送引风控制系统设计1

送引风控制系统设计

一、对象特性分析 1.送风控制系统

送风调节的任务在于保证燃烧的经济性，具体的说，就是保证燃烧过程中有合适的燃料于风量比例，送风调节对象是惯性和延迟都较小的自衡对象，可近似比例环节。当空气量不变，燃料量增加时，使空气量与燃料量比值下降，烟气中的含氧量降低，当燃料量不变，空气量增加时，烟气中的含氧量增加，控制系统应使送风量与燃料量协调变化，以保证经济性。

另外，也有采用锅炉排烟中的氧气量作为调节信号的系统。种系统具有明显的缺点，一是很难找出能代表整个炉膛含氧量的准确测点，因而样量计测出的信号值得怀疑。二是氧量计测出的整个炉膛氧量的平均值，不能保证每个燃烧器的完全燃烧。

2.引风控制系统

引风控制系统的任务在于维护炉膛负压一定，其被控对象锅炉烟道是惯性较小，调节速度快的自衡对象，被调量负压反应灵敏。

二、控制方案

1. 送风控制系统

送风控制系统采用氧量信号作为校正信号，如方框图所示。它是一个串级比值控制系统，主调节器（氧量校正调节器）接受氧量定值信号。副调节器接受燃料信号B ，反馈信号V 及氧量校正调节器的输出，副回路用以保证风煤的基本比例，起粗调作用。主回路用来校正氧量，起细调作用。当烟气中的含氧量高于给定值时，氧量校正器发出校正信号，修正送风控制系统的给定值，使送风调节器减少送风量。经过校正后的送风量将保证烟气中的含氧量等于给定值。当系统处于平衡状态时，副调节器的入口信号平衡关系为

2

0O BK V σ-+=

因此，校正后的送风量信号应该为：

2

O V BK σ=+

式中，2O σ为氧量校正调节器的输出信号。

可见，在有氧量校正的送风控制系统中，送风量除了需要与燃料量保持比例外，还要附加一个校正送风量信号2O σ ，才能使烟气中的含氧量达到最佳值。

2．引风控制系统

引风控制系统为一单回路控制系统，被调量为锅炉负压，它反映吸风量与送风量之间的平衡关系，所以辅以前馈控制，即在送风量改变的同时也改变引风量。

3．工艺流程图

4. 原理方框图

5. 仿真整定调节器参数

（1）送风控制系统内回路整定

断开外回路，输入单位阶跃信号，内回路PID 调节器proprotional 项（以下简称P ）置30，Integral 项（I 项）及Derivative 项（D 项）均置零，设置仿真时间500，开始仿真，观察相应曲线，根据衰减率在75％－90％间的要求不断调整P 项参数，最后得到内回路整定曲线。

内回路相应曲线：（比例增益为5，衰减比为6.5：1）

（2）送风系统外回路整定

连接外回路，先进行外回路比例调节，输出响应曲线满足衰减率0.75—0.9之间时,记录比例增益k 和上升时间r T ,计算出比例带s δ ,根据衰减整定法

1.2s δδ= ,2r T T = 计算出外回路的参数,输入参数,根据输出曲线适当调节个参

数,比例带过大曲线过于平稳,过小,震荡加剧,积分时间过小,影响系统的稳定性,反复调节参数,直至曲线满足衰减率为0.75—0.9之间,记录参数.

但实际中，基于上述方法得出如下的衰减曲线，显然不符合要求（P 为2,I 为0.01666）

故根据经验调整I参数，最终整定为0.0625。得出比较满意的衰减曲线（P=2,I=0.0635,衰减比为4.2：1）

（3）引风控制系统

引风系统的对象为一阶惯性环节,为单回路比例调节.断开送风系统与引风系统的联系，根据经验输入参数，整定得出如下曲线：（P=3,衰减比为4.025：1）

进行了第一次整定后，把送风系统的风量AF信号引入引风系统，再进行仿真，得出如下曲线：（P为3，衰减比为4.78：1）

（4）分析调节器正方作用

送风系统:

内回路调节器K为正,为反作用;外回路根据六边形法判断:

若输出含氧量增加,偏差E减小;主对象K为正,所以要求阀门输出减小,则副调

节器输出减小,副调节器输入减小,主调节器输出U减小,所以主调节器为反作用. 引风系统

根据原理方框图,调节器的增益K为正,为反作用.

6．SAMA图

（1）送风系统

（2）引风系统

7．系统仿真原理图

三．课程设计总结

这次课程设计的时间比较紧，主要是因为近期考试繁多。另外，这次课程设计也是我做过的课程设计中难度最高的一个，因为设计本身就是以前所学的自控原理在实际中的应用，需要考虑多方面的影响因素。

在对系统进行仿真及参数整定时，需然实际情况与书上的叙述有所出入，但大体上的原理是没有错的，因此，掌握好基本原理对系统的参数整定是很有帮助的，基本原理为系统的整定指明了大体的方向。

初次接触SAMA图时感觉很难懂，但进过一段时间的学习和理解后我初步学会了SAMA图的作法，相信这对以后的设计会是一个很大的帮助。

通过这次课程设计，我初步掌握了简单热工控制系统的设计和整定，同时也提高了分析问题解决问题的能力