压力模糊控制系统设计

目录
绪论 1
第一章系统分析 2
1.1 课题背景 2
1.2 课题主要实现方式 2
1.3 过程控制系统各部分的原理 2
1.3.1 测量变送器 2
1.3.2 控制器 2
1.3.3 执行器 2
1.3.4 对象 2
第二章本系统的单回路控制系统框图 3 2.1 单回路控制系统框图 3
2.2 系统框图各部分介绍 3
第三章组态界面 4
3.1 组态图形 4
3.2程序清单 4
3.3 程序思路 5
第四章调试过程中遇到的问题及解决办法 5
4.1 遇到的问题 5
4.2 解决的办法 5
第五章总结系统 5
第六章心得体会 6
参考文献 7
绪论
在工业生产中，锅炉是必不可少的工具。

锅炉的出水口压力控制是很重要的，是必须有效进行控制的一个部分。

要对锅炉的出水口压力进行测量，并进行适当的控制，使之维持在一定的范围内。

锅炉的出水口压力是受多个随机因素干扰的，比如进水量的多少，加热的程度等等。

本设计针对锅炉的出水口压力进行测量和控制，主要是通过有反馈的单回路控制系统，对系统进行理论分析。

并运用了组态王进行模拟，测试。

压力指标在工业化生产当中有着重要的作用，在生产中保障安全的一项衡量指标，所以对于压力的测量是一项比较重要的过程。

总之，压力检测是一般生产过程所不可缺少的环节，只有按工艺要求保持压力的稳定，才能维持生产的正常进行。

所以压力准确测量在实际过程是非常重要的。

通过对锅炉出水口压力的测试和控制，有效的提高了锅炉运行的效率，提高了煤气燃烧率，避免了环境污染等情况。

第一章系统分析
1.1 课题背景
作为重要的动力设备，已广泛应用于化工、炼油、发电等工业生产中，同时锅炉又是工业生产及采暖供热中一次能源转换为二次能源的重要设备。

从某种意义上讲，锅炉控制效果的好坏对企业的经济效益和人民的生活质量有着直接的影响。

由于锅炉本身具有多输入、多输出并且各个参数之间还具有相互关联性的特点，所以对锅炉的控制始终是各国技术人员不断探索研究的一个重要课题。

传统的锅炉控制系统大多采用手动操作或仪表控制，控制精度低，生产效果差。

操作者与管理层之间的通信基本上采用电话联系，管理层难于及时全面了解控制现场的情况，信息不但反馈时间长而且有遗漏，管理时效性差，企业的生产效益和经济效益低，不能满足企业的发展需要。

锅炉参数监控，是过程控制的典型实例。

锅炉微计算机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染等严重的生产状态。

提高热效率，降低耗煤量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。

1.2 课题主要实现方式
压力参数指标在工业化生产中有着广泛的应用，诸类仪表中，变送器的应用最为广泛、普遍，变送器大体分为压力变送器和差压变送器。

压力测量对于保障正常的工业化生产有着重要的意义。

本课题中，主要通过组态王软件，模拟锅炉出水口的压力运行情况，并进行控制。

通过对组态王上画出的器件的观察和测量值得比较，设定程序使其在特定的情况下工作，从而实现预定的目的。

1.3 过程控制系统各部分的原理
1.3.1 测量变送器
压力传感器为本系统中的测量变送器。

本系统中，压力传感器的主要作用是把炉口的压力的值反馈。

压力传感器测量被控压力，并转换成便于利用的信号形式，比较装置将反映压力大小的信号与给定压力值比较，产生偏差信号。

1.3.2 控制器
控制器的压力控制器为本系统中的控制器。

本系统中，压力控制器的作用是偏差信号通过压力控制器作用到压力调节机构上，按照消除偏差的方向来改变被测点的压力，将其调节到给定的希望值。

1.3.3 执行器
执行器调节阀为本系统中的执行器。

本系统中选用电磁阀作为执行器。

执行器的作用是通过给定的电信号来作用调节阀的开度，从而控制锅炉出口压力。

1.3.4 对象
被控对象为本系统中的锅炉出口压力值。

本系统只要通过对锅炉出口压力的测量，从而判定是否达到警戒线并进行压力测量。

第二章本系统的单回路控制系统框图
2.1 单回路控制系统框图
图2.1 单回路控制系统框图
2.2 系统框图各部分介绍
由于本系统要求：压力范围：0—1MPa，报警压力设定值：0.6MPa。

压力只需要就地指示和超高压报警。

所以，设定值应该为报警的压力极限，即0.6MPa。

调节器应为压力控制器，通过把反馈回来的信号进行分析，调节阀来执行所对应的动作。

对象应该是锅炉的出水口压力，因为所要测量的即是被控对象。

反馈信号应该是由压力传感器来传送的，把出水口压力的变化转换成电信号进行反馈。

同时系统有一定的外界干扰，可能使出水口的压力测量部是很准确。

图2.2 锅炉工艺流程图
第三章组态界面
3.1 组态图形
图3.1 组态图形
3.2程序清单
图3.2 程序清单
3.3 程序思路
针对实际问题，锅炉中应该有水位控制系统，即对锅炉炉内的水位进行控制，当其水位达到一定高度的时候，就要停止进水，当锅炉的水位低于一定的高度
的时候，就要打开阀门，注入一定的水量。

这个量分别定为0.1和0.9.同时本系统要求锅炉的出水口压力大于0.6MPa的时候要求报警，所以我们根据这个特性，在系统的出水口压力大于0.6MPa的时候进行报警，而其他情况下压力调节阀不动作。

所以程序应当如上所述。

第四章调试过程中遇到的问题及解决办法
4.1 遇到的问题
1 刚开始的时候，有很多器件不知道该用什么类型，哪个型号。

2 组态王有很多功能不知道其作用
3 不知道组态里的图怎么画，如何组成。

4.2 解决的办法
1 通过查询网路熟悉了解各个器件的用途。

2 通过网路和向同学们请教。

3 通过网络找类似的系统分析比较。

第五章总结系统
本系统的优点是：能够直观的看到温度，压力等测量值，比较准确的实现报警装置。

同时能根据水位的高低来调节泵的开关从而控制水位的高低。

缺点是：有压力报警系统和水位控制系统，但是缺乏出口温度控制系统。

改进方案：可以利用温度传感器来设置一个温度反馈系统，同时添加一个阀门，控制温度的高低。

第六章心得体会
通过对本门课程的学习，我了解了很多以前不懂的东西。

系统实现了对压力对象的测量、自动控制和实时监控，具有人机交互功能，监控软件界面美观，操作起来简单明了，程序使用方便灵活，可移植性较高，实现了课题的要求。

开始学起来本来笨拙的我，现在也能自己完成一个课题，非常感谢老师同学对我的帮助。

参考文献
[1] 何衍庆．工业生产过程控制（1版）．北京：化学工业出版社，2004
[2] 邵裕森．过程控制工程．北京：机械工业出版社2000
[3] 过程控制教材
[4] 贾伯年，俞朴. 传感器技术（第三版）[M]. 南京：东南大学出版社，2007. 6~33.
摘要
目前炼焦生产过程中的关键且常用的装置是焦炉，焦炉的生产任务是将来自配煤系统符合炼焦的煤隔绝空气加热干馏制得焦炭和煤气。

由于冶金工业的快速发展，焦炉炼焦也发展迅速，我国己成为世界炼焦大国，新焦炉不断涌现，因此对焦炉控制技术的研究意义较大。

焦炉集气管压力控制是焦炉控制中的难点之一，因此在这里我们主要采用人工智能技术之一的模糊控制技术对集气管压力控制进行了尝试，焦炉集气系统是焦炉系统的重要组成部分，它负责收集焦炉生产过程中产生的焦炉煤气，对其进行气液分离、冷却、洗涤等净化操作，提供给用户。

集气管压力是焦炉操作的重要参数之一，一般应保持在80-120Pa。

在生产过程中，它受多种因素的影响会不断波动，若压力过低会导致炭化室负压，使大量空气从炉门等不严密处进入炭化室，与焦炭接触燃烧造成损失，影响焦炉寿命:若压力过高，会导致上升管煤气放散，造成环境污染及能源浪费，因此，稳定集气管压力十分重要。

由
于焦炉集气管压力具有多变量、强偶合的特点，也是焦炉控制中的难点，目前尚无很好的办法达到满意的控制效果。

本文介绍了一种在常规模糊控制算法的基础上增加了扰动量作为模糊控制器的一个输入，取得了较好的效果。

关键字：炼焦生产模糊控制算法模糊控制器。