【正文】 在不知不覺(jué)中就使我對(duì)這門(mén)課程有了更深的了解，它使我認(rèn)識(shí)到了大學(xué)的學(xué)習(xí)與真正的實(shí)踐之間的差距，要真正的做到學(xué)以致用的路還很的漫長(zhǎng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多困難，同時(shí)也增長(zhǎng)了許多在課堂上沒(méi)學(xué)到的知識(shí)，使我大開(kāi)眼界。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，需要適當(dāng)?shù)母淖儽壤龓А⒎e分時(shí)間，～，而且使控制系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性、抗擾性、快速性，達(dá)到理想的控制效果。在控制理論中我們知道，比例帶增加時(shí)，系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的放大系數(shù)減小，系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高。極大地提高了控制系統(tǒng)的性能，改善了高壓汽包的運(yùn)行狀況，使高壓汽包的液位波動(dòng)很小，液位控制非常平穩(wěn)。7 總結(jié) 本設(shè)計(jì)對(duì)鍋爐汽包給水控制系統(tǒng)的單沖量控制系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析，在這個(gè)控制系統(tǒng)中，汽包水位是被控量，是主沖量信號(hào)；給水流量是輔助沖量信號(hào)。流量調(diào)節(jié)閥：電子式電動(dòng)單座小型調(diào)節(jié)閥 型號(hào)：ZDLJp16B。溫度范圍: 25~+80電源電壓: 24V DC。精度: ~%（掛重） 1~%（水標(biāo)定）。溫度范圍: 25~80。電源: 24V DC。ST3000S900系列 STD940壓力變送器 標(biāo)準(zhǔn)型 測(cè)量范圍： 3403~3430K PaSTD960壓力變送器 標(biāo)準(zhǔn)型 測(cè)量范圍： 686~13700K PaSBUT外浮筒液位變送器主要技術(shù)參數(shù)：輸出: 4~20mA DC 二線制。 圖54 內(nèi)擾下的過(guò)渡過(guò)程 圖55 外擾下的過(guò)渡過(guò)程6 儀表的選用 檢測(cè)類(lèi)儀表檢測(cè)類(lèi)儀表是對(duì)所要控制的點(diǎn)的具體位置的進(jìn)行檢測(cè)，以便為其他類(lèi)儀表提供數(shù)據(jù)支持以便于做具體控制。單沖量汽包水位控制系統(tǒng)存在著一些缺點(diǎn)，主要包括：（1）單沖量控制方案只根據(jù)水位信號(hào)控制給水量，在鍋爐負(fù)荷變化大，即階躍擾動(dòng)很大時(shí)，由于鍋爐的“虛假水位”現(xiàn)象，例如負(fù)荷蒸汽增加時(shí)，水位一開(kāi)始先上升，調(diào)節(jié)器只根據(jù)水位作為控制信號(hào)，就去關(guān)小閥門(mén)減少給水量，這個(gè)動(dòng)作對(duì)鍋爐流量平衡是錯(cuò)誤的，從而在過(guò)程一開(kāi)始就擴(kuò)大了蒸汽流量和給水流量的波動(dòng)幅度，擴(kuò)大了進(jìn)出流量的不平衡。從圖46中可以看出，第二個(gè)峰比第一個(gè)峰幅值大，就是因?yàn)椤疤摷偎弧痹斐傻?。但由于有“虛假水位”現(xiàn)象，水位反而先是下降的。圖43 單沖量給水控制系統(tǒng)原理方框圖接下來(lái)再分析該系統(tǒng)對(duì)外擾的克服情況。在圖47中，在點(diǎn)的動(dòng)作又要經(jīng)過(guò)時(shí)間才能使下降，這時(shí)，已經(jīng)升到值，值反映到調(diào)節(jié)器使進(jìn)一步減小，點(diǎn)的作用最終能反映到點(diǎn)，這時(shí)水位開(kāi)始下降。下面分析一下這種系統(tǒng)能否消除內(nèi)擾（給水量擾動(dòng)）和外擾（蒸發(fā)量擾動(dòng)）對(duì)水位的影響。控制系統(tǒng)由汽包、水位變送器、調(diào)節(jié)器和給水調(diào)節(jié)閥組成。 鍋爐給水沖量給水控制系統(tǒng)沖量水位控制系統(tǒng)是以汽包水位測(cè)量信號(hào)為唯一的控制信號(hào)，即水位測(cè)量信號(hào)經(jīng)變送器送到水位調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器根據(jù)汽包水位測(cè)量值與給定值的偏差去控制給水調(diào)節(jié)閥，改變給水量以保持汽包水位在允許的范圍內(nèi)。 飛升時(shí)間。式（44）中 （55）右邊一項(xiàng)表示汽包內(nèi)工質(zhì)的變化量，當(dāng)給水量時(shí)，而蒸發(fā)量為最大時(shí)，變化量最大，因此有 （56）可見(jiàn)這時(shí)的擾動(dòng)量是下降的。對(duì)于汽包鍋爐來(lái)說(shuō)，由飛升速度的定義知 （54）式中——飛升速度，1/?？刂葡到y(tǒng)的物質(zhì)平衡方程為 （51）將式（41）進(jìn)一步變換得 （52）令，則上式變?yōu)? （53）式中 ——汽包水位，或； ——汽水分離面積，或；——蒸發(fā)量，或； ——給水量，或；——容量系數(shù)；——水的密度，/或/；——蒸汽密度，/或/。再次，給水壓力是有波動(dòng)的，為了穩(wěn)定給水量，應(yīng)當(dāng)考慮將給水量信號(hào)作為反饋信號(hào)，用于及時(shí)消除內(nèi)擾。根據(jù)我們所學(xué)知識(shí)可知，給水控制系統(tǒng)應(yīng)該符合以下基本要求：首先，由于被控對(duì)象在給水量擾動(dòng)下的水位階躍反應(yīng)曲線表現(xiàn)為無(wú)自平衡能力，且有較大的遲延，因此必須采用帶比例作用的調(diào)節(jié)器以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。上述兩個(gè)任務(wù)中，第一個(gè)任務(wù)尤為重要。350mm（2）保持穩(wěn)定的給水量。30mm～50mm汽包異常情況：177。水位過(guò)高，會(huì)破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致蒸汽帶水增多，從而增加在過(guò)熱器管壁上和汽輪機(jī)葉片上的結(jié)垢，甚至使汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊而損壞葉片；水位過(guò)低，則會(huì)破壞水循環(huán)，引起水冷壁的破裂。 汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)的任務(wù)及基本要求汽包鍋爐給水控制的任務(wù)是使給水量適應(yīng)鍋爐蒸發(fā)量，并使汽包中的水位保持在一定的范圍內(nèi)，其要求包括以下兩個(gè)方面：（1）維持汽包水位在一定范圍內(nèi)。（2）水位過(guò)低，則由于汽包內(nèi)的水量轉(zhuǎn)少，而負(fù)荷很大時(shí)，如不及時(shí)調(diào)節(jié)就會(huì)使汽包內(nèi)的水全部液化，導(dǎo)致水冷壁燒壞，甚至引起爆炸。汽包水位是鍋爐運(yùn)行的主要指標(biāo)之一，是一個(gè)非常重要的被控量。隨著工業(yè)自動(dòng)化整體水平的提高，方案的選擇范圍增多，但據(jù)不同的要求和不同的側(cè)重點(diǎn)，最優(yōu)方案始終是我們的首選。因此在汽包鍋爐中，給水控制比直流鍋爐的給水控制簡(jiǎn)單，其對(duì)象可以看成是帶有可測(cè)擾動(dòng)的兩輸入輸出系統(tǒng)，其指標(biāo)是單一的，即把水位維持在一個(gè)范圍內(nèi)即可。這主要是由鍋爐運(yùn)行參數(shù)決定的，而且沒(méi)有很?chē)?yán)格的規(guī)定，～，汽水密度差可以自行推動(dòng)工質(zhì)流動(dòng)，因此可以采用自然循環(huán)；當(dāng)鍋爐工作壓力≥16MPa時(shí)，一般可以采用強(qiáng)制循環(huán)。鍋爐的蒸發(fā)受熱面是有比較明顯的分界線的。但是，汽包鍋爐由于有了汽包的存在，使鍋爐的運(yùn)行方式、鍋爐的結(jié)構(gòu)、工作原理與直流鍋爐不同，這就使實(shí)現(xiàn)控制的方式，采用被調(diào)量都有所區(qū)別。5 汽包鍋爐給水控制系統(tǒng) 汽包鍋爐簡(jiǎn)介在設(shè)計(jì)鍋爐汽包水位控制的過(guò)程中首先從汽包鍋爐入手，汽包鍋爐有自然循環(huán)方式和強(qiáng)制循環(huán)方式兩種，汽包鍋爐自動(dòng)控制的任務(wù)與直流鍋爐幾乎一樣，也是主要包括四個(gè)方面：（1）保證系統(tǒng)安全運(yùn)行；（2）保持燃燒的經(jīng)濟(jì)性；（3）保持爐膛負(fù)壓在一定范圍內(nèi)；（4）運(yùn)行中保證汽輪機(jī)所需的蒸汽量，過(guò)熱蒸汽壓力和蒸汽溫度的恒定?？刂仆ǖ罆r(shí)間常數(shù)小，調(diào)節(jié)及時(shí)，但容易引起系統(tǒng)的振蕩趨于不穩(wěn)定?？刂仆ǖ赖姆糯笙禂?shù)，由于可由調(diào)節(jié)器的比例帶來(lái)補(bǔ)償，因而不影響調(diào)節(jié)質(zhì)量。綜上所述，對(duì)象的特征參數(shù)、對(duì)調(diào)節(jié)過(guò)程質(zhì)量的影響是不同的。然而在控制通道的時(shí)間常數(shù)較大時(shí)，延遲時(shí)間的影響將會(huì)減小。控制通道如果存在遲延（包括純遲延和容積遲延），將會(huì)使控制過(guò)程質(zhì)量變壞。實(shí)際系統(tǒng)中，控制通道是由執(zhí)行器、變送器、對(duì)象串聯(lián)組成的廣義對(duì)象。時(shí)間常數(shù)過(guò)小，系統(tǒng)反映則過(guò)于靈敏，又會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。如果干擾通道還存在延遲，則 （49）式中，為干擾通道不存在延時(shí)的被調(diào)量，即 （410）由延遲定理知 （411）上式表明，干擾通道遲延的存在并不影響控制過(guò)程的質(zhì)量，只不過(guò)是使被調(diào)量在時(shí)間軸上順延一個(gè)時(shí)間而已。由自動(dòng)控制理論可知，這將使控制過(guò)程的動(dòng)態(tài)偏差減小。干擾通道為一階慣性環(huán)節(jié)，即 （46）則 （47）系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程 （48）式（38）表明，干擾通道的存在使系統(tǒng)的特征方程式產(chǎn)生變化，且干擾通道的慣性階次增加一階，系統(tǒng)就增加一個(gè)負(fù)實(shí)數(shù)閉環(huán)極點(diǎn)。當(dāng)然，對(duì)非線性對(duì)象其值隨負(fù)荷變化而變化，要利用來(lái)補(bǔ)償，則要求也隨負(fù)荷變化而變化，即需