【正文】 ................................... 5 第 3 章 工業(yè)鍋爐的微機(jī)控制的原理 .................. 7 單回路控制系統(tǒng) .......................................8 串級控制系統(tǒng) ..........................................9 定義及方框圖 ............................................ 9 串級控制系統(tǒng)的使用場合 .................................. 10 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) ........................................... 10 前饋控系統(tǒng) ...........................................11 第 4 章 工業(yè)鍋爐的微機(jī) DDC 系統(tǒng)的控制 .............. 14 直接數(shù)字控制 DDC 系統(tǒng) .................................14 工業(yè)鍋爐的微機(jī) DDC 控制工作原理 .........................16 東北石油大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) III 第五章鍋爐溫度和換熱器前饋反饋控制系統(tǒng)設(shè) 計(jì) .........19 、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ...................................19 、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 ...................................19 、實(shí)驗(yàn)原理 ...........................................19 、實(shí)驗(yàn)要求 ...........................................20 、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 ......................................20 思考問題 .............................................21 實(shí)驗(yàn)結(jié)果提交 .........................................21 實(shí)驗(yàn)總結(jié) .............................................21 致 謝 .......................................22 參考文獻(xiàn) ......................................23 東北石油大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 工業(yè)鍋爐及 DCC 控制系統(tǒng)簡述 引言 鍋爐是人類供熱，取暖的主要來源，它的出現(xiàn)迄今已有兩百余年的歷史，期間，從低級到高級，從簡單到復(fù)雜，隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和對鍋爐容量，參數(shù)要求的不斷提高，鍋爐形勢和鍋爐技術(shù)得到不斷迅速發(fā)展。 （ 1） 實(shí)現(xiàn)對鍋爐風(fēng)煤比，煙氣含氧量，爐膛壓力控制，達(dá)到安全生產(chǎn)，降低煤耗，提高效率的目的。東北石油大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 后來增加了兩個(gè)火筒 —— 及雙火筒鍋爐。對于煙管鍋爐，還存在結(jié)構(gòu)剛性大，煙管排列緊密使清理水垢困難和煙管內(nèi)容易堵灰等缺點(diǎn)。 水管鍋爐的發(fā)展趨勢 :水管鍋爐，整連箱橫水管鍋爐，分連箱橫水管鍋爐，直水管鍋爐，三鍋筒彎水管鍋爐，雙鍋筒彎水管鍋爐 ,單鍋筒水管鍋爐，直流鍋筒。而供熱鍋爐，除了生產(chǎn)工藝有特殊要求外，所生產(chǎn)的熱水均不需要鍋高溫的壓力和溫度，容量也無東北石油大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 需很大。 東北石油大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第 2 章 鍋爐的基本構(gòu)造及工作原理 要設(shè)計(jì)一套完整的，性能良好的工業(yè)燃燒鍋爐，首先我們就必須了解一般燃燒鍋爐的基本構(gòu)造和燃燒過程。 （ 4） 鍋筒：是自然循環(huán)鍋爐各受熱面能適應(yīng)負(fù)荷變化的設(shè)備。 （ 8） 燃燒設(shè)備：將燃料和燃燒所需的空氣送入爐膛并使燃料著火穩(wěn)定，充分燃燒。 東北石油大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 （ 13） 水處理設(shè)備：其作用是為清除水中的雜質(zhì)和降低給水硬度，以防止在鍋爐受熱面上結(jié)水垢或腐蝕。燃料一面燃燒，一面向后移動(dòng)，燃料所需要的空氣是由風(fēng)機(jī)送入爐排腹中風(fēng)倉后 ，向上穿過爐排到達(dá)燃料層，進(jìn)行燃料反應(yīng)形成高溫?zé)煔?。以及在鍋筒本身空間的重力分離力作用，是汽水混合物得到分離。煙氣流經(jīng)過過熱氣后掠過脹接在上、下鍋筒間的對流管束，在管束間設(shè)置了折煙墻使煙氣呈“ S”型形成曲折地橫向沖刷，再次以對流換熱的方式將熱量傳遞給管束的工質(zhì)。從而使鍋爐能正常運(yùn)行 。以形 成生產(chǎn)日志和班、日產(chǎn)耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表 、 有定時(shí)打印、隨機(jī)打印等幾種方式。 “ 空燃比 ” 是指燃燒中空氣量與燃燒量的比值系數(shù)。下面我們就這幾種控制方式做一個(gè)介紹。 F（ N）為干擾，號， Q（ S）與 Y（ S）之間的聯(lián)系稱為控制通道， F（ S）與 Y（ S）之間的聯(lián)系稱為干擾通道。在任何只有單個(gè)操縱變量的系統(tǒng)中，只能有一個(gè)被控變量可以獨(dú)立設(shè)定。 串級控制系統(tǒng)的使用場合 用于克服變化劇烈的和幅值大的干擾。 （ 3） 控制器的正 反作用的確定。 前饋控制系統(tǒng)的特點(diǎn) （ 1） 前饋控制是一種開環(huán)控制。 b. 由于反饋回路的存在，降低了讀前饋控制算式精度的要求。實(shí)踐證明，這種前饋 — 串級控 制系統(tǒng)可以獲得很高的控制精度，在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中常被采用。 微機(jī) DDC 系統(tǒng)的分時(shí)控制方式 : 一臺(tái)微機(jī) DDC系統(tǒng)要控制多個(gè)回路 .在每一個(gè)回路 ,微機(jī)要完成 (1)采樣和 A／ D轉(zhuǎn)換 ,(2)運(yùn)算 ,(3)輸出控制信號 3 個(gè)部分的工作 ,所以投機(jī)控制每一個(gè)回路需要的時(shí)間應(yīng)為這三個(gè)部分所花費(fèi)時(shí)間之和 .為此 ,微機(jī) DDC 采用了“分時(shí)”控制的方法 ,即將某一回路的采樣和 A／ D 轉(zhuǎn)換、運(yùn)算、輸出控制三部分的時(shí)間前后回路錯(cuò)開 ,放在不同的控制時(shí)間里 .這樣 ,既保證了控制過程的正常進(jìn)行 ,又能充分利用系統(tǒng)中的各種設(shè)備 ,大大提高了效率 . 微機(jī) DDC 系統(tǒng)的人機(jī)交換 : 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的人 機(jī)交往有時(shí)也稱“人機(jī)對話”或“人機(jī)通訊” ,這是一種微機(jī)控制系統(tǒng)必須具備的溝通操作者和微機(jī)互相聯(lián)系的功能 .操作者要通過鍵盤、按鈕、開關(guān)等器件向微機(jī)控制系統(tǒng)送入控制意圖 ,微機(jī)控制系統(tǒng)則通過顯示屏、打印機(jī)、各種指示燈向操縱者送出有關(guān)信息 .一般的微機(jī) DDC 系統(tǒng)除了普通的各種指示燈裝置外 ,還都通過相應(yīng)借口連接有以 CRT 顯示屏、打印機(jī)、控制鍵盤、越限報(bào)警裝置等 ,有些可靠要求較高的微機(jī) DDC 系統(tǒng)還配有自動(dòng)︱手動(dòng)切換裝置或雙機(jī)控制切換裝置 . 微機(jī) DDC 系統(tǒng)的控制規(guī)律 : 控制規(guī)律是一個(gè)控制系統(tǒng)性能優(yōu)劣的關(guān)鍵 .根據(jù) 控制規(guī)律制定的控制算法 ,是微機(jī) DDC 系統(tǒng)對生產(chǎn)對象實(shí)行控制的運(yùn)算依據(jù)。 東北石油大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 雙交叉燃燒控制實(shí)際上是以爐溫調(diào)節(jié)為主回路，以燃燒流量和空氣流量調(diào)節(jié)并列為副回路的串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，加上高、低信號選擇器組成的帶有邏輯功能的比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)?？梢姡O(shè)置 LSE1 的目的是使負(fù)荷增加是，先增加空氣量，后增加燃料量，防止在提量過程中煙囪冒黑煙。 當(dāng)負(fù)荷增時(shí)，不允許空氣先行提量過度。當(dāng)鍋爐蒸發(fā)量改變是調(diào)節(jié)系統(tǒng)改變?nèi)紵亢退惋L(fēng)量，使之與蒸發(fā)量相適應(yīng)，從而將鍋爐出口汽壓控制在額定值。如果沒有反饋控制，則這種校正作用只能在穩(wěn)態(tài)下補(bǔ)償擾動(dòng)作用。其控制效果需要通過反饋加以檢驗(yàn)。 （ 2） 測量與控制端連接表 表 51 測溫表 測量或控制量 測量或控制量標(biāo)號 使用控制器端口 冷水流量 FT102 AI0 換熱器熱入 TT101 AI1 熱水流量 FT101 AI2 換熱器熱出 TT103 AI3 （ 3） 實(shí)驗(yàn)方案 被調(diào)量為調(diào)節(jié)閥，控制量是熱水流量，控制目標(biāo)是熱水出口溫度。將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（ FV101）輸入端連接到 PID 調(diào)節(jié)儀上，手動(dòng)輸出，輔助實(shí)驗(yàn)。 當(dāng)加熱到 70 度左右，適當(dāng)減少手動(dòng)給出的控制調(diào)壓器的電流，使溫度基本保持在 70 度 左右。 另外，本次設(shè)計(jì)的決策方案中我們利用了一個(gè)前饋控制，把鍋爐進(jìn)水的溫度流量，同鍋爐加熱后所測得的溫度，用二者溫度之差和流量相乘即是進(jìn)水加熱所需要的熱量，也就是控制系統(tǒng)需要的空氣和燃料的量。 東北石油大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 參考文獻(xiàn) [1] 陳學(xué)俊、陳聽?wèi)椫?.《鍋爐原理 》 .第二版機(jī)械工業(yè)出版社 .1979 年 2月 [2] 清華大學(xué)熱能工程教研組編著 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