過程控制工程課程設(shè)計(jì)-鍋爐過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)-閱讀頁(yè)
2025-06-24 18:33本頁(yè)面
【正文】 主變量的選擇 串級(jí)控制系統(tǒng)選擇主變量時(shí)要遵循以下原則： 在條件許可的情況下，首先應(yīng)盡量選擇能直接反應(yīng)控制目的的參數(shù)為主變量；其次要選擇與控制目的有某種單值對(duì)應(yīng)關(guān)系的間接單數(shù)作為主變量；所選的主變量必須有足夠的變化靈敏度。該參數(shù)可直接反應(yīng)控制目的。副變量的選擇應(yīng)遵循以下原則： ① 應(yīng)使主要干擾和更多的干擾落入副回路； ② 應(yīng)使主、副對(duì)象的時(shí)間常數(shù)匹配； ③ 應(yīng)考慮工藝上的合理性、可能性和經(jīng)濟(jì)型 綜合以上原則，選擇減溫器和過熱器之間的蒸汽溫度作為副變量。 控制通道和擾動(dòng)通道的傳遞函數(shù)：fsfffs esT KsGesT KsG ?? ?? ???? 1)(。 其中，干擾時(shí)客觀存在的，它是影響系統(tǒng)平穩(wěn)操作的因素，而操縱變量是克服干擾的影響，使控制系統(tǒng)重新穩(wěn)定運(yùn)行的因素。 調(diào)節(jié)閥的選擇 在本系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥是系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是按照控制器所給定的信號(hào)大小和方向，改變閥的開度，以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流體流量的裝置。為了保證系統(tǒng)有較好的流通能力，需要使控制閥兩端的壓降在整個(gè)管線的總壓降中占有較大的比例。 綜合以上各種因素， 控制閥，在此串級(jí)氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，溫度過高時(shí)，會(huì)燒壞過熱器、蒸汽管道和汽輪機(jī)的高壓部分金屬損壞，造成生產(chǎn)停頓，還會(huì)引起高溫鍋爐爆炸等嚴(yán)重的后果，所以調(diào)節(jié)閥應(yīng)這擇氣關(guān)形式；但溫度過低時(shí)就會(huì)降低生產(chǎn)的工作熱效率并影響汽輪機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，所以調(diào)節(jié)啊應(yīng)選擇氣開形式。 調(diào)節(jié)閥的流量特性的選擇，在實(shí)際生產(chǎn)中常用的調(diào)節(jié)閥有線性特性、對(duì)數(shù)特性和快開特性三種，在本系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥的流量特性選擇線性特性。 控制器設(shè)計(jì) 由上文論述可知，系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)選擇串級(jí)控制。從串級(jí)控制的結(jié)構(gòu) 11 上看，主環(huán)是一個(gè)定 值 系統(tǒng)，主控制器起著定值控制作用，為使其穩(wěn)定，主控制器通常選用比例積分控制器，對(duì)于本系統(tǒng)由于控制通道容量 滯后 較大，為克服容量 滯后，選用比例積分微分控制器作為主控制器。若副控制器有微分作用，一旦主控制器輸出稍有變化，控制閥就將大幅度變化，這對(duì)控制系統(tǒng)很不利，故副控制器只選用比例控制器。 副控制器的正、反作用要根據(jù)副環(huán)的具體情況決定，而與主環(huán)無關(guān)。在本設(shè)計(jì)中隨著調(diào)節(jié)閥的開度增加，減溫水量增加，副對(duì)象即減溫器后端蒸汽溫度會(huì)降低， 所以 02 ?pK ； 而調(diào)節(jié)閥為氣關(guān) 閥， 所以 0?vK ， 溫度升高，檢測(cè)變送器環(huán)節(jié)輸出增加， 02 ?mK ，由 0222 ?mpcv KKKK可知， 02 ?cK ， 所以 副控制器 的控制作用應(yīng)為 反 作用。為了使 主 環(huán)回路 構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng) ，即構(gòu)成負(fù)反饋系統(tǒng) 0111 ?mpcv KKKK 。 控制器的電路實(shí)現(xiàn) 主控制器采用 PID 調(diào)節(jié)器，副控制器采用 P 調(diào)節(jié)器，可以使用單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn) P、 I、 D的調(diào)節(jié)作用，也可以直接使用模擬電路搭建 PID 調(diào)節(jié)模塊，在實(shí)際生產(chǎn)中，大多采用制作成型的 PID 模塊以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。常用的控制儀表有電動(dòng) II 型、 III 型。 電動(dòng) III 型和電動(dòng) II 型儀表就其功能來說基本相同，但 是其控制信號(hào)不相同，控制 II 型典型信號(hào)為 mADC10~0 ，而電動(dòng) III 型儀表的典型信號(hào)為 mADC20~4 ，此外。所以在本設(shè)計(jì)中選用電動(dòng)III 型儀表。由于副控制器輸出的是，而控制閥只能接受 ~ 氣壓信號(hào)，所以在副控制器與控制閥之間設(shè)置了一個(gè)電氣轉(zhuǎn)換器。 在本設(shè)計(jì)中采用第二種方式可以是控制系統(tǒng)更好的工 作，得到更穩(wěn)定的控制輸出。采用串級(jí)控制系統(tǒng)，可以極大地消除控制系統(tǒng)工作過程中的各種擾動(dòng)，使系統(tǒng)工作在良好的狀態(tài)下，在系統(tǒng)中控制儀表可進(jìn)行主控、串級(jí)控制的切換，可滿足系統(tǒng)在不同情況下的控制要求。
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