任务一锅炉内胆温度二位式控制任务二锅炉内胆水温PID整.
【精品】锅炉内胆水温控制系统设计课程设计
湖南工程学院课程设计课程名称过程控制课题名称锅炉内胆水温控制系统设计专业自动化班级1003班学号2姓名邓涛指导教师沈细群2013 年 9 月13日湖南工程学院课程设计任务书课程名称过程控制课题锅炉内胆水温控制系统设计专业班级自动化1003班学生姓名邓涛学号2指导老师沈细群审批沈细群任务书下达日期2013年9月2日任务完成日期2013年9月13日目录第1章系统总体方案设计与选择错误!未指定书签。
第2章系统工作原理与框图.. 错误!未指定书签。
2.1工作原理................. 错误!未指定书签。
2.2系统结构框图............. 错误!未指定书签。
第3章控制系统工作流程.... 错误!未指定书签。
第4章系统调试............ 错误!未指定书签。
第5章系统监控............ 错误!未指定书签。
附录...................... 错误!未指定书签。
参考文献 ............... 错误!未指定书签。
程序清单 ............... 错误!未指定书签。
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第1章系统总体方案设计与选择过程控制就是操纵变量影响工艺条件、过程、状况，目的是为了达到所需的目标。
在石油生产加工、化学、热力、材料以及轻工业等行业领域中，我们把以温度、液位、流量、压力等等这些被作为主要的控制对象的系统都称作是“过程控制”。
过程控制除了在传统产业改造的过程控制方面有很重要的作用以外，在提高产品质量、节约原材料及能源、保护生态环境、减少环境污染方面以及提高经济效益和劳动效率方面的影响也非常大。
现在过程控制已经在我国新建的大规模、结构复杂的工农业生产过程中占据非常重要的地位。
随着工业技术的更新，特别是半导体技术、微电子技术、计算机技术和网络技术的发展，自动化仪表已经进入了计算机控制装置时代。
在石油、化工、制药、热工、材料和轻工等行业领域中，以温度、流量、物位、压力和成分为主要被控变量的控制系统都称为“过程控制”系统。
锅炉温度PID控制系统设计
第1章绪论1.1课题背景根据国内实际情况和环保问题的考虑和要求，燃烧锅炉由于污染并效率不高，已经逐渐被淘汰；燃油和燃气锅炉也存在着燃料供应不方便和安全性等问题。
因些在人口密集的居民区、旅馆、医院和学校，电加热锅炉完全替代燃煤、燃油、燃气锅炉。
自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国内外温度控制系统的发展迅速，并在智能化，自适应、参数整定等方面，以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪表，并在各行广泛应用。
电加热锅炉采用全新加热方式，它具有许多优点，使其比其他形式的锅炉更具有吸引力：(1) 无污染。
不会排放出有害气体、飞尘、灰渣，完全符合环保方面的要求。
(2) 能量转化效率高。
加热元件直接与水接触，能量转换效率很高，可达95%以上。
(3) 锅炉本体结构简单，安全性好。
不需要布管路，没有燃烧室、烟道，不会出现燃煤、燃油、燃气的泄漏和爆炸危险。
(4) 结构简单、体积小、重量轻，占地面积小。
(5) 启动、停止速度快，运行负荷调节范围大，调节速度快，操作简单。
由于加热元件工作由外部电气开关控制，所以启停速度快。
(6) 可采用计算机监控，完全实现自动化。
其温度的控制都能通过微控制芯片完成，使锅炉的运行完全实现自动化，最大程度地将控制器应用于传统的锅炉行业。
本课题主要研究锅炉温度的过程控制。
新型锅炉是机电一体化的产品，可将电能直接转化成热能，具有效率高，体积小，无污染，运行安全可靠，供热稳定，自动化程度高的优点，是理想的节能环保的供暖设备。
加上目前人们的环保意识的提高，电热锅炉越来越受人们的重视，在工业生产和民用生活用水中应用越来越普及。
电热锅炉目前主要用于供暖和提供生活用水。
主要是控制水的温度，保证恒温供水。
随着计算机和信息技术的高速发展，单片机广泛的应用于工业控制中。
工业控制也越来越多的采用计算机控制，在这里我们采用51系列单片机来做控制器。
锅炉内胆温度控制系统设计
锅炉内胆温度控制系统设计一．引言过程控制是自动化的重要分支，其应用范围覆盖石油、化工、制药、生物、医疗、水利、电力、冶金、轻工、建材、核能、环境等许多领域，在国民经济中占有极其重要的地位。
无论是在现代复杂工业生产过程中还是在传统生产过程的技术改造中，过程控制技术对于提高劳动生产率、保证产品质量、改善劳动条件以及保护生态环境、优化技术经济指标等方面都起着非常重要的作用。
过程控制的主要任务是对生产过程中的有关参数(温度、压力、流量、物位、成分、湿度、PH值和物性等)进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化，在保证产品质量和生产安全的前提下，是连续型生产过程自动的进行下去。
实际的生产过程千变万化，要解决生产过程的各种控制问题必须采用有针对性的特殊方法与途径。
这就是过程控制要研究和解决的问题。
二．任务和要求任务：设计锅炉内胆温度控制系统，选择合适的传感器、控制器和执行器，使其满足一定的控制要求。
要求：本系统的控制对象为锅炉内胆的水温，要求锅炉内胆的温度的稳定值等于给定值，误差保持在 5%的误差带以内。
三．总体方案系统组成：本实验装置由被控对象和控制仪表两部分组成。
系统动力支路分两路:一路由三相(380V交流)磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成;另一路由日本三菱变频器、三相磁力驱动泵(220V变频)、涡轮流量计及手动调节阀组成。
1．原理框图图12．简要原理单闭环锅炉水温定值控制系统的结构示意如课程设计指导书所示，图1为其结构框图。
其中锅炉内胆为动态循环水，磁力泵、电动调节阀、锅炉内胆组成循环供水系统。
而控制参数为锅炉内胆的水温，即要求锅炉内胆的水温等于设定值。
先通过变频器-磁力泵动力支路给锅炉内胆打满水，然后关闭锅炉内胆的进水阀。
待系统投入运行后，再打开锅炉内胆的进水阀，允许变频器-磁力泵以固定的小流量使锅炉内胆的水处于循环状态。
在锅炉内胆水温的控制过程中，由于锅炉内胆由循环水，因此锅炉内胆循环水水温控制相比于内胆静态水温控制时更充分，因而控制速度有较大的改善。
锅炉自动控制实验系列指导书.docx
锅炉自动控制实验系列实验一锅炉内胆动态水温定值控制系统一、实验目的1、 进一步熟悉单回路温度控制系统的组成与工作原理。
2、 研究P 、PI 、PD 和PID 四种调节器分別对温度系统的控制作用。
3、 掌握好PID 参数自整定的方法。
二、实验设备1、 THJ-2型高级过程控制系统实验装置2、 计算机、上位机MCGS 组态软件、RS232-485转换器1只、申口线1根3、 力用表1只三、实验原理图2为一个单回路锅炉内胆动态水温定值控制系统结构示意图。
贮水箱图2锅炉内胆动态水温控制系统的结构示意图其中锅炉内胆•为动态循环水，变频器、磁力泵与锅炉内胆•组成循环水系统。
而被控的参数为锅炉内胆•水温，即要求锅炉内胆水温等于给定值。
实验前先通过变频器、磁力泵支路给 F1-5F1-13— F1-2 电动调节阀 F1-1内胆益........... Q模拟锯炉央F2-12锅炉内胆打满水，然肩关闭锅炉内胆的进水阀门Fl・13。
待系统投入运行以厉，变频器■磁力泵再以凶定的小流量使锅炉内胆的水处于循环状态。
在内胆水为静态时，由于没冇循环水加以快速热交换，而三相电加热管功率为4.5KW,使内弭水温上升相对快速，散热过程乂相对比较缓慢，而且调节的效來受对象特性和环境的限制，导致系统的动态性能较差，即超调大，调节时间长。
但当改变为循环水系统后，便于热交换及加速了散热能力，相比于静态温度控制实验，在控制的动态精度，快速性方而有了很人地提高。
系统采用的调节器为工业上常用AI智能调节仪。
图3锅炉内胆动态水温控制系统的方框图四、实验内容与步龙1、按图2要求，完成实验系统的接线。
2、接通总电源利相关仪表的电源。
3、打开阀Fl-1> Fl・2、Fl・5和F1-13,关闭其它与本实验无关的阀。
用变频器•磁力泵支路给锅炉内胆打满水。
待实验投入运行以后，变频器■磁力泵再以固泄的小流量使锅炉内胆的水处于循环状态。
4、手动操作调节器输出，用计算机记录锅炉内胆屮水温的响应Illi线，并由该Illi线求得K、T和T值，据此查表确定PI调节器的参数8和Ti，并整定5、设置好温度的给定值，先用手操作调节器的输出，通过三相移相调压模块给锅炉内胆加热，等锅炉水温趋于给定值H不变后，把调节器由手动切换为自动，使系统进入自动运行状态。
实验六、锅炉内胆水温PID整定实验(动态)
2.1.2 内胆水温的PID整定实验六锅炉内胆水温PID整定实验（动态）一、实验目的（1）了解单回路温度控制系统的组成与工作原理。
（2）研究P、PI、PD和PID四种调节器分别对温度系统的控制作用。
（3）改变P、PI、PD和PID的相关参数，观察它们对系统性能的影响。
二、实验设备CS2000型过程控制实验装置， PC机， DCS控制系统，DCS监控软件。
三、实验原理温度控制系统原理图上图为一个闭环单回路的锅炉内胆温度控制系统的结构框图，锅炉内胆为动态循环水，变频器、泵、锅炉内胆组成循环供水系统。
实验之前，变频器、泵供水系统通过相关阀将锅炉内胆和夹套的水装至适当高度。
实验投入运行以后，变频器再以固定的频率使锅炉内胆的水处于循环状态。
本系统所要保持的恒定参数是锅炉内胆温度给定值，即控制的任务是控制锅炉内胆温度等于给定值。
根据控制方框图，采用DCS系统控制。
四、实验内容和步骤(1)关闭出水阀，将CS2000 实验对象的储水箱灌满水（至最高高度）。
(2)打开以丹麦泵、电动调节阀、孔板流量计以及锅炉内胆进水阀所组成的水路系统，关闭动力支路上通往其他对象的切换阀。
(3)将锅炉内胆的出水阀关闭。
(4)手动打开实验装置的电源开关。
(5)启动DCS上位机组态软件，进入主画面，然后进入实验六画面，熟悉本实验组态软件的启动、退出、界面和基本操作。
(6)点击上位机界面上的“点击以下框体调出PID参数”按钮，用鼠标按下自动按钮，设定好“给定值SV”，并根据实验情况反复调整Ｐ、Ｉ、Ｄ三个参数，直到获得满意的的测量值。
(7)比例调节（P）控制：待基本不再变化时，加入阶跃扰动（可通过改变调节器的设定值来实现）。
观察并记录在当前比例P时的偏差DV（“余差”）。
每当改变值P后，再加同样大小的阶跃信号，比较不同P时的DV，并把数据填入表一中。
表一不同比例P时的余差记录实验过程中的各项数据，并绘成过渡过程曲线。
（数据可在软件上获得。
）(8)比例积分调节（PI）控制：a、在比例调节器控制实验的基础上，待被调量平稳后，加入积分（I）作用，观察被控制量能否回到原设定值的位置，以验证系统在PI调节器控制下没有余差。
锅炉内胆温度二位式控制实验
实验三、锅炉内胆温度二位式控制实验一、实验目的1）、熟悉实验装置，了解二位式温度控制系统的组成。
2）、掌握位式控制系统的工作原理、控制过程和控制特性。
二、实验设备过程控制实验装置、上位机软件、计算机、RS232-485转换器1只、串口线1根、实验连接线。
三、实验原理1、温度传感器温度测量通常采用热电阻元件（感温元件）。
它是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。
其电阻值与温度关系式如下： Rt＝Rt[1+α(t-t0)]式中Rt——温度为t(如室温20℃)时的电阻值；Rt0——温度为t(通常为0℃)时的电阻值；α——电阻的温度系数。
可见，由于温度的变化，导致了金属导体电阻的变化。
这样只要设法测出电阻值的变化，就可达到温度测量的目的。
虽然大多数金属导体的电阻值随温度的变化而变化，但是它们并不能都作为测温用的热电阻。
作为热电阻的材料一般要求是：电阻温度系数小、电阻率要大、热容量要小；在整个测温范围内，应具有稳定的物理、化学性质和良好的重复性；并要求电阻值随温度的变化呈线性关系。
但是，要完全符合上述要求的热电阻材料实际上是有困难的。
根据具体情况，目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜。
本装置使用的是铂电阻元件PT100，并通过温度变送器（测量电桥或分压采样电路或者AI人工智能工业调节器）将电阻值的变化转换为电压信号。
铂电阻元件是采用特殊的工艺和材料制成，具有很高的稳定性和耐震动等特点，还具有较强的抗氧化能力。
在0~650℃的温度范围内，铂电阻与温度的关系为：Rt ＝Rt 0(1+At+Bt 2+Ct 3) 式中Rt ——温度为t(如室温20℃)时的电阻值； Rt 0——温度为t 0(通常为0℃)时的电阻值；A 、B 、C 是常数，一般A=3.90802*10－31/℃，B=-5.802*10－71/℃，C=-4.2735*10－121/℃。
Rt-t 的关系称为分度表。
不同的测温元件用分度号来区别，如Pt100、C U 50等。
锅炉内胆水温PID自动控制控制实验
第五节锅炉内胆水温PID 控制实验一、实验目的1.根据实验数据和曲线 ,分析系统在阶跃扰动作用下的动、静态性能。
2.比较不同 PID 参数对系统的性能产生的影响。
3.分析 P、 PI、PD、 PID 四种控制规律对本实验系统的作用。
二、实验设备1.THJ-2 型高级过程控制系统实验装置2.计算机及相关软件3.万用电表一只三、实验原理本实验以锅炉内胆作为被控对象，内胆的水温为系统的被控制量。
本实验要求锅炉内胆的水温稳定至给定量，将铂电阻 TT1 检测到的锅炉内胆温度信号作为反馈信号，在与给定量比较后的差值通过调节器控制三相调压模块的输出电压（即三相电加热管的端电压），以达到控制锅炉内胆水温的目的。
在锅炉内胆水温的定值控制系统中，其参数的整定方法与其它单回路控制系统一样，但由于加热过程容量时延较大，所以其控制过渡时间也较长，系统的调节器可选择 PD 或 PID 控制。
本实验系统结构图和方框图如图 5-1 所示。
估）（bJ图5-1 锅炉内胆温度特性测试系统（a）结构图（b）方框图可以采用两种方案对锅炉内胆的水温进行控制：（一）锅炉夹套不加冷却水（静态）（二）锅炉夹套加冷却水（动态）显然，两种方案的控制效果是不一样的，后者比前者的升温过程稍慢，降温过程稍快。
无论操作者采用静态控制或者动态控制，本实验的上位监控界面操作都是一样的。
四、实验内容与步骤1.先将储水箱贮足水量，将阀门 F1-1、F1-4、F1-5、F1-13全开，打开电磁阀开关，其余阀门关闭，启动380伏交流磁力泵，给锅炉内胆贮存一定的水量（要求至少高于液位指示玻璃管的红线位置），然后关闭阀F1-13、F1-4及电磁阀，打开阀F1-12，为给锅炉夹套供冷水做好准备。
2.接通控制系统电源，打开用作上位监控的的 PC机，进入的实验主界面,在实验主界面中选择本实验项即“锅炉内胆水温 PID控制实验”。
3.合上三相电源空气开关，三相电加热管通电加热，适当增加减少输出量，使锅炉内胆的水温稳定于设定值。
锅炉内胆静态水温PID控制(过控课设)
目录1 绪论 (1)1.1 锅炉 (1)1.2 现场总线 (1)1.3 WINCC概述 (2)2 锅炉内胆水温控制系统的设计 (3)2.1 控制系统介绍 (3)2.1.1 控制系统结构 (3)2.1.2 控制系统流程 (3)2.2 硬件设计 (4)2.2.1 实物接线图 (4)2.2.2 硬件配置 (6)3 控制系统的软件设计 (8)3.1 可编程控制器基础 (8)3.1.1 可编程控制器的产生和应用 (8)3.1.2 可编程控制器的组成和工作原理 (8)3.2 PLC控制柜的组成 (9)3.3 PLC的硬件组态控制程序设计 (10)3.4 PLC的控制程序设计 (12)3.4.1 FB41简介 (12)3.4.2 FC105简介 (14)3.4.3 FC106简介 (15)3.4.4 程序设计 (16)4 系统调试 (20)4.1 电源连接 (20)4.2 测试步骤 (20)5 实验结果显示 (23)结束语 (25)参考文献 (26)1 绪论1.1 锅炉锅炉是化工、供热供暖、炼油、发电等生产中不可或缺的设备。
它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动动力源，又可以作为蒸馏、化学反应、干燥等过程的热源。
随着生产规模的扩大，生产设备的革新，作为动力设备和供热设备的锅炉，正在向着更大的容量、更高的系统参数、更高的效率等方面去发展。
因此为了确保安全，稳定生产，锅炉的控制系统就显得越发的重要。
电锅炉也称电加热锅炉、电热锅炉，顾名思义，它是以电力为能源并将其转化成为热能，然后经过锅炉的转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体的设备。
电锅炉主要由钢制的壳体、电脑控制系统、低压电气系统、电加热管、进出水管及检测仪表等组成。
电锅炉的加热方式有电磁感应加热方式和电阻（电加热管）加热方式两种。
电阻加热方式又分为不锈钢加热管和陶瓷加热管，电阻加热方式就是采用电阻式电热元件进行加热。
电锅炉的优点就是在结构上易于叠加和组合，控制更加灵活，维修更换更方便。
锅炉水温控制系统的PID调节
０．引言在过程控制场合，模拟量的PID调节是常见的一种控制方式，在冶金、机械、化工等行业中获得了广泛应用。
这是由于PID调节不需要求出控制系统的数学模型。
同时PID调节器又具有典型的结构，可以根据被控对象的具体情况，采用PID的变种，有较强的灵活性和运用性。
可编程控制器由于具有数值运算的能力和处理模拟信号量的功能，所以可设计出各种PID控制器，运用于具有连续量控制的闭环系统；还可根据被控对象的具体特点和要求来调整必要的控制参数，具有监控功能，并可以在运行中调整参数。
１．系统硬件构成本系统由S7-200PLC、EM235模块、过程控制设备上的锅炉、操作平台上的数显仪表、温度变送器、温度调节器等组成。
温度变送器将采集到的锅炉水温信号（电压信号）传送给PLC模拟量模块EM235输入口，经过PLC内部程序运算，将输出信号由EM235的送给温度调节器，温度调节器根据得到的信号控制锅炉烧水用的三相电阻丝，从而实现对锅炉水温的控制。
系统框架图如图1所示。
图1系统框架图为方便现场操作人员对系统的监视和管理,配置研华工控机一台,它通过PPI总线实现与S7-200PLC总站的通信,并设置上位机监控系统,监控系统可实现锅炉温度画面显示、参数调节、曲线记录及报警等功能。
２．系统工作原理利用过程控制设备上的铂电阻传感器对锅炉水温进行采样，因采样信号为100~138.5Ω之间电阻值，不能直接运用，可利用EM~235模拟量模块产生一个恒流源输入到可变电阻中，从而使采样信号变成相对应的电压值。
将得到的电压值输入到EM~235模拟量模块的输入端，与初始化阶段的设定值一起，进行PID运算得到输出值，将输出值送给温度控制调节器，温度控制调节器根据得到的输出值对锅炉加热电阻丝进行控制，从而实现对锅炉水温的控制。
系统工作示意图如图2所示。
图中，实线方框内为西门子S7-200系列PLC和EM235模拟量模块组成部分，执行机构为温度调控器，被控对象为锅炉水温，敏感元件为温度变送器。
锅炉内胆水温控制
目录1 系统组成介绍 (1)1.1 被控对象 (1)1.2 检测仪表 (1)1.3 执行机构 (2)1.5 控制屏组件 (2)1.6 实验控制系统流程图 (3)1.7 控制原理框图 (4)2 上位机组态与程序设计 (6)2.1 组态软件介绍 (6)2.2 WinCC的发展及应用 (6)2.3 Wincc监控组态与程序设计 (7)2.4 WiNCC组态软件的通讯 (14)3 PLC300控制程序 (16)4 实验内容与步骤 (20)4.1 实验准备工作 (20)4.2 控制规律选择参数调节 (21)5 实验结果显示 (23)总结 (26)参考文献 (27)1 系统组成介绍本实验装置对象主要由锅炉和盘管三大部分组成。
供水系统：一路由三相（380V 恒压供水）磁力驱动泵、电动调节阀、涡轮流量计及自动电磁阀组成；另一路由变频器、三相磁力驱动泵（220V变频调速）、涡轮流量计及自动电磁阀组成。
1.1 被控对象4.5KW三相电加热模拟锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式锅炉夹套构成)1．模拟锅炉：是利用电加热管加热的常压锅炉，包括加热层（锅炉内胆）和冷却层（锅炉夹套），均由不锈钢精制而成，可利用它进行温度实验。
做温度实验时，冷却层的循环水可以使加热层的热量快速散发，使加热层的温度快速下降。
冷却层和加热层都装有温度传感器检测其温度，可完成温度的定值控制、串级控制，前馈-反馈控制，解耦控制等实验。
2．盘管：模拟工业现场的管道输送和滞后环节，长37米（43圈），在盘管上有三个不同的温度检测点，它们的滞后时间常数不同，在实验过程中可根据不同的实验需要选择不同的温度检测点。
盘管的出水通过阀门的切换既可以流入锅炉内胆，也可以经过涡轮流量计流回储水箱。
它可用来完成温度的滞后和流量纯滞后控制实验。
3．管道及阀门：整个系统管道由敷塑不锈钢管连接而成，所有的阀门均采用优质阀，彻底避免了管道系统生锈的可能性。
有效提高了实验装置的使用年限。
过程控制系统课程设计7：锅炉内胆动态水温PID控制实验doc
摘要温度是工业生产过程中最常检测和控制的热工参数之一，本设计是以西门子S7-200PLC为主控制器，以WINCC为上位机监控软件来实现对锅炉内胆水温的DCS自动控制。
系统主要由一台带有WINCC组态软件的上位机和应用于STEP7-MicroWIN V4.0软件、西门子S7-200PLC下位机以及PC/PPI电缆、RTGK-2型过程控制系统构成。
通过对下位机S7200PLC的软件编程，完成锅炉内胆温度信号采集、处理以及PID控制，分别对上位机以及下位机进行了详细设计，并运用工程整定方法，整定出满足系统要求的锅炉内胆水温PID控制参数，得到比较理想的PID控制曲线，实现了对锅炉内胆水温控制的目的，达到了设计要求。
关键词：锅炉内胆；水温；PID；S7200目录1系统总体方案分析 (1)1.1锅炉内胆动态水温PID控制系统总体方案分析 (1)1.2上位机组态与程序设计 (2)2系统调试 (13)2.1流程图绘制 (13)2.2电源连接 (14)2.3测试步骤 (14)3参数整定与系统分析 (17)3.1锅炉内胆水温定值控制实验的结构框图 (17)3.2调节器相关参数整定过程 (17)3.3系统在阶跃扰动作用下的静、动态性能 (20)3.4不同PID参数对系统的性能产生的影响。
(22)3.5 P、PI、PID控制方式的控制效果 (26)4结论 (30)参考文献 (32)1系统总体方案分析1.1锅炉内胆动态水温PID控制系统总体方案分析锅炉内胆水为动态循环水，变频器、磁力泵与锅炉内胆组成循环水系统。
如图1所示：图1.1锅炉内胆温度特性测试系统(a)结构图(b)方框图本实验系统组态软件进行，由于自动控制的时候考虑到机械及机器会出现故障，设置的调节阀可在及其出现故障时，非自动的情况下，手动进行调节开度，是锅炉内胆保持给定值，运用在大型生产过程中采用手动和自动模式替换操作达到整个生产的能耗最低，效益最大化。
被控变量为锅炉内胆水温，要求锅炉内胆水温等于给定值。
智能(AI808)控制锅炉内胆的水温
智能(AI808)控制锅炉内胆的水温汪翠萍【摘要】以AI808智能控制器控制锅炉内胆水温为例,采用智能PID控制锅炉内胆水温,使得系统在安全稳定运行的前提下能够更高效率、鲁棒性地工作.以智能PID控制锅炉内胆水温,采用串级控制方案,通过反复试验与调节,使系统达到一定的设计精度和要求,从而体现智能PID控制锅炉内胆水温的重要意义及研究价值.【期刊名称】《安徽化工》【年(卷),期】2016(042)002【总页数】3页(P87-88,91)【关键词】AI808智能控制器;智能PID;串级控制;参数整定【作者】汪翠萍【作者单位】安徽化工学校,安徽安庆 246005【正文语种】中文【中图分类】TP18;TQ053随着科学技术的不断进步，在现代工业生产中，为了达到工业生产最佳的技术经济指标，保证质量、安全、产量高、能耗低，在生产过程中，必须采用自动检测系统。
在工业生产中要对锅炉内胆水温进行定值控制，且能够精确控制锅炉内胆水温，保证正常生产，就必须采用设计锅炉内胆水温定值控制系统来抑制流量波动，且系统无余差。
目前基于智能PID远程控制锅炉内胆水温有很好的发展前景。
AI808智能调节器囊括了AI708的所有功能，除此之外还增设了一些给定、手动（自动）切换操作输出值显示等功能，而且还可以单独操作手动器。
此外，还有输出采用可控硅移相触发功能，所以对温度、压力、流量、液位的控制比较精确。
面板操作键见图1。
1.1 设置方法①调节参数状态：手动下按键并维持2秒，这样就可以进入参数设置状态；②显示或者修改参数：在参数修改状态下，按键依次显示各参数，用等键可修改参数值；③返回上一参数：长按键不放，就可以返回上一参数；④返回显示切换状态：先长按键不放，再按。
1.2 AI808的参数设置值①DF 0.3；②bAud 9600K；③Ctrl 1；④Ctl 1；⑤Sn 33；⑥dIP 1；⑦dIL 0；⑧dIH50（液位）100（温度）；⑨SC设置为0；⑩oP1 4；⑪oPL0；⑫oPH 100；⑬CF单回路为0，串级为8；⑭Addr第一块为1，第二块为2；⑮RUN 为1；⑯LOC为808。
【精品】锅炉内胆水温控制系统建模和控制器设计
中国矿业大学课程设计姓名：陈寇忠学号：学院：信息与电气工程学院专业:电气工程与自动化2010－10设计题目：锅炉内胆水温控制系统建模和控制器设计指导教师:郭西进职称：教授2010年6月徐州目录1绪论 (1)1.1课题简介 (1)1.2温度控制方式研究现状 (1)1.2.1传统控制方法—PID控制算法 (1)1.2.2模糊控制 (2)1.2。
3神经网络控制 (2)1。
2。
4自适应控制 (3)1。
2.5 PID控制方法和其他控制方法的结合使用 (4)1.3本文所做的工作 (6)2温度控制系统的概述 (7)2.1实验装置简述 (7)2.2温度控制系统概述 (13)2.2.1温度控制系统的结构框图 (13)2。
2。
2调节器及其基本调节规律 (13)2。
2。
3执行器 (14)2。
2。
4被控对象 (14)2.2。
5检测元件 (14)3温箱系统建模 (15)3.1数学模型概述 (15)3.2温箱数学模型的建立 (16)3.3系统建模 (18)4.1PID控制概述 (18)4。
2.1模拟PID控制器 (19)4.2。
2数字PID控制器 (20)4.2。
3S7-300控制PID实现 (23)4.3PID控制整定方法 (25)4。
3。
1Ziegler—Nichols整定公式 (25)4。
3。
2最优PID控制器 (26)4。
3.3自整定PID控制器 (28)4。
4PID控制仿真 (28)4.4.1建模 (28)4.4.2系统仿真 (31)4.4.3分析比较 (35)5结论 (36)6体会 (37)7参考文献 381绪论1.1课题简介这学期我们学习了《过程控制系统与自动化仪表》，它是自动化专业比较重要的一门专业课。
过程控制系统一般指工业生产过程中自动控制系统的被控变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统.温度是国际单位制中七个基本量之一，在科学研究和生产实践的诸多领域都占有极为重要的地位，因此，对温度进行测量和控制也是科学实验和工业生产中经常需要解决的重要问题.本文结合实验台——THJFCS-1型现场总线过程控制系统实验装置,对温度控制进行进一步的研究。
锅炉内胆静态水温PID控制
绪论采用WinCC组态技术设计多机联网运行的实时监控系统，核心思想是通过计算机超强的处理能力，以软件实现实际生产过程变化，把传统控制中进行人工操作或数据分析与处理、数据输出与表达的硬件，利用方便的PC机软硬件代替。
建立WinCC组态监控系统。
首先启动WinCC，建立一个单用户项目——添加通讯驱动程序——选择通道单元——输入逻辑连接名，确定与S7—300端口的通讯连接。
然后在驱动程序连接下建立结构类型和元素，给过程变量分配一个在PLC中的对应地址（地址类型与通讯对象相关），给除二进制变量外的过程变量和内部变量设定上限值和下限值（当过程值超出上限值和下限值的范围时，数值将变为灰色，并且不可以再对其进行任何处理）。
接着创建和编辑主导航画面、单台空压机组态画面、远程监控画面、分析诊断画面、数据归档画面、报警显示画面、报警在线限制值画面、报表打印画面、用户登录方式画面等。
对画面中添加的按钮、窗口和静态文本等，进行组态变量连接、状态显示设置等等。
再对远程控制画面中的启动/停止按钮进行变量连接，设置手动控制和自动控制两种方式，并且手动控制为高级控制方式。
通过设置随变量值的变化范围而改变颜色的比功率棒图进行故障诊断分析；通过对过程值的归档，建立历史和当前的表格与曲线两种状态的监控界面；利用报警和报表打印等，实现信息上报、及时反馈的功能，实现最佳的生产状态监测控制。
还可通过用户管理权限的设置，为不同级别的用户设置权限和等待空闲时间，以更好地安全防护。
4 WINCC组态软件4.1 WINCC概述WINCC指的是Windows Control Center，它是在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的监控系统，它提供了适用于工业的图形显示、消息、归档以及报表的功能模板。
高性能的功能耦合、快速的画面更新以及可靠的数据交换使其具有高度的实用性。
WINCC 是基于Windows NT 32位操作系统的，在Windows NT或Windows 2000标准环境中，WINCC具有控制自动化过程的强大功能，它是基于个人计算机，同时具有极高性价比的操作监视系统。
锅炉内胆水温控制系统设计讲解
辽宁工业大学过程控制系统课程设计（论文）题目：锅炉内胆水温控制系统设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化093学号： 090302083学生姓名：刘韦东指导教师：（签字）起止时间：2012.6.25～2012.7.6课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要本文以锅炉内胆水温作为被控变量，着重讨论关于锅炉内胆水温的控制方案，使得系统在安全稳定运行的前提下能够更高效率的工作。
系统在工作过程中，由于受到的扰动不同，所需采取的控制方案也不同，需根据扰动的的大小程度和类型来选择控制方案。
锅炉水温具有非线性、时变性、大滞后和不对称性等特点,常规的方法难以达到理想的控制效果。
因此，针对锅炉内胆水温的控制，常用的控制方案有串级控制系统，前馈-反馈控制系统等。
前者有迅速克服进入副回路扰动的能力，而后者能够克服原料流量的波动，各有其特色。
通过选择对比，来达到一定的设计精度和要求。
关键词：锅炉；水温；控制；精度目录第1章绪论 (1)第2章设计方案 (3)2.1 概述 (3)2.2 设计方案 (3)2.3 分析 (6)第3章系统设计 (7)3.1 控制器 (7)3.2 变送器 (8)3.3 控制阀 (9)第4章系统仿真 (10)4.1 系统的参数整定 (10)4.2 整定方法 (10)第5章总结 (14)参考文献 (15)第1章绪论锅炉是将燃料中的可燃元素碳、氢等成分在高温条件下与氧结合发生化学反应，放出热量，进而又将此热量传递给水，使水升温变成热水或蒸汽，供用户使用的一种设备，因此，我们可以把锅炉称之为将燃料的化学能转化为热能的一种设备。
锅炉的发展可追溯到18世纪上半叶，蒸汽机的发明使得对蒸汽的需求量大大增加，这就要求锅炉有一定的的产生蒸汽的能力。
此时，所用的蒸汽压力等于大气压力。
19世纪，常用的蒸汽压力提高到0.8兆帕左右。
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（1）、打开以丹麦泵、变频器、涡轮流量计以及锅炉内胆、 夹套进水阀（阀22、阀11、阀18、阀15）所组成的水路 系统，关闭通往其他对象的切换阀。 （2）、先把锅炉内胆和夹套的水装至适当高度，然后关闭 阀18。 （3）、将锅炉内胆的进水阀：阀11至适当开度。 （4）、将锅炉内胆的出水阀：阀14关闭。 （5）、将锅炉内胆的溢流口出水阀: 阀15全开。 （6）、检查电源开关是否关闭。
八、课后作业布置
试述串级控制系统为什么对主扰动具有很强的抗扰动能 力？如果副对象的时间常数不是远小于主对象的时间常数 时，这时副回路抗扰动的优越性还具有吗？为什么？ 串级控制系统投运前需要做好那些准备工作？ 主、副调 节器的内、外给定如何确定？正、反作用如何设置？ 改变副调节器比例放大倍数的大小，对串级控制系统的 抗扰动能力有什么影响？试从理论上给予说明。
任务四 锅炉夹套和内胆温度串级控制 正确设置PID调节器： 副调节器：比例积分（PI）控制，反作用，自动，KC2 （副回路的开环增益）较大。 主调节器：比例积分（PI）控制，反作用，自动，KC1 〈 KC2（其中KC1为主回路开环增益）。 待系统稳定后，类同于单回路控制系统那样，对系统加 扰动信号，扰动的大小与单回路时相同。 通过反复对副调节器和主调节器参数的调节，使系统具 有较满意的动态响应和较高的控制精度。 （注）：可参照前已做过的实验，详细列出本次实验的实 验方法与步骤。
能力目标 :1．能够正确操作温度控制系统。 2．能够对串级控制进行PID参数整定。
知识目标 :1．PID参数整定方法。 2．响应曲线分析。 3．串级控制系统分析。
素质目标 :培养自主学习能力，挖掘潜在创造力，激发设计才 能，培养团队意识、组织协调能力、创新思维能力，培养分析 和解决问题的能力。
任务四 锅炉夹套和内胆温度串级控制
任务一 任务二 任务三 任务四
锅炉内胆温度二位式控制 锅炉内胆水温PID整定操作 锅炉夹套水温PID整定 锅炉夹套和内胆温度串级控制
任务四 锅炉夹套和内胆温度串级控制 Cascade Control of the Temperature of the Inner Boiler and the Jacket
分小组操作 小组汇报
——操作
任务四 锅炉夹套和内胆温度串级控制
七、总结
画出详细的实验框图。 扰动作用于主、副对象，观察对主变量（被控制量）的 影响。 观察并分析副调节器KP的大小对系统动态性能的影响。 观察并分析主调节器的KP与Ti对系统动态性能的影响。
任务四 锅炉夹套和内胆温度串级控制
分析串级系统比单回路系统控制质量高的原因。
任务四 锅炉夹套和内胆温度串级控制
九.下次课任务布置
任务8.1：强制对流换热器温度控制，通过调研、资料 查询、小组讨 学生汇报锅炉夹套和内胆温度控制系统的PID整定方法 选择一组学生进行操作
二、团体讨论、评价
分小组进行讨论，对刚刚的操作进行评价 互相交流
任务四 锅炉夹套和内胆温度串级控制
三、任务分析
图1 温度夹套和内胆温度控制系统
任务四 锅炉夹套和内胆温度串级控制
四、操作步骤
设备的连接和检查：
任务四 锅炉夹套和内胆温度串级控制
五、安全提示
实验前，锅炉内胆的水位必须高于热电阻的测温点。 给定值必须要大于常温。 实验线路全部接好后，必须经指导老师检查认可后，方 可通电源开始实验。 在老师指导下将计算机接入系统，利用计算机显示屏作 记录仪使用，保存每次实验记录的数据和曲线。
六、技能提高