【正文】 )(),( 0tete ABAB 為導(dǎo)體 A、 B在接點(diǎn)溫度為 t、 0t 式形成的電動(dòng)勢(shì)， 0, AtAtUU 分別為導(dǎo)體 A在接點(diǎn)溫度為 t、 0t 式的電壓； 0, AtAtUU 分別為導(dǎo)體 B在接點(diǎn)溫度為 t、 0t 式的電壓。這樣，導(dǎo)體兩端便產(chǎn)生了電位差，我們將電位差稱為溫度電動(dòng)勢(shì)，溫差電動(dòng)勢(shì)的大小取決與導(dǎo)體的材料及兩端的溫度，如下所示： 0000( ),( ),BtBtBAtAtA UUtte UUtte ?? ?? 式 () 式中， ),(),( 00 ttette BA 分別為導(dǎo)體 A和 B 在溫度為 t和0t時(shí)形成的電動(dòng)勢(shì)。要求在規(guī)定的緯度測(cè)量范圍列使用時(shí)不產(chǎn)身真發(fā)現(xiàn)象 ,有良好的化學(xué)穩(wěn)定性 ,抗氧化和抗還原性能 . b、種類 我國(guó)生產(chǎn)的符號(hào) IEC標(biāo)準(zhǔn)的熱電偶有六種： 鉑銠 30— 鉑銠 6 熱電偶 鉑銠 10— 鉑 熱電偶 鎳鉻 — 鎳硅 熱電偶 鎳鎳鉻 — 康銅 熱電偶 康銅 熱電偶 銅 — 康銅 熱電偶 我們經(jīng)過(guò) 充分考慮決定選用鎳鉻 — 鎳硅 熱電偶。其特點(diǎn)是測(cè)溫范圍很寬，熱電動(dòng)勢(shì)與溫度關(guān)系近似線性，熱電動(dòng)勢(shì)大及價(jià)格設(shè)計(jì)題目：工業(yè)鍋爐微機(jī) DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動(dòng)化 26地低。這樣我們就需要進(jìn)行一些補(bǔ)償措施： 溫法。 其中 ， 電橋補(bǔ)償法的連接電路如下所示：圖（ ） `R 4R 3R 2R 1II 2I 1R c mU+e 流量傳感器、壓力傳感器 我們?cè)谶M(jìn)行流量、壓力的信號(hào)測(cè)量時(shí)，所使用的流量傳感器、壓力傳感器都統(tǒng)一裝在了變送器上，即信號(hào)同時(shí)在變送器中測(cè)知，并且把它變成 4~20mA 的電信號(hào)。中間模擬量 z 可以是電壓、電流、位移和作用力等物理量。 ①溫度變送器 溫度變送器與各種熱電偶或熱電阻配合使用，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，作為指示、記錄儀表或調(diào)節(jié)器等的輸入信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度參數(shù)的顯示、記錄或自動(dòng)控制。 敏 感 元 件 輸 入 回 路 放 大 器反 饋 回 路T i X i V i+V fεI 0溫 度 變 送 器圖 6 . 6 溫 度 變 送 器 構(gòu) 成 方 框 圖 設(shè)計(jì)題目：工業(yè)鍋爐微機(jī) DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動(dòng)化 28溫度變送器分兩大類，熱電偶溫度變送器：它是與各種熱電偶配合使用，可以將溫度信號(hào)變換成比例的 420 電流信號(hào)和 15 電壓信號(hào) 。 在這次設(shè)計(jì)中我們主要用到是 DDZ— III 型差壓變送器。低頻位移檢測(cè)放大 器的輸出電流 I反映了所測(cè)大小。習(xí)慣上，變送器的實(shí)際使用量程應(yīng)在儀表最大量程的 3/4 左右。 量程比是指變送器最大測(cè)量范圍和最小測(cè)量范圍之比，它是變送器的一個(gè)重要指標(biāo)。待批材料還需注意重點(diǎn)，檢測(cè)部件的隔離膜片一般只有 厚，所以是耐腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)予重點(diǎn)考慮。對(duì)于責(zé)任區(qū)范圍內(nèi)的儀表，必須按一定的路線每天 至少巡回檢查一次。檢查儀表表示值有無(wú)異常，和往常有什么不同。不管是集中供風(fēng)，還是每臺(tái) 變送器單獨(dú)供風(fēng)，空氣過(guò)濾器上的排污閥要經(jīng)常排放，梅雨季節(jié)要每天排放。其它變送器，可以半年或更常時(shí)間維修一次。時(shí)間的長(zhǎng)短，決定于變送器的質(zhì)量和所處的位置。 2） 、 如用氣動(dòng)變送器，則要檢查它的氣源壓力是否在 140KPa177。巡檢到了，并無(wú)異常情況時(shí)，就把牌子的指針撥動(dòng)一個(gè)位置。變送器的維護(hù)工作包括以下幾個(gè)方面：（ 1）定期檢查維護(hù)；（ 2） 設(shè)備大檢查 ①定期檢查維護(hù) 定期檢查維護(hù)包括三個(gè)方面的內(nèi)容： ； 間隔進(jìn)行的維修保養(yǎng)； 。 設(shè)計(jì)題目：工業(yè)鍋爐微機(jī) DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動(dòng)化 29 ② 防腐材料的選擇 選擇變送器接觸介質(zhì)部分的材料是一個(gè)很重要的問(wèn)題，材質(zhì)選得合適，儀表可以經(jīng)久耐用，否則儀表用不了多長(zhǎng)時(shí)間就要損壞，但防腐材料的選擇十分復(fù)雜，同一種介質(zhì)，不同的濃度，不同的溫度，對(duì)材料的腐蝕程度是不一樣的。這樣，如果設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤或工藝參數(shù)發(fā)生改變而需要改變儀表的測(cè)量范圍 時(shí)，可以不必更換新表便可調(diào)整過(guò)來(lái)。 變送器的選擇 對(duì)變送器的選擇應(yīng)考慮如下幾方面：技術(shù)性能、量程、防腐材料。矢量機(jī)構(gòu)將推力 F分解成 F2和 F3， F2使矢量機(jī)構(gòu)的推板向上偏轉(zhuǎn)，并通過(guò)連接簧片帶動(dòng)副杠桿以支點(diǎn) M逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，這使固定在副杠桿的差動(dòng)變壓器的銜鐵靠近差動(dòng)變壓器，兩者之間距離的變化量再通過(guò)低落頻位移檢測(cè)放大器轉(zhuǎn)換并放大為 420mA 直流電流又流過(guò)電磁反饋裝置的反饋動(dòng)圈產(chǎn)生的力矩 M M2 達(dá)到平衡時(shí)，變送器便達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)。熱電阻溫度變送器：它也是與各種測(cè)溫?zé)犭娮枧浜鲜褂?，并將溫度信?hào)變換成為電信號(hào)。經(jīng)輸入回路變換成成直流毫伏信號(hào) iV 后，與反饋信號(hào) fV 進(jìn)行比較，其差值ε經(jīng)放大器放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，作為變送器的輸出信號(hào)。放大器把 Z和 Z1 的差值放大，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào) 。 變送器 變送器是將被測(cè)工藝參數(shù)，通過(guò)其傳感元件的檢測(cè)，轉(zhuǎn)換部件的放大和變換，輸出一個(gè)統(tǒng)一的相應(yīng)的氣壓或電流信號(hào)，再傳送到指示記錄儀、 運(yùn)算器和調(diào)節(jié)器，供指示、記錄和調(diào)節(jié)。 計(jì)算 修正法。 在用熱電偶進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，只有將冷端的溫度恒定，熱端電動(dòng)勢(shì)才是熱端溫度的單值函數(shù)。它的正極是鎳鉻合金，負(fù)極為鎳硅。 2)熱電偶的材料的結(jié)構(gòu)及種類 a、熱電偶材料的選擇 根據(jù)金屬的熱電效應(yīng)原理 ,任意兩種不同的導(dǎo)體都可以捉為熱點(diǎn)極組成熱電偶 ,但在實(shí)際應(yīng)用中 ,用作熱點(diǎn)極的材料應(yīng)具備如下己方面的條件 . (1) 溫度測(cè)量范圍廣 ,要求 在規(guī)定的溫度測(cè)量范圍類有較高的測(cè)量精確度 ,有叫大的熱電動(dòng)勢(shì) ,溫度與熱電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系是單質(zhì)函數(shù) ,最好是呈先行關(guān)系 . (2) 性能穩(wěn)定 。這樣，導(dǎo)體兩端便產(chǎn)生了一個(gè)由熱端指向冷端指向的靜電場(chǎng)。當(dāng)擴(kuò)散作用與阻礙擴(kuò)散作用相等時(shí)，即自導(dǎo)體 A 擴(kuò)散到導(dǎo)體 B的自由電子數(shù)目與在電場(chǎng)作用下自導(dǎo)體 B擴(kuò)散到導(dǎo)體 A的自由電子數(shù)目相等時(shí)，導(dǎo)體便處于一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。電路圖如圖 所 示： ② 熱電偶式傳感器 1) 熱電偶式傳感器的原理： 將兩種不同的成分的導(dǎo)體組成一個(gè) 閉和回路 ,見(jiàn)圖（ ） .當(dāng)閉和回路的兩個(gè)接點(diǎn)分別置于不同的溫度場(chǎng)中時(shí) ,回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì) .該電動(dòng)勢(shì)的大小和方向 ,與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān) .這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng) ,兩種導(dǎo)體組成的回路稱為熱電偶 ,將這兩種導(dǎo)體稱為熱電極 ,產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)勢(shì) ,熱電偶的兩個(gè)接點(diǎn) ,一個(gè)稱為工作端或熱端 ,另一個(gè)稱為自由端或冷端。 使用熱電阻進(jìn)行測(cè)量時(shí)，一種形式是將電阻元件與被測(cè)物體相接觸，他們之間經(jīng)過(guò)熱交換后達(dá)到熱平衡時(shí)熱敏元件的電阻值即反應(yīng)了被測(cè)物體的溫度值。 2） 、電阻溫度系數(shù)大，便于精確測(cè)量。鉑易于提純，物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，電阻率較大，能耐高溫。 溫度傳感器 溫度傳感器我們主要把它分為兩類：熱電阻傳感器、熱電偶傳感器 ① 電阻式傳感器 原理：熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻率隨溫度而變化這一物理量現(xiàn)象來(lái)測(cè)量溫度的。 ③ 及無(wú)觸電。近年來(lái)利用光纖傳送信號(hào)信息的傳感器正在發(fā)展，其抗干擾、防爆、快速性都有突出的優(yōu)點(diǎn)。倘若，再通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娐肥闺娙萘康拇笮檎袷庮l率的高低，就演變成輸出響應(yīng)是頻率值的壓力傳感器。 傳感器的簡(jiǎn)介 傳感器不但對(duì)被測(cè)信號(hào)敏感，而且具有把它對(duì)被測(cè)變量的響應(yīng)送出去的功能。例如：燃燒嘴 背壓力過(guò)高時(shí)，可能燃料流速過(guò)高而發(fā)生脫火現(xiàn)象；燃燒嘴背壓力過(guò)低時(shí)，又可能回火。這三個(gè)控制子回路組成了一個(gè)不可分割的整體，統(tǒng)稱為鍋爐燃燒控制系統(tǒng)，共同保證鍋爐運(yùn)行的機(jī)動(dòng)性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。輸入量有：給煤量、鼓風(fēng)量和引風(fēng)量；輸出量有：蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓。當(dāng)然也要考慮到系統(tǒng)的快速性，所以希望用前饋控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。反之，爐膛負(fù)壓過(guò)小，會(huì)使冷空氣漏進(jìn)爐膛內(nèi)，從而是熱量損失增加，降低燃燒效率。減溫水的變化會(huì)導(dǎo)致過(guò)蒸汽溫度、蒸汽壓力、汽包水位等變化，所以鍋爐控制是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程。 設(shè)計(jì)題目：工業(yè)鍋爐微機(jī) DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動(dòng)化 21 第五章 控制設(shè)想 設(shè)計(jì)一套工業(yè)鍋爐的供水控制系統(tǒng)，最基本的要求就是使鍋爐能夠提供合格的加熱水，使鍋 爐出水量能夠適應(yīng)負(fù)荷的需要。 2）氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng) 氣壓調(diào)節(jié)回路包括兩個(gè)副回路及燃燒量調(diào)節(jié)接送風(fēng)量調(diào)節(jié)回路。 爐溫、空氣溫度測(cè)量信號(hào)都經(jīng) TBL 線性化處理，空氣流量測(cè)量信號(hào)經(jīng)溫度補(bǔ)償T178。 3） 當(dāng)負(fù)荷大幅度增（減）時(shí)， I0變化幅度很大，為了避免空氣量或燃料 量先行提（減）量過(guò)大，分別設(shè)置了 HSE1與 LSE2 模塊相應(yīng)完成 K2與 +K4運(yùn)算模塊。 2） 當(dāng)負(fù)荷減少時(shí)，爐溫上升， I0減少（記為 I0″），此時(shí) I0″通過(guò) LSE2，但暫時(shí)不通過(guò) HSE2，因?yàn)?I0″剛減少瞬間，燃料流量 FF尚未減少，所以 I0″小于（ FFK3）， HSE2阻止 I0″通過(guò)，此時(shí)通過(guò) HSE2的信號(hào)為（ FFK3），空氣量暫時(shí)還不能減少?？諝馓崃亢?，（ FA/F6K5）值增加，使 I0′小于（ FA/K6K5+K1）， LSE1 讓信號(hào) I0′通過(guò)， I0′加到 FIC1 之后，燃料流量才提量。 ① 穩(wěn)定工況時(shí) ： 爐溫穩(wěn)定在給定值上，爐溫調(diào)節(jié)器 TIC 的輸出信號(hào) I0通過(guò)高、低限模塊 HLM、 LLM后，又分別通過(guò)燃料調(diào)節(jié)系統(tǒng)的高、低選模塊 HSE LSE1和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的 HSE LSE2，相應(yīng)地加到燃料流量調(diào)節(jié)器 FIC1和空氣流量調(diào)節(jié)器 FIC2作為它們的給定值，使燃料流量和空氣流量自動(dòng)調(diào)節(jié)到正常數(shù)值上，從而保證爐溫維持在給定值上。 對(duì)空氣和燃料的控制 : 鍋爐用水經(jīng)省煤器預(yù)熱后 ,注入鍋爐內(nèi) ,在進(jìn)水管道內(nèi) ,用一流量傳感器檢測(cè)到流量信號(hào)后 ,經(jīng)流量變松器把流量信號(hào) 這一物理量變換成相應(yīng)的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) ,送入儀表、運(yùn)算器、調(diào)節(jié)器中 ,其中為了使儀表的輸出信號(hào)同流量信號(hào)呈線形關(guān)系 ,我們?cè)谥虚g加入一個(gè)開(kāi)方器 ,同時(shí) ,在進(jìn)水端檢測(cè)出它的進(jìn)水溫度 (預(yù)熱后 ),送給調(diào)節(jié)器 ,然后 ,再?gòu)某鏊藱z測(cè)出出水溫度 ,也送給調(diào)節(jié)器 .在這一調(diào)節(jié)器中 ,用一減法器計(jì)算出溫度 ,將前面所測(cè)得的流量乘以 (乘法器 )溫差 ,即可求得進(jìn)水管道中所注入的水所需的熱量 .而出口測(cè)的熱水溫度信號(hào)送給溫度調(diào)節(jié)電路 ,溫度調(diào)節(jié)電路將它在與人工設(shè)定值水平 SP 之間進(jìn)行控制計(jì)算 ,將輸出信號(hào)作為結(jié)果輸出 ,將前面原料加熱所需要的熱量加到該輸出 信號(hào)中 ,作為燃料流量的設(shè)定值 ,與燃料流量這一小閉環(huán)所檢測(cè)出此時(shí)燃料的流量值 ,做一差值計(jì)算 ,從而調(diào)節(jié)燃料控制閥的大小 ,進(jìn)而進(jìn)行熱量控制 . 燃燒雙交叉控制 工業(yè)鍋爐的微機(jī) DDC控制系統(tǒng)的雙交叉控制原理圖如附圖（二）所示 雙交叉燃燒控制是以維持合適的空氣、燃燒比值為手段，達(dá)到燃燒時(shí)始終維持低過(guò)剩空氣系數(shù)，從而保證了較高的燃燒效率，同時(shí)減少了排煙對(duì)環(huán)境的污染。對(duì)工業(yè)鍋爐主要參數(shù)進(jìn)行直接控制是微機(jī) DDC控制的主要功能之一。因此 ,確定合適的采樣周期和 A/D、 D/A、轉(zhuǎn)換器的字長(zhǎng)是提高系統(tǒng)控制精確 ,減少轉(zhuǎn)換誤差的關(guān)鍵 。 圖 前饋控制系統(tǒng)的補(bǔ)償曲線 圖 前饋 — 串級(jí)控制系統(tǒng)方框圖 設(shè)計(jì)題目：工業(yè)鍋爐微機(jī) DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動(dòng)化 16第四章 工業(yè)鍋爐的微機(jī) DDC 系統(tǒng)的控制 在鍋爐的燃燒過(guò)程中 ,由于空氣和燃燒之間有著一定的比值關(guān)系 ,既有一定的燃燒則就需要一定的空氣 ,還有煙道中空氣過(guò)剩系統(tǒng) ,即空氣 (煙囪中 )氧氣的含量等等 ,都影響著鍋爐的燃燒 ,如果燃燒不當(dāng) ,不但會(huì)污染空氣 ,而且會(huì)可能危及到工作人員的人身安全 .所以我們就想用一套有著精確控制功能的控制系統(tǒng) ,因此便有了工作鍋爐的微機(jī) DDC控制系統(tǒng) . 直接數(shù)字控制 DDC 系統(tǒng) 直接數(shù)字控制 DDC 系統(tǒng)（ Direct Digigtal Control）是工業(yè)生產(chǎn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中用得做廣泛的一種系統(tǒng)應(yīng)用形式 .這類系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)除了經(jīng)過(guò)輸入通道對(duì)多個(gè)工業(yè)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)采集外 ,它不容代替模擬調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的模擬調(diào)節(jié)器 ,按預(yù)定的調(diào)節(jié)規(guī)定進(jìn)行調(diào)節(jié)運(yùn)算 ,然后將運(yùn)算結(jié)果通過(guò)過(guò)程輸出通道輸出并作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu) ,以實(shí)現(xiàn)多回路調(diào)節(jié)的目的。此外，由于前饋算式的輸出不直接加在調(diào)節(jié)閥上而作為副控制器的給定值，這樣便降低了對(duì)閥門特性的要求。而前饋 — 反饋控制則能實(shí)現(xiàn)高精度的控制，穩(wěn)定性好和控制及時(shí)的作用。（代數(shù)和）我們通常將前饋控制與反饋控制（如圖 ）相結(jié)合起來(lái)，其優(yōu)點(diǎn)如下： a. 在前饋控制的基礎(chǔ)上設(shè)置反饋控 制，可以大大簡(jiǎn)化前饋控制系統(tǒng)，只須對(duì)影響被控參數(shù)最顯著的干擾進(jìn)行補(bǔ)償，而對(duì)其他許多次要的干擾，可依靠反饋予以克服，這樣既保證了精度，又簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。 ④ 前饋控制只能克服那個(gè)可測(cè)而不可控的擾動(dòng)量。 所謂頻繁，是指擾動(dòng)出現(xiàn)的次數(shù)較多。 設(shè)計(jì)題目：工業(yè)鍋爐微機(jī) DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動(dòng)化 14 前饋控系統(tǒng) 前饋控制系統(tǒng)的概念：