蒸汽温度控制系统设计
电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统设计答辩稿

控 制 仪 表 的 选 择
主 副 回 路 的 选 择
主 副 调 节 器 选 择
控 制 器 的 选 择
பைடு நூலகம் 控制仪表的选择
控制仪表的主要类型大致分为电动或气动,电动I 型、II型、III型,单元组合仪表或是基地是仪表等。 常用的控制仪表有电动II型、III型。在串级控制系统 中,选用的仪表不同,具体的实施方案也不同。 电动III型和电动II型仪表就其功能来说基本相同, 但是其控制信号不相同,在本设计中选用电动III型仪 表。
电厂锅炉蒸汽温度串级控制系 统设计
指导老师: 姓名: 班级: 学号:
一、课题研究意义
二、锅炉简介
课题研究意义
蒸汽温度是锅炉安全、高效、经济运行的主要参 数,因此对蒸汽温度控制要求严格。过高的蒸汽温 度会造成过热器,蒸汽管道及汽轮机因过大的热应 力变形而毁坏;蒸汽温度过低,又会引起热效率降 低,影响经济运行。 本次课设设计的主要考虑部分是锅炉蒸汽温度 控制系统的设计。主要蒸汽温度与再热蒸汽温度的 稳定对机组的安全经济运行时非常重要的。过热蒸 汽温度控制的任务是维持过热器出口温度在允许的 范围之内,并保护过热器,使其管壁温度不超允许 的工作温度。
串级调节系统的分析
根据在减温水量扰动时,过热蒸汽温度有较大的容积迟延, 而减温器出口蒸汽温度却有明显的导前作用,完全可以构成以减 温器出口蒸汽温度为副参数, 主蒸汽温度为主参数的串级控制系统,系统结构如图3-4所示。 系统中以减温器的喷水为控制手段,在单回路控制主汽温 θ l(即将θ 1作为主信号反馈到调节器,由调节器直接去控制阀 门开度)的基础上增加一个对减温水流量变化反应快的中间温度 信号θ 2作为导前信号,增加一个副调节器,如图8所示的串级控 制信号系统。副调节器根据θ 2信号控制减温水阀,如果有某种 扰动,蒸汽温度θ 2比θ l提早反映,使扰动引起的θ 2波动很快 消除,从而使过热蒸汽温度基本不受影响。热蒸汽温度基本不受 影响。
蒸汽锅炉PID温度控制系统设计

目旳:
对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行分析和设计,而对 锅炉过热蒸汽旳良好控制是确保系统输出蒸汽温度稳 定旳前提。所以本设计采用串级控制系统,这么能够 极大地消除控制系统工作中旳多种干扰原因,使系统 能在一种较为良好旳状态下工作,同步锅炉过热器出 口蒸汽温度在允许旳范围内变化,并保护过热器管壁 温度不超出允许旳工作温度。
调整器接受过热器出口蒸汽温度t变化后,调整器才开始动作, 去控制减温水流量W ,W旳变化又要经过一段时间才干影响到 蒸汽温度t,这么既不能及早发觉扰动,又不能及时反应控制旳 效果,将使蒸汽温度t发生很大旳动态偏差,影响锅炉生产旳安 全和经济运营。
燃烧工况
温度设定值
控制信号
喷水流量
控制器
执行器
过热器
温度变送器
在本设计用到串级控制系统中,主对象为送入负荷设 备旳出口温度,副对象为减温器和过热器之间旳蒸汽 温度,经过控制减温水旳流量来实现控制过热蒸汽温 度旳目旳。
蒸汽锅炉工艺流程及控制要求
蒸汽锅炉工艺流程及控制要求
锅炉是一种具有多输入、多输出且变量之间相互关联 旳被控对象。 过热蒸汽温度控制系统:主要使过热器出口温度保持 在允许范围内,并确保管壁温度不超出工艺允许范围;
被控对象建模
根据在减温水量扰动时,过热蒸汽温度有较大旳容积迟延, 而减温器出口蒸汽温度却有明显旳导前作用,完全能够构成 以减温器出口蒸汽温度为副参数,过热蒸汽温度为主参数旳 串级控制系统
温度设定值
温度主调节器
副调节器
减温水流量
蒸汽流量或者烟
扰动
气热量扰动
阀 门
减温器 2
过热蒸汽温度
过热器 1
温度变送器 温度变送器
再热蒸汽温度pid控制系统设计

再热蒸汽温度pid控制系统设计
要设计一个再热蒸汽温度的PID控制系统,首先需要确定控制的目标是什么。
再热蒸汽温度是指在汽轮机高压缸和低压缸之间再加热后的蒸汽温度。
该温度的控制对于保证汽轮机的运行稳定性和有效性至关重要。
控制系统可以使用PID控制器来实现。
PID控制器由比例(P)、积分(I)和微分(D)3个部分组成。
控制器将当前的温度与设定的目标温度进行比较,然后根据误差来调整再热蒸汽的加热流量。
具体的PID控制器参数需要根据实际情况来确定。
常用的调节方法是试误法,即不断地使用不同的PID参数进行试验,直到得到满意的控制效果。
除此之外,还需要考虑控制器的输出信号如何作用于加热流量控制系统。
通常需要使用执行器、控制阀门等设备来将信号转换成实际的控制作用。
总之,再热蒸汽温度的PID控制系统设计需要考虑多方面的因素,包括控制器参数的确定、控制信号的传递和执行器的配置等等。
只有全面考虑这些因素,才能实现稳定、高效的控制系统。
基于串级PID的火电机组主蒸汽温度控制系统设计

鄢圆园员远 年昌吉学院就业创业项目院转型背景下计算机专业学生就业能力提升的研究曰圆园员苑 年昌吉学院教学研究项目院面向专业岗位群 的应用型人才培养路径研究要 要要以昌吉学院自动化专业为例
100
节器的输出直接作用于执行器遥 所以外回路是定值控制袁内回路
是随动控制遥
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在锅炉运行状况稳定时袁阶跃降低减温水调节阀门开度袁让减
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惰性区传递函数院宰园员 渊泽冤越 员援员圆缘 猿 渊益 辕 皂粤冤
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变送器的传递院酌兹圆越酌兹员越园援员渊灾 辕 益冤袁执行器和调节器的传递 函数院资扎越资滋越员遥
在对控制系统参数进行整定之前袁 在给定值阶跃扰动的作
用下袁建立蒸汽温度控制系统 杂蚤皂怎造蚤灶噪 模型遥 如图 猿尧图 源 所示遥
级调节系统框图遥
图 员 主蒸汽温度串级调节系统图
图 圆 主蒸汽温度串级调节系统框图 砸员渊泽冤原温度设定值曰宰则员渊泽冤原主传递函数曰宰则圆渊泽冤原副调传递 函数曰运在原执行器的比较系数曰运滋原减温水阀的比较系数曰宰月员原减 温水扰动曰宰园员渊泽冤原惰性区对象传递函数曰宰园圆渊泽冤原导前区对象传 递函数曰酌兹员原主气温变送器的斜率曰酌兹圆原导前气温变送器的斜率曰 兹圆原导前区气温曰兹员原主蒸汽温度遥 串级控制系统是由两个调节器控制一个执行器完成定值控 制的控制系统遥 主调节器的输出值作为副调节器的输入值袁副调
摘要院主蒸汽温度是锅炉运作过程中的关键指标袁数值太大尧太小都会威胁到机组的安全性和经济性遥 所以袁如何对蒸 汽温度进行可行高效的调控袁提升燃烧速率袁达到合格标准袁是现如今调节手段的重点遥 采用 孕陨阅 串级控制系统控制电站燃 煤锅炉主汽温遥 同时对主副调节器进行参数整定袁然后借助 酝粤栽蕴粤月 软件工具进行仿真遥 最后得出结论院串级 孕陨阅 控制系 统的各项性能都比较良好遥
锅炉过热蒸汽温度控制系统设计研究毕业设计开题报告

重点解决的问题
主要内容:
1、建立被控对象数学模型。
2、基于单片机设计总体方案,进行PID控制规律的选用与数字化。
3、硬件设计,包括单片机输入信号接口电路、外围电路等。
4、软件设计,包括初始化及主程序、控制程序、A/D和D/A转换程序及其他处理程序。
5利用PROTUES仿真。
重点解决的问题:
锅炉是我国工业生产和生活上应用面最广、数量最多的热力设备,是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备,其产物蒸汽不但可以作为蒸馏、干燥、反应、加热等过程的热源,而且还可以作为驱动设备的动力源。
过热蒸汽温度控制是锅炉控制系统不可缺少的重要组成部分,其性能和可靠性已成为保证锅炉安全性和经济性的重要因素。由于锅炉往往负荷变化大,起停频繁,依靠人工操作很难保证其安全、稳定地在经济工况下长期运行。温度过高,会使蒸汽带水过多,汽水分离差,使后续的过热器管壁结垢,影响了生产安全;温度过低又将破坏部分水冷壁的水循环不能满足工艺要求,严重时会发生锅炉爆炸,从而造成重大事故。因此,工业过程对锅炉控制系统都有很高的要求,在锅炉运行中,保证过热蒸汽的温度在正常的范围内具有非常重要的意义。
完成论文的初稿;
修改、完善毕业设计并送指导老师审阅;
完成论文的PPT文件,准备毕业答辩。
指
导
教
师
意
见
***同学查阅了大量与课题相关的文献资料,对设计意图和课题意义清
楚明确,设计了初步的研究方案,预见了难点和关键问题,并拟定了工作计划,
为开题做了充分准备。目前已达到开题要求,同意开题。
指导教师签名:
年 月 日
1、了解锅炉过热蒸汽的工艺过程,对被控对象进行分析,设计控制方案。
利用DCS的过热汽温系统控制系统设计

利用DCS的过热汽温系统控制系统设计一、集散控制系统分析集散控制系统是以微处理器为基础的集中分散控制系统。
自70年代中期第一套集散控制系统问世以来,集散控制系统己经在工业控制领域得到广泛的应用,越来越多的仪表和控制工程师已经认识到集散控制系统必将成为过程工业自动控制的主流。
集散控制系统的主要特性是它的集中管理和分散控制,而且,随着计算机技术的发展,网络技术己经使集散控制系统不仅主要用于分散控制,而且向着集成管理的方向发展。
系统的开放不仅使不同制造厂商的集散控制系统产品可以互相连接,而且使得它们可以方便地进行数据交换。
DCS集散式温度控制系统图二、DCS系统主要技术指标调研(1)操作员站及工程师站:CPU PⅢ850以上内存128M以上硬盘40G以上软驱 1.44M以太网卡INTEL 100M×2块加密锁组态王加密锁鼠标轨迹球键盘工业薄膜键盘显示器21寸显示器分辨率1280×1024过程控制站:CPU PⅢ850以上内存128M以上硬盘40G以上电子盘8M以上软驱 1.44M以太网卡INTEL 100M×1块串行通讯卡485卡×1块(可选)(2)I/O站技术指标1)EF4000网络EF-4000网络是多主站、双冗余高速网络,通信波特率为312.5K和1.25M可编程;EF4000网络配合EF4000系列测控站(前端),可以完成工业现场各类信号的采集、处理和各类现场对象的控制任务。
EF4000网络的主要技术指标如下:挂网主站数≤31挂网模块数≤100(不带网络中继器),最多240通讯速率 1.25MBPS和312.5KBPS可编程基本传输距离 1.2MBPS时≥500m,312.5KBPS时≥1600m允许中继级数≤4级双网冗余具备两个通信口互为冗余的功能网络通讯方式半双工同步传输介质聚乙稀双绞线网络隔离度≥500Vrms通信物理层全隔离、全浮空、平衡差动传输方式有效传输字节不小于34K字节/S(1.25MBPS通讯速率)2)通讯网卡主要技术参数型号EF-4000网络─ EF4001安装方式计算机PC总线扩展插槽插卡安装尺寸160×75mm宿主计算机具有AT插槽的IBM-PC及其兼容机I/O地址硬件任选100、120、140、160、180、1A0、1C0七种中断向量软件任意设定IRQ3、5、7、10、11、12、15或不使用耗电不大于1W工作方式连续可靠性指标MTBF80000Hr运行环境温度0~60C°,相对湿度≤80%3)模拟量输入前端模块型号EF4101输入通道数16路通道隔离电压400V(峰—峰值)网络隔离度≥500Vrms通道采样时间80mSA/D分辨率17位测量精度〈0.2%被测信号类型T/C、RTD、mV、mA4)模拟量输出前端模块型号EF4601输出通道数6路(全隔离)通道隔离电压500V网络隔离度≥500Vrms电压输出范围-10V ~ +10V电流输出范围0 ~ 20 mA控制精度0.2级5)数字量输入前端模块型号EF4201输入通道数28路通道隔离电压350V网络隔离度≥500Vrms计数速率≤500次/秒(低频通道)计数速率≤8000次/秒(高频通道)事件分辨率1mS(低频通道)计数长度24位(三字节)测频范围0 Hz ~ 8000 Hz(高频通道)6)数字量输出前端模块型号EF4203输出通道数16路(EF4203)通道隔离电压350V网络隔离度≥500Vrms结点开关电流≤100 mA结点开关电压≤350 V结点隔离电压≤350 V结点闭合时间≤0.6 mS结点断开时间≤0.15 ms7)执行器脉冲控制单元输出结点电压≤380 V输出结点电流≤5A系统网络采用国际上通用的Ethernet 网,通信速率为100Mbps,遵循IEEE 802.3协议。
基于模糊理论的蒸汽加热罐温度控制系统的设计

模糊控制方法对猕猴桃果脯生产工艺进行 调控 ,2位高速 3
控制 系统 比单片机 的温度控制系统有了更 高的测量精度和
Ab t c :A c rigt fzysl tnn I du t e t e o ,ol t e p r ue s n l rm D 1 B 0 i sr t c odn z e - ig PD ajs n t d cl c d t ea r i a f S 8 2 a ou fu m m h ee m t g o s
ojc t p rtr w l I h s h r c nr ep n et e a ds a vrh o be t e ea e e .t a o o t l so s m ,n m l oes o t m u 1 s t or i l .
Ke y wor ds: se m e t a ta h ai c n;c n rls se ;e e de ng o to y tm mb d d; DS1 20;f zy s l-unng P D 8B u z eft i I
0 引 言
超温 报 警 等 外 围 电 路 实 现。加 热 罐 的 温 度 由 传 感 器
D 1 B 0检测 , S8 2 通过微 控制器一方 面将温度经 L D显示 出 C 来; 另一方面将该 温度值 与被 控制值 ( 由键 盘输入 的设 定
蒸汽加热罐是猕猴桃果 脯制作过程 中的关 键设备 , 果
18 1
传感器与微系统 ( rnd cr n ir yt eh o g s Tasue dM c ss m T cnl i ) a o e oe
21 02年 第 3 l卷 第 2期
基 于模 糊 理 论 的蒸汽 加热 罐 温 度 控 制 系统 的设 计
锅炉过热蒸汽温度控制系统的设计与仿真

低(5~IO) ̄C,效率就降低约 1%,因此严格 控制过热汽温在给定值 间 r约为 20s,具有较 良好的动态特性。但实际运行 中,蒸汽负荷
附近是大型火电机组运行 的重要任务之一[1J。
是变化的,因此不宜用来控制过热汽温 。
过热蒸汽温度控制 中,被控对象具 有非 线性 、时变性 、滞后 2-2 烟气传 热量扰 动的动态 特性
monitored control system is developed by Kingview.Th e results show that t he FUZZY-PID con troller not only improves the
system of nonlinear,time variability and ce , 桫 processing capacity,but also has better se L adaptive ca pa city a nd
第 4期 2016年 4月
机 械 设 计 与 制 造
Machinery Design & Manufacture
265
锅 炉过 热 蒸 汽 温度控 制 系统 的设 计 与仿 真
刘丽桑 ,张锦 枫
(福建工程学院 福建省数字化装备重点实验室 ,福建 福州 350118)
摘 要 :过热蒸汽温度 的高低直接影响着火电机组的安全性和经济性 。由于过 热蒸汽温度对象具有非线性 、时变等复杂 特 性 ,设 计了一种采用模糊 PID控制策略 的串级控制方案 ,分析 了锅炉过热蒸汽温度在 不同扰动作 用下的动 态特 性 ,设 计 了 FUZZY—PID控制 器,对 PID控制器参数进行 了整定,并对 FUZZY-PID控制器和常规控制器的控制效果进行 了仿真 比较 ,最后利用组态王 Kingview开发 了相应的过热蒸汽温度监控 系统。结果表明 ,FUZZY—PID自适应能力强 ,提高 了系 统对非线性、时变性和不确定性等的处理能力,改善 了控 制效果 ,具有更好的动态特性。 关键词 :过热蒸汽 ;温度控制;FUZZY-PID;串级控制 ;Kingview 中图分类号 :TH16;TP368.1;TK3 文献标识码 :A 文章编 号:1001—3997(2016)04—0265—03
过程控制工程课程设计-锅炉过热蒸汽温度控制系统-要求保证过热蒸汽温度稳定

注:目录没弄……;附图我另传,要的进我文库下摘要过热蒸汽温度的扰动来源很多,蒸汽流量、燃烧工况、进入过热器蒸汽的热焙、流经过热器的烟气温度和流速等的变化都会使过热蒸汽温度发生变化。
而有些扰动间又相互影响,使对象动态过程变得复杂。
但归纳起来,主要有三种扰动:蒸汽量、烟气量和减温水量。
本文是针对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行的分析和设计。
控制系统采用串级控制来控制减温器喷水量以提高系统的控制性能。
喷水减温作为调节汽温的手段,根据汽温偏差来改变喷水量。
通过使用该系统,可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化,并保护过热器营壁温度不超过允许的工作温度。
关键字:扰动来源过热蒸汽控制串级控制系统调节手段1、生产工艺介绍1.1 锅炉设备介绍锅炉是工业过程必不可少的重要动力设备,它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源,又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。
随着工业生产规模的不断扩大,作为动力和热源的过滤,也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。
锅炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和称呼,工艺流程多种多样,常用的锅炉设备的蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成。
燃料与空气按照一定比例送入锅炉燃烧室燃烧,生成的热量传递给蒸汽发生系统,产生饱和蒸汽,经过过热器形成过热蒸汽,在汇集到蒸汽母管。
过热蒸汽经负荷设备控制,供给负荷设备用,于此同时,燃烧过程中产生的烟气,除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外,还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气,最后经引风送往烟囱排空。
锅炉设备主要工艺流程图锅炉设备的控制任务是根据生产负荷的需要,供应一定压力或温度的蒸汽,同时要使锅炉在安全、经济的条件下运行。
按照这些控制要求,锅炉设备将有如下主要的控制系统:①供给蒸汽量适应负荷变化需要或保持给定负荷。
②锅炉供给用汽设备的蒸汽压力保持在一定范围内。
③过热蒸汽温度保持在一定范围。
④汽包水位保持在一定范围内。
锅炉过热蒸汽温度控制系统设计

锅炉过热蒸汽温度控制系统设计一、系统结构设计:测量元件:可选择蒸汽温度传感器,将锅炉内蒸汽的温度信号转换为电信号,反映蒸汽温度的变化,常用的传感器有热电偶和热电阻。
执行元件:通常选择调节阀门作为执行元件,根据来自控制器的控制信号,调节阀门的开度,控制蒸汽流量,进而调节蒸汽温度。
控制器:根据测量元件获取到的蒸汽温度信号,通过内部算法进行计算,得到相应的控制信号,将该信号传输给执行元件,使其根据控制信号,控制阀门的开度,从而实现对蒸汽温度的控制。
二、控制原理设计:控制原理决定了系统的稳定性和控制精度。
通常采用PID控制算法,对温度进行控制。
P(比例)控制:根据蒸汽温度与设定值之间的偏差,以比例的方式控制执行元件,提供调节信号,使得蒸汽温度逐渐接近设定值。
I(积分)控制:通过检测蒸汽温度实际值与设定值之间的积分误差,增加控制量的变化率,使其更快地接近和稳定在设定值附近。
D(微分)控制:通过检测蒸汽温度实际值的变化斜率,预测温度变化的趋势,并作出相应的调整,避免温度波动过大。
三、调节器及阀门选型:为了使温度控制更加准确和稳定,调节器和阀门的选型也很重要。
调节器:根据控制要求,选择具有一定控制精度和稳定性的调节器。
常见的调节器有PID调节器、模糊控制器等。
阀门:选用具有快速响应、调节精度高、可靠性强的阀门。
锅炉过热蒸汽温度控制系统中常见的阀门类型有电动调节阀和气动调节阀。
根据系统的操作要求和工艺流程,选择适合的阀门类型,并确保其具有良好的密封性和耐高温性能。
除了以上设计方面的考虑,还应注意系统的安全性和可靠性。
应配备相应的安全阀和过热保护装置,避免锅炉过热引发危险事故。
同时,锅炉过热蒸汽温度控制系统应进行合理的备份和冗余设计,确保系统在故障或异常情况下仍能维持正常运行。
综上所述,锅炉过热蒸汽温度控制系统的设计需要考虑系统结构、控制原理、调节器及阀门的选型等多个因素,从而实现锅炉蒸汽温度的精确控制,确保系统的安全性和稳定性。
锅炉过热蒸汽温度控制系统课程设计

锅炉过热蒸汽温度控制系统课程设计过程控制课程设计说明书——锅炉过热蒸汽温度控制系统院系:化工学院化工机械系班级:10自动化(1)姓名:李正智学号:1 0 2 0 3 0 1 0 1 6日期:2013/12/2-2013/12/15指导老师:王淑钦老师引言蒸汽温度是锅炉安全、高效、经济运行的主要参数,因此对蒸汽温度控制要求严格。
过高的蒸汽温度会造成过热器、蒸汽管道及汽轮机因过大的热应力变形而毁坏;蒸汽温度过低,又会引起热效率降低,影响经济运行。
锅炉控制现场环境恶劣,采用传统的基于模拟技术的控制器、仪器仪表或单片机,不仅结构比较复杂,效率比较低,并且可靠性也不高。
本次课程设计的主要目的是锅炉蒸汽温度控制系统的设计。
蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器。
锅炉汽温控制系统主要包括过热蒸汽和再热蒸汽温度的调节。
主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。
过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内,并保护过热器,使其管壁温度不超过允许的工作温度。
过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点,过热蒸汽温度过高或过低,对锅炉运行及蒸汽设备是不利的。
蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降,以至烧坏过热器的高温段,严重影响安全。
一般规定过热器的温度与规定值的暂时偏差不超过±10℃,长期偏差不超过±5℃【1】。
如果过热蒸汽温度偏低,则会降低电厂的工作效率,同时使汽轮机后几级的蒸汽湿度增加,引起叶片磨损。
据估计,温度每降低5℃,热经济性将下降约1%;且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高,甚至使之带水,严重影响汽轮机的安全运行。
一般规定过热汽温下限不低于其额定值10℃。
通常,高参数电厂都要求保持过热汽温在540℃的范围内。
由于汽温对象的复杂性,给汽温控制带来许多的困难,其主要难点表现在以下三个方面:(1)影响汽温变化的因素很多,例如,蒸汽负荷、减温水量、烟气侧的过剩空气系数和火焰中心位置、燃料成分等都可能引起汽温变化。
蒸汽加热反应釜控制系统的设计

蒸汽加热反应釜控制系统的设计蒸汽加热反应釜是一种常用于工业生产中的反应器,其特点是能够通过蒸汽加热的方式,使反应釜中的物质得到加热,从而实现反应的进行。
为了保证反应釜的稳定运行,需要设计一个可靠的控制系统,下面具体介绍蒸汽加热反应釜控制系统的设计。
一、系统功能需求蒸汽加热反应釜的控制系统需要实现以下功能:1.测量和控制反应釜内的温度,保证反应釜内的物质能够达到设定温度。
2.根据反应釜所需温度和反应速率等参数,自动调节蒸汽阀门的开启程度。
3.根据反应釜内的压力变化,自动控制蒸汽阀门的开启程度,保证反应釜内的压力在安全范围内。
4.提供手动操作模式,方便维护和检修反应釜。
二、系统硬件设计1.硬件组成蒸汽加热反应釜的控制系统由下列硬件组成:①温度传感器:用于探测反应釜内的温度变化。
②控制器:接收温度传感器的信号,计算蒸汽阀门的开度,并控制蒸汽阀门的开合。
③蒸汽阀门:控制蒸汽的流量,实现加热反应釜内的物质。
④压力传感器:用于探测反应釜内的压力变化。
2.控制器选型选择适合的控制器对于系统的稳定性和可靠性至关重要。
蒸汽加热反应釜控制系统可以采用PID控制器或者高级控制器。
PID控制器是较为经济实用的控制器,适用于工业控制领域的大多数应用场合。
高级控制器性能更加强大,能够调整更多的工艺参数,但是价格较高。
三、系统软件设计蒸汽加热反应釜的控制系统需要一个可靠的软件来实现温度和压力的监控和调节。
1.温度检测和控制温度传感器将反应釜内的温度变化转换为电信号,并经过处理后传给控制器。
控制器计算出蒸汽阀门的开度,并将蒸汽信号发送给蒸汽阀门,实现对反应釜内温度的控制。
在软件设计中,可以通过调节PID参数来实现温度控制。
需要注意的是,这些参数需要根据具体工艺来进行调整,以实现最佳的温度控制效果。
2.压力检测和控制压力传感器将反应釜内的压力变化转换为电信号,并经过处理后传给控制器。
控制器通过比较实际压力和预设压力的大小,调节蒸汽阀门的开合程度,以保证反应釜内的压力变化在安全范围内。
锅炉蒸汽温度的广义智能控制系统设计与应用

关键 词 :状 态反馈 ; 态特 性 ; 线性 ; 义智 能控 制 动 非 广 中 图分类号 : P2 4 文献标 识码 : 文章 编号 :6 1—7 4 (0 0 0 T 7 A 17 17 2 1 )4—0 5 4 9—0 7
A p i a i n nd De i n o G e r lz d I e lge n r lSy t m plc to a sg n ne a i e nt li ntCo t o se
Abs r c : e c n r d c i n o p e ne sa d sa lt Sa d f c l o e i a e o o r lt e r t a t Th o ta i to fs e di s n t biiy i i u tpr bl m n f e fc nto h o y i su n c nto s se t dy a d o r l y t m de i n t l i s The a e t k s i - a i n . g e ti ri a sg a a I me . t p p r a e tme v ra t r a -ne ta nd
d s g t o a e b e r v n b s d o i l t n t ssa d e f c f n i e rn r c i ei o l r e i n me h d h v e n p o e a e n smu a i t n f t g n e i g p a t b i o e e o e c n e
o ie t a m pe a ur f Bo l r S e m Te r t e
H AN Zho — U,YAN ng X Cuihu — i
( o e uo t a o e at e t C iaE etcP w r eerhIs tt, e ig10 9 ,C ia Pw r t A mai t nD pr n , hn lc i o e sac tue B in 0 12 hn ) zi m r R ni j
电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统设计

本科毕业设计论文题目电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统设计专业名称学生姓名指导教师毕业时间毕业设计任务书一、题目电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统设计二、指导思想和目的要求通过毕业设计使学生对所学自动化基本知识和专业理论加深理解,掌握工业生产过程控制系统设计和仿真的基本方法,培养独立开展设计工作的能力。
要求在毕业设计中:1.分析研究火力发电厂锅炉蒸汽温度控制要求,特点及控制系统设计方法,设计电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统,达到要求的主要技术指标;2.开展控制系统方案论证,建立系统数学模型,进行温度控制系统分析;3.设计串级控制系统控制规律,进行参数整定;4.进行数学仿真,验证设计;5.撰写毕业设计论文。
三、主要技术指标1.350MW机组锅炉过热蒸汽温度保持在00C±;5505在减温水流量变化时,锅炉过热蒸汽温度控制系统能稳定运行,衰减系数9.0ϕ;=75~.02.过程动态性能指标为:1)温度波动最大偏差不超过04C;2)过渡过程时间不大于min2;3. 锅炉稳定运行时,过热蒸汽温度应在给定值的02C范围内四、进度和要求1.1-3周:收集查阅资料;2.4-6周:完成总体方案设计和建模;3.7-8周:完成系统分析和控制规律设计;4.9-11周:完成仿真验证及修改;5.12-13周:完成毕业设计论文.五、主要参考书及参考资料⑴金以慧等,《过程控制》,清华大学出版社,2000年;⑵张栾英,孙万云,《火电厂过程控制》,中国电力出版社,2004年;⑶于希宁,刘红军,《火电场自动控制理论》,中国电力出版社,2004年.学生指导教师系主任电厂锅炉温度串级控制系统设计摘要本文是针对锅炉蒸汽温度控制系统进行的分析和设计,而对锅炉蒸汽的良好控制是保证系统输出蒸汽温度稳定的前提,所以本系统采用串级控制系统,这样可以极大的消除控制系统工作中的各种干扰因素,是系统能在一个较为良好的状态下工作,同时锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化,并保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。
电厂锅炉蒸汽温度导前微分控制系统设计答辩稿

微分器的数学模型为 G(s) 37e4s /(74s 1)
等效为串级控制系统 simulink图Βιβλιοθήκη 等效为串级控制系统的响应曲线
调节器参数调整后的Simulink图
调节器参数调整后的仿真图
调节器加扰动的Simulink图
首先,我要衷心感谢我的指导老师金文凯老师,没有金老师的悉心指导, 我也不会这么顺利的完成我的毕业设计。其次,
论文题目:
电厂锅炉蒸汽温度导前微分控制系 统设计
指导教师:
班级: 学生: 学号:
第一章 选题的意义和导前微分 控制系统的简介
一、选题的意义
二、导前微分控制系统的简介
一、选题的意义
本次课设设计的主要考虑部分是锅炉 蒸汽温度控制系统的设计。蒸汽过热系 统包括一级过热器、减温器、二级过热 器。锅炉汽温控制系统主要包括过热汽 和再热蒸汽温度的调节。
主调节器加扰动的仿真图
总结
一、我完成了金文凯老师给我布置 的毕业设计任务
二、设计的仿真实现了系统具有很 强的抗干扰能力,当有扰动进入系 统中时,系统能够快速的做出反应, 消除干扰,保证系统的主蒸汽温度 稳定,使得系统安全、高效运行。
致谢
我要衷心感谢我的指导老师金文凯 老师,没有金老师的悉心指导,我 也不会这么顺利的完成我的毕业设 计。其次,感谢帮助过我的那些同 学。谢谢你们
二、温度变送器的选择
本次设计选用电动III型仪表与II 型仪表相比 操作、维护更为方便 简捷,同时仪表还有较完善的跟踪、 保持电路,使得手动切换更为方便, 随时都可以进行转换,而且保证无 干扰。
三、温度传感器的选择
本次设计选择的温度传感器是2K型 热电偶,2 K型热电偶具有线性好, 热电动势较大,灵敏度高,稳定性 和均匀性好,抗氧化性能强,价格 便宜等优点,能用于氧化性惰性气 氛中。
汽温控制系统

1 蒸汽温度控制系统设计1.1 控制系统任务保证机组的安全经济运行,要求主蒸汽温度为设定值。
过热汽温调节的任务是维持过热器出口蒸汽温度再允许范围内,并且保护过热器,使管壁温度不超过允许的工作温度。
过热温度过高,可能造成过热器、蒸汽管道和汽轮机的高压部分金属损坏,因而过热温度的上限不应超过额定值5C 。
过热蒸汽温度过低,又会降低全厂的热效率并影响汽轮机的安全经济运行,因而过热汽温的下限一般不低于额定值10C 。
过热汽温的额定值通常在500C 以上。
1.2 控制系统构成控制系统的构成,主要由被控对象——过热器管道,执行机构——执行器(电动喷水阀门),检测变送组件——热电偶或温度变送器,控制系统核心部件——调节器(电动控制器)组成。
其中,被调量(测量值)——主汽温度,调节量(控制信号)——喷水流量,干扰信号——炉膛燃烧情况。
1.3 控制系统结构框图图1-1汽温控制系统结构框图1.4 控制过程简要分析当主汽温度的测量值等于设定值时,喷水阀门不动,系统处在动态平衡状态。
此时,若炉膛燃烧情况发生变化,使汽温上升,造成给定值和测量值产生偏差,则偏差信号经过控制器的方向性判断及数学运算后,产生控制信号使喷水阀门以适当形式打开,喷水量增加。
测量值最终回到设定值,系统重新回到平衡状态。
2 控制系统工作原理系统中有两个调节器,构成两个闭环回路。
内回路祸福回路,包括控制对象、副参数变送器、副调节器、执行器和喷水阀,它的任务是尽快消除减水温度的干扰,在调节过程中起初调作用;外回路或主回路,包括主对象、主参数变送器、主调节器、副回路,其作用是保持过热器出口汽温等于给定值。
主调节器接受被控量出口汽温以及给定值信号,主调的输出给定汽温与喷水减温器出口汽温共同作为副调节器输入,副调节器输出汽温信号控制执行机构位移,从而控制减温水调节阀门的张开闭合程度。
当炉膛燃烧剧烈,过热器管道过热,有喷水量的自发性增加造成干扰,如果不及时加以调节,出口温度将会降低,但因为喷水干扰引起的汽温降低快于出口汽温的降低,温度测量变送器输出的汽温信号会降低,副调节器输出也降低,通过执行器使喷水阀门开度减少,则喷水量降低,使扰动引起的汽温变化波动很快消除,从而使主汽温基本上不受影响。
火电厂锅炉过热汽温控制系统设计解读

摘要过热蒸汽温度控制系统是单元机组不可缺少的重要组成部分,其性能和可靠性已成为保证单元机组安全性和经济性的重要因素。
过热蒸汽温度较高时,机组热效率则相对较高,但过高时,汽机的金属材料又无法承受,气温过低则影响机组效率。
过热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行非常重要,所以对其控制有较高的要求。
但是由于过热蒸汽温度是一个典型的大迟延、大惯性、非线性和时变性的复杂系统,本次设计采用串级控制以提高系统的控制性能,在系统中采用了主控-串级控制的切换装置,使系统可以适用于不同的工作环境。
通过使用该系统,可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化,并保护过热器营壁温度不超过允许的工作温度。
关键词:过热蒸汽温度,减温水,串级控制系统,PIDAbstractThe superheated steam temperature control system is an important and indispensable unit aircrew part, its performance and reliability has become ensure safety and economic behavior of the unit aircrew important factors. The superheated steam temperature is higher, the thermal efficiency is relatively high, but is high, the metal materials and the turbine unable to bear, the temperature is too low will influence the unit efficiency. The superheated steam temperature stability of the unit safe and economic operation is very important, so for the control have higher requirements. But because the superheated steam temperature is a typical time-delayed, large inertia, nonlinear and changeable complex system, this design USES the cascade control in order to improve the control performance of the system, in the system by the master-cascade control of switching device, make the system can be used in different working environment. By using this system, can make the boiler overheating export steam temperature in allowed within the scope of the change, and the protection of superheater wall temperature not more than allow the camp of working temperature.Key words: the superheated steam temperature, reduce warm water, cascade control system, PID目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 选题的背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 本次设计的目的 (3)1.4 本次设计所做的工作 (3)2 汽温控制系统的组成与对象动态特性 (4)2.1汽温调节的概念和方法 (4)2.1.1 从蒸汽侧调节汽温 (4)2.1.2 从烟气侧调节汽温 (6)2.2过热器的分类及其基本结构 (8)2.2.1 过热器的分类 (8)2.2.2 过热器的基本结构 (11)2.3 过热蒸汽温度控制系统的基本结构和工作原理 (12)2.3.1 过热器一级减温控制系统 (12)2.3.2 过热器二级减温控制系统 (13)2.4 过热蒸汽温度控制对象的动静态特性 (15)2.4.1 静态特性 (15)2.4.2 动态特性 (15)3 过热汽温控制系统的基本方案 (19)3.1 串级汽温控制系统 (19)3.2 串级控制系统的基本结构和原理 (19)3.3 串级汽温控制系统的设计 (21)3.4 串级汽温控制系统的整定 (22)4 器件的选型 (25)4.1 温度检测变送器的选择 (25)4.2 控制器的选型 (27)4.3 执行器的选型 (28)4.4 阀门定位器的选型 (29)5 主蒸汽温度控制系统的仿真和改进 (31)5.1 串级PID系统仿真 (31)5.2 基于Smith预估计补偿器的串级汽温控制系统 (34)5.3 基于改进型Smith预估器的串级汽温控制系统 (38)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (45)附录A (45)1 绪论1.1 选题的背景及意义过热汽温的控制就是维持过热出口蒸汽温度在允许范围内,并且保护过热器,使管壁温度不超过允许的工作温度。
过程控制课程设计600MW超临界直流锅炉主汽温控制系统-主汽温控制-.

课程设计报告(2013—2014年度第二学期)名称:过程控制技术与系统题目:600MW超临界直流锅炉主汽温控制系统院系:控制与计算机工程学院班级:姓名:学号:设计周数: 1 周日期: 2014 年6月30日《过程控制》课程设计任务书一、目的与要求“过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。
通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写,培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识,完成工程师基本技能训练。
二、主要内容1.根据对被控对象进行的分析,确定系统自动控制结构,给出控制系统原理图;2.根据确定控制设备和测量取样点和调节机构,绘制控制系统工艺流程图(PID图);3.根据确定的自动化水平和系统功能,选择控制仪表,完成控制系统SAMA图(包括系统功能图和系统逻辑图);4.对所设计的系统进行仿真试验并进行系统整定;5.编写设计说明书。
三、进度计划四、设计(实验)成果要求1.绘制所设计热工控制系统的SAMA图;2.根据已给对象,用MATABL进行控制系统仿真整定,并打印整定效果曲线;3.撰写设计报告五、考核方式提交设计报告及答辩学生姓名:简一帆指导教师:张建华2014年 6月 30 日一、课程设计目的与要求1. 通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写,培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识,完成工程师基本技能训练。
2. 掌握过程控制系统设计的两个阶段:设计前期工作及设计工作。
2.1设计前期工作(1)查阅资料。
对被控对象动态特性进行分析,确定控制系统的被调量和调节量。
(2)确定自动化水平。
包括确定自动控制范围、控制质量指标、报警设限及手自动切换水平。
(3)提出仪表选型原则。
包括测量、变送、调节及执行仪表的选型。
2.2设计工作(1)根据对被控对象进行的分析,确定系统自动控制结构,给出控制系统原理图。
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控制系统课程设计题目:蒸汽温度控制系统设计系别:电气工程系专业:自动化姓名:学号:指导教师:河南城建学院2013年01月11 日摘要本文是针对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行的分析和设计。
控制系统采用串级控制以提高系统的控制性能,在系统中采用了主控-串级控制的切换装置,使系统可以适用于不同的工作环境。
通过使用该系统,可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化,并保护过热器营壁温度不超过允许的工作温度。
关键字:过热蒸汽控制串级控制系统自动控制主控-串级切换目录1 生产工艺介绍 (1)1.1 蒸汽过热系统的控制 (1)2控制原理简介 (1)2.1控制方案选择 (2)2.1.1单回路控制方案 (2)2.1.2串级控制方案 (2)2.2 串级控制方案论证 (3)3 控制系统设计 (4)3.1 系统控制参数确定 (4)3.1.1 主变量的选择 (4)3.1.2副变量的选择 (5)3.1.3操纵变量的选择 (5)3.2 调节阀的选择 (5)3.3 控制器设计 (6)3.3.1 控制器控制规律的选择 (6)3.3.2 控制器正、反作用选择 (6)3.3.3 控制器的电路实现 (7)4 控制仪表的选择 (7)5 系统控制流程图 (8)6 总结体会 (8)6.1 设计总结 (8)6.2 心得体会 (8)参考文献 (10)蒸汽温度控制系统设计1 生产工艺介绍1.1 蒸汽过热系统的控制蒸汽过热系统则是锅炉系统安垒正常运行,确保蒸汽品质的重要部分。
本设计主要考虑的部分是锅炉过热蒸汽系统的控制。
蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器。
控制任务是使过热器出口温度维持在允许范围内,并保护过热器时管壁温度不超过允许的工作温度。
过热蒸汽温度过高或过低,对锅炉运行及蒸汽用户设备都是不利的,过热蒸汽温度过高,过热器容易损坏,汽轮机也因内部过度的热膨胀而严重影响安全运行;过热温度过低,一方面使设备的效率降低,同时使汽轮机后几级的蒸汽湿度增加,引起叶片磨损,所以必须把过热器出口蒸汽的温度控制在规定范围内。
锅炉过热蒸汽系统主要由一级过热器、减温器和二级过热器组成,在锅炉生产过程中,过热蒸汽温度是整个汽水通道中最高的温度。
过热器温度过高将导至过热器损坏,同时还会危及汽轮机的安全运行。
过热器温度过低则将使设备效率降低,影响经济指标。
影响过热蒸汽温度的因素很多,其中主要的有:过热器是一个多容且延迟较大的惯性环节,设备结构设计与控制要求存在若矛盾,各种扰动因素之闻相互影响,如蒸汽量、燃烧工况、锅炉给水温度、进入过热蒸汽的热焓,流经过热器的烟气温度及流速的变化等。
而对各种不同的扰动,过热蒸汽温度的动态特性也各不相同。
因此,过热蒸汽温度控制的主要任务就是:(1) 克服各种干扰因素,将过热器出口蒸汽温度维持在规定允许的范围内,从而保持蒸气品质合格:(2) 保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。
本设计主要以控制减温水流量的变化来阐述对过热蒸汽温度的自动调节。
2控制原理简介随着控制理论的发展,越来越多的智能控制技术,如自适应控制、模型预测控制、模糊控制、神经网络等,被引入到锅炉过热蒸汽温度控制中。
但这些控制技术主要是为了改善和提高控制系统的控制品质,并没有从引起过热蒸汽温度波动的源头入手。
通常,烟气温度过高是引起过热蒸汽温度过高的主要原因。
一般,过热蒸汽温度在烟气扰动下延迟较小,而在减温水量扰动下延迟较大,这种特性将使过热蒸汽温度的控制滞后。
2.1控制方案选择2.1.1单回路控制方案在运行过程中。
改变减温水流量,实际上是改变过热器出口蒸汽的热焙,亦改变进口蒸汽温度,如下图所示。
从动态特性上看,这种调节方法是最不理想的,但由于设备简单,因此,应用得最多。
减温器有表面式和喷水式两种。
减温器应尽可能地安装在靠近蒸汽出口处,但一定要考虑过热器材科的安全问题,这样能够获得较好的动态特蛀。
但作为控制对象的过热器,由于管壁金属的热容量比较大,使之有较大的热惯性。
加上管道较长有一定的传递滞后,如果用下图所示的控制系统,调节器接受过热器出口蒸汽温度t 变化后,调节器才开始动作,去控制减温水流量w .w 的变化又要经过一段时向才能影响到蒸汽温度t 这样,既不能及早发现扰动,又不能及时反映控制的效果,将使蒸汽温度t 发生不能允许的动态偏差。
影响锅炉生产的安全和经济运行。
M入口蒸汽过热器减温器调节器减温水出口蒸汽温度图2-1 改变减温水量控制蒸汽温度系统实际中过热蒸汽控制系统常采用减温水流量作为操纵变量,但由于控制通道的时间常数及纯滞后均较大,组成单回路控制系统往往不能满足生产的要求。
因此常采用串级控制系统,减温器出口温度为副参数,以提高对过热蒸汽温度的控制质量。
2.1.2串级控制方案过热器出口蒸汽温度串级控制系统的方框图如下图所示。
采用两级调节器,这两级调节器串在一起,各有其特殊任务,调节阀直接受调节器1的控制,而调节器1的给定值受到调节器2的控制,形成了特有的双闭环系统,由副调节器调节器和减温器出口温度形成的闭环称为副环。
由主调节器和主信号—出口蒸汽温度,形成的闭环称为主环,可见副环是串在主环之中。
M入口蒸汽过热器减温器调节器2减温水出口蒸汽温度调节器1温度变送器温度变送器图2-2 过热蒸汽温度串级调节系统原理图调节器2称主调节器,调节器1称为副调节器。
将过热器出口蒸汽温度调节器的输出信号,不是用来控制调节阀而是用来改变调节器2的给定值,起着最后校正作用。
串级系统是一个双回路系统,实质上是把两个调节器串接起来,通过它们的协调工作,使一个被控量准确地保持为给定值。
通常串级系统副环的对象惯性小,工作频率高,而主环惯性大,工作频率低。
为了提高系统的控制性能,希望主副环的工作频率相差三倍以上,以免频率相近时发生共振现象面破坏正常工作。
串级控制系统可以看作一个闭合的副回路代替了原来的一部分对象,起了改善对象特征的作用。
除了克服落在副环内的扰动外,还提高了系统的工作频率,加快过渡过程。
串级控制由于副环的存在,改善了对象的特性,使等效副对象的时间常数减小,系统的工作频率提高。
同时,由于串级系统具有主、副两只控制器,使控制器的总放大倍数增大,系统的抗干扰能力增强,因此,一般来说串级控制系统的控制质量要比单回路控制系统高。
在炉温过热蒸汽温度控制系统中,为了获得更好的控制精度,所以采用串级控制系统以得到良好的控制特性。
2.2 串级控制方案论证串级控制是随着工业的发展,新工艺不断出现,生产过程日趋强化,对产品质量要求越来越高,简单控制系统已不能满足工艺要求的情况下产生的。
主调节器副调节器调节阀副对象主对象副变送器主变送器给定副参数主参数二次扰动一次扰动--图2-3 串级控制系统方框图 由上图可知,主控制器的输出即副控制器的给定,而副控制器的输出直接送往控制阀。
主控制器的给定值是由工艺规定的,是一个定制,因此,主环是一个定值控制系统;而副控制器的给定值是由主控制器的输出提供的,它随主控制器输出变化而变化,因此,副环是一个随动控制系统。
串级控制系统中,两个控制器串联工作,以主控制器为主导,保证主变量稳定为目的,两个控制器协调一致,互相配合。
若干扰来自副环,副控制器首先进行“粗调”,主控制器再进一步进行“细调”。
因此控制质量优于简单控制系统。
串级控制有以下优点① 由于副回路的存在,减小了对象的时间常数,缩短了控制通道,使控制作用更加及时;② 提高了系统的工作频率,使振荡周期减小,调节时间缩短,系统的快速性增强了; ③ 对二次干扰具有很强的克服能力,对客服一次干扰的能力也有一定的提高;④ 对负荷或操作条件的变化有一定的自适应能力。
一般来说,一个设计合理的串级控制系统,当干扰从副回路进入时,其最大偏差将会较小到控制系统的1001~101,即便是干扰从主回路进入,最大偏差也会缩小到单回路控制系统的51~31。
但是,如果串级控制系统设计得不合理,其优越性就不能够充分体现。
因此,串级控制系统的设计合理性十分重要。
3 控制系统设计3.1 系统控制参数确定3.1.1 主变量的选择串级控制系统选择主变量时要遵循以下原则:在条件许可的情况下,首先应尽量选择能直接反应控制目的的参数为主变量;其次要选择与控制目的有某种单值对应关系的间接单数作为主变量;所选的主变量必须有足够的变化灵敏度。
综合以上原则,在本系统中选择送入负荷设备的出口蒸汽温度作为主变量。
该参数可直接反应控制目的。
3.1.2副变量的选择副回路的设计质量是保证发挥串级系统优点的关键。
副变量的选择应遵循以下原则:①应使主要干扰和更多的干扰落入副回路;②应使主、副对象的时间常数匹配;③应考虑工艺上的合理性、可能性和经济型综合以上原则,选择减温器和过热器之间的蒸汽温度作为副变量。
3.1.3操纵变量的选择工业过程的输入变量有两类:控制变量和扰动变量。
其中,干扰时客观存在的,它是影响系统平稳操作的因素,而操纵变量是克服干扰的影响,使控制系统重新稳定运行的因素。
操纵变量的基本原则为:①选择对所选定的被控变量影响较大的输入变量作为操纵变量;②在以上前提下,选择变化范围较大的输入变量作为控制变量,以便易于控制;③在①的基础上选择对被控变量作用效应较快的输入变量作为控制变量,使控制系统响应较快;综合以上原则,选择减温水的输入量作为操纵变量。
3.2 调节阀的选择在本系统中,调节阀是系统的执行机构,是按照控制器所给定的信号大小和方向,改变阀的开度,以实现调节流体流量的装置。
调节阀的口径的大小,直接决定着控制介质流过它的能力。
为了保证系统有较好的流通能力,需要使控制阀两端的压降在整个管线的总压降中占有较大的比例。
调节阀的开、关形式需要考虑到以下几种因素:①生产安全角度:当气源供气中断,或调节阀出故障而无输出等情况下,应该确保生产工艺设备的安全,不至发生事故;②保证产品质量:当发生控制阀处于无源状态而恢复到初始位置时,产品的质量不应降低;③尽可能的降低原料、产品、动力损耗;④从介质的特点考虑。
综合以上各种因素,在锅炉过热蒸汽控制系统中,调节阀选择气开阀。
调节阀的流量特性的选择,在实际生产中常用的调节阀有线性特性、对数特性和快开特性三种,在本系统中调节阀的流量特性选择线性特性。
阀门定位器的选用,阀门定位器是调节阀的一种辅助装置,与调节阀配套使用,它接受控制器来的信号作为输入信号,并以其输出信号去控制调节阀,同时将调节阀的阀杆位移反馈到阀门定位器的输入端而构成一个闭环随动系统,阀门定位器可以消除阀膜头和弹簧的不稳定以及各运动部件的干摩擦,从而提高调节阀的精度和可靠性,实现准确定位;阀门定位器增大了执行机构的输出功率,减少了系统的传递滞后,加快阀杆的移动速度;阀门定位器还可以改变调节阀的流量特性。
3.3 控制器设计由上文论述可知,系统的控制结构选择串级控制。