【正文】 量給水控制系統(tǒng)。 串級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)原理方框圖這個(gè)系統(tǒng)有三個(gè)回路，Ⅰ為副回路，包括給水量W、副調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器放大系數(shù)、閥門系數(shù)、給水流量變送器斜率和給水流量分壓系數(shù)；Ⅱ?yàn)橹骰芈?，包括水位被控?duì)象、水位變送器斜率、主調(diào)節(jié)器和副回路；Ⅲ位前饋通路，包括蒸汽流量變送器斜率和蒸汽流量分壓系數(shù)、副回路和被控對(duì)象。這個(gè)系統(tǒng)中使用了兩個(gè)調(diào)節(jié)器，構(gòu)成串級(jí)控制系統(tǒng)。為保證被調(diào)量無靜差，主調(diào)節(jié)器采用PI控制規(guī)律，副調(diào)節(jié)器采用PI或P控制規(guī)律，副調(diào)節(jié)器接受三個(gè)輸入信號(hào)，信號(hào)之間有靜態(tài)配合問題，但系統(tǒng)的靜態(tài)特性由主調(diào)節(jié)器決定，因此蒸汽流量信號(hào)并不要求與給水流量信號(hào)相等。副回路的作用主要為快速消除內(nèi)擾，主回路用于校正水位偏差，而前饋通路則用于補(bǔ)償外擾，主要用于克服虛假水位現(xiàn)象。 調(diào)節(jié)器的選擇調(diào)節(jié)規(guī)律是指調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)與其輸入信號(hào)之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，從理論上說可有各種形式的函數(shù)關(guān)系，然而在實(shí)踐中總結(jié)出三種基本調(diào)節(jié)關(guān)系，廣為采用。這三種基本調(diào)節(jié)規(guī)律就是比例調(diào)節(jié)規(guī)律、積分調(diào)節(jié)規(guī)律、微分調(diào)節(jié)規(guī)律。三種調(diào)節(jié)規(guī)律的組合可設(shè)計(jì)出多種調(diào)節(jié)規(guī)律的調(diào)節(jié)器，如比例調(diào)節(jié)器、比例積分調(diào)節(jié)器、比例積分微分調(diào)節(jié)器等。調(diào)節(jié)器作為控制系統(tǒng)組成部分之一，其動(dòng)態(tài)特性對(duì)控制過程有著很大的影響，因?yàn)閷?duì)象的特性是不容易改變的。比例調(diào)節(jié)規(guī)律的特點(diǎn)是控制及時(shí)，控制作用貫穿整個(gè)調(diào)節(jié)過程，因此它是基本的調(diào)節(jié)作用。然而比例調(diào)節(jié)不能保證系統(tǒng)無差。積分作用可以實(shí)現(xiàn)無差調(diào)節(jié)，只要偏差存在，積分控制作用一直增加；換言之，只有偏差為零時(shí)，積分作用才停止變化，這表明系統(tǒng)達(dá)到再次穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，被調(diào)量的偏差必然為零。積分調(diào)節(jié)規(guī)律的特點(diǎn)就是消除穩(wěn)態(tài)偏差，實(shí)現(xiàn)無差調(diào)節(jié)，其控制作用體現(xiàn)在調(diào)節(jié)過程的后期。但是，具有積分調(diào)節(jié)規(guī)律的調(diào)節(jié)器不能完全消除偏差。比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律要比純積分調(diào)節(jié)規(guī)律優(yōu)越得多。因此工程中很少采用純積分調(diào)節(jié)器，廣泛采用的是比例積分調(diào)節(jié)器。然而在比例積分調(diào)節(jié)器中，積分作用的強(qiáng)弱要適當(dāng)，過強(qiáng)的積分作用可能使系統(tǒng)不穩(wěn)定，因?yàn)榉e分作用旨在消除偏差，但使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。因此與采用純比例調(diào)節(jié)器相比，比例積分調(diào)節(jié)器的比例帶應(yīng)適當(dāng)加大，以補(bǔ)償積分作用造成的穩(wěn)定性下降。微分調(diào)節(jié)規(guī)律是調(diào)節(jié)器輸出的控制作用與其偏差輸入信號(hào)的變化速度成正比。微分調(diào)節(jié)作用的大小僅與偏差信號(hào)的變化速度有關(guān)，而與偏差值大小無關(guān)。因此對(duì)象在受到較小的擾動(dòng)后，被調(diào)量變化量及變化速度都將很小，微分作用調(diào)節(jié)器同時(shí)由于自身動(dòng)作的不靈敏區(qū)的存在而始終不動(dòng)作。這樣經(jīng)過一段時(shí)間后，偏差將積累成一個(gè)較大的值。就是說純微分作用的調(diào)節(jié)器是不能單獨(dú)使用的，微分作用要與比例作用或比例積分作用相結(jié)合，形成比例微分調(diào)節(jié)規(guī)律或比例微分積分調(diào)節(jié)規(guī)律。微分作用的引入使系統(tǒng)控制過程的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性都得以提高，但它不能像積分作用那樣消除穩(wěn)態(tài)偏差。比例調(diào)節(jié)作用是最基本的調(diào)節(jié)作用，而積分和微分作用為輔助調(diào)節(jié)作用。比例作用貫徹于整個(gè)調(diào)節(jié)過程之中，積分作用則體現(xiàn)在調(diào)節(jié)過程的后期，用于消除靜態(tài)偏差，微分調(diào)節(jié)作用則體現(xiàn)在調(diào)節(jié)過程的初期。主、副回路調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇原則：(1)主參數(shù)控制質(zhì)量要求不十分嚴(yán)格，同時(shí)在對(duì)副參數(shù)的要求也不高的情況下，為使兩者兼顧而采用串級(jí)控制方式時(shí)，主、副調(diào)節(jié)器均可采用比例控制。(2)要求主參數(shù)波動(dòng)范圍很小，且不允許有余差（穩(wěn)態(tài)誤差），此時(shí)副調(diào)節(jié)器可采用比例控制，主調(diào)節(jié)器采用比例積分控制。(3)主參數(shù)要求高，副參數(shù)亦有一定的要求，這時(shí)主、副調(diào)節(jié)器均采用比例積分形式。 串級(jí)三沖量汽包水位控制系統(tǒng)的參數(shù)整定 主、副調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定在串級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)中，副回路是一個(gè)調(diào)節(jié)器，一般用試探法整定副回路的和。主回路參數(shù)整定是把副回路等效成一個(gè)比例環(huán)節(jié)，然后用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行整定；前饋通路的選擇是基于“虛假水位”而定的。它主要是為了補(bǔ)償“虛假水位”現(xiàn)象。下面分別對(duì)它們進(jìn)行參數(shù)整定。副回路可看作一個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)。 副回路等效圖把調(diào)節(jié)閥和普通管道系統(tǒng)作為被調(diào)對(duì)象，則作為以外的環(huán)節(jié)都作為等效調(diào)節(jié)器。若采用型如的調(diào)節(jié)規(guī)律，則 （51）式中副調(diào)節(jié)器比例帶； 副調(diào)節(jié)器積分時(shí)間。調(diào)節(jié)器的比例帶和積分時(shí)間 都應(yīng)該取得很小，給水流量信號(hào)和蒸汽流量信號(hào)的分壓系數(shù)、 一般均取為1。當(dāng)給水被控對(duì)象“虛假水位”嚴(yán)重時(shí)，需加大蒸汽流量信號(hào)的作用強(qiáng)度，以改善控制過程品質(zhì)，此時(shí)可取，并通過試驗(yàn)來減小，/ 最好為整數(shù)（一般為2，即=）。由于內(nèi)回路快速隨動(dòng)，故副調(diào)節(jié)器也可用純比例型調(diào)節(jié)器。式（51）表明，副回路的等效調(diào)節(jié)器也可看作一個(gè)PI規(guī)律的調(diào)節(jié)器。 （52）副回路的對(duì)象為，可近似為比例環(huán)節(jié)，所以調(diào)節(jié)器的比例帶和積分時(shí)間都可以整定得很小，實(shí)際應(yīng)用中，、可通過試驗(yàn)獲得；因此副回路也是整定和的問題，一般也用試探法求得。主回路的整定是建立在副回路可以等效為一個(gè)快速比例環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上的。，其中為等效副回路。 主回路等效圖把看成是被控對(duì)象，其余的環(huán)節(jié)可看成是等效調(diào)節(jié)器。若： 也是一個(gè)PI調(diào)節(jié)器。 （53）和為已知，所以回路只要整定、和的問題，用以下經(jīng)驗(yàn)公式整定： 所以 由式（52）和式（53）兩式可知：即當(dāng)增加時(shí)，內(nèi)回路穩(wěn)定性降低，外回路穩(wěn)定性增強(qiáng)，反之相反。一般取=1，則只需整定、和。則有 前饋通路的設(shè)計(jì) ，通路中的選擇是基于“虛假水位”情況而定的。 前饋通路等效圖前饋通路中完全補(bǔ)償條件為： （54）若前饋通路的設(shè)計(jì)只考慮靜態(tài)補(bǔ)償，且與的靜態(tài)比值為一常數(shù)，則有：其中是虛假水位現(xiàn)象決定的常數(shù)，虛假水位現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，值大，反之值小。負(fù)號(hào)表示前饋調(diào)節(jié)方向與虛假水位方向相反。由式（54）可得量的關(guān)系在負(fù)荷開始變化時(shí)，為使蒸汽流量信號(hào)更好地補(bǔ)償虛假水位現(xiàn)象，改善負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)過程的質(zhì)量，一般使蒸汽流量信號(hào)大大高于給水流量信號(hào)，即令。若，則 總 結(jié) 本設(shè)計(jì)鍋爐給水控制系統(tǒng)是串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主調(diào)節(jié)器接受水位信號(hào)，對(duì)水位起校正作用，是細(xì)調(diào)；其輸出作為副調(diào)節(jié)器的給定值，副調(diào)節(jié)器的被調(diào)量是給水流量，目的是快速消除來自水側(cè)的擾動(dòng)。 本設(shè)計(jì)給水控制系統(tǒng)采用兩臺(tái)汽動(dòng)給水泵和1臺(tái)啟動(dòng)/備用電動(dòng)給水泵供水?？刂品桨覆捎脝?三沖量結(jié)合，在小負(fù)荷時(shí)采用單沖量控制，在高負(fù)荷時(shí)采用三沖量控制。本設(shè)計(jì)給水全程控制系統(tǒng)能滿足從啟動(dòng)到額定負(fù)荷和從額定負(fù)荷到停爐全過程的給水控制。系統(tǒng)的總體方案是低負(fù)荷時(shí)控制閥門開度改變給水流量，同時(shí)保證泵的最低轉(zhuǎn)速，此時(shí)為兩段調(diào)節(jié)。高負(fù)荷時(shí)通過改變泵的轉(zhuǎn)速來改變給水量，控制水位，是一段調(diào)節(jié)的方案，能減少節(jié)流損失，充分發(fā)揮給水調(diào)節(jié)泵的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)該系統(tǒng)測(cè)量信號(hào)補(bǔ)償，系統(tǒng)無擾切換及邏輯報(bào)警線路設(shè)計(jì)合理全面，并用Ovation網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，具有較高的可靠性?？墒潜鞠到y(tǒng)的總體方案未能在鐵嶺電廠運(yùn)行，如果運(yùn)行其中有可能會(huì)出現(xiàn)一些問題，應(yīng)需進(jìn)一步改善。致 謝 在即將完成大學(xué)階段的學(xué)習(xí)，離開學(xué)習(xí)生活了4年的母校之際，我首先要感謝自己的父母。長(zhǎng)期以來，他們始終默默地支持我的求學(xué)事業(yè)，父母親的關(guān)愛和期望永遠(yuǎn)是我不斷向前的動(dòng)力。感謝我的指導(dǎo)老師劉老師。感謝老師在平時(shí)的細(xì)心指導(dǎo)，由于自己專業(yè)基礎(chǔ)不是很好，在設(shè)計(jì)過程中遇到很多問題，老師都能耐心為我講解，并為我提供大量設(shè)計(jì)題目相關(guān)的資料，讓我受益匪淺。我還要感謝我的同學(xué)，我們經(jīng)常在一起熱烈地討論、互相切磋，遇到問題大家一起解決，找到材料大家互相分享，同學(xué)之間的互相合作讓我們更順利的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，四年親如手足的同窗生活永遠(yuǎn)是我美好的回憶。最后感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，為我們創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)氛圍和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，增強(qiáng)了實(shí)際動(dòng)手能力。作為一個(gè)當(dāng)代大學(xué)生，能夠?qū)W以自用是最重要，所以我非常珍惜這個(gè)機(jī)會(huì)，在這里我要對(duì)所有幫助過我的人表示衷心的感謝?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⒖嘉墨I(xiàn)［1］楊平．：中國(guó)電力出版社,2008.［2］劉志遠(yuǎn). 火電廠計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng). , 2006.［3］邊立秀等. : 中國(guó)電力出版社, ［4］高偉 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 中國(guó)電力出版社 ［5］崔修強(qiáng). 300MW火電機(jī)組給水控制系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行方式的研究. 電力科學(xué)與工程, 2005, 2(12):20～23［6］殷紅. 300MW火電機(jī)組給水水泵改造的可行性分析. 重慶電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào), 2006, 11(1):123～126［7］吳建軍. 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