 制 方 案在 实 际工 程 中 的应 用 场 合 0
【 关键词 】 一次泵 变频 ; 变频控制 ; 管路流动特性
【 中图分类号 】 T U 8 3 1 . 3

水泵出口(涡轮)流量调节实验

水泵出口(涡轮)流量调节实验

实验一、1#水泵出口(涡轮)流量调节实验班级:12级化工一班 姓名:原凯 学号:120811011133 一、实验目的1、通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。

2、分析P 、PI 和PID 调节时的过程图形曲线。

3、定性地研究P 、PI 和PID 调节器的参数对系统性能的影响。

二、实验器材YB2000D 型过程控制实验装置配置:C3000过程控制器、实验连接线。

三、实验原理图1-1为一阶单回路PID 流量控制的流程图。

这也是一个单回路控制系统,控制的目的是使流量等于给定值。

流量控制一般调节变化较快。

图1-1 流量系统示意图图1-1为一阶单回路PID 控制方框图,单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定,而调节器只接受一个测量信号,其输出也只控制一个执行机构。

本系统所要保持的恒定参数是流量的给定值,即控制的任务是控制涡轮流量等于给定值所要求的流量。

根据控制框图,这是一个闭环反馈单回路流量控制,采用工业PLC 控制。

当调节方案确定之后,接下来就是整定调节器的参数,一个单回路系统设计安装就绪之后,控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。

合适的控制参数,可以带来满意的控制效果。

反之,控制器参数选择得不合适,则会使控制质量变坏,达不到预期效果。

因此,当一个单回路系统组成好以后,如何整定好控制器参数是一个很重要的实际问题。

图1-2 P 、PI 和PID 调节的阶跃响应曲线一般言之,用比例(P )调节器的系统是一个有差系统,比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小,而且也与系统的动态性能密切相关。

比例积分(PI )调节器,由于积分的作用,不仅能实现系统无余差,而且只要参数δ,Ti 调节合理,也能使系统具有良好的动态性能。

比例积分微分(PID )调节器是在PI 调节器的基础上再引入微分D 的作用,从而使系统既无余差存在,又能改善系统的动态性能(快速性、稳定性等)。

在单位阶跃作用下,P 、PI 、PID 调节系统的阶跃响应分别如图1-2中的曲线①、②、③所示。

水环热泵系统的控制(变流量控制)

水环热泵系统的控制(变流量控制)

奥宇科技创业园水环热泵中央空调系统变流量控制方案本项目水环热泵采用变流量控制方案:(1)水系统一次侧根据二次侧循环水出水温度,进行控制水泵的启停数量;(2)水系统二次侧采用变流量运行,水泵变流量运行时,系统循环水在变水量工况下运行,变水量系统采用压差旁通控制方式。

1.系统水泵启停控制设置本项目为办公项目,系统水泵的启停,由专人负责定时启动,定时关闭。

2.二次侧循环水泵的控制本项目二次侧共选用了4台循环水泵,每台循环水量为360m3/h,将这4台水泵分别编号为1#、2#、3#和4#循环水泵,变流量控制通过压差旁通控制实现,正常运行时,系统供回水压差为0.4MPa(此值需要系统运行时进行校核)。

2.1系统负荷增加时,水泵变流量运行控制在本项目中,人工开启1#循环水泵,1#循环水泵开启前,1#板式换热机组一次侧、二次侧的电动阀同时开启,随着水环热泵机组投入运行的增多,呈开启状态的二通阀也随之增多,系统供回水压差逐渐减小,则2#水泵投入运行,2#循环水泵开启前,2#板式换热机组一次侧、二次侧的电动阀同时开启,如果系统中呈开启状态的二通阀继续增多,系统供回水压差继续减小,依次开启3#、4#循环水泵(3#循环水泵开启前,3#板式换热机组一次侧、二次侧的电动阀同时开启),直至系统达到满负荷状态,四台水泵同时运行。

2.2系统负荷减少时,水泵变流量运行控制在本项目中,随着水环热泵机组投入运行的减少,关闭的二通阀也随之增多,系统供回水压差逐渐增大,关闭4#水泵,当系统供回水压差继续增大,则停止3#水泵运行,3#循环水泵关闭后,3#板式换热机组一次侧、二次侧的电动阀同时关闭,当系统供回水压差还继续增大,则停止2#运行,2#循环水泵关闭后,2#板式换热机组一次侧、二次侧的电动阀同时关闭,当仅剩余1#水泵运行,系统压力继续增大,则通过集分水器上的压差控制阀进行旁通循环,以保证系统正常运行。

3.一次侧循环水泵的控制3.1本项目一次侧循环水泵夏季运行控制一次侧循环水泵根据二次侧供水温度进行启停控制,本项目一次侧循环水泵共计4台,依次编号为1#、2#、3#和4#冷却水泵,当供水温度31度时,1#冷却水泵启动运行,同时1#冷却塔启动;当供水温度32度时,2#冷却水泵启动运行;,同时2#冷却塔启动;当供水温度33度时,3#冷却水泵启动运行,同时3#冷却塔启动;当供水温度34度时,4#冷却水泵启动运行,同时4#冷却塔启动;当供水温度30.5度时,4#冷却水泵停止运行,同时4#冷却塔停止运行;当供水温度30度时,3#冷却水泵停止运行,同时3#冷却塔停止运行;当供水温度29.5度时,2#冷却水泵停止运行,同时2#冷却塔停止运行;当供水温度29度时,1#冷却水泵停止运行,同时1#冷却塔停止运行;3.2本项目一次侧循环水泵冬季运行控制一次侧循环水泵根据二次侧供水温度进行启停控制,本项目一次侧循环水泵共计4台,依次编号为1#、2#、3#和4#热水泵,当供水温度20度时,1#热水泵启动运行;当供水温度19度时,2#热水泵启动运行;当供水温度18度时,3#热水泵启动运行;当供水温度17度时,4#热水泵启动运行;当供水温度25度时,4#热水泵停止运行;当供水温度25.5度时,3#热水泵停止运行;当供水温度26度时,2#热水泵停止运行;当供水温度27度时,1#热水泵停止运行(1#热水泵停止运行前,保证锅炉全部停止运行后再停止);4.冷却塔启停控制将冷却塔编号为:1#、2#、3#和4#冷却塔,冷却塔的启停与冷却水循环水泵1#、2#、3#和4#一一对应,根据冷却水泵启停控制,当冷却水泵停止运行,对应冷却塔停止运行时,对应冷却塔的电动阀也关闭;当冷却水泵运行时,对应冷却塔运行,对应冷却塔的电动阀在冷却水泵运行前开启;5.燃气锅炉启停的控制本项目空调用两台燃气锅炉,燃气锅炉自身实现启停控制,根据回水温度进行控制(此部分控制根据厂家运行调试时设置)。

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摘要随着科学技术的迅猛发展,自动化技术在工业,农业,科技及人们日常生活中发挥着重要的作用。

过程控制通常是指连续生产过程的自动控制,是自动化技术最重要的组成部分之一。

其应用范围覆盖石油、化工、制药、生物、医疗、水利、电力、冶金、轻工、纺织、建材、核能、环境等许多领域,在国民经济中占有极其重要事务地位。

过程控制的主要任务是对生产过程的有关的参数进行控制。

使其保持恒定或按一定规律变化,在保证总质量和生产的前提下,使连续型生产过程自动地进行下去。

连续生产过程中,流量是一个很重要的参数。

在连续生产过程中,有各种物料在工艺设备间传送。

为了有效地进行生产操作和工艺控制,经常需要测量介质(液体、气体和蒸汽等)的流量。

同时,为了进行经济核算,也需要知道在一段时间内流过的介质总量。

所以,流量监测是控制生产和进行经济核算所必需的一个重要手段。

按照控制任务要求,流量控制系统一般是定值的,根据较快较准较稳得性能要求,采用单闭环控制系统,控制规律是PID控制规律。

闭环相比开环可以减小误差,满足需要。

流量控制系统一般有四部分组成,控制器、执行器、被控对象以及流量检测传感变送器。

控制器的输入由给定与反馈的偏差决定,控制器的输出控制调节阀,从而控制被控对象。

传感变送器将被控变量检测并变送到输入端与给定进行比较,得到的偏差作为控制器的输入,闭环控制系统是按偏差控制的,因而性能比较优越。

关键词:过程控制流量控制闭环控制系统水泵流量控制系统的设计1 设计目的与要求1.1 设计目的水泵流量控制系统系统原理图如图1-1所示。

PID智能调节器图1-1 水泵流量控制系统原理图如图1所示,这是一个流量控制系统原理图,按照生产的要求,一般设计成定值控制系统,要求流量稳定在某个值,根据较快较稳较准和抗干扰的性能要求下,采用单闭环控制结构和PID控制规律,闭环控制系统相比开环系统,性能更加优越。

对自来水厂用泵将水打入水槽(泵1和泵2同时用),以备下一道工艺生产需要,进行设计将流量控制在500±3立方米/小时,以满足生产要求。

2 系统结构设计2.1 控制方案整个过程控制系统由控制器、调节器、测量变送、被控对象四部分组成。

在本次过程控制系统中控制器为计算机,采用的算法为PID控制规律,调节器为电磁阀,测量变送为HB、FT两个组成,被控对象为流量PV。

结构组成如下图3-1所示。

当系统启动后,水泵开始抽水,通过管道将水送到水箱,由HB返回信号,判断是加大调节阀流量还是减小调节阀流量。

若需要加大(即水位过低),则通过电磁阀控制流量的大小,加大流量,从而保证流量控制在500±3立方米/小时;若不需要,则通过电磁阀使流量保持或减小。

2.2 系统结构过程控制系统由四大部分组成,分别为控制器、调节器、被控对象、测量变送。

本次设计为流量回路控制,即为闭环控制系统,如下图2-1。

图2-1 流量单回路控制系统框图3各个环节的设计方案3.1被控变量与控制变量选择3.1.1被控变量选择原则根据被控参数的选择与生产工艺密切相关,被控参数的选择通常有两种方法。

一种是选择能直接反映生产过程中产量和质量,又易于测量的参数作为被控参数,称为直接参数法。

如果生产过程是按质量指标进行控制,按理应以直接反映产品质量的变量作为被控参数,但有时由于缺乏检测直接反映产品质量参数的有效手段,无法对产品质量参数进行直接检测;虽能检测,但检测信号很微弱或滞后很大,直接参数检测不能及时、正确地反映生产过程的实际情况。

这时可以选择与质量指标有单值对应关系、易于测量的变量作为被控参数,简介反映产品质量、生产过程的实际情况。

在选择被控参数时,还要求所选参数有足够的灵敏度。

选取被控参数的基本原则是首先考虑选择对产品产量和质量、安全生产、经济运行和环境保护具有决定性作用、可直接测量的工艺参数为被控参数;当直接参数不易测量,或其测量之后很大时,应选择一个易于测量,与直接参数有单值关系的简接参数作为被控参数;同时兼顾工艺上的合理性和所用仪表的性能及经济性。

3.1.2控制变量选择原则设计单回路控制系统时,选择控制变量的原则可归纳为以下几条:1)控制变量应是可控的,即工艺上允许调节的变量。

2)控制变量一般应比其他干扰对被控参数的影响灵敏。

为此,应通过合理选择控制变量,使控制通道的放大系数0K 大、时间常数0T 小、纯滞后时间0 越小越好。

3)为使干扰对被控参数的影响小,应使干扰通道的放大系数f K 尽可能小、时间常数f T 尽可能大。

扰动引入系统(控制通道)的位置要远离被控参数,尽可能靠近调节阀(控制器)。

4)被控过程存在多个时间常数,在选择设备及控制参数时,应尽量使时间常数错开,使其中一个时间常数比其他时间常数大很多,同时注意减小其他时间常数。

这一原则同样适用于控制器、调节阀和测量变送器时间常数的选择。

控制器、调节阀和测量变送器(三者均为系统控制通道中的环节)的时间常数应远小于被控过程中最大的时间常数(这个时间常数一般难以改变)。

5)在选择控制变量时,除了从提高控制品质的角度考虑外,还要考虑工艺的合理性与生产效率及生产过程的经济性。

一般不宜选择生产负荷作为控制变量,因为生产负荷直接关系到产品的产量或者用户的需求,不允许控制。

另外,从经济性考虑,应尽可能地降低物料与能量的消耗。

3.1.3本系统被控变量与控制变量的选择由设计任务和以上分析可知,本系统要求维持出口水流量恒定,并且出口流量也是易于检测的,所以选择出口水流量作为该系统的被控变量。

在选择控制变量时,要从所有允许控制的变量中尽可能地选择一个对被控参数影响显著、控制性能好的输入变量作为控制变量。

水的流量是较易于控制的,通过调节阀就可以控制住,所以选择水的流量作为本系统的控制变量。

3.2检测环节设计3.2.1检测环节设计原则过程控制系统中的检测元件指的是用于参数检测的传感器、变送器。

传感器、变送器完成对被控参数以及其他一些参数、变量的检测,并将测量信号传送至控制器。

测量信号是调节器进行控制的基本依据,被控参数迅速、准确地测量是实现高性能控制的重要条件。

3.2.2本系统检测环节设计流量传感器用来对电动调节阀的主流量和干扰回路的干扰流量进行检测。

根据本试验装置的特点,采用工业用的LDS-10S型电磁流量传感器,公称直径10mm,流量0~.03m3/h,压力1.6Mpmax,4-20mA标准信号输出。

可与显示,记录仪表,积算器或调节器配套。

避免了涡轮流量计非线性与死区大的致命缺点,确保实验效果能达到教学要求。

主要优点:(1)采用整体焊接结构,密封性好;(2)结构简单可靠,内部无活动部件,几乎无压力损失;(3)采用低频矩形波励磁,抗干扰性能好,零点稳定;(4)仪表反映灵敏,输出信号与流量呈线性关系,量程比宽;(5)流量转换器采用LDZ-4型电磁流量传感器配套使用,输入信号:0~0.4mV输出信号:4~20mA DC, 许负载电阻为0~750欧姆,基本误差:输出信号量程的0.5%。

3.3执行器设计3.3.1执行器设计原则过程控制使用最多的是由执行机构和调节阀组成的执行器。

从提高系统控制品质、增强生产系统及设备安全性的角度,对控制系统设计中有关执行器选型需要关注的问题进行简单的说明。

(1)调节阀工作区间的选择。

在过程控制过程中,确定控制阀的口径尺寸是选择控制阀的重要内容之一,在正常工况下要求调节阀的开度在15%~85%之间。

如果调节阀口径选得过小,当系统受到较大的扰动时,调节阀工作在全开或全关的饱和状态,使系统暂时处于失控工况,这对扰动偏差的消除不利;同样,调节阀口径选得过大,阀门长时间处于小开度工作状态,阀门的不平衡力较大,阀门调节灵敏度低,工作特性差,甚至会产生振荡或调节失灵的情况。

因此,调节阀口径选择一定要合适。

(2)调节阀的流量特性选择。

调节阀的流量特性选择一般分两步进行。

首先要根据生产过程的工艺参数和对控制系统的工艺要求,确定工作流量特性,然后根据工作流量特性相对于理想流量特性的畸变关系,求出对应的理想流量特性,确定阀门的选型。

(3)调节阀的气开、气关作用方式选择。

调节阀开、关作用方式的选择主要以不同生产工艺条件下,人员安全、生产安全、系统及设备安全的需要为首要依据。

3.3.2本系统执行器设计电动调节阀对控制回路流量进行调节。

采用德国PSL202型智能电动调节阀,无需配伺服放大器,驱动电机采用高性能稀土磁性材料制造的同步电机,运行平稳,体积小,力矩大,抗堵转,控制精度高。

控制单元与电动执行机构一体化,可靠性高,操作方便,并可与计算机配套使用,组成最佳调节回路。

有输入控制信号4-20mA及单相电源即可控制与转实现对压力流量温度压力等参数的调节,具有体积小,重量轻,连线简单,泄漏量少的优点。

采用PS电子式直行程执行机构,4-20mA阀位反馈信号输出双导向单座柱塞式阀芯,流量具有等百分比特性,直线特性和快开特性,阀门采用弹簧连接,可预置阀门关断力,保证阀门的可靠关断,防止泄露。

性能稳定可靠,控制精度高,使用寿命长等优点。

3.4调节器设计3.4.1调节器正反作用选取调节器正、反作用方式的选择是在调节阀气开、气关方式确定之后进行的,其确定原则是使整个单回路构成负反馈系统。

在传感器、被控过程、执行器(调节阀)的符号已确定的条件下,为了保证单回路控制系统构成负反馈系统,调节器的符号(“正”、“反”作用)选择应满足单回路各环节符号的乘积必须为“-”。

在一般情况下,过程控制系统中变送器的符号都认为是“+”,简化后,即调节器符号为被控过程的符号与执行器(调节阀)符号乘积的相反值。

由此可知,当控制阀与被控过程符号相同时,控制器应选择“反作用”方式;反之,则选择“正作用”方式。

3.4.2调节器规律的选择采用P控制规律能较快地克服扰动的影响,它的作用于输出值较快,但不能很好稳定在一个理想的数值,不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响,但有余差出现。

它适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、控制要求不高、被控参数允许在一定范围内有余差的场合。

如:金彪公用工程部下设的水泵房冷、热水池水位控制;油泵房中间油罐油位控制等。

PID调节器是常规调节中性能最好的一种调节器,它综合了各种调节规律的优点,既能改善系统的稳定性,又可以消除静差。

对于符合变化大、容易滞后大、控制品质要求高的控制对象均能适应。

但对于对象滞后很大,负荷变化剧烈、频繁的被控过程,采用PID调节还达不到工艺要求的控制品质时,则应选用串级控制、前馈控制等复杂控制系统。

图3-1 PID 算法流程图设备清单及费用参考文献[1]王再英.过程控制系统与仪表(第1版).机械工业出版社.2006[2] 施仁.自动化仪表与过程控制(第4版).电子工业出版社.2009.[3] 向婉成.控制仪表与装置.机械工业出版社.1999.[4]胡寿松主.自动控制原理.科学出版社. 2007.[5]吴同茂.《过程控制仪表》实验及课程设计指导书.中南大学出版社. 2008.[6]于海生等编.微型计算机控制技术.北京:清华大学出版社,1999.。

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