1、#*自动检测技术及仪表控制系统课程设计报告题目名称：压力检测与控制试验系统设计专业： 班级：姓名： 学号： 时间_2015_年_12_月_28_日指导教师_#*压力检测与控制试验系统设计设 计 任 务1、 设计参数上位水箱尺寸：800500600mm，上位水箱离地 200mm 安装，通过直径为20mm 的 PVC 管道与其他设备相连，设备离地 30mm，要求测量设备入口处的压力。测量误差不超过压力示值的1%。2、设计要求（1）上位水箱通过水泵供水，通过变频器控制水泵的转速；（2） 通过查阅相关设备手册或上网查询，选择压力传感器、调节器、调节阀、变频器、水泵等设备（包括设备名称、型号、性能指标等
2、）；（3）设备选型要有一定的理论计算；（4）用所选设备构成实验系统，画出系统结构图；（5）列出所能开设的实验，并写出实验目的、步骤、要求等。课程设计评语设计报告成绩（30%）设计过程成绩（30% ）答辩成绩（ 40%）总成绩#*摘要在工业生产中,压力的测量和控制是一个十分重要的环节,很多情况下除需要随时了解生产过程中介质压力的变化外,还需要将压力自动保持在一定的范围内。下面介绍的压力测量和控制装置可满足上述要求,当被控压力下降到(或低于)下限压力值时,控制电机启动,进行压力调节,而当压力升高到上限压力值时,电机则自动停止工作,这就将压力自动限制在一定的范围内。关键词：压力测量 压力控制#*第一
3、章 前言 .1第二章 系统总体设计 .11 序言 .12 变频器选型 .23 水泵的选型 .54 压力传感器的选型 .85 调节器 .96 调节阀 .107 设计的系统回路 .118 开设的实验项目 .12总结 .13参考文献 .14#*第一章 前言水箱控制系统已不仅仅局限于大型的电厂、煤炭、钢铁等大型企业领域，它以自身的自动化控制系统的安全优势，已经慢慢深入到一些民用水箱产品。但是目前阶段，它的成本还很高。通过水箱动态压力计量测试在电力系统中的应用分析,对动态压力计量测试在电力工业的发展和前景作了展望，水箱压力测量有大规模推广的前景。我国仍然处于生产型发展中国家，所有几乎在能源相关的所有领域
4、中，通过水箱压力的测量是必不可少的，即使是发达国家也不例外。它性能的优良与否关系直接关系到企业的生产安全和效益。同时对提高我国电站辅机设备的设计水平和运行可靠性都具有较大的意义.压力试验的重要性是不言而喻的，因此在压力容器设计、制造和压力试验过程中都有许多值得注意的问题。第二章 系统总体设计1 序言1.1 压力检测与控制试验系统的结构图：1.2 总体结构设计的思路：第一步：根据课设要求选取合适的器件，并通过相应的理论计算进行选取#*第二步：进行控制系统回路的连接第三步：在连接好相应地回路后，根据给定的数值进行理论计算，用压力传感器对设备入口处压力进行测量，通过调节器使测得的值和给定值进行比较，
5、若测得的值使测量误差超过压力示值的1%，则需对产生的偏差进行比例、积分或微分处理后，输出调节信号控制执行器的动作，改变调节阀阀芯和阀座间的流通面积，同时控制变频器对水泵的控制，调节水泵的转速以达到适当的进水速度，从而使测量误差不超过压力示值的1% 。1.3 一个完整的压力检测系统包括：取压口；引压管路和压力检测仪表 一个简单的压力检测系统示意图(下图) 设备 取压口 压力仪表引压管路2 变频器选型变频器是把工频电源(50Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，#*逆变电路
6、将直流电再逆成交流电。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。变 频 器 的 电 路 一 般 由 整 流 、 中 间 直 流 环 节 、 逆 变 和 控 制 4 个 部 分组 成 。 整 流 部 分 为 三 相 桥 式 不 可 控 整 流 器 ， 逆 变 部 分 为 IGBT 三 相 桥式 逆 变 器 ， 且 输 出 为 PWM 波 形 ， 中 间 直 流 环 节 为 滤 波 、 直 流 储 能 和缓 冲 无 功 功 率 。2.1 变频器的工作原理 我们知道，交流电动机的同步转速表达式位： n60 f(1s)/p式中 n异步电动机的转速； f异步电动机的频率； s电动机转差率
7、； p电动机极对数。 由上式可知，转速 n 与频率 f 成正比，只要改变频率 f 即可改变电动机的转速，当频率 f 在 050Hz 的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。2.2 变 频 器 选 型 时 要 确 定 以 下 几 点 ： 1) 采 用 变 频 的 目 的 ； 恒 压 控 制 或 恒 流 控 制 等 。 #*2) 变 频 器 的 负 载 类 型 ； 如 叶 片 泵 或 容 积 泵 等 ， 特 别 注 意 负 载 的 性能 曲 线 ， 性 能 曲 线 决 定 了 应 用 时 的 方 式 方 法 。
8、 3) 变 频 器 与 负 载 的 匹 配 问 题 ； I.电 压 匹 配 ； 变 频 器 的 额 定 电 压 与 负 载 的 额 定 电 压 相 符 。 II. 电 流 匹 配 ； 普 通 的 离 心 泵 ， 变 频 器 的 额 定 电 流 与 电 机 的 额 定 电流 相 符 。 对 于 特 殊 的 负 载 如 深 水 泵 等 则 需 要 参 考 电 机 性 能 参 数 ， 以 最大 电 流 确 定 变 频 器 电 流 和 过 载 能 力 。 III.转 矩 匹 配 ； 这 种 情 况 在 恒 转 矩 负 载 或 有 减 速 装 置 时 有 可 能 发 生。 4) 在 使 用 变 频 器
9、驱 动 高 速 电 机 时 ， 由 于 高 速 电 机 的 电 抗 小 ， 高 次谐 波 增 加 导 致 输 出 电 流 值 增 大 。 因 此 用 于 高 速 电 机 的 变 频 器 的 选 型 ，其 容 量 要 稍 大 于 普 通 电 机 的 选 型 。 5) 变 频 器 如 果 要 长 电 缆 运 行 时 ， 此 时 要 采 取 措 施 抑 制 长 电 缆 对 地耦 合 电 容 的 影 响 ， 避 免 变 频 器 出 力 不 足 ， 所 以 在 这 样 情 况 下 ， 变 频 器容 量 要 放 大 一 档 或 者 在 变 频 器 的 输 出 端 安 装 输 出 电 抗 器 。 6) 对
10、于 一 些 特 殊 的 应 用 场 合 ， 如 高 温 ， 高 海 拔 ， 此 时 会 引 起 变 频器 的 降 容 ， 变 频 器 容 量 要 放 大 一 挡 。 2.3 变频器所选型号：#*3 水泵的选型水泵是一种面大量广的通用型机械设备，它广泛地应用于石油、化工、电力冶金、矿山、选船、轻工、农业、民用和国防各部门，在国民经济中占有重要的地位。据统计，我国泵产量达 525.6 万台。泵的电能消耗#*占全国电能消耗的 21%以上。因此大力降低泵有能源消耗，对节约能源具用十分重大的意义。近年来，我们泵行业设计研制了许多高效节能产品，如 IHF、CQB、FSB、UHB 等型号的泵类产品，对降低泵的能源消耗起了积极作用。 3.1 水泵选型的步骤 3.1.1 选泵列出基本数据： (1).介质的特性：介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。 (2).介质中所含因体的颗粒直径、含量多少。 (3).介质温度：（） (4).所需要的流量一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量，但必须考虑工艺变化时对流量的影响。农业用泵如果是采用明渠输水，还必须考虑渗漏及蒸发量。 (5).压力：吸水池压力，排水池压力，管道系统中的压力降（扬程损失）。 (6).管道系统数据（管径、长度、管道附件种类及数目，吸水池至压水池的几何标高等）。 3.1.2 选泵确定流量、扬程流量:
