喷雾式乳液干燥器控制系统设计
13页1、过 程 控 制课程设计报告 题 目 喷雾式乳液干燥器控制系统设计 项目成员 专业班级 自动化 指导教师 分 院 信息分院 完成日期 XX年XX月 目 录*项目组成员11课程设计目的12课程设计题目描述和要求13课程设计报告内容1 3.1、系统工作过程简介 2 3.2、控制方案的设计 3 3.3、控制算法的设计 34总结 75参考书目 7项目组成员项目组成员具体完成的工作备注蒋嘉楠Matlab仿真,word制作以及选题游翔winCC仿真以及选题程序调试钱品武后勤处理,答辩以及程序调试喷雾式乳液干燥器控制系统设计1.课程设计目的 设计喷雾式乳液干燥器控制系统,通过MATLAB仿真,实现对该系统过程控制中达到稳定控制。对该系统描述其工艺,并画出其工艺流程图和系统方框图,然后设计出可行方案,进行相对的PID参数整定,最后将得到一个可行性很高的系统设计方案。2.课程设计题目描述和要求题目描述:2-3人为一个小组,以一个具体的工业过程为例,设计一个控制系统,完成相应的控制方案设计,完成系统的仿真,并有监控界面。要求:系统的工艺描述;系统的性能指标;系统的控制方案;画出控制流程图,方框图;利用MAT
2、LAB进行算法的仿真;以winCC为工具,表现出系统的具体的动态工作过程,画出监控界面。3.课程设计报告内容3.1、系统工作过程简介 本课程设计的题目是喷雾式乳液干燥器控制系统设计。在众多的干燥设备中,喷雾式干燥器是应用较广的干燥器之一,是处理溶液、悬浮液或泥浆状物料的干燥设备。能从液体直接干燥成粉体,这是喷雾式干燥器的最大优点;然而,热效率低、体积庞大、生产能力低、投资高是它的缺点。 喷雾式干燥器的工作原理是:用喷雾的方法将物料喷成雾滴分散在热空气中,物料与热空气成并流、逆流或混流的方式互相接触,使水分迅速蒸发,达到干燥的目的。由于乳化物属于胶体物质,激烈搅拌易固化,也不能用泵抽送,因而采用高位槽的办法。浓缩的乳液由高位槽流经过滤器A或B,虑去凝结块和其他杂质,并从干燥器顶部由喷嘴喷下。有鼓风机将一部分空气送至换热器,用蒸汽进行加热,并将与来自鼓风机的另一部分空气混合,经风管送往干燥器,由下而上吹,以便蒸发掉乳液中的水分,使之成为粉状物,并随湿空气一起由底部送出进行分离。生产工艺对干燥后的产品质量要求很高,水分含量不能波动太大,因而需要对干燥的温度进行严格控制。 3.2、控制方案的设
3、计(1) 被控对象的选择按照生产要求,产品的质量取决于乳粉水分的含量。湿度传感器的精度低、滞后大,不易实现精确、快速的测量。而乳粉水分的含量与干燥器出口温度密切相关,且容易找到单值对应关系。因而可选择干燥器的出口温度作为被控参数(间接),从而实现对乳粉水分控制。(2) 控制变量的选择影响干燥器出口温度的变量有乳液流量记为f1(t),旁路空气流量记为f2(t),加热蒸汽量记为f3(t)三个因素,通过图1的调节阀1、调节阀2、调节阀3对这三个变量进行控制。选择其中之一均可得到相应的控制方案:方案1以乳液流量f1(t)为控制变量,得到如下控制方案方框图:方案2以旁路空气流量f2(t)为控制变量,得到如下控制方案方框图:方案3以加热蒸汽量f3(t)为控制变量,得到如下控制方案方框图:3.3控制算法的设计3.3.1通道分析1)各环节的放大系数均为1;2)温度测量变送器:假定温度测量变送元件的时间常数为5秒,即: ;3)干燥器:干燥温度对于乳化物流量,对于热风温度都看作是3个时间常数为8.5s,滞后时间为2秒的对象,即干燥器特性为;4)风管:只是一个流动通道,可近似的看作是一个滞后环节,对应于操作
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