【正文】 以一般飽和蒸汽鏈條爐為列，相應(yīng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)分別輸出四個調(diào)節(jié)信號，通過 I/O或 D/A轉(zhuǎn)換裝置輸送至爐排、給水、送風(fēng)、引風(fēng)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。但是此時 I0″仍然大于（ FA/K6K5K2），所以 I0″通過 HSE1，當(dāng)然也通過 LSE1， I0″加到 FIC1，使燃料流量首先減少。為此生產(chǎn)過程的各個參數(shù)必須加以嚴(yán)格控制，但鍋爐系統(tǒng)是一個極為復(fù)雜的控制體系。燃料是熱量的唯一來源，給煤量的變化直接影響鍋爐提供的蒸汽量，也影響汽包壓力的變化，是燃燒系統(tǒng)的主控制量。某些敏感元件的輸出響應(yīng)本來就能夠傳送到別處測量，例如，鉑電阻應(yīng)變電阻的阻值，熱電偶的電動勢等，把這些敏感元件稱為傳感器也未嘗不可。所以權(quán)衡穩(wěn)定性我們決定使用鉑電阻。在這種狀態(tài)下， A 和 B 兩導(dǎo)體的接觸就產(chǎn)生了電位差，稱為接觸電動勢。由于熱電偶的分度表是以冷端溫度為零時作出的，因此，在使用時要正確地反映熱端溫度，必須使冷端溫度恒定為零。同時 0I 經(jīng)部分轉(zhuǎn)換成與 iV 進(jìn)行比較的反饋電 壓 信號 fV ，反饋到放大器的輸入端。但如前所述，變送器的實(shí)際使用范圍越小，它的性能越差，所以如果能預(yù)先確定儀表的量程，或如容器液位那樣，量程不大可能改變的情況下，儀表使用范圍應(yīng)盡可能選在接近它的最大量程，這樣才能充分發(fā)揮儀表的各項(xiàng)技術(shù)性能。 14 KPa。 對于變送器來說，每天的巡檢內(nèi)容如下： 1） 、儀表指示情況。 ① 技術(shù)性能的選擇 變送器的使用量程應(yīng)選在最大量程的多少為宜，需做具體分析。 變送器的分類 ： 按照被測參數(shù)分類 ，變送器主要有：差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器等。測溫范圍為 200— 1200℃。 設(shè)計(jì)題目：工業(yè)鍋爐微機(jī) DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動化 24R 3R 2R 1R 4R 1 ’R tR 2 ’圖 6 . 2 熱 電 阻 的 測 量 電 路 熱電動勢有兩部分電動勢組成 ,一部分是兩種導(dǎo)體的接觸電動勢 ,另一部分是單一導(dǎo)體的溫差電動勢。 常用的熱電阻材料是鉑和銅，在低溫測量中，則使用鉑、錳及碳等材料制成的熱電阻，鉑是貴重的金屬，因此在一些測量精度不高的情況下，且測溫范圍較?。ǎ?50℃ —150℃）的情況 下，普遍利用銅電阻。也就是說，傳感器不是一般的敏感元件，它的輸出響應(yīng)還必須易于傳送的物理量。 鍋爐燃燒系統(tǒng)變頻調(diào)速計(jì)算機(jī)自動控制裝置將變頻調(diào)速技術(shù)、計(jì)算機(jī)和智能控制技術(shù)相結(jié)合，完成工業(yè)鍋爐對給水、給煤、送風(fēng) 、引風(fēng)等參數(shù)的自動控制，使鍋爐汽包水位，蒸汽壓力，蒸汽流量，風(fēng)煤配比在專家系統(tǒng)控制下，實(shí)現(xiàn)燃燒工況自尋優(yōu)控制，保持鍋爐的最佳運(yùn)行狀態(tài)。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。可見，設(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。 微機(jī) DDC 系統(tǒng)的分時控制方式 : 一臺微機(jī) DDC 系統(tǒng)要控制多個回路 .在每一個回路 ,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 個部分的工作 ,所以投機(jī)控制每一個回路需要的時間應(yīng)為這三個部分所花費(fèi)時間之和 .為此 ,微機(jī) DDC 采用了“分時”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間前后回路錯開 ,放在不同的控制時間里 .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︱手動切換裝置或雙機(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)。 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。 ③ 控制器的正 反作用的確定。 ① 對于進(jìn)入副回路的擾動具有較快，較強(qiáng)的克服能力。首先應(yīng)分析生產(chǎn)過程中設(shè)計(jì)題目：工業(yè)鍋爐微機(jī) DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動化 12各個變量的性質(zhì)及其相應(yīng)關(guān)系，分析被控對象的特點(diǎn)；然后根據(jù)工藝的要求選擇被控變量、操縱變量，合理選擇控制系統(tǒng)中的測量變送裝置、控制器和執(zhí)行器，建立一個較為合理的控制 系統(tǒng) 。該儀表編程方式采用模塊化，容易掌握。 ③ 保持鍋爐負(fù)壓恒定。位于煙溫較低區(qū)段的對流灌束，因受熱較弱，汽水工質(zhì) 的容量較大，而位于煙溫較高區(qū)段的對流管束，因受熱強(qiáng)烈，相應(yīng)的汽水工質(zhì)的容量較小，從而量大的工質(zhì)則向上流入下鍋筒，而容量小的工質(zhì)則向上流入上鍋筒形成了鍋水的自然循環(huán)。 給水設(shè)備：由水泵和給水管組成。水在管內(nèi)受管外煙氣加熱，因而管簇內(nèi)發(fā)生自然的循環(huán)流動，并逐漸氣化，產(chǎn)生的飽和蒸汽積聚在上鍋筒里面。 鍋爐式供熱之源，鍋爐機(jī)器設(shè)備的任務(wù)在于安全，可靠，有效地把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能，進(jìn)而將熱能傳遞給水，以生產(chǎn)熱水和蒸汽。而且煙氣縱向沖刷設(shè)計(jì)題目：工業(yè)鍋爐微機(jī) DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動化 5 壁面。此外，是鍋爐能以地制宜地有效地燃用地方燃料，并為滿足環(huán)境保護(hù)的要求而努力解決煙塵污染問題，以提高操作管理水平，減輕勞動強(qiáng)度，保證鍋爐額定運(yùn)行及運(yùn)行效率，安全可靠地供熱等課題。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展人們開始利用各種先進(jìn)的儀器和技術(shù)組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來代替人工復(fù)雜的控制操作，直接數(shù)字控制 DDC 系統(tǒng)（ Direct Control），便是其中之一。于是在圓筒型鍋爐的基礎(chǔ)上，從增加受熱面積入手，對鍋爐驚醒了一系列的研究和技術(shù)改造，從而使鍋爐得到迅速的發(fā)展。其共同的特點(diǎn)是：煙氣在火筒或煙管內(nèi)流動放熱，低溫工質(zhì) —— 水，則在火筒式煙管外側(cè)吸熱，升溫和汽化。 鍋爐微機(jī) DDC 控制的意義以及目的 鍋爐式鍋名經(jīng)濟(jì)中重要的供熱設(shè)備。它通過煤、 油或天然汽等燃料的燃燒過程釋放出化學(xué)能，并通過傳熱過程把能量傳遞給水，把水變成蒸氣或熱水，蒸汽或熱水直接供給工業(yè)、生活等生產(chǎn)中所需要的熱能。用它將鍋爐中的煙 氣連續(xù)排出。 水的汽化過程 水的汽化過程就是蒸汽的產(chǎn)生過程，主要包括水循環(huán)和水分離過程。省煤器實(shí)際上同給水預(yù)熱氣和空設(shè)計(jì)題目：工業(yè)鍋爐微機(jī) DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動化 9 氣預(yù)熱器一樣，斗設(shè)置在鍋爐尾部（低溫）煙道，以降低排煙溫度提高鍋爐效率，從而節(jié)省了燃料。 PLC編程簡單，易于通信和聯(lián)網(wǎng)，多臺 PLC 進(jìn)行同位鏈接及計(jì)算機(jī)進(jìn)行上位鏈接，實(shí)現(xiàn)一臺計(jì)算機(jī)和若干臺 PLC構(gòu)成分布式控制網(wǎng)絡(luò)，但是價格較高，如果是控制單臺，資源不能充分利用，多臺鍋爐控制能提高性能價格比，如果從長遠(yuǎn)觀點(diǎn)看，其壽命長，故障率低，易于維修，值得選用。 簡單控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，投資少，易于調(diào)整和投運(yùn)，能滿足一般生產(chǎn)過程的控制要求，尤其適用于被控對象時滯和時間常數(shù)都較小，負(fù)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。換句話說，在任意給定時刻，只能有一個獨(dú)立的設(shè)定值，這就是主設(shè)定值 R1。 c. 應(yīng)考慮工藝上的合理性。 ② 前饋與反饋控制相結(jié)合的系統(tǒng)，前饋控制作用與反饋?zhàn)饔孟喑恕? 圖 直接數(shù)字控制系統(tǒng)硬件組成圖 設(shè)計(jì)題目：工業(yè)鍋爐微機(jī) DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動化 17 由直接數(shù)字控制系統(tǒng)方框圖 (圖 ),先由測量變送器測取工業(yè)生產(chǎn)過程參數(shù) ,經(jīng)過輸入接口轉(zhuǎn)換成數(shù)字量作為計(jì)算機(jī)的輸入信號 ,計(jì)算機(jī)根據(jù)確定的控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算 ,并發(fā)出信號 ,再以輸出接口轉(zhuǎn)換成模擬信號直接驅(qū)動執(zhí)行器 . DDC系統(tǒng)不僅可對一個回路進(jìn)行控制 ,而且通過采樣實(shí)現(xiàn)對多個回路的控制 .另外 ,DDC系統(tǒng)只要改變程 序還能實(shí)現(xiàn)串級 ,前饋等復(fù)雜的控制 ,直接數(shù)字控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)常規(guī)的 PLD(比例、積分、微分 )調(diào)節(jié) ,也可實(shí)現(xiàn)其它復(fù)雜或先進(jìn)的調(diào)節(jié)規(guī)律 ,調(diào)節(jié)規(guī)律的改變只需控制軟件 .不同的是硬件部分除按需適當(dāng)增減通道的數(shù)量外 ,一般不需作大的變動 ,所以使用比較靈活 ,DDC系統(tǒng)是一個“在線”的時實(shí)的半環(huán)控制系統(tǒng)。 ② 負(fù)荷在正常范圍波動時： 1） 當(dāng)負(fù)荷增加時，爐溫下降，主控制信號 I0增加（記為 I0′），此時 I0′通過 HSE1，但不通過 LSE1，此時通過 LSE1的信號為（ FA/F6K5+K1），由于空氣流量信號 FA尚未增加，所以燃料量暫時還不能增加。 雙交叉控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，有較好的爐溫控制品質(zhì)，而且負(fù)荷增、減時，都能防止煙囪冒黑煙，當(dāng)負(fù)荷大幅度變化時，也能防止空氣大量過剩，α值過大。 其次，是燃燒過程的控制，因?yàn)槿細(xì)饬渴请S負(fù)荷而變化的，有因?yàn)榭紤]到煙到中過?？諝饬浚?dāng)過?？諝饬窟^大時，需要使燃?xì)夂涂諝獾牧壳‘?dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。 設(shè)計(jì)題目：工業(yè)鍋爐微機(jī) DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動化 22第六章 工業(yè)鍋爐的微機(jī) DDC 控制系統(tǒng)的硬件選型 傳感器的選型 傳感器是一種能將與待測量的能量形式，轉(zhuǎn)化成另一種可供處理查詢的能量形式的裝置。 ⑤ 接觸式及非接觸式。 工業(yè)上測溫我們通常用鉑電阻作為敏感元件，測量電路用的較多的是電橋電路。要求在規(guī)定的緯度測量范圍列使用時不產(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 我國生產(chǎn)的符號 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 充分考慮決定選用鎳鉻 — 鎳硅 熱電偶。中間模擬量 z 可以是電壓、電流、位移和作用力等物理量。低頻位移檢測放大 器的輸出電流 I反映了所測大小。對于責(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。時間的長短，決定于變送器的質(zhì)量和所處的位置。 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)部分的材料是一個很重要的問題，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時間就要損壞，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，對材料的腐蝕程度是不一樣的。熱電阻溫度變送器：它也是與各種測溫?zé)犭娮枧浜鲜褂?，并將溫度信號變換成為電信號。 計(jì)算 修正法。這樣，導(dǎo)體兩端便產(chǎn)生了一個由熱端指向冷端指向的靜電場。 2） 、電阻溫度系數(shù)大，便于精確測量。近年來利用光纖傳送信號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)。這三個控制子回路組成了一個不可分割的整體，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)動性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。減溫水的變化會導(dǎo)致過蒸汽溫度、蒸汽壓力、汽包水位等變化，所以鍋爐控制是一個極為復(fù)雜的過程。 3） 當(dāng)負(fù)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(shè)置了 HSE1與 LSE2 模塊相應(yīng)完成 K2與 +K4運(yùn)算模塊。 對空氣和燃料的控制 : 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到流量信號后 ,經(jīng)流量變松器把流量信號 這一物理量變換成相應(yīng)的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號 ,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同流量信號呈線形關(guān)系 ,我們在中間加入一個開方器 ,同時 ,在進(jìn)水端檢測出它的進(jìn)水溫度 (預(yù)熱后 ),送給調(diào)節(jié)器 ,然后 ,再從出水端檢測出出水溫度 ,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 .而出口測的熱水溫度信號送給溫度調(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)所檢測出此時燃料的流量值 ,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)到燃燒時始終維持低過剩空氣系數(shù)，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。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，這樣便降低了對閥門特性的要求。 所謂頻繁，是指擾動出現(xiàn)的次數(shù)較多。 ③ 用于克服對象的非線性。其方框圖如圖 ： 在串級控制系統(tǒng)中，對象被分為主對象 GP1與副對象 GP2兩部分。 爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)是使進(jìn)出爐膛的空氣量維持平衡的控制系統(tǒng)，一般以爐膛壓力作為空氣量平衡與否的控制指標(biāo)，通過調(diào)整排向大氣的引風(fēng)量達(dá)到空氣量進(jìn)出平衡，為提高控制品質(zhì)，一般以送風(fēng)量或送風(fēng)檔板開度作為前饋量構(gòu)成前饋－反饋控制系統(tǒng)。采用微計(jì)算機(jī)控制，能對鍋爐進(jìn)行過程的自動檢測、自動控制等多項(xiàng)功能。 煙氣向水的傳熱過程：