【正文】 點是能同時克服進入前饋回路和進入串級副回路的干擾對被控參數(shù)的影響。實踐證明，這種前饋 — 串級控制系統(tǒng)可以獲得很高的控制精度，在計算機控制系統(tǒng) 中常被采用。通過對控制系統(tǒng)的補償，則可大大提高系統(tǒng)的性能。 直接數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件組 成原理框圖如圖 ,系統(tǒng)中除了輸入和輸出通道外 ,一般還有一個功能較強的控制操縱臺 ,在操縱臺上可調(diào)整被控參數(shù)的給定值、顯示或打印采樣值、聲光報警裝置也在操縱臺上如圖 。 微機 DDC 系統(tǒng)的時間散性 : 微機 DDC系統(tǒng)結生產(chǎn)過程的有關參量進行控制時 ,是以定時采樣和階段控制來代替常規(guī)儀表的連續(xù)則是和連續(xù)控制的。 微機 DDC 系統(tǒng)的分時控制方式 : 一臺微機 DDC 系統(tǒng)要控制多個回路 .在每一個回路 ,微機要完成 (1)采樣和 A／ D 轉(zhuǎn)換 ,(2)運算 ,(3)輸出控制信號 3 個部分的工作 ,所以投機控制每一個回路需要的時間應為這三個部分所花費時間之和 .為此 ,微機 DDC 采用了“分時”控制的方法 ,即將某一回路的采樣和 A／ D轉(zhuǎn)換、運算、輸出控制三部分的時間前后回路錯開 ,放在不同的控制時間里 .這樣 ,既保證了控制過程的正常進行 ,又能充分利用系統(tǒng)中的各種設備 ,大大提高了效率 . 微機 DDC 系統(tǒng)的人機交換 : 計算機控 制系統(tǒng)的人機交往有時也稱“人機對話”或“人機通訊” ,這是一種微機控制系統(tǒng)必須具備的溝通操作者和微機互相聯(lián)系的功能 .操作者要通過鍵盤、按鈕、開關等器件向微機控制系統(tǒng)送入控制意圖 ,微機控制系統(tǒng)則通過顯示屏、打印機、各種指示燈向操縱者送出有關信息 .一般的微機 DDC系統(tǒng)除了普通的各種指示燈裝置外 ,還都通過相應借口連接有以 CRT顯示屏、打印機、控制鍵盤、越限報警裝置等 ,有些可靠要求較高的微機 DDC系統(tǒng)還配有自動︱手動切換裝置或雙機控制切換裝置 . 微機 DDC 系統(tǒng)的控制規(guī)律 : 控制規(guī)律是一個控制系統(tǒng)性能優(yōu)劣的 關鍵 .根據(jù)控制規(guī)律制定的控制算法 ,是微機DDC系統(tǒng)對生產(chǎn)對象實行控制的運算依據(jù)。 工業(yè)鍋爐的微機 DDC 控制工作原理 現(xiàn)場模擬量信號通過變送器轉(zhuǎn)換成 號，通過有關端子輸入計算機 A/D板，或電阻信號通過電阻信號轉(zhuǎn)換板與其它現(xiàn)場毫伏信號進入信號調(diào)理板，再輸入 A/D板，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后以實際工程量屏幕顯示氣包水位、蒸汽壓力 ?? 等 影響工業(yè)鍋爐運行安全性、經(jīng)濟性的主要參數(shù)以及給水調(diào)節(jié)閥位、給煤機構轉(zhuǎn)速等執(zhí)行機構的位置信號，這些信號用來控制、打印制表、數(shù)據(jù)存儲、經(jīng)濟量累積核算等。以一般飽和蒸汽鏈條爐為列，相應的調(diào)節(jié)系統(tǒng)分別輸出四個調(diào)節(jié)信號，通過 I/O或 D/A轉(zhuǎn)換裝置輸送至爐排、給水、送風、引風等執(zhí)行機構。對其它爐型，皆有相應的調(diào)節(jié)信號輸出，并控制相應的調(diào)節(jié)設備。 雙交叉燃燒控制實際上是以爐溫調(diào)節(jié)為主回路，以燃燒流量和空氣流量調(diào)節(jié)并列為副回路的串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，加上高、低信號選擇器組成的帶有邏輯功能的比值調(diào)節(jié)系統(tǒng) 。下面分三種工況進行討論。 在穩(wěn)定工況下， 所有高選、低選和高限、低限模塊，對主控制信號 I0不起限制作用。但是 I0能通過 LSE2 和 HSE2，因為此時 I0′仍然比 K4及 FF小，所以 I0′先加到 FIC2沒，使空氣流量先行提量?？梢?，設置 LSE1 的目的是使負荷增加是，先增加空氣量，后增加燃料量，防止在提量過程中煙囪冒黑煙。增設 DVD和 SUB模塊的目的是把空氣流量折算到對應的燃料流量。但是此時 I0″仍然大于（ FA/K6K5K2），所以 I0″通過 HSE1，當然也通過 LSE1， I0″加到 FIC1，使燃料流量首先減少。設置LSE2，對負荷正常波動不起限制作用。 當負荷增時，不允許空氣先行提量過度。同理，增設 HSE1 模塊和完成 +K2 運算模塊，能使 I0大減時， I0加不到 FIC1上，從而限制了燃料先行減量過度的目的。 COMP和開方處理。 主要技術性能 ① 實時控制功能 設計題目：工業(yè)鍋爐微機 DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動化 201）給水調(diào)節(jié)系統(tǒng) 用給水調(diào)節(jié)閥門作為調(diào)節(jié)機構，以汽包水位作為調(diào)節(jié)量，當鍋爐蒸發(fā)量改變時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)改變給水執(zhí)行結構，使給水流量與蒸汽量相平衡，從而將汽包水位控制在用戶設定的正常水位。當鍋爐蒸發(fā)量改變是調(diào)節(jié) 系統(tǒng)改變?nèi)紵亢退惋L量，使之與蒸發(fā)量相適應，從而將鍋爐出口汽壓控制在額定值。 4）煙汽含氧量調(diào)節(jié)系統(tǒng) 該調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過以氧氣量為核正值，在汽壓正常的范圍內(nèi)，不斷地調(diào)整送風量與燃燒的比值，以達到最佳的鍋爐燃燒狀況。為此生產(chǎn)過程的各個參數(shù)必須加以嚴格控制，但鍋爐系統(tǒng)是一個極為復雜的控制體系。如水溫負荷發(fā)生變化，必然會引起汽包水位，而且對出水壓力、出水流量等也有影響。 面對這些問題，我們需要逐一進行解決，對每一個問題，需要設計一個方案加以控制，從而在總體上對系統(tǒng)的品質(zhì)進行改善。如果爐膛負壓太小，甚至為 正，則爐膛內(nèi)煙氣過多，甚至煙氣向外冒，影響設備和操作人員的安全。所以在設計控制、方案的過程中必須對爐膛負壓進行控制。反之，亦燃。 鍋爐燃燒系統(tǒng)變頻調(diào)速計算機自動控制裝置將變頻調(diào)速技術、計算機和智能控制技術相結合，完成工業(yè)鍋爐對給水、給煤、送風 、引風等參數(shù)的自動控制，使鍋爐汽包水位，蒸汽壓力，蒸汽流量，風煤配比在專家系統(tǒng)控制下，實現(xiàn)燃燒工況自尋優(yōu)控制，保持鍋爐的最佳運行狀態(tài)。 鍋爐燃燒系統(tǒng)是一個復雜的多變量耦合系統(tǒng)。燃料是熱量的唯一來源，給煤量的變化直接影響鍋爐提供的蒸汽量，也影響汽包壓力的變化，是燃燒系統(tǒng)的主控制量。在送風量改變的同進也改變引風量，使爐膛負壓保持穩(wěn)定，保證鍋爐安全運行。 最后，應考慮控制系統(tǒng)的設計總原則，應當是：生產(chǎn)負荷變化時，燃料量、送風量和引風量應同時調(diào)節(jié)動作，即，適應負荷變化的需要使燃料量和送風量成一定的比例。在此同時，還必須加強安全措施。這些都應該設法加以改正。信號處理電路用于處理信息，而輸出器件是一種利用已處理過的信號的裝置、顯示或動作。也就是說，傳感器不是一般的敏感元件，它的輸出響應還必須易于傳送的物理量。如果把膜盒中心的位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙輼O板的間隙變化，就稱為輸出響應是電容量的壓力傳感器。某些敏感元件的輸出響應本來就能夠傳送到別處測量，例如，鉑電阻應變電阻的阻值，熱電偶的電動勢等，把這些敏感元件稱為傳感器也未嘗不可。也有利用壓縮空氣的壓力大小傳送信息 的這種方法在抗電磁干擾和防報安全方面比電傳送要優(yōu)越，但氣源和線路上的投資較大，而且傳送速度較低?？傊?，傳感器的輸出物理量不拘一格，其數(shù)值范圍也沒有一定的范圍限制，只要便于傳送，而且其它儀表易于接收所傳送的信息，都可以科研或生產(chǎn)的應用。 ② 連續(xù)作用。 ④ 模擬式及數(shù)字式。 ⑥ 隔爆型和本安型。 常用的熱電阻材料是鉑和銅，在低溫測量中，則使用鉑、錳及碳等材料制成的熱電阻，鉑是貴重的金屬，因此在一些測量精度不高的情況下，且測溫范圍較?。ǎ?50℃ —150℃）的情況 下，普遍利用銅電阻。銅電阻的缺點是電阻率較小，穩(wěn)定性也比較差，容易被氧化。所以權衡穩(wěn)定性我們決定使用鉑電阻。 圖 6 . 1 鉑 電 阻 結 構 圖1 . 鉑 電 阻 絲 2 . 銀 引 出 線 3 . 骨 架鉑 電 阻 絲骨 架銀 引 出 線 鉑電阻具有這樣的特性： 1） 、電阻值與溫度變化具有良好的線形關系。 3） 、電阻率高，熱容量小， 反應速度快。 5） 、材料質(zhì)量要純，容易加工復制，價格便宜。另一種形式是將流過恒定電流的熱敏元件置于被測氣體或液體中，介質(zhì)中的某些參數(shù)將影響熱敏元件與介質(zhì)之間的熱交換和熱平衡，利用這一原理達到測量介質(zhì)的某些參數(shù)的目的。為了克服環(huán)境的影響，我們用三導線四分 之一電橋電路。 設計題目：工業(yè)鍋爐微機 DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動化 24R 3R 2R 1R 4R 1 ’R tR 2 ’圖 6 . 2 熱 電 阻 的 測 量 電 路 熱電動勢有兩部分電動勢組成 ,一部分是兩種導體的接觸電動勢 ,另一部分是單一導體的溫差電動勢。該電場的方向與擴散進 行的方向相反，它將引起反方向的電子的轉(zhuǎn)移，阻礙擴散作用的繼續(xù)進行。在這種狀態(tài)下， A 和 B 兩導體的接觸就產(chǎn)生了電位差，稱為接觸電動勢。 設計題目：工業(yè)鍋爐微機 DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動化 25 c. 溫差電動勢 對于導體 A 或 B，將其兩端分別置于不同的溫度場 t、 0t 中（ t）、（ 0 t ），在導體內(nèi)部，熱端的自由電子具有較大的動能，因此向冷端移動，從而使熱端失去了電子而帶正電荷，冷端得到了電子而帶負電荷。該電場阻止電子從熱端繼續(xù)跑到冷端并使電子反方向移動，最后，也達到了動態(tài)平衡狀態(tài)。 經(jīng)實踐證明，在熱電偶回路中，起作用的是接觸電動勢，溫差電動勢只占極小的一部分，可以忽略不計。要區(qū)在規(guī)定的緯度測量范圍類使用時熱電性能穩(wěn)定 ,均勻性和浮現(xiàn)性好 . (3) 物理化學性能好 。 這種熱電偶分度號為“ K” 。測溫范圍為 200— 1200℃。缺點是熱電動勢的穩(wěn)定性較 B型或 S型熱電偶差，且負極有明顯的導磁性。由于熱電偶的分度表是以冷端溫度為零時作出的，因此，在使用時要正確地反映熱端溫度，必須使冷端溫度恒定為零。 補償導線法。 電橋補償法。關于它們的具體介紹，我們將在下一節(jié)變送器中具體論述 。 構成原理 變 送器由輸入轉(zhuǎn)換部分、放大器和反饋部分組成， 如圖： 圖 電橋補償法連接電路 設計題目：工業(yè)鍋爐微機 DDC 控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣自動化 27 輸 入 轉(zhuǎn) 換D放 大 器K反 饋 部 分β調(diào) 零 、 零 點遷 移xz+z 1εyz 0圖 6 . 5 變 送 器 的 構 成 原 理 圖 輸入轉(zhuǎn)換部分包括敏感元件，它的作用是感測被測參數(shù) x ，并把被測參數(shù) 轉(zhuǎn)換成某一中間模擬量 z 。反饋部分把變送器的輸出信號 y 轉(zhuǎn)換成反饋信號 Z1， Z1 與 Z 是同一類型的物理量。 變送器的分類 ： 按照被測參數(shù)分類 ，變送器主要有：差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器等。 如 圖 溫度變送器構成方框圖， 敏感元件把被測溫度 iT 或其他工藝參數(shù)轉(zhuǎn)換成相應大小的輸入信號 ix 送入變送器。同時 0I 經(jīng)部分轉(zhuǎn)換成與 iV 進行比較的反饋電 壓 信號 fV ，反饋到放大器的輸入端。與其它變送器相比它增加了熱電偶冷端補償電路和線性化電路。熱電阻溫度變送器的分度一般為 PT100 量程 0—200 ，熱電偶溫度變送器的分度為： K 量程： 0— 1200 ②差壓變送器 差壓變送器可以用來把差壓、流量、液位等被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成為統(tǒng)一標準信號，然后將此統(tǒng)一信號輸交感神經(jīng)給指示、記錄儀表戒調(diào)節(jié)器等，以實現(xiàn)上述參數(shù)的顯示、記錄或自動控制。它的工作原 理是：被測差壓信號 P P2 分別引入敏感元件的兩側，敏感元件將其轉(zhuǎn)換成作用與主杠桿下端的輸入力 F1 使主杠桿以軸封膜片為支點而偏轉(zhuǎn)，并以力 F 沿水平方向推動矢量機構。此時 。 ③ 壓力變送器 如果把差壓變送器的負室通大氣壓，正壓室通壓力，則差壓變送器就成了壓力變送器，但它有自己的優(yōu)點如：價格低；壓力在 ，而且準確度更高。 ① 技術性能的選擇 變送器的使用量程應選在最大量程的多少為宜，需做具體分析。即如果實際使用范圍為 0— 75KPa，則儀表的最大測量范圍應選在 0— 100KPa 為好。但如前所述，變送器的實際使用范圍越小，它的性能越差，所以如果能預先確定儀表的量程，或如容器液位那樣，量程不大可能改變的情況下，儀表使用范圍應盡可能選在接近它的最大量程，這樣才能充分發(fā)揮儀表的各項技術性能。一般經(jīng)驗知，量程比應同一個合理的精度相對應，當變送器的精度降為基本精度的 倍時的量程比稱為可用量程比，否則便是不推薦的量 程比。同樣，同一種材料，其中的成分稍有不同，抗介質(zhì)的腐蝕程度也不一樣。 變送器的維護與檢修 變送器的維護和檢修是一件很重要的工作，它確保工藝生產(chǎn)的正 常運行，不出安全事故，延長儀表使用壽命的重要措施。每個儀表維修人員，根據(jù)其技術熟練程度和儀表的復雜程度，分管負責一定數(shù)量的儀表。為了不遺漏每一塊儀表和檢查內(nèi)容，不少儀表維修車間在每一個巡檢點上都掛有牌子，上面記有這一地點儀表所要重點檢查的內(nèi)容。 對于變送器來說，每天的巡檢內(nèi)容如下： 1） 、儀表指示情況。有的部位的變送器示值，工藝上有一個規(guī)定范圍，看是否在此范圍之內(nèi)；有的變送器沒有現(xiàn)場指示表，則要去控制室看它的二次表示值。 14 KPa。 3） 、 對于電動變送器，要查看它的電源電壓，由于現(xiàn)場變送器上沒有電壓指示表，所以要在電源裝置上看，有的維修工作不一都要每天去做，但過了一段時間進行一次。作為計量用的變送氣，重要參數(shù)的變送器，時間間隔需要短一些，例如 1 個月、 3 個月。 定期維修的內(nèi)容如下： 一、 定期檢查零點 ,定期進行校驗 ,但由于變送氣裝有二次或三閥組 \五閥 組等 ,所以檢查零點是很方便的 ,而且不要 花費很多時間 ,因此檢查周期可以短一些 .但是用在控制系統(tǒng)中的變送器 ,不管檢零時間多短 ,仍然需要將自動改為手動 ,所以這種儀表的零周期可以長一些 ,至于定期校驗 ,由于需要拆除接頭 ,需要校驗設備 ,十分麻煩 ,如果沒有異常 ,校驗時間可以更長一些 ,特別是現(xiàn)在生產(chǎn)的智能變送氣 \微位移變送器 ,儀