【正文】 反饋控制，可以大大簡化前饋控制系統(tǒng)，只須對影響被控參數最顯著的干擾進行補償，而對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，又簡化了系統(tǒng)。此外，由于前饋算式的輸出不直接加在調節(jié)閥上而作為副控制器的給定值，這樣便降低了對閥門特性的要求。因此 ,確定合適的采樣周期和 A/D、 D/A、轉換器的字長是提高系統(tǒng)控制精確 ,減少轉換誤差的關鍵。 對空氣和燃料的控制 : 鍋爐用水經省煤器預熱后 ,注入鍋爐內 ,在進水管道內 ,用一流量傳感器檢測到流量信號后 ,經流量變松器把流量信號這一物理量變換成相 應的統(tǒng)一的標準信號 ,送入儀表、運算器、調節(jié)器中 ,其中為了使儀表的輸出信號同流量信號呈線形關系 ,我們在中間加入一個開方器 ,同時 ,在進水端檢測出它的進水溫度 (預熱后 ),送給調節(jié)器 ,然后 ,再從出水端檢測出出水溫度 ,也送給調節(jié)器 .在這一調節(jié)器中 ,用一減法器計算出溫度 ,將前面所測得的流量乘以 (乘法器 )溫差 ,即可求得進水管道中所注入的水所需的熱量 .而出口測的熱水溫度信號送給溫度調節(jié)電路 ,溫度調節(jié)電路將它在與人工設定值水平 SP 之間進行控制計算 ,將輸出信號作為結果輸出 ,將前面原料加熱所需要的熱量加到該輸出信號中 ,作為燃料流 量的設定值 ,與燃料流量這一小閉環(huán)所檢測出此時燃料的流量值 ,做一差值計算 ,從而調節(jié)燃料控制閥的大小 ,進而進行熱量控制 . 燃燒雙交叉控制 工業(yè)鍋爐的微機 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，達到燃燒時始終維持低過剩空氣系數，從而保證了較高的燃燒效率，同時減少了排煙對環(huán)境的污染?？諝馓崃亢?，（ FA/F6K5）值增加，使 I0′小于（ FA/K6K5+K1）， LSE1 讓信號 I0′通過，I0′加到 FIC1 之后，燃 料流量才提量。 3） 當負荷大幅度增（減）時， I0 變化幅度很大，為了避免空氣量或燃料量先行提（減）量過大，分別設置了 HSE1 與 LSE2 模塊相應完成 K2 與 +K4 運算模塊。 2）氣壓調節(jié)系統(tǒng) 氣壓調節(jié)回路包括兩個副回路及燃燒量調節(jié)接送風量調節(jié)回路。 、實驗原理 （ 1） 控制原理 前饋控制器在測出擾動之后，按過程的某種物質或能量平衡條件計算出校正值。但是前饋控制是開環(huán)控制。在控制通道中增加前饋控制系統(tǒng)，類似于串級控制。 （ 2） 按照測量與控制列表進行連線： 在 A3000CS 上，電磁流量計（或 2渦輪流量計）輸出端連接到 AI0；渦輪流量計輸出端連接 AI2；鍋爐水溫連接到 AI1；換熱器熱出端連接到AI3； AO0 連接到電動調節(jié)閥（ FV101）。 東北石油大學秦皇島分校畢業(yè)設計 21 （ 6） 啟動鍋爐的加熱器，可以讓外給定的智能調節(jié)儀手動給出 20mA 電流加熱。 這樣就實現了鍋爐的節(jié)能控制，它不僅為我們節(jié)省了大量的能源，而且，更重要的是減少了鍋爐燃燒時所排出的殘留氣體，對大氣無疑是起到了巨大的保護作用，是造福億萬人民的工作。 在這次編寫設計報告中，由于時間的緊促和編寫者的專業(yè)知識的有限，再加上我們缺少實踐經驗，對使得所寫的畢業(yè)論文的知識覆蓋面有很大的局限性，而且報告中難免有很多不妥之處，所以我懇請各位指導老師能夠給予批評指正。這樣就 使整個系統(tǒng)的快速性得到了很大的提高。 （ 7） 啟動上位機，設置控制器參數，設置前饋系數，記錄其實時曲線。 （ 3） 打開 A3000 電源。 首先實現前饋控制，通過測量換熱器熱水流量、溫度，控制調節(jié)閥，使得換熱器冷水流量變化跟蹤換熱器熱水流量與 溫度變化。 我們按照參考書上的內容，進行了部分簡化。 工業(yè)上，使用換熱器對料液進行加熱，加熱使用蒸汽。 3）爐膛負壓調節(jié)系統(tǒng) 用引風執(zhí)行機 構作為調節(jié)機構，以爐膛負壓作為調節(jié)量，送風變化為前饋，當送風量隨鍋爐負荷量改變時，調節(jié)系統(tǒng)改變引風執(zhí)行機構，從而將鍋爐爐膛負壓控制在額定值。增設了 LSE2 模塊和完成 +K4 運算模塊，就能限制先行提量過度，因為， I0 大增，結果使 I0 大于 K4FF， LSE2 模塊阻止了通過I0，使 I0 信號加到 FIC2 上，從而限制了空氣量的增大。設置 HSE1 對負荷正常波動范圍不起限制作用。它的主要作用是當 爐子負荷變化，以維持爐溫在給定值上，而且使燃燒工況始終處于低過?？諝庀禂档慕洕侠頎顩r。隨著控制理論和微機技術的飛躍發(fā)展，傳統(tǒng)的 DDC系統(tǒng)功能也不斷擴大 ,相應的控制規(guī)律和控制算式不斷出現 .根據控制對象的不同 ,目前的微機 DDC控制方式 ,有簡單 ,有復雜 ,從單參數的定值控制到多參數的相關控制 ,以至最優(yōu)最佳控制等等，其控制功能已遠遠超出了早期的 PID 控制范圍 ,盡管如此 ,PID 控制的一些基本理論仍然是分析 DDC 系統(tǒng)控制規(guī)律的基礎 ,PID 控制規(guī)律仍然在相當多生產現場使用并能得到較為滿意的效果 ,所以直到現在 ,PID 仍是一中最基本的控制規(guī)律 . 東北石油大學秦皇島分校畢業(yè)設計 16 隨著生產的發(fā)展和工業(yè)自動化的提高 ,較簡單的單回路參量的 PID 閉環(huán)已不能滿足更高要求系統(tǒng)需要，所以，在微機 DDC 系統(tǒng)中常用到多參量控制如串級控制、比值控制、選擇性控制、前饋控制等控制方式。 另外，在控制過程中，我們還利用前饋控制過程對系統(tǒng)進行補償，其補償過程的曲線如下圖所示。由于對前饋控制精度的要求降低，為工程上實現較簡單的控制創(chuàng)造了條件。 （ 2） 前饋調節(jié)器的控制規(guī)律是由對象特性決定的。 （ 4） 控制器防止積分飽和的措施。 （ 1） 用于時滯大的對象。換句話說，在任意給定時刻，只能有一個獨立的設定值，這就是主設定值 R1。 GC（ S）， GV（ S）， GM（ S）分別是控制器、執(zhí)行器、被控對象、測量變送單元的傳遞函數。 單回路控制系統(tǒng) 簡單控制系統(tǒng)的特點：系統(tǒng)結構簡單，投資少，易于調整和投運，能滿足一般生產過程的控制要求，尤其適用于被控對象時滯和時間常數都較小，負荷和干擾變化比較平緩，或者對被控變量要求不太高的場合。 汽包水位控制系統(tǒng)，實質上是維持鍋爐進出水量平衡的系統(tǒng)。 鍋爐控制系統(tǒng)的硬件配置，目前有幾種，功能較好首推可編程序控制器 PLC，適合于多臺大型鍋爐控制，由于 PLC 具有輸入輸出光電隔離、停電保護、自診斷等功能，所以抗干擾能力強，能置于環(huán)境惡劣的工業(yè)現場中，故障率低 。 東北石油大學秦皇島分校畢業(yè)設計 7 第 3 章 工業(yè)鍋爐的微機控制的原理 鍋爐微計算機控制，是近年來開發(fā)的一項新技術，它是微型計算機軟、硬件、自動控制、鍋爐節(jié)能等幾項技術緊密結合的產物，我國現有中、小型鍋爐 30 多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產量的 1/3，目前大多數工業(yè)鍋爐仍處于能耗高、浪費大、環(huán)境污染等嚴重的生產狀態(tài)。沿途降 低著溫度的煙氣最后進入尾部煙道，與省煤器和空氣預熱氣內的工質進行熱交換后，以經濟的較低的煙溫排出鍋爐。蒸汽在上鍋筒頂部引出后，進入蒸汽過熱氣，而分離下來的水仍回到上鍋筒下半部的水中。燃料燃燒剩下的灰渣，在爐排末端翻過除渣板后排入灰斗，（若是燃氣式鍋爐就沒有這一部分了）這整個過程稱為燃燒過程。 （ 14） 燃料供給設備：由運煤設備，原煤倉和儲媒斗等設備組成，保證鍋爐所需燃料供應。 （ 9） 引風設備：包括引風機，煙囪，煙道幾部分。（須指出，直流鍋爐內無鍋筒。 鍋爐的基本構造 鍋爐是一種產生蒸汽的熱交換設備。 隨著生產的發(fā)展，鍋爐設備日益廣泛的用于工業(yè)的各個部門，成為發(fā)展國民經濟的重要熱工設備之一。 縱觀鍋爐的發(fā)展歷史，真正走上現代化的道路也不過是四，五十年的時間，隨著工業(yè)發(fā)展和科學技術的不斷進步，現 代化鍋爐整朝著大容量，高參數的方向發(fā)展。誠然，這類鍋爐也有一定的優(yōu)點，如結構簡單，維修方便，水的容積大，能較好適應負荷的變化，水質要求低等。為了進一步增大鍋爐容量，后來又發(fā)展到用小直徑的煙管取代火筒以增加受熱面，形成了煙管鍋爐和火筒煙管鍋爐組合鍋爐。 （ 2） 要求參數在線修改。 隨著蒸汽機的發(fā)明， 18 世紀末期，出現了公用的圓筒型蒸汽機。 關鍵字 ： 鍋爐 DDC 聯(lián)鎖 串級控制 東北石油大學秦皇島分校畢業(yè)設計 II 目 錄 第 1 章 工業(yè)鍋爐及 DCC 控制系統(tǒng)簡述 ................. 1 引言 ....................................... 1 本課題的提出與課題任務 .......................... 1 鍋爐的發(fā)展 ................................... 1 鍋爐微機 DDC 控制的意義以及目的 .................... 2 第 2 章 鍋爐的基本構造及工作原理 .................. 4 鍋爐的基本構造 ........................................4 鍋爐的工作原理及過程 ...................................5 燃料的燃燒過程 ...................................................................................... 5 水的汽化過程 ......................................................