【正文】 等等,都影響著鍋爐的燃燒,如果燃燒不當(dāng),不但會(huì)污染空氣,而且會(huì)可能危及到工作人員的,因此便有了工作鍋爐的微機(jī) DDC 控制系統(tǒng). 直接數(shù)字控制 DDC 系統(tǒng) 直接數(shù)字控制 DDC 系統(tǒng)（Direct Digigtal Control）是工業(yè)生產(chǎn)計(jì)算機(jī)控制系工業(yè)過程參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)采集外,它不容代替模擬調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的模擬調(diào)節(jié)器,按預(yù)定的調(diào)節(jié)規(guī)定進(jìn)行調(diào)節(jié)運(yùn)算,然后將運(yùn)算結(jié)果通過過程輸出通道輸出并作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 另外，在控制過程中，我們還利用前饋控制過程對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償，其補(bǔ)償過程的曲線如下圖所示。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(duì)閥門特性的要求。圖 33 前饋反饋控制系統(tǒng)方框圖東北石油大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)13圖 34 前饋—串級(jí)控制系統(tǒng)方框圖在實(shí)際工作中，如果對(duì)象的主要干擾頻繁而又劇烈，而生產(chǎn)過程對(duì)被控參數(shù)的控制精度要求又很高，這時(shí)則可采用前饋—串級(jí)控制。而前饋—反饋控制則能實(shí)現(xiàn)高精度的控制，穩(wěn)定性好和控制及時(shí)的作用。由于對(duì)前饋控制精度的要求降低，為工程上實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單的控制創(chuàng)造了條件。 （代數(shù)和）我們通常將前饋控制與反饋控制（如圖 33）相結(jié)合起來，其優(yōu)點(diǎn)如下：a. 在前饋控制的基礎(chǔ)上設(shè)置反饋控制，可以大大簡(jiǎn)化前饋控制系統(tǒng)，只須對(duì)影響被控參數(shù)最顯著的干擾進(jìn)行補(bǔ)償，而對(duì)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(jiǎn)化了系統(tǒng)。東北石油大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)12（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＃?）前饋控制只能克服那個(gè)可測(cè)而不可控的擾動(dòng)量。（2）前饋調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律是由對(duì)象特性決定的。所謂頻繁，是指擾動(dòng)出現(xiàn)的次數(shù)較多。 所謂可測(cè)，主要是指擾動(dòng)可直接測(cè)量，也不排斥可間接測(cè)量的，擾動(dòng)不可測(cè)量，前饋無法實(shí)施。 前饋控系統(tǒng) 前饋控制系統(tǒng)的概念 前饋控制系統(tǒng)就是一種直接根據(jù)所生產(chǎn)被控變量參數(shù)變化的原因進(jìn)行控制的系統(tǒng)，其實(shí)質(zhì)上是一種抗擾動(dòng)進(jìn)行的開環(huán)控制系統(tǒng)方式，它通過前饋調(diào)節(jié)器來補(bǔ)償擾動(dòng)對(duì)被控參數(shù)的影響。（4）控制器防止積分飽和的措施。（2）主 副控制器控制規(guī)律的選擇。最大偏差仍能縮小到 1/3~1/5，因此，必須十分重視串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。（3）用于克服對(duì)象的非線性。（1）用于時(shí)滯大的對(duì)象。（2）副回路可以按照主回路的需要更精確控制操縱變量的質(zhì)量流和能量流。（1）改善主控制器的廣義對(duì)象的特性。 串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)相比，串級(jí)控制系統(tǒng)由于在結(jié)構(gòu)上增加了一個(gè)副回路，所以具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)。換句話說，在任意給定時(shí)刻，只能有一個(gè)獨(dú)立的設(shè)定值，這就是主設(shè)定值 R1。副控制器的設(shè)定值值 R2 就是主控制器的輸出 U1，顯然副控制器是在外設(shè)定情況下工作的，它的輸出 U2 操縱執(zhí)行器 GV通過改變單個(gè)操縱變量 Q 來滿足對(duì)主，副被控變量的某種組合所提出的要求。HMHM2 分別為主，副被控變量的檢測(cè)變送單元。東北石油大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)10圖 32 多回路控制系統(tǒng)方框圖在串級(jí)控制系統(tǒng)中，對(duì)象被分為主對(duì)象 GP1 與副對(duì)象 GP2 兩部分。GC（S ） ，GV（S） ，GM （S）分別是控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象、測(cè)量變送單元的傳遞函數(shù)。圖 31 單回路控制系統(tǒng)方框圖其中 Y（S）為被控變量， Q（S）為操縱變量，F(xiàn)1 （S）……。有多個(gè)控制系統(tǒng)的生產(chǎn)過程，還要考慮各個(gè)控制系統(tǒng)之間的相互關(guān)聯(lián)有何影響，并按可能使每個(gè)控制系統(tǒng)對(duì)其它控制系統(tǒng)的影響為最小的原則來建立各個(gè)控制系統(tǒng)。一個(gè)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方案的分析設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題。東北石油大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)9 單回路控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)象時(shí)滯和時(shí)間常數(shù)都較小，負(fù)荷和干擾變化比較平緩，或者對(duì)被控變量要求不太高的場(chǎng)合。在供水鍋爐控制的過程中，我們用的了幾種基本的控制方式，有單回路的控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)、串級(jí)控制系統(tǒng)等幾種方式。微機(jī)鍋爐控制技術(shù)具有良好實(shí)用前景，既可節(jié)能又可提高鍋爐的運(yùn)行管理水平，減輕環(huán)境污染，目前國內(nèi)只有幾百臺(tái)鍋爐采用微機(jī)控制，占總數(shù)的很小一部分，所以推廣應(yīng)用該技術(shù)就顯得十分繁重。由于鍋爐水位系統(tǒng)是一個(gè)設(shè)有自平衡能力的被控對(duì)象，運(yùn)行中存在虛假水位現(xiàn)象，實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)情況采用水位單沖量、水位蒸汽量雙重量和水位、蒸汽量、給水量三沖量的控制系統(tǒng)。汽包水位控制系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上是維持鍋爐進(jìn)出水量平衡的系統(tǒng)。燃燒控制實(shí)質(zhì)上是能量平衡系統(tǒng)，它以蒸汽壓力作為能量平衡指標(biāo)，量出而入不斷根據(jù)用汽量與壓力的變化成比例地調(diào)整燃料量與送風(fēng)量，同時(shí)保證燃料的充分燃燒及熱量的充分利用，其中保持合適的“空燃比”是一個(gè)重要因素。該儀表編程方式采用模塊化，容易掌握。第二種是 16 位 STD 總線工業(yè)控制機(jī)為主機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)，由于其性能價(jià)格比較高，所以國內(nèi)用的較多，微機(jī)內(nèi)部一般采用總線式模塊結(jié)構(gòu)，組態(tài)靈活，維修方便，STD總線結(jié)構(gòu)很適于工業(yè)環(huán)境，按測(cè)量參數(shù)的多少和控制回路的數(shù)目選配相應(yīng)的模板，在操作上，考慮到現(xiàn)場(chǎng)人員的技術(shù)水平，對(duì)開機(jī)操作，控制目標(biāo)，控制參數(shù)的修改，手/自動(dòng)切換等設(shè)置了最簡(jiǎn)便的操作。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(tái)大型鍋爐控制，由于 PLC 具有輸入輸出光電隔離、停電保護(hù)、自診斷等功能，所以抗干擾能力強(qiáng)，能置于環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，故障率低。微機(jī)控制系統(tǒng)由機(jī)箱、通道箱、CRT 顯示器、打印機(jī)、鍵盤、報(bào)警裝置、低通濾波器及 I/V 轉(zhuǎn)換板等組成，能完成對(duì)給水、給煤、鼓風(fēng)、引風(fēng)等進(jìn)行自動(dòng)控制，使鍋爐的汽包水位、蒸汽壓力保持在規(guī)定的數(shù)值上，以保證鍋爐的安全運(yùn)行，平穩(wěn)操作，達(dá)到降低煤耗、提高供汽質(zhì)量的目的，同時(shí)對(duì)運(yùn)行參數(shù)如壓力、溫度等有流程動(dòng)態(tài)模擬圖、光柱模擬圖等多幅畫面并配有數(shù)字說明，還可對(duì)汽包水位、壓力、爐溫等進(jìn)行越限報(bào)警，發(fā)出聲光信號(hào)，還可定時(shí)打印出十幾種運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)。鍋爐微機(jī)控制系統(tǒng)，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、一次儀表、微機(jī)、手自動(dòng)切換操作、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及閥、滑差電機(jī)等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉(zhuǎn)速等量轉(zhuǎn)換成電壓、電流等送入微機(jī)，手自動(dòng)切換操作部分，手動(dòng)時(shí)由操作人員手動(dòng)控制，用操作器控制滑差電機(jī)及閥等，自動(dòng)時(shí)對(duì)微機(jī)發(fā)出控制信號(hào)經(jīng)執(zhí)行部分進(jìn)行自動(dòng)操作。作為鍋爐控制裝置，其主要任務(wù)是保證鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。東北石油大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)7第 3 章 工業(yè)鍋爐的微機(jī)控制的原理鍋爐微計(jì)算機(jī)控制，是近年來開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)，它是微型計(jì)算機(jī)軟、硬件、自動(dòng)控制、鍋爐節(jié)能等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，我國現(xiàn)有中、小型鍋爐 30 多萬臺(tái)，每年耗煤量占我國原煤產(chǎn)量的 1/3，目前大多數(shù)工業(yè)鍋爐仍處于能耗高、浪費(fèi)大、環(huán)境污染等嚴(yán)重的生產(chǎn)狀態(tài)。為了完成上述三項(xiàng)任務(wù)，我們對(duì)三個(gè)量進(jìn)行控制：燃料量，送風(fēng)量，引風(fēng)量。（3）保持鍋爐負(fù)壓恒定。以上就是一般鍋爐工水的過程，一個(gè)鍋爐進(jìn)行工作，其主要任務(wù)是：（1）要是鍋爐出口蒸汽壓力穩(wěn)定。沿途降低著溫度的煙氣最后進(jìn)入尾部煙道，與省煤器和空氣預(yù)熱氣內(nèi)的工質(zhì)進(jìn)行熱交換后，以經(jīng)濟(jì)的較低的煙溫排出鍋爐。煙氣出煙窗爐膛出口）并略過防渣管后，就沖刷蒸汽過熱—一組垂直放置的蛇型管受熱面，使氣鍋中產(chǎn)生的飽和蒸汽在其中受煙氣加熱而得到的過熱。高溫?zé)煔馀c水冷壁進(jìn)行強(qiáng)烈的輻射換熱，將熱量傳給管內(nèi)工質(zhì)水。而汽水混合物的分離設(shè)備則是保證蒸汽品質(zhì)和蒸汽過熱可靠工作的必要的設(shè)備。蒸汽在上鍋筒頂部引出后，進(jìn)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。東北石油大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)6蒸汽所產(chǎn)生的過程是借助于上鍋筒內(nèi)設(shè)的汽水分離裝置。位于煙溫較低區(qū)段的對(duì)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(duì)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)。經(jīng)處理的水由泵加壓，先流經(jīng)省煤器而得到預(yù)熱，然后進(jìn)入氣鍋。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?xì)馐藉仩t就沒有這一部分了）這整個(gè)過程稱為燃燒過程。 燃料的燃燒過程首先將燃料（這里用煤）加到煤斗中，借助于重力下落在爐排面上，爐排接電動(dòng)機(jī)通過變速齒輪箱減速后由鏈輪來帶動(dòng)，將燃料煤帶入爐內(nèi)。本設(shè)計(jì)由于篇幅其間，則就不必考慮這些問題了。此外，除了保證鍋爐的正常工作和安全，蒸汽鍋爐還必須裝設(shè)安全閥，水位表，高低水位報(bào)警器，壓力表，主氣閥，排污閥，止污閥等。（14）燃料供給設(shè)備：由運(yùn)煤設(shè)備，原煤倉和儲(chǔ)媒斗等設(shè)備組成，保證鍋爐所需燃料供應(yīng)。省煤器出口煙溫度高，裝上空氣預(yù)熱器后，可以進(jìn)一步降低排煙溫度，也可改善燃料著火和燃燒條件，降低不完全燃燒所造成的損失，提高鍋爐機(jī)組的效率。（11）給水設(shè)備：由水泵和給水管組成。（10）送風(fēng)設(shè)備