磨煤机出口温度自动控制系统设计

课程设计用纸

ensure the safe and economic operation of pulverized coal

能过高。因此,从经济性和安全性两方面考虑必须将磨煤机出

教师批阅：口的混合风温度控制在与煤种相适应的温度范围内。

3.2 调节任务及被控对象的动态特性

磨煤机出口温度的调节任务是要保证磨煤机出口煤粉的

温度在一定范围内（一般为60~90℃）。为此被调量为磨煤机出

口煤粉温度；调节量应选为热风量。

1、冷风量阶跃扰动时，磨煤机出口温度的动态特性

热风调节门开度保持不变，冷风调节门μc阶跃增加时，

磨煤机出口温度T的响应曲线如图1 所示。

图1 冷风量阶跃增加时磨煤机出口温度的响应曲线

从图1中可以看出冷风量与磨煤机出口温度的动态特性是

一时间常数较大的反向高阶惯性环节。

2、热风量阶跃扰动时，磨煤机出口温度的动态特性

冷风调节门开度保持不变，热风调节门μH阶跃增加时，

磨煤机出口温度T的响应曲线如图2 所示。

教师批阅：

图2 热风量阶跃增加时磨煤机出口温度的响应曲线

从图2中可以看出冷风量与磨煤机出口温度的动态特性是

一时间常数较大的正向高阶惯性环节。

综上分析，磨煤机出口温度被控对象的动态特性都是有迟

延，有惯性，有自平衡能力的。

4 控制系统的方案设计

4.1 系统的组成及工作原理

磨煤机出口温度控制系统如图3所示，磨煤机出口温度测

量原理采用双变送器测量，两个变送器之间的偏差超过规定值

时，表示两个变送器之一或者两个变送器同时发生了故障，这

时将发生报警信号，并通过逻辑控制，使磨煤机出口温度控制

由自动切换到手动，以免发生误调。

磨煤机出口温度信号经变送器及转换器T1进入磨煤机出

口温度调节器PI1，与给定值进行比较，如有偏差，则PI1有控

制输出，通过T2、T3去改变磨煤机热风挡板开度，使磨煤机

教师批阅：

图3 磨煤机出口温度控制系统

磨煤机出口温度控制系统的工艺流程图如图4所示。此控

制系统的被调量应选为磨煤机出口温度，调节量为冷风量和热

风量。

图4 磨煤机出口温度控制系统流程图

教师批阅：4.2 控制原理的选择

磨煤机出口温度的动态特性是个大延迟大惯性的被控对

象。热风量、冷风量都会对磨煤机出口温度产生直接的影响。

如果选用单回路控制系统来维持磨煤机出口温度的话，将不能

有效的满足控制控制质量的要求，因为当改变热风调节挡板的

同时会影响一次风量，所以磨煤机出口温度控制应选用双闭环

比值控制系统，保证冷热风调节门开度的比值不变。

1、双闭环比值控制系统的组成

双闭环比值控制系统的结构示意图及原理方框图如图5所

示。主动流量F1为一次风量，从动流量F2为冷热风门调节开

度。

图5 双闭环比值控制系统结构示意图及原理方框图

图中：G T1（S）为主动流量调节器传递函数；K m1为主动

流量变送器传递函数；K Z1为主动流量调节器传递函数；K f1为

主动流量调节阀传递函数；K为比例器传递函数；G T2（S）为

从动流量调节器传递函数；K m2为从动流量变送器传递函数；

K Z2为从动流量调节器传递函数；K f2为从动流量调节阀传递函

教师批阅：附录Ⅰ: 控制系统SAMA图

教师批阅：附录Ⅱ: 系统工艺流程图