西华大学课程设计说明书西华大学课程设计说明书过程控制系统课程设计题目：反应器串级控制系统设计——系统设计部分学生：何嘉涛班级：2013电气7班学号：3120130806716指导老师：侯思颖2016年12月12日目录前言…………………………………………………………………………………4连续槽反应器温度控制系统设计的目的意义…………………………41.1连续槽反应器简介……………………………………………………………41.2目的及意义……………………………………………………………………5连续槽反应器温度控制系统工艺流程及控制要求……………………5总体设计方案……………………………………………………………63.1方案比较………………………………………………………………………63.1.1简单控制系统………………………………………………………………63.1.2串级控制系统………………………………………………………………73.2方案选择………………………………………………………………………8串级控制系统分析………………………………………………………84.1主回路设计……………………………………………………………………84.2副回路设计……………………………………………………………………84.3主、副调节器规律选择………………………………………………………84.4主、副调节器正反作用方式确定……………………………………………9仪器仪表的选取及元器件清单…………………………………………95.1温度的测量与变送器的选择…………………………………………………95.2调节器的选择…………………………………………………………………10控制系统的组成…………………………………………………………126.1控制系统仪表元件清单件清及配接…………………………………………136.2利用Matlab进行仿真………………………………………………………13串级反应器温度控制系统设计摘要：在工业过程中，温度是最常见的控制参数之一，反应器温度控制是典型的温度控制系统。对温度的控制效果将影响生产的效率和产品的质量，如果控制不当将损害工艺设备甚至对人身安全造成威胁。因此反应器温度的控制至关重要。连续槽反应器是化学生产的关键设备是一个具有大时滞、非线性和时变特性、扰动变化激烈且幅值大的复杂控制对象。结合控制要求，通过分析工艺流程，本论文设计了串级PID分程控制方案。方案选定后，进行了硬件和软件的选择。硬件上选用西门子公司的S7-200PLC，并用相应的STEP7软件编程。然后采用北京三维力控科技有限公司开发的三维力控组态软件设计监控画面并利用Matlab7.0对系统进行了仿真。关键词：温度，反应器，串级PIDIntheindustrialprocess,temperatureisoneofthemostcommoncontrolparameters,reactortemperaturecontrolsystemisatypicaltemperaturecontrolsystem.Thetemperaturecontroleffectwillinfluencetheproductionefficiencyandproductquality,ifitisnotcontrolledproperly,processequipmentwillbedamaged,evenpersonalsafetywillbethreatened.Thusthereactortemperaturecontrolisessential.Continuousstirredtankreactoristhekeyequipmentinchemicalproduction,itisacomplicatedcontrolobjectwithalargetimedelay,nonlinearity,time-varyingcharacteristicsanddrasticchangesandlargeamplitudedisturbance.Combinedwiththecontrolrequirements.Thehardwareandsoftwareselectionaredonefollowingtheselectionofcontrolscheme.Astohardware,theS7-200PLCofSiemensischosen,andthecorrespondingsoftwareSTEP7ischosenforprogramming.ThenForceControlofBeijingTh