【正文】 制回路。利用該方法進行 PID 控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1) 首先預(yù)選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作﹔(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期﹔(3) 在一定的控制度下通過公式計算得到 PID 控制器的參數(shù)，如表 。二是工程整定方法，它主要依賴工程 經(jīng)驗，直接在控制系 統(tǒng)的試驗中進行，且方法簡單、易于掌握，在工程 實際中被廣泛采用，如表 。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID 控制器的比例系數(shù)、積 分時間和微分時間的大小。但它有滯后現(xiàn)象，使系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢，超調(diào)量變大并可能產(chǎn)生振蕩。圖 SMPT1000 閥門設(shè)定圖遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 37 頁圖 SMPTLAB 在線監(jiān)控圖圖 WINCC 在線監(jiān)控概況圖 PID 參數(shù)的整定 在進行 PID 參數(shù)的整定前，首先要明確三個基本參數(shù) Kp，Ki，Kd 在實際控制中的遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 38 頁作用： ：成比例的反應(yīng)控制系統(tǒng)的偏差信號 e(t)，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減少偏差。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁圖 新建工廠層級圖圖 通訊模塊編譯圖 CFC 連續(xù)功能圖組態(tài) 放置好各部分所需要的塊，雙擊修改參數(shù)，將所有 PID 控制器調(diào)整為手動模式且設(shè)遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁置比例增益為 積分時間常數(shù)為 9999微分 時間常數(shù)為 0，設(shè)置關(guān)鍵數(shù)據(jù)為歸檔模式，以及修改必要的單位，如圖 到 。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁圖 OS 組態(tài)視圖圖 OS 站名更改圖 網(wǎng)絡(luò)連接組態(tài)與下載打開菜單欄里面的 NETPRO 視圖，在 OS 的通用網(wǎng)卡上面右鍵建立與 AS 的 S7 組態(tài)鏈接，由于是使用了 IOS 通訊協(xié)議，那么 選擇 PC/PG 接口中的 PC internal，選擇后編遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁譯并保存整個網(wǎng)絡(luò)連接組態(tài)，最后，分別打開 OS 硬件組態(tài)與 AS 硬件組態(tài)，按照順序先向個人電腦下載 OS 組態(tài)再向 CPU 下載 AS 組態(tài)，如圖 。圖 硬件組態(tài)視圖遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 編輯硬件變量表在硬件組態(tài)之后，先完成 I/O 點統(tǒng)計，由于 I/O 點數(shù)較多，可以使用 SMPT1000 特有的 PROFIBUS 總線功能，并根據(jù)前面對象特性的分析，在 SMPT1000 操作系統(tǒng)界面下面確定 I/O 點及其地址。在接到連鎖停車信號后，切斷過熱蒸汽向遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁下游生產(chǎn)單元輸送通路，將不合格的過熱蒸汽排向旁路管線，同時，停燃料 泵、風(fēng)機，全開煙道擋板，使?fàn)t膛自然降溫。過熱蒸汽出口管線上設(shè)開關(guān)閥 XV1105。燃料與空氣在燃燒器內(nèi)以一定比例混合燃燒，產(chǎn)生熱量使鍋爐水汽化。被煙氣加 熱成飽和水的鍋爐給水全部進入汽包 V1102，再經(jīng)過對流管束和下降管進入鍋爐水冷壁，吸收爐膛輻射熱變成汽水混合物，然后返回汽包 V1102 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁進行汽水分離。根據(jù)各個控制回路各組成符號乘積符號為負(fù)原則，確認(rèn)控制閥、被控 對象、測量變送器及偏差環(huán)節(jié)的符號，即可確認(rèn)控制器的正反作用。其次考慮控制質(zhì)量，保證工藝介質(zhì)出口溫度在正常范圍內(nèi)。因此，要充分考慮各生產(chǎn)過程可能產(chǎn)生的各類問題。 本課題產(chǎn)出產(chǎn)品為過熱蒸汽，滿足過熱蒸汽產(chǎn)量的前提下，保證過熱蒸汽的輸出穩(wěn)定，維持在允許的波動范圍之內(nèi)，同 時讓輸出的過熱蒸汽的溫度與壓力達到工藝要求。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 仿真鍋爐的設(shè)計原則 鍋爐是工業(yè)設(shè)備中特殊的傳熱設(shè)備，與一般傳熱設(shè)備不同，它有自身的結(jié)構(gòu)和特點。主要依據(jù)是點數(shù)及根據(jù)點數(shù)測算的 PO（過程對 象）數(shù)目。窗口功能:不固定位置的窗口可顯示某個設(shè)備或控制 對象的具體參數(shù)或趨勢，方便操作員對其進行操作或分析。2. PCS7 操作 員系統(tǒng)—OS通過 SIMATIC PCS 7 過程控制系統(tǒng)的操作員系統(tǒng)，操作人 員可方便而安全地執(zhí)行過程。除了便捷的編輯功能外，CFC 功能也包括強大的測試和調(diào)遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁試功能，以及可以單獨組態(tài)的文檔記錄功能。 SIMATIC PCS7 項目各個方面的創(chuàng)建、管理、歸檔和記錄都在這里進行。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁圖 實驗室西門子 PCS7 系統(tǒng)在本次設(shè)計的 DCS 控制系統(tǒng)中使用到的硬件包括如下：訂貨號為 4070KA020AA0的電源 PS 407 10A；訂貨 號為 4125HK060AB0，PLC 版本為 的 CPU 412H PN/DP；訂貨號為 4431EX300XE0，CP 版本為 的 CP 4431，如 圖 和 。作為先進的過程控制系統(tǒng)，SIMATIC PCS7 形成了一個 帶有典型過程組態(tài)特征。1. 上位機軟件 SMPTLAB實現(xiàn)實驗項目的管理，實時數(shù)據(jù)的 監(jiān)視，控制系 統(tǒng)的組態(tài)等日常 實驗功能。本文采用 ProfibusDP 方式完成過程控制實驗開發(fā)。該實驗系統(tǒng)的最大特點就是每個反應(yīng)設(shè)備和執(zhí)行機構(gòu)的參數(shù)均可以改變,以便模擬各類真實的工況場景。這 4 部分通過小型實時數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)字通信協(xié)調(diào)運行,完成復(fù)雜的半實物模擬實驗。實驗結(jié)果證 明， 該鍋爐系統(tǒng)控制方案能 夠保證整個開車過程的平穩(wěn)運行，不僅滿足了控制要求，還具有一定的抗干擾性。自適 應(yīng)控制在爐溫控制上，也取得較好的成果。介于 PLC 儀表工控功能逐 漸提高， 對電池要求較 DCS 低，用于回路控制有較好的效果，并有自動，半自 動，手動等操作，PLC 在某些領(lǐng)域逐漸替代了獨占鰲頭的集成控制 DCS，比如，在化工領(lǐng) 域鍋爐控制上，PLC 就有就好的應(yīng)用效果。如今，自控技術(shù)已成為鍋爐控制不可或缺的一部分，它是提高鍋爐整體性能，保持其高效環(huán)保運行的重要技術(shù)。模糊控制方案都具有靈活多變性，且與自適應(yīng)的控制理論互相結(jié)合，能消除模糊控制帶來的穩(wěn)態(tài)偏差，并且這種控制方案已然成功的應(yīng)用到許多先進復(fù)雜系統(tǒng)中去。在許多工業(yè)過 程的使用中， 鍋爐中存在 許多缺點，如耗能大，氣 壓不穩(wěn)，遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁熱效低等等。當(dāng)今社會發(fā)展的迅速，特別是工業(yè)領(lǐng)域規(guī)模的不斷壯大，我們也對能源需求越來越急切。如果中間的載熱體只是給熱設(shè)備傳輸并且提供熱量以進行熱利用的話,那么通常被稱為“ 熱媒” 。能應(yīng)用于加熱水使其提高溫度轉(zhuǎn)變?yōu)闊崴仩t, 稱為熱水式鍋爐，而應(yīng)用于加熱有機熱載體的鍋爐又稱為有機熱載體式鍋爐。 SMPT1000。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 　　　　　　　　　　第 I 頁 基于西 門子 PCS7 的鍋爐綜合過程控制摘要鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，在我國的國民經(jīng)濟發(fā)展中占有著重要的地位，電力、機械、化工、冶金、紡織、食品、造紙等行業(yè) , 以及工業(yè)和民用采暖都有著鍋爐的身影。關(guān)鍵詞：PCS7；SMPT1000；過程控制；鍋爐 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計　　　　　　　　　　第 II 頁 Integrated process control of boiler based on Siemens PCS7 simulation Abstract Boiler is a kind of energy conversion device, in our country, the development of national economy, plays an important role, electric power, machinery, chemical industry, metallurgy, textile, food, paper and other industries, and industrial and civil heating has a figure of the boiler. In industry the most mon natural circulation boiler as a controlled object, according to the main control parameters of the boiler, position, temperature, pressure, flow, level, distinguish it is boiler steam production quantity, superheated steam outlet temperature and pressure, the amount of fuel, drum water level, oxygen content in flue gases, air, vacuum furnace and so on and analysis the process and dynamic characteristics, bining with the safe and stable control requirements to design the control scheme of the overall system of boiler. The smpt1000 simulation process control equipment, according to the requirements of the control scheme o