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2#自蒸发器压力控制系统设计.doc
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课程设计任务书
2012—2013 学年第一学期
专业: ************** 学号: 姓名:
课程设计名称: ******课程设计
设计题目: **************
完成期限:自 20** 年 ** 月 ** 日至 20** 年 ** 月 ** 日共 * 周
一、设计依据
高性能铝合金是制造飞机、潜艇、火箭、导弹、鱼雷、坦克的重要部件的原
材料,被称为国民的战略物资。其中氧化铝的生产是铝加工过程中一个非常重要
的环节。生产氧化铝方法中都要用到的一个重要环节是高压溶出,这一环节的控
制是否最佳直接影响到整个铝工业的生产过程。本次课程设计是一个综合实践环
节,是对《现代检测技术》、《自动控制原理》、《过程控制》等前期学习内容的综
合应用。本课程设计通过对典型工业生产过程中常见的典型工艺参数的测量方法、
信号处理技术和控制系统的设计,掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、
测控通道技术、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的 PID 控制参数整定方
法,将理论与实践有机地结合起来,进一步加强对课堂理论知识的理解与综合应
用能力,其目的在于培养学生综合应用理论知识来分析和解决实际问题的能力,
使学生能够通过自己动手对一个工业过程控制对象进行仪表设计与选型,从而从
今学生对仪表及其理论与设计的进一步认识。
二、要求及主要内容
通过了解氧化铝高压溶出工艺生产过程,了解过程控制的实践应用中的地位,
进一步了解过程控制系统在自动化生产中的应用,通过查找课题相关资料,了解
现今氧化铝生产过程以及高压溶出生产工序和相关设备要求,并针对氧化铝高压
溶出工序中的 2#自蒸发器设计相关的压力控制系统,使其压力控制在工艺要求
的出口压力 1.6~1.8Mpa,精度控制在±0.1Mpa。具体任务包括总体方案设计,
硬件设计,控制算法和相关软件设计,可以进一步进行系统仿真实验,模拟实验
控制系统。
三、途径和方法
1、了解氧化铝高压溶出工艺生产过程
2、了解高压溶出对相关设备的要求
3、对 2#自蒸发器压力控制系统的设计方案进行论证。
4、根据设计方案给出硬件设计电路图
5、根据设计的软件流程图进行编程
6、给出课程设计说明书
四、时间安排
1.课题讲解:2 小时。
2.阅读资料:10 小时。
3.撰写设计说明书:12 小时。
4.修订设计说明书:6 小时。
五、主要参考资料
[1]《联合法生产氧化铝》编写组,联合法生产氧化铝,北京:冶金工业出
版社。1975
[2]黄正慧。过程控制系统工程设计。北京:科学出版社。1995
[3]向婉成。控制仪表与装置。北京:机械工业出版社。2007.
[4]王再英。过程控制系统与仪表。北京:机械工业出版社。2006.
[5]杨为民。过程控制系统及工程。西安:西安电子科技大学出版社。2008
[6]俞金寿.过程控制系统。北京:机械工业出版社。2008
[7]胡寿松。自动控制原理。北京:科学出版社。2006
[8] 于海生。微型计算机控制技术。北京:清华大学出版社。1999
指导教师(签字): 教研室主任(签字):
批准日期: 年 月 日
课程设计说明书 第 I 页
2#自蒸发器压力控制系统设计
摘 要
对典型工业生产过程中常见的典型工艺参数的测量方法、信号处理技术和控
制系统的设计,掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、测控通道技术、执
行器和调节阀的功能、过程控制仪表的 PID 控制参数整定方法。对典型工业生
产过程中常见的典型工艺参数的测量方法、信号处理技术和控制系统的设计,掌
握测控对象参数检测方法、变送器的功能、测控通道技术、执行器和调节阀的功
能、过程控制仪表的 PID 控制参数整定方法。
关键字:2#自蒸发器,高压溶出器,蒸发缓冲器
课程设计说明书 第 II 页
目 录
1 绪论............................................................................................................................1
1.1 课题意义...........................................................................................................1
1.2 设计目的...........................................................................................................1
1.3 具体任务...........................................................................................................1
2 氧化铝高压溶出工序介绍........................................................................................2
2.1 本章概述...........................................................................................................2
2.2 氧化铝高压溶出工序介绍...............................................................................2
2.3 氧化铝高压溶出化学反应介绍.......................................................................3
3 高压溶出工序的生产设备及仪器选型.....................................................................5
3.1 本章概述 ..........................................................................................................................5
3.2 设备及仪器的选型 ........................................................................................................5
3.2.1 双程预热器.............................................................................................5
3.2.2 高压溶出器.............................................................................................5
3.2.3 自蒸发器.................................................................................................6
3.2.4 蒸发缓冲器.............................................................................................7
4 2#自蒸发器压力控制系统设计.................................................................................8
4.1 方案论证 ..........................................................................................................................8
4.1.1 总体设计方案......................................................................................................9
4.1.2 原理方框图 ........................................................................................................10
4.2 硬件设计 ........................................................................................................................11
4.2.1 变送器..................................................................................................................11
4.2.2 控制器 ................................................................................................................12
课程设计说明书 第 III 页
4.2.3 控制阀..................................................................................................................12
4.3 控制算法 ........................................................................................................................12
4.3.1 前馈控制器控制算法 ......................................................................................12
4.3.2 反馈控制器 PC 控制算法 ..............................................................................15
总 结..........................................................................................................................19
致 谢..........................................................................................................................20
参考文献......................................................................................................................21
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