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《蒸汽鍋爐PID溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件.pptx》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、蒸汽鍋爐PID溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的：對(duì)鍋爐過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，而對(duì)鍋爐過熱蒸汽的良好控制是保證系統(tǒng)輸出蒸汽溫度穩(wěn)定的前提。所以本設(shè)計(jì)采用串級(jí)控制系統(tǒng)，這樣可以極大地消除控制系統(tǒng)工作中的各種干擾因素，使系統(tǒng)能在一個(gè)較為良好的狀態(tài)下工作，同時(shí)鍋爐過熱器出口蒸汽溫度在允許的范圍內(nèi)變化，并保護(hù)過熱器管壁溫度不超過允許的工作溫度。在本設(shè)計(jì)用到串級(jí)控制系統(tǒng)中，主對(duì)象為送入負(fù)荷設(shè)備的出口溫度，副對(duì)象為減溫器和過熱器之間的蒸汽溫度，通過控制減溫水的流量來實(shí)現(xiàn)控制過熱蒸汽溫度的目的。蒸汽鍋爐工藝流程及控制要求蒸汽鍋爐工藝流程及控制要求鍋爐是一個(gè)具有多輸入、多輸出且變量之間相互關(guān)聯(lián)的被控對(duì)象。
2、過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)：主要使過熱器出口溫度保持在允許范圍內(nèi)，并保證管壁溫度不超過工藝允許范圍；過熱蒸汽溫度控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性過熱汽溫調(diào)節(jié)對(duì)象的擾動(dòng)主要來自三個(gè)方面：①蒸汽流量變化(負(fù)荷變化)；②加熱煙氣的熱量變化；③減溫水流量變化(過熱器入口汽溫變化)。通過對(duì)過熱汽溫調(diào)節(jié)對(duì)象作階躍擾動(dòng)試驗(yàn)，可得到在不同擾動(dòng)作用下的對(duì)象動(dòng)態(tài)特性。被控對(duì)象建模在單回路控制系統(tǒng)中，控制減溫水流量，實(shí)際上是改變過熱器出口蒸汽的熱能，也就控制了出口蒸汽溫度調(diào)節(jié)器接受過熱器出口蒸汽溫度t變化后，調(diào)節(jié)器才開始動(dòng)作，去控制減溫水流量W，W的變化又要經(jīng)過一段時(shí)間才能影響到蒸汽溫度t，這樣既不能及早發(fā)現(xiàn)擾動(dòng)，又不能及時(shí)反映控
3、制的效果，將使蒸汽溫度t發(fā)生很大的動(dòng)態(tài)偏差，影響鍋爐生產(chǎn)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。被控對(duì)象建模根據(jù)在減溫水量擾動(dòng)時(shí)，過熱蒸汽溫度有較大的容積遲延，而減溫器出口蒸汽溫度卻有明顯的導(dǎo)前作用，完全可以構(gòu)成以減溫器出口蒸汽溫度為副參數(shù)，過熱蒸汽溫度為主參數(shù)的串級(jí)控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)的模型建立汽溫控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型建立，采用工程整定的方法，即給噴水閥一個(gè)階躍擾動(dòng)信號(hào)，然后多次記錄減溫器出口溫度和過熱蒸汽出口溫度，得到兩條階躍響應(yīng)曲線。仿真分析仿真分析Simulink仿真圖控制系統(tǒng)參數(shù)的整定（1）先整定副調(diào)節(jié)器（p）當(dāng)副回路受到階躍擾動(dòng)時(shí)，在較短時(shí)間內(nèi)副回路控制過程就告結(jié)束。在此期間，主回路基本上不參加動(dòng)作，可按
4、單回路系統(tǒng)的整定方法整定副調(diào)節(jié)器采用逐次逼近法副回路屬于二階模型采用Ziegler-Nichols，主回路采用臨界比例法整定首先對(duì)副回路：控制系統(tǒng)參數(shù)的整定按照S曲線大致可以求出延時(shí)時(shí)間L=0.65、放大系數(shù)K=0.53和時(shí)間常數(shù)T=51.114控制系統(tǒng)參數(shù)的整定采用Ziegler-Nichols法,根據(jù)下表得到：控制器類型比例度積分時(shí)間微分時(shí)間PT/(K*L)無窮0PI0.9T/(K*L)L/0.30PID1.2T/(K*L)2.2L0.5L求得：Kp=148.37，將副回路的p參數(shù)置為148.37，副回路就作為隨動(dòng)作用再接著調(diào)主回路，主回路采用臨界比例法求PID參數(shù)。下圖為副回路整定（
5、Kp=148.37）階躍響應(yīng)圖控制系統(tǒng)參數(shù)的整定此時(shí)副回路就作為隨動(dòng)作用再接著調(diào)主回路，主回路采用臨界比例法求PID參數(shù)，副回路整定不變，先調(diào)P得到等幅震蕩，測(cè)得Tk=205.882控制系統(tǒng)參數(shù)的整定根據(jù)臨界比例法計(jì)算：（此時(shí)Kp=3.23、Tk=205.882）調(diào)節(jié)器參數(shù)調(diào)節(jié)器名稱δ（%）sT1（S）TD（S）P2δsPI2.26δsTs/1.2PID1.7δs0.5Ts0.125Ts求出PID的Kp=1.9Ti=102.54Td=25.73在系統(tǒng)中將配置求得參數(shù)得到階躍響應(yīng)：控制系統(tǒng)參數(shù)的整定再次循環(huán)以上做法：副回路的p參數(shù)Kp=200，求出主回路PID的Kp=1.9Ti=100Td=
6、60得到下圖階躍響應(yīng)：性能分析可以得到性能指標(biāo)：減溫器處加入階躍擾動(dòng)后的系統(tǒng)響應(yīng)超調(diào)量增加，但是調(diào)節(jié)時(shí)間減少過熱器處加入階躍擾動(dòng)后的系統(tǒng)響應(yīng)超調(diào)量減少，調(diào)節(jié)時(shí)間也比單擾動(dòng)下減少為244
