【正文】 aving analyzed water level perturbation motion, lower systematic steam rate of flow perturbation motion function and steam rate of flow signal finally after being lost water level that changes condition.Keywords: water level of steam drum boiler。目前，我國(guó)有百分之九十以上的鍋爐燃煤，耗煤量占全國(guó)原煤消耗量的1/3以上，而且鍋爐燃用的主要是中低質(zhì)煤，工業(yè)污染十分嚴(yán)重；同時(shí)，鍋爐形式比較陳舊，生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度低，這又進(jìn)一步加重了環(huán)境污染的程度，因此，調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，逐步提高使用液體燃料和氣體燃料的比例是加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)、實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的措施之一；同時(shí)有必要對(duì)工業(yè)鍋爐進(jìn)行技術(shù)改造，提高運(yùn)行的自動(dòng)化水平，這樣將獲得較為理想的控制效果，其節(jié)能效果也是十分可觀的。由于影響汽包水位的幾個(gè)因素中，燃料量的擾動(dòng)影響較小，因此，汽包水位的控制中，主要的目的是以汽包水位為被控變量，以調(diào)節(jié)給水流量為控制手段。目前，對(duì)汽包水位的控制大部分采用常規(guī)PID控制方式。 汽包水位是一個(gè)重要的監(jiān)控參數(shù)，反映了鍋爐蒸汽負(fù)荷與給水量之間的平衡關(guān)系。2 鍋爐給水控制系統(tǒng)鍋爐是一種承受一定工作壓力的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。根據(jù)鍋爐的作用不同，可分為電站鍋爐，工業(yè)鍋爐，生活鍋爐等。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)過(guò)程不斷強(qiáng)化，生活設(shè)備不斷革新，鍋爐向大容量、高參數(shù)、高效率方向發(fā)展。鍋爐系統(tǒng)主要包括燃燒系統(tǒng)、送引風(fēng)系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)等。燃燒和空氣按一定比例進(jìn)入燃燒室燃燒，生成的熱量傳給蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，生產(chǎn)飽和蒸汽Ds，然后經(jīng)過(guò)過(guò)熱器，形成具有一定溫度的過(guò)熱蒸汽D，匯聚至蒸汽母管。與此同時(shí)，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，將飽和蒸汽變成過(guò)熱蒸汽后，再經(jīng)省煤器預(yù)熱鍋爐給水和空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，最后由引風(fēng)機(jī)送往煙囪排出。為了滿足負(fù)荷設(shè)備的要求，保證鍋爐本身運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，提高鍋爐的自動(dòng)化水平，減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。如果鍋爐汽包水位過(guò)高，就會(huì)影響汽包水位分離裝置的正常工作，造成出口蒸汽水分過(guò)多，結(jié)果可能會(huì)使過(guò)熱器受熱面結(jié)垢而導(dǎo)致過(guò)熱器燒壞，并會(huì)引起汽輪機(jī)葉片上結(jié)垢增加，嚴(yán)重時(shí)將損壞汽輪機(jī)葉片，同時(shí)，還會(huì)使過(guò)熱器氣溫產(chǎn)生急劇變化，直接影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性?，F(xiàn)在要求將其控制在0177。因此，在安全生產(chǎn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上，必須對(duì)其進(jìn)行控制，使蒸汽溫度保持保持在額定值范圍內(nèi)。50℃。177。維持爐膛負(fù)壓在一定的范圍內(nèi)，對(duì)于鍋爐的安全運(yùn)行時(shí)有利的。 保持煙氣含氧量在一定范圍內(nèi)：要使鍋爐燃燒過(guò)程出現(xiàn)最佳工況，提高鍋爐的效率和經(jīng)濟(jì)性，必須使空氣和燃料維持適當(dāng)?shù)谋壤?，將過(guò)?？諝饨档偷浇咏诶硐胨蕉植怀霈F(xiàn)一氧化碳和冒黑煙，這就需要快速而準(zhǔn)確地對(duì)燃燒過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化控制，使空氣和煤出現(xiàn)最佳的配比，否則勢(shì)必增加熱量損失，降低經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，并造成對(duì)周?chē)h(huán)境的污染。（%）。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。本章內(nèi)容的重點(diǎn)是分析和比較不同調(diào)節(jié)規(guī)律的調(diào)節(jié)器的控制效果。比例調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 （32）工程中，常用比例帶來(lái)描述其控制作用的強(qiáng)弱，即 （33）其物理意義是在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的位移改變100%時(shí)，被調(diào)量應(yīng)有的改變量。比例調(diào)節(jié)的階躍響應(yīng)圖如圖21所示。控制作用的變化目的是調(diào)節(jié)進(jìn)入對(duì)象的流入量，消除不平衡流量，使被調(diào)量回到原來(lái)的值上。由圖31還可看出，在時(shí)調(diào)節(jié)過(guò)程結(jié)束，但偏差信號(hào)仍存在；換言之，調(diào)節(jié)過(guò)程結(jié)束被調(diào)量的偏差仍未完全消除。在系統(tǒng)受到擾動(dòng)后，被調(diào)量偏離了其給定值，而出現(xiàn)偏差；調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)使系統(tǒng)再次進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，但偏差或大或小還要存在，否則偏差為零，控制作用也隨之消失，干擾信號(hào)的存在就不可能使系統(tǒng)穩(wěn)定下來(lái)。圖31 比例調(diào)節(jié)的階躍響應(yīng) 積分調(diào)節(jié)對(duì)控制性能的影響比例調(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(guò)程，因此它是基本的調(diào)節(jié)作用。積分調(diào)節(jié)規(guī)律是調(diào)節(jié)器輸出控制作用與其偏差輸入信號(hào)隨時(shí)間的積累值成正比，即 （34）其傳遞函數(shù)形式為 （35）式中為積分時(shí)間。由圖可以看出，當(dāng)被調(diào)量出現(xiàn)偏差并呈階躍形式變化時(shí)，積分調(diào)節(jié)器輸出的控制作用并不立即變化，而是由零開(kāi)始線性增長(zhǎng)。只要偏差信號(hào)存在，調(diào)節(jié)器輸出值在消除對(duì)系統(tǒng)影響的控制作用就一直增加，且其增長(zhǎng)的速度始終為初始速度。從響應(yīng)曲線看，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。積分調(diào)節(jié)規(guī)律的另一特點(diǎn)就是消除穩(wěn)態(tài)偏差，實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié)，其控制作用體現(xiàn)在調(diào)節(jié)過(guò)程的后期。描述比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律的動(dòng)態(tài)方程是 （37）式中，為比例增益；為積分時(shí)間。由圖可以看出，當(dāng)被調(diào)量一旦偏離給定值出現(xiàn)偏差時(shí)，調(diào)節(jié)器立即輸出一個(gè)與偏差成比例的控制作用，這是比例作用的結(jié)果；隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，控制作用線性增加，積分作用表現(xiàn)出來(lái)；只要偏差存在，控制作用就一直增長(zhǎng)下去，直至消除偏差時(shí)，控制作用才停止變化。圖33 比例積分響應(yīng)曲線 微分調(diào)節(jié)對(duì)控制性能的影響 無(wú)論是比例調(diào)節(jié)規(guī)律，還是積分調(diào)節(jié)規(guī)律，一個(gè)共同特點(diǎn)就是控制作用只有在偏差出現(xiàn)后才能產(chǎn)生。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。傳遞函數(shù)式為 （310）由于受控對(duì)象總存在一定的容量，調(diào)節(jié)器也存在一定的不靈敏區(qū)，因此使調(diào)節(jié)器動(dòng)作的偏差信號(hào)在時(shí)間上肯定落后于偏差變化速度信號(hào)，被調(diào)量變化速度（即偏差變化速度）信號(hào)又稱(chēng)超前信號(hào)。微分調(diào)節(jié)作用的大小僅于偏差信號(hào)的變化速度有關(guān)，而與偏差值大小無(wú)關(guān)。就是說(shuō)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。實(shí)際的微分調(diào)節(jié)規(guī)律具有慣性，其傳遞函數(shù)為 （311）式中——微分時(shí)間；——微分增益。 圖34 微分調(diào)節(jié)的階躍響應(yīng)由圖34可以看出，當(dāng)偏差作幅度為的階躍變化時(shí)，微分作用將立即產(chǎn)生，其值為偏差的倍。在時(shí)間較長(zhǎng)后，微分作用消失，直到為零。通過(guò)前兩節(jié)和本節(jié)對(duì)比例調(diào)節(jié)規(guī)律、積分調(diào)節(jié)規(guī)律和微分調(diào)節(jié)規(guī)律的分析，可以看出它們對(duì)調(diào)節(jié)過(guò)程的影響是不同的。比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但是過(guò)大的比例作用，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)，越小，積分作用就越強(qiáng)，反之大，則積分作用就弱。微分調(diào)節(jié)作用反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率，具有預(yù)見(jiàn)性，能預(yù)見(jiàn)偏差變化的趨勢(shì)，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。微分作用對(duì)噪聲干擾有放大作用，因此過(guò)強(qiáng)的微分調(diào)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇調(diào)節(jié)規(guī)律，同時(shí)設(shè)置適當(dāng)?shù)谋壤龓Вe分時(shí)間，微分時(shí)間，才能收到滿意的調(diào)節(jié)效果。對(duì)于一階慣性環(huán)節(jié)與純滯后環(huán)節(jié)串聯(lián)的對(duì)象，負(fù)荷變化不大，控制精度要求高，可采用比例積分控制。4 單回路控制系統(tǒng)的介紹 單回路控制系統(tǒng)的概述單回路反饋控制系統(tǒng)又稱(chēng)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，它是僅由一個(gè)測(cè)量變送器，一個(gè)調(diào)節(jié)器和一個(gè)執(zhí)行器（包括調(diào)節(jié)閥），連同被控對(duì)象組成的閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)。單回路控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的基本單元，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、易于調(diào)整和投運(yùn)，能滿足一般工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制要求，因此在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，尤其適用于被控過(guò)程的純滯后、慣性小、負(fù)荷和擾動(dòng)變化比較