燃煤熱水鍋爐的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文I摘要鍋爐在工業(yè)或生活中都有廣泛的應(yīng)用，傳統(tǒng)鍋爐主要以人力為主實(shí)現(xiàn)其控制過程。隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，人力逐漸被機(jī)械及自動(dòng)化代替。本文介紹了鍋爐的電器自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)電路。該篇主要介紹了鍋爐的自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)電路，該鍋爐主要用于工礦企業(yè)熱水、蒸汽的供給。熱水控制在 100 攝氏度，其加煤、加水、鼓風(fēng)、排渣等工作實(shí)現(xiàn)了全部自動(dòng)化進(jìn)行。鍋爐采用鏈條結(jié)構(gòu)，燃煤在爐排上燃燒，爐排在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下工作。排渣由排渣機(jī)驅(qū)動(dòng)完成。水泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)水泵工作，水位自動(dòng)控制在適當(dāng)高度。水溫自動(dòng)監(jiān)測(cè)并由水溫控制鼓風(fēng)機(jī)動(dòng)作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)水溫控制。每臺(tái)電動(dòng)機(jī)設(shè)有不僅可以自動(dòng)控制并設(shè)有人工手動(dòng)操作線路，以備檢修、調(diào)試時(shí)使用。關(guān)鍵詞：送煤控制；水溫控制；水位控制山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文IIABSTRACTThe boiler all has the widespread application in the industry or the life, the traditional boiler mainly primarily realizes its controlled process by the manpower.Along with society's development, the technical progress, the manpower gradually replaces by the machinery and the automation.This article introduced the boiler electric appliance automation control realization electric circuit.This mainly introduced the boiler automated control realization electric circuit, this boiler mainly uses in the industry and mining enterprise hot water, the steam supplies.The hot water control in 100 degrees Celsius, its work and so on coaling, watering, drum wind, platoon dregs realized the completely automation to carry on. The boiler uses the chain link structure, burns coal to burn on the fire grate, the fire grate works under the direct motor drive.A row of dregs actuates by the slag extractor to complete.Water pump electric motor dragging water pump work, water level automatic control in suitable altitude.The water temperature automatic monitor and controls the air blower movement condition realization water temperature control by the water temperature.Not only each Taiwan Telegraphic Transmission motive is equipped with may the automatic control and is equipped with the artificial manual operation line, prepares when the overhaul, the debugging uses.Key word: Delivers the coal control;the water temperature control;the water monitor山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文III目錄摘要 IABSTRACT.II1 緒論 12 鍋爐電動(dòng)機(jī)的選擇 53 鍋爐給煤及排渣 63.1 鍋爐自動(dòng)上煤系統(tǒng) 63.1.1 總體方案的設(shè)計(jì) 63.1.2 控制要求 .73.1.3 控制程序的設(shè)計(jì) .103.2 鍋爐排渣 .104 水位控制 .144.1 水位自動(dòng)控制電路 .144.1.1 無水時(shí)，水泵電動(dòng)機(jī)得電工作 154.1.2 水位升至 B 點(diǎn)時(shí) LED2 導(dǎo)通發(fā)光 .154.1.3 水位升至 A 點(diǎn) 154.1.4 水位下降至 A 點(diǎn)以下，低于 B 點(diǎn)后，水泵重新啟動(dòng) 155 鍋爐的控制設(shè)計(jì) .165.1 鍋爐溫度控制 .165.1.1 采用串級(jí)調(diào)節(jié)還是導(dǎo)前微分調(diào)節(jié) 165.2 排除燃燒干擾 .195.2.1 排除機(jī)組負(fù)荷干擾 205.3 解決執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)問題 .215.4 參數(shù)整定 .215.4.1 串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)整定 225.4.2 導(dǎo)前微分的參數(shù)整定 .225.5 帶導(dǎo)前微分的串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng) .225.6 帶汽包壓力微分前饋的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定 .225.7 帶減溫水流量反饋的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定 .225.7.1 流量系數(shù) 22山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文IV5.7.2 副調(diào)的積分時(shí)間 .235.7.3 副調(diào)的 PID 死區(qū) .235.8 抗積分飽和 .236 配風(fēng)設(shè)計(jì)及熱效率 .256.1 熱采鍋爐配風(fēng)及熱效率 .256.2 配風(fēng)自動(dòng)控制設(shè)計(jì) .266.2.1 控制方案 266.2.2 控制策略 266.2.3 調(diào)節(jié)系統(tǒng)啟停控制程序設(shè)計(jì) 276.2.4 鼓風(fēng)機(jī)的動(dòng)作 287 鍋爐 PLC自動(dòng)控制系統(tǒng) .297.1 主要功能 .297.1.1 控制功能 297.1.2 報(bào)警處理 297.2 工作原理 .297.2.1 動(dòng)圈儀表電流顯示 297.2.2 動(dòng)圈儀表電壓顯示 297.2.3 人機(jī)界面電流顯示 297.2.4 人機(jī)界面電壓顯示 317.2.5 溫度顯示 327.2.6 壓力顯示 337.2.7 液位顯示 337.2.8 風(fēng)機(jī)風(fēng)門位置顯示 347.2.9 各個(gè)風(fēng)機(jī)、泵電動(dòng)機(jī)手動(dòng)控制 357.2.10 汽包液位自動(dòng)控制 .357.2.11 鍋爐缺水緊急停爐控制 .367.2.12 超氣壓緊急停爐控制 .37結(jié)論 .38致 謝 .40山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文11 緒論鍋爐簡(jiǎn)介鍋爐是利用燃料或其他能源的熱能，把水加熱成為熱水或蒸汽的機(jī)械設(shè)備。鍋爐包括鍋和爐兩大部分，鍋的原義是指在火上加熱的盛水容器，爐是指燃燒燃料的場(chǎng)所。鍋爐中產(chǎn)生的熱水或蒸汽可直接為生產(chǎn)和生活提供所需要的熱能，也可通過蒸汽動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，或再通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，主要用于生活，工業(yè)生產(chǎn)中也有少量應(yīng)用。產(chǎn)生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，又叫蒸汽發(fā)生器，常簡(jiǎn)稱為鍋爐，是蒸汽動(dòng)力裝置的重要組成部分，多用于火電站、船舶、機(jī)車和工礦企業(yè)。鍋爐承受高溫高壓，安全問題十分重要。即使是小型鍋爐，一旦發(fā)生爆炸，后果也十分嚴(yán)重。因此，對(duì)鍋爐的材料選用、設(shè)計(jì)計(jì)算、制造和檢驗(yàn)等都制訂有嚴(yán)格的法規(guī)。鍋爐參數(shù)是表示鍋爐性能的主要指標(biāo)，包括鍋爐容量、蒸汽壓力、蒸汽溫度、給水溫度等。鍋爐容量可用額定蒸發(fā)量或最大連續(xù)蒸發(fā)量來表示。額定蒸發(fā)量是在規(guī)定的出口壓力、溫度和效率下，單位時(shí)間內(nèi)連續(xù)生產(chǎn)的蒸汽量。最大連續(xù)蒸發(fā)量是在規(guī)定的出口壓力、溫度下，單位時(shí)間內(nèi)能最大連續(xù)生產(chǎn)的蒸汽量。蒸汽參數(shù)包括鍋爐的蒸汽壓力和溫度，通常是指過熱器、再熱器出口處的過熱蒸汽壓力和溫度如沒有過熱器和再熱器，即指鍋爐出口處的飽和山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文2蒸汽壓力和溫度。給水溫度是指省煤器的進(jìn)水溫度，無省煤器時(shí)即指鍋筒進(jìn)水溫度。鍋爐整體的結(jié)構(gòu)包括鍋爐本體和輔助設(shè)備兩大部分。鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、構(gòu)架和爐墻等主要部件構(gòu)成生產(chǎn)蒸汽的核心部分，稱為鍋爐本體。鍋爐本體中兩個(gè)最主要的部件是爐膛和鍋筒?，F(xiàn)階段鍋爐本體設(shè)計(jì)制造方面的問題有鍋爐某些部件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理，膨脹補(bǔ)償不足。國(guó)產(chǎn)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒室大多是按微正壓運(yùn)行進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因此對(duì)爐膛的密封性能要求較高，目前運(yùn)行情況反映密封很不理想。例如，有的鍋爐中間水冷壁連接處，頂棚水冷壁與側(cè)水冷壁連接處，是用鋼板直角焊接，運(yùn)行中一受熱就拉開，往外漏灰，入煤口，二次風(fēng)口，U 型閥等處的密封措施效果不好，運(yùn)行時(shí)漏灰；流化室與水冷壁之間密封結(jié)構(gòu)不合理、爐身與分離器等由于膨脹量大而拉裂補(bǔ)償器引起泄漏；運(yùn)行時(shí)爐門變形，向外漏爐料。對(duì)易磨損的部位沒有采取有效的防磨措施。例如，流化室、中間水冷壁、分離器附近、尾部受熱面等處，由于未采取防磨措施或采取的防磨措施不理想，造成局部磨損較快，有的受熱面管子甚至磨穿出現(xiàn)泄漏。有的廠家的鍋爐制造質(zhì)量也有問題，比如管材選用了不合格的材料，造成運(yùn)行時(shí)爆管。再有，鍋爐給煤方式、二次風(fēng)口的位置、爐門的位置、點(diǎn)火油槍的設(shè)置、排渣管管徑的選擇等均存在缺陷。另外，旋風(fēng)分離器的內(nèi)襯材料、膨脹節(jié)的材料的等需要選用耐高溫、耐磨的特種材料，國(guó)內(nèi)在此類材料的研制和選擇上尚需做工作。根據(jù)運(yùn)行檢修記錄，對(duì)停爐次數(shù)和原因進(jìn)行分析后得出，由于鍋爐本體設(shè)計(jì)制造方面的原因造成的停爐次數(shù)占全部停爐次數(shù) 10%左右。鍋爐的發(fā)展18 世紀(jì)上半葉，英國(guó)煤礦使用的蒸汽機(jī)，包括瓦特的初期蒸汽機(jī)在內(nèi)，所用的蒸汽壓力等于大氣壓力。18 世紀(jì)后半葉改用高于大氣壓力的蒸汽。山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文319 世紀(jì)，常用的蒸汽壓力提高到 0.8 兆帕左右。與此相適應(yīng)，最早的蒸汽鍋爐是一個(gè)盛水的大直徑圓筒形立式鍋殼，后來改用臥式鍋殼，在鍋殼下方磚砌爐體中燒火。隨著鍋爐越做越大，為了增加受熱面積，在鍋殼中加裝火筒，在火筒前端燒火，煙氣從火筒后面出來，通過磚砌的煙道排向煙囪并對(duì)鍋殼的外部加熱，稱為火筒鍋爐。開始只裝一只火筒，稱為單火筒鍋爐或康尼許鍋爐，后來加到兩個(gè)火筒，稱為雙火筒鍋爐或蘭開夏鍋爐。1830 年左右，在掌握了優(yōu)質(zhì)鋼管的生產(chǎn)和脹管技術(shù)之后出現(xiàn)了火管鍋爐。一些火管裝在鍋殼中，構(gòu)成鍋爐的主要受熱面，火(煙氣)在管內(nèi)流過。在鍋殼的存水線以下裝上盡量多的火管，稱為臥式外燃回火管鍋爐。它的金屬耗量較低，但需要很大的砌體。19 世紀(jì)中葉，出現(xiàn)了水管鍋爐。鍋爐受熱面是鍋殼外的水管，取代了鍋殼本身和鍋殼內(nèi)的火筒、火管。鍋爐的受熱面積和蒸汽壓力的增加不再受到鍋殼直徑的限制，有利于提高鍋爐蒸發(fā)量和蒸汽壓力。這種鍋爐中的圓筒形鍋殼遂改名為鍋筒，或稱為汽包。初期的水管鍋爐只用直水管，直水管鍋爐的壓力和容量都受到限制二十世紀(jì)初期，汽輪機(jī)開始發(fā)展，它要求配以容量和蒸汽參數(shù)較高的鍋爐。直水管鍋爐已不能滿足要求。隨著制造工藝和水處理技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了彎水管式鍋爐。開始是采用多鍋筒式。隨著水冷壁、過熱器和省煤器的應(yīng)用，以及鍋筒內(nèi)部汽、水分離元件的改進(jìn)，鍋筒數(shù)目逐漸減少，既節(jié)約了金屬，又有利于提高鍋爐的壓力、溫度、容量和效率。以前的火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐都屬于自然循環(huán)鍋爐，水汽在上升、下降管路中因受熱情況不同，造成密度差而產(chǎn)生自然流動(dòng)。在發(fā)展自然循環(huán)鍋爐的同時(shí)，從 30 年代開始應(yīng)用直流鍋爐，40 年代開始應(yīng)用輔助循環(huán)鍋爐。山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文4輔助循環(huán)鍋爐又稱強(qiáng)制循環(huán)鍋爐，它是在自然循環(huán)鍋爐的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在下降管系統(tǒng)內(nèi)加裝循環(huán)泵，以加強(qiáng)蒸發(fā)受熱面的水循環(huán)。直流鍋爐中沒有鍋筒，給水由給水泵送入省煤器，經(jīng)水冷壁和過熱器等蒸發(fā)受熱面，變成過熱蒸汽送往汽輪機(jī)，各部分流動(dòng)阻力全由給水泵來克服70 年代石油提價(jià)后，許多國(guó)家又重新轉(zhuǎn)向利用煤炭資源。這時(shí)電站鍋爐的容量也越來越大，要求燃燒設(shè)備不僅能燃燒完全，著火穩(wěn)定，運(yùn)行可靠，低負(fù)荷性能好，還必須減少排煙中的污染物質(zhì)。問題的提出及研究方向鍋爐未來的發(fā)展將進(jìn)一步提高鍋爐和電站熱效率；降低鍋爐和電站的單位功率的設(shè)備造價(jià)；提高鍋爐機(jī)組的運(yùn)行靈活性和自動(dòng)化水平；發(fā)展更多鍋爐品種以適應(yīng)不同的燃料；提高鍋爐機(jī)組及其輔助設(shè)備的運(yùn)行可靠性；減少對(duì)環(huán)境的污染。另外，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制成為社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步的要求。本鍋爐主要實(shí)現(xiàn)：鍋爐各部分電路用現(xiàn)代電子器件的自動(dòng)控制，連接PLC 控制平臺(tái)，各主要控制電路最后由 PLC 實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制。本鍋爐相對(duì)于傳統(tǒng)鍋爐要求較高，操作人員需要一定適應(yīng)過程。山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文52 鍋爐電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)是常用的原動(dòng)機(jī)，具體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、控制簡(jiǎn)便和維護(hù)容易等優(yōu)點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)的選擇主要包括選擇其類型和結(jié)構(gòu)形式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速、確定具體型號(hào)。選擇電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械所需要的功率來選擇，盡量使電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行。選擇時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：如果電動(dòng)機(jī)功率選得過?。蜁?huì)出現(xiàn)“小馬拉大車”現(xiàn)象，造成電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載．使其絕緣因發(fā)熱而損壞．甚至電動(dòng)機(jī)被燒毀。如果電動(dòng)機(jī)功率選得過大．就會(huì)出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象．其輸出機(jī)械功率不能得到充分利用，功率因數(shù)和效率都不高，不但對(duì)用戶和電網(wǎng)不利。而且還會(huì)造成電能浪費(fèi)。按照要求：水泵電動(dòng)機(jī)選用 JO2-L-42-6 型額定電壓 4.0KW鼓風(fēng)電動(dòng)機(jī)選用 JQO2-51-4 型（雙速）額定電壓 7.5KW加煤電動(dòng)機(jī)選用 JO2-L-42-8 型額定電壓 3.0KW排渣電動(dòng)機(jī)選用 JO2-L-42-8 型額定電壓 3.0KW山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文63 鍋爐給煤及排渣鍋爐送煤系統(tǒng)采用鏈條結(jié)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由爐排傳送，其過程為：燃燒煤由煤斗送至爐排上，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)鏈條結(jié)構(gòu)帶動(dòng)爐排上的煤送至爐倉(cāng)煤燃盡后由煤斗送出。3.1 鍋爐自動(dòng)上煤系統(tǒng)目前 ，大多數(shù)鍋爐房的上煤系統(tǒng)仍采用常規(guī)的繼電器邏輯控制，只能通過操作臺(tái)按鈕進(jìn)行操作 ，設(shè)備陳舊、繼電器數(shù)量多、動(dòng)作頻繁、觸點(diǎn)易損壞且故障率高 ，并且只能采用現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制方式，整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度低，不利于事故的處理，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行 ?？删幊炭刂破?PLC 是一種新型的工業(yè)控制器 ，是自動(dòng)控制技術(shù) 、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)三者有機(jī)結(jié)合的高科技產(chǎn)品。它不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯運(yùn)算，還能實(shí)現(xiàn)各種順序控制 、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 、定時(shí) 的閉環(huán)控制功能，并具有體積小 、可靠性高、組裝靈活 、抗干擾能力強(qiáng) 、編程方便 、安裝調(diào)試工作量少等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)原有上煤系統(tǒng)多為繼電器控制、自動(dòng)化程度低的現(xiàn)狀，筆者提出了基于 PLC 控制的自動(dòng)化控制方案。以某生活區(qū)鍋爐房為參考，設(shè)計(jì)一種利用制方案。以某生活區(qū)鍋爐房為參考，設(shè)計(jì)一種利用 PLC 進(jìn)行控制的新型鍋爐自動(dòng)上煤系統(tǒng) 。3.1.1 總體方案的設(shè)計(jì)鍋爐上煤系統(tǒng)是鍋爐房的一套輔助設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)原煤從儲(chǔ)煤場(chǎng)按照鍋爐的實(shí)際燃燒需要輸送到鍋爐里的一整套機(jī)械系統(tǒng)。因采用分層鍋爐房，要求環(huán)境衛(wèi)生，且儲(chǔ)煤場(chǎng)與鍋爐房之間有一定的距離，因此綜合考慮多種因素，整個(gè)輸煤系統(tǒng)主要由上煤、碎煤、輸煤和卸煤 4 個(gè)部分組成。輸煤山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文7的整個(gè)過程：煤倉(cāng)的煤經(jīng)過格篩落到往復(fù)式給煤機(jī)上，大塊的煤和石頭等雜物被篩出；往復(fù)式給煤機(jī)將煤送到破碎機(jī)，將破碎后的煤依次經(jīng)過斗式提升機(jī)、刮板輸送機(jī)、膠帶機(jī)送到鍋爐煤倉(cāng)，完成上煤過程 。圖 1 為鍋爐自動(dòng)上煤系統(tǒng)示意圖。3.1.2控制要求該鍋爐自動(dòng)上煤系統(tǒng)既可實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制，又可實(shí)現(xiàn)單機(jī)控制，所以需要設(shè)計(jì)成自動(dòng)和手動(dòng)相結(jié)合的控制形式。(1)正常情況下，系統(tǒng)聯(lián)鎖啟動(dòng)。當(dāng)鍋爐煤倉(cāng)里的傳感器給出上煤信號(hào)后，按下對(duì)應(yīng)的卸料器啟動(dòng)按鈕，膠帶機(jī)上的傳感器檢測(cè)無故障后，膠帶機(jī)啟動(dòng) ；考慮到工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，延時(shí) 5 S 且刮板輸送機(jī)傳感器檢測(cè)無故障后，刮板輸送機(jī)啟動(dòng)；延時(shí) 5 s 且斗式提升機(jī)傳感器檢測(cè)無故障后，斗式提升機(jī)啟動(dòng)；延時(shí) 5 S 且破碎機(jī)傳感器檢測(cè)無故障后，破碎機(jī)啟動(dòng)；往復(fù)式給煤機(jī)傳感器檢測(cè)無故障后，往復(fù)式給煤機(jī)啟動(dòng)。(2)正常情況下，系統(tǒng)聯(lián)鎖關(guān)閉。當(dāng)鍋爐上煤完畢后，按下關(guān)閉按鈕，往復(fù)式給煤機(jī)關(guān)閉；延時(shí) 1O s(破碎機(jī)內(nèi)無煤)后，破碎機(jī)關(guān)閉；延時(shí) 40 S(斗式提升機(jī)鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)半圈)，所有斗內(nèi)都沒有煤后，斗式提升機(jī)關(guān)閉 ；延時(shí) 23 S(刮板輸送機(jī)鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)半圈)，刮板輸送機(jī)上沒有煤后 ，關(guān)閉；山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文8延時(shí) 40 S(膠帶轉(zhuǎn)動(dòng)半圈)，膠帶機(jī)上沒有煤后 ，膠帶機(jī)關(guān)閉。 (3)如果按下某個(gè)卸料器開啟按鈕后 ，系統(tǒng)聯(lián)鎖啟動(dòng) ，其間如果某個(gè)單機(jī)的傳感器檢測(cè)到該單機(jī)出現(xiàn)故障，或者按下緊急停止按鈕時(shí) ，整個(gè)系統(tǒng)所有單機(jī)自動(dòng)緊急停止。(4)非正常情況下，單機(jī)啟動(dòng)。如果要對(duì)系統(tǒng)中某個(gè)單機(jī)進(jìn)行檢修 ，需要啟動(dòng)單機(jī)。為了保證系統(tǒng)在沒有正常給鍋爐上煤的情況下各單機(jī)上無煤、不受載荷 ，只要按下單機(jī)啟動(dòng)按鈕后，對(duì)應(yīng)的單機(jī)就會(huì)和在它之前的單機(jī)聯(lián)鎖啟動(dòng)，且延時(shí)相應(yīng)的時(shí)間后，在它之前的各單機(jī)又自動(dòng)聯(lián)鎖關(guān)閉，只有對(duì)應(yīng)的單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。例如：如需要對(duì)斗式提升機(jī)檢修，按下斗式提升機(jī)的開啟按鈕，這時(shí)膠帶機(jī)自動(dòng)開啟，啟動(dòng)一段時(shí)間后，刮板輸送機(jī)開啟，同樣延時(shí)一段時(shí)間，斗式提升機(jī)開啟 。隨后，延時(shí)一定時(shí)間后，刮板輸送機(jī)上沒有煤后，關(guān)閉；再延時(shí)一段時(shí)間 ，膠帶機(jī)關(guān)閉，這時(shí)只有斗式提升機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)。按下斗式提升機(jī)的關(guān)閉按鈕 ，斗式提升機(jī)關(guān)閉?？刂葡到y(tǒng)流程如圖 2 所示。山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文10山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文113.1.3 控制程序的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中的被控設(shè)備有往復(fù)式給煤機(jī)、破碎機(jī)、斗式提升機(jī) 、刮板輸送機(jī)、膠帶機(jī)、3 臺(tái)鍋爐的 3 組卸料器和煤倉(cāng)儲(chǔ)煤量指示燈，共 11 個(gè)對(duì)象。系統(tǒng)共有 18 個(gè)輸入、11 個(gè)輸出，考慮到為擴(kuò)展功能留有余量，采用具有 26 輸入 16 輸出的 CPU226 作為主機(jī)模塊。 CPU226 共有 4O 個(gè)數(shù)字量 I／o 點(diǎn)，可連接 7 個(gè)擴(kuò)展模塊 ，最大可擴(kuò)展至 248 路數(shù)字量 I／O 或35 路模擬 I／O 點(diǎn)，13KB 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。通過對(duì)鍋爐上煤系統(tǒng)工藝流程的研究，參考傳統(tǒng)順序控制系統(tǒng)的編程方法，結(jié)合 SIMATIC STEP7 軟件的特點(diǎn)，制定了系統(tǒng)控制程序的流程圖（圖二） ，以此為基礎(chǔ)組態(tài)、編寫上煤系統(tǒng)控制程序 ，同時(shí)對(duì)程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室仿真調(diào)試 ，并得到了預(yù)期的結(jié)果 。3.2鍋爐排渣1. 排渣電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)排渣機(jī)工作，當(dāng)煤渣積累到 200kg 時(shí)，排渣機(jī)將煤渣送至指定位置，倒渣后自動(dòng)返回停止繼續(xù)為下一個(gè)循環(huán)做準(zhǔn)備。其實(shí)現(xiàn)電路為：山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文12上圖 1 中，SB1 由重量控制，當(dāng)煤渣達(dá)到 200kg 時(shí)被按下，排渣機(jī)將山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文13煤渣送到指定處，SQ2 為行程開關(guān)。煤渣到達(dá)一定時(shí)間后，即排渣后，由時(shí)間繼電器 KT 控制排渣機(jī)將渣斗送回。圖 2 為繼電器實(shí)現(xiàn)電路。圖 3 為 PLC 編程梯形圖，以便用 PLC 實(shí)現(xiàn)控制。2.排渣，要求不能與送煤同時(shí)進(jìn)行，故送煤和排渣兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制電路可用以下電路實(shí)現(xiàn)：上圖為控制電路，以及 PLC 實(shí)現(xiàn)控制梯形圖。可以看出由于采用了互山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文14鎖故送煤時(shí)不能排渣，排渣時(shí)不能送煤。山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文154 水位控制水泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)水泵供水，水位自動(dòng)控制在適當(dāng)高度。水泵電動(dòng)機(jī)只需單方向工作。4.1水位自動(dòng)控制電路電路主要有 IC1-IC2、KA 繼電氣、VT1、VT2 等元件構(gòu)成IC1 與 IC2 是一種液面專用檢測(cè)集成電路，其內(nèi)含：穩(wěn)壓器，振蕩器，檢測(cè)器放大單元電路，具有反壓保護(hù)、溫度 補(bǔ)償、抗噪功能在圖中，C1、C5 為消振電容，C3、C7 為退耦電容，C2、C6 為耦合電容將 8 腳輸出的振蕩信號(hào)轉(zhuǎn)送到檢測(cè)輸入端 9 腳。當(dāng)探頭未觸水是 1 腳 14 腳輸出低電平；當(dāng) 9 腳探頭 A 觸水后，振蕩信號(hào)被旁路 1 腳 14 腳輸出高電平（注意：1 腳 14 腳輸出為集電極開路型） ，由于水中流過的是高頻震蕩信號(hào)從而可山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文16有效地防止探頭被電解腐蝕。IC3 組成 R-S 觸發(fā)器，其工作原理如下4.1.1無水時(shí)，水泵電動(dòng)機(jī)得電工作當(dāng)爐內(nèi)無水時(shí)，IC1 與 IC2 集成電路的 1 腳 14 腳輸出均為低電平，該信號(hào)加至 IC3 的 6 腳與 2 腳（R 端）與 2 腳的（S 端）后，使 IC3 3 腳輸出高電平，該信號(hào)加到 KA 繼電器線圈上，使 KA 得電吸合，其常開觸電KA1 閉合，又接通 3 交流接觸器 KM 線圈的電流通路而吸合，其 KM1 觸電閉合，從而使水泵電動(dòng)機(jī)得電工作，為爐內(nèi)加水。4.1.2水位升至 B點(diǎn)時(shí) LED2導(dǎo)通發(fā)光當(dāng)水池中的水位上升到 B 點(diǎn)時(shí) IC2 的 9 腳由于水的導(dǎo)電作用而呈低電平，其 1 腳 14 腳輸出為高電平。該信號(hào)一路經(jīng)過 R3 加至 VT2 管基極，使該管導(dǎo)通而使 LED2 發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光。4.1.3水位升至 A點(diǎn)IC1 的 1 腳 14 腳也輸出高電平使 VT1 導(dǎo)通，LED1 發(fā)光，以示水位以升到 A 點(diǎn)，由于 IC3 3 腳變?yōu)榈碗娖?，KA 繼電器釋放，其 KA1 觸點(diǎn)斷開KM 也斷開，水泵停轉(zhuǎn)。4.1.4水位下降至 A點(diǎn)以下，低于 B點(diǎn)后，水泵重新啟動(dòng)當(dāng)水位下降至離開 A 點(diǎn)后，R 端變?yōu)榈碗娖?，IC3 又進(jìn)入保持狀態(tài)，水泵仍停轉(zhuǎn)。只有當(dāng)水位低于 B 點(diǎn)后水泵才重新開始工作。山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文175 鍋爐的控制設(shè)計(jì)5.1鍋爐溫度控制現(xiàn)如今國(guó)內(nèi)有很大一部分鍋爐，主汽溫度控制都不大好用。這其中，有參數(shù)整定的原因，我們稱之為“系統(tǒng)內(nèi)因” ；也有煤種變化等系統(tǒng)原因，我們可以稱之為“系統(tǒng)外因” 。系統(tǒng)內(nèi)因問題不用修改控制策略統(tǒng)外因問題需要修改策略，甚至要做很大程度的變更。鍋爐蓄熱能力小、干擾大的中間倉(cāng)儲(chǔ)式火電廠主汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)有長(zhǎng)久的思考和試驗(yàn)，積累了一些經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)主汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)存在的各種問題，有了一個(gè)比較全面的解決辦法。如果把這些辦法都應(yīng)用到一些鍋爐中，應(yīng)該可以解決各種干擾的溫度控制了。如果還有解決不了的問題，那多數(shù)是參數(shù)整定或者系數(shù)設(shè)置的原因了。當(dāng)然，不排除一些沒有預(yù)料到的情況，得共同想辦法來解決。5.1.1 采用串級(jí)調(diào)節(jié)還是導(dǎo)前微分調(diào)節(jié) 串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在一些大容量的機(jī)組中，噴水減溫器后還有比較長(zhǎng)的一段加熱管道，噴水后溫度跟鍋爐出口主汽溫度之間有較長(zhǎng)的一段距離。鍋爐能量傳導(dǎo)給噴水后溫度后，要經(jīng)過較長(zhǎng)一段時(shí)間波動(dòng)狀況才能反映到主汽溫度，因而用串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較好。在串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，超前信號(hào)固然重要，但是噴水減溫后還有很大一段受熱面，主回路的調(diào)節(jié)作用也非常重要，所以，往往大部分都采用主信號(hào)和超前信號(hào)作用稍微均衡的調(diào)節(jié)方式。但是，也不排除一些機(jī)組噴水減溫后受熱面較短、或者超前信號(hào)與主山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文18信號(hào)之間的波動(dòng)傳遞趨勢(shì)時(shí)間間隔較短的情況。這個(gè)情況下，當(dāng)燃燒擾動(dòng)到來的時(shí)候，超前信號(hào)作用因?yàn)椴皇翘貏e突出，故而大超前信號(hào)而帶來的減溫水流量的調(diào)節(jié)作用就較小，等到主信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)的時(shí)候，就有可能造成調(diào)節(jié)滯后，使得溫度波動(dòng)比較大。解決辦法就是：減弱主信號(hào)的作用，增強(qiáng)超前信號(hào)的作用。因?yàn)槌靶盘?hào)和主信號(hào)之間的受熱面較短，故而因經(jīng)過超前信號(hào)，主信號(hào)單獨(dú)波動(dòng)的機(jī)會(huì)較少。所以主信號(hào)的作用可以進(jìn)一步減弱。由此而帶來的缺點(diǎn)是：如果該鍋爐采用煙風(fēng)擋板來調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度，可能波動(dòng)較大。因?yàn)闊燂L(fēng)擋板調(diào)節(jié)再熱的時(shí)候，勢(shì)必會(huì)影響煙道內(nèi)煙氣的流動(dòng)情況。煙氣流動(dòng)被煙風(fēng)擋板干擾后，要先干擾主汽溫度，然后才會(huì)干擾主汽溫度的超前信號(hào)。這時(shí)候如果超前作用強(qiáng)、主信號(hào)作用弱，就有可能造成溫度波動(dòng)比較大。所以，在加強(qiáng)超前作用的同時(shí)，還要管住延期擾動(dòng)帶來的主信號(hào)波動(dòng)狀況，綜合衡量，才能夠提高總體調(diào)節(jié)品質(zhì)。導(dǎo)前微分調(diào)節(jié)系統(tǒng)在一些小鍋爐中，鍋爐蓄熱能力小，如果噴水減溫和主信號(hào)之間受熱面進(jìn)一步縮短，超前信號(hào)和主信號(hào)波動(dòng)間隔時(shí)間減小，用串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)就有可能存在局限。這時(shí)候，導(dǎo)前微分調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性可能會(huì)增強(qiáng)了。導(dǎo)前微分調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以充分考慮超前信號(hào)帶來的影響，因而，超前作用得以大大加強(qiáng)。導(dǎo)前微分到底是怎么起到超前作用的呢？應(yīng)該從兩個(gè)方面分析。如圖 4-1 所示，當(dāng) PID 的輸入偏差 e 在 t1 時(shí)刻開始有個(gè)上升的趨勢(shì)的時(shí)候，PID 的輸出 out 在時(shí)刻也有一個(gè)階躍；在 t1 ~t2 之間，e 以相同的速率持續(xù)上升的時(shí)候，out 保持不變；在 t 2 時(shí)刻，e 上升到一個(gè)值保持不變的時(shí)候，de/dt=0，也即 e 的變化速率等于 0，這個(gè)時(shí)候，純粹數(shù)學(xué)意義的微分運(yùn)算會(huì)馬上使得 out 回歸到 0，而工程意義上的微分作用還山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文19有一個(gè)微分時(shí)間的參數(shù)，根據(jù)微分時(shí)間 Td 的值決定回歸到 0 的快慢。圖 5-1在 t1 時(shí)刻微分的超前作用，而在 t2 時(shí)刻，被調(diào)量停止變化的時(shí)候微分復(fù)歸的作用，可能在 t1 時(shí)刻微分的超前作用，而在 t2 時(shí)刻，被調(diào)量停止變化的時(shí)候微分復(fù)歸的作用，可能調(diào)節(jié)使得溫度下降之前，總要有一個(gè)溫度持衡期，在這個(gè)溫度持衡期內(nèi)，溫度還沒有降低的時(shí)候，PID 的輸出就已經(jīng)開始回調(diào)，是不是起到了很大的“超前作用”了呢？所以我們對(duì)微分時(shí)間 Td 的運(yùn)用也不能漠視。但是，如果微分時(shí)間太短，會(huì)造成 PID 輸出頻繁波動(dòng)，實(shí)際運(yùn)用過程中，要小心執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁動(dòng)作，燒壞電機(jī)。帶有超前信號(hào)微分功能的串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)如果在串級(jí)和導(dǎo)前微分作用之間不大容易取舍的話，我們可以綜合兩方面的特點(diǎn)，做一個(gè)帶有超前信號(hào)微分功能的串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。也即用串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，但是對(duì)超前信號(hào)進(jìn)行微分運(yùn)算。在實(shí)際調(diào)試過程中，如果想要純粹的導(dǎo)前微分功能，可以把副 PID 設(shè)為純比例作用；如果想要純粹的串級(jí)系統(tǒng)，可以把微分參數(shù)設(shè)為 0。當(dāng)然還有第三種選擇：導(dǎo)前微分抓串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文20圖 5-2 導(dǎo)前微分實(shí)際調(diào)節(jié)效果圖5.2排除燃燒干擾燃燒干擾是主汽溫度控制中最常見、最大、也是最難以消除的干擾。目前為止，國(guó)內(nèi)刊物上還沒有見到更好的控制策略。經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的思考，筆者用了一個(gè)比較簡(jiǎn)單的辦法解決了問題。傳統(tǒng)上，解決這個(gè)問題，需要把燃燒帶來的干擾進(jìn)行分類，大致有如下幾類：①煙氣流動(dòng)干擾；②燃料量干擾；③煤質(zhì)干擾；④制粉系統(tǒng)啟停。以上列出的 4 條，都與燃燒有關(guān)系。其中，尤以制粉系統(tǒng)啟停、燃料量干擾影響汽溫最為劇烈。當(dāng)然煙氣流動(dòng)干擾不僅僅與燃燒有關(guān)系，還有可能是煙風(fēng)擋板開度的擾動(dòng)、鍋爐受管道蒸汽吹灰等因素，這里暫且不考慮其他因素山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文21有這么多影響因素，我們不能針對(duì)每一項(xiàng)擾動(dòng)因素都制定一項(xiàng)應(yīng)對(duì)策略。那樣控制策略過于復(fù)雜，參數(shù)整定就非常麻煩，并且可能存在各擾動(dòng)因素互相影響的情況，實(shí)際控制效果不見得就好。我們的目的是，在所有擾動(dòng)因素中，尋找一個(gè)具有代表性的物理量。這個(gè)物理量既能代表各種擾動(dòng)因素，又能夠比噴水后汽溫更能超前的反映汽溫的變化趨勢(shì)。 所有以上 條其實(shí)都跟鍋爐受熱面熱交換有關(guān)系。在不考慮蒸發(fā)量、給水量的時(shí)候，蒸汽吸熱量的改變應(yīng)該首先引起壓力的變化。我們用汽包壓力的微分代替鍋爐能量變化的趨勢(shì)。鍋爐能量傳遞給鍋熱器的時(shí)候，首先要反映到汽包壓力上，然后才會(huì)逐漸改變汽溫。以汽包壓力的微分作為主汽溫度自動(dòng)的前饋信號(hào)，做一個(gè)串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，應(yīng)用在一 135MW 的機(jī)組中，效果良好。其 1 個(gè)小時(shí)、10 個(gè)小時(shí)的控制效果圖如圖所示。圖 5-3 溫度調(diào)節(jié) 1 小時(shí)效果截圖 圖 5-4 溫度 10 小時(shí)內(nèi)實(shí)際效圖5.2.1排除機(jī)組負(fù)荷干擾機(jī)組負(fù)荷干擾也會(huì)影響到汽溫控制。負(fù)荷擾動(dòng)也會(huì)影響到汽包壓力，用汽包壓力的微分作為前饋信號(hào)，對(duì)汽溫控制有一定的效果，但是有些機(jī)組效果不大明顯。如果一些機(jī)組因?yàn)樨?fù)荷干擾使得主汽溫度波動(dòng)比較大的話，我們可以再增加一個(gè)前饋信號(hào)，用速度級(jí)后壓力或者干脆用汽機(jī)負(fù)荷來參與控制。需要注意的是，一定要考慮到負(fù)荷信號(hào)和蒸汽壓力之間的關(guān)系。一般為正作用加入到溫度控制的前饋中，這個(gè)看法可能存在些問題。具體應(yīng)用山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文22過程中，大家可以對(duì)此予以關(guān)注，最終會(huì)取得不錯(cuò)的控制效果。 僅僅采用了汽包壓力作為前饋，不考慮負(fù)荷信號(hào)，在變負(fù)荷情況下的控制效果如圖 所示。圖 5-5 帶有汽包壓力前饋的調(diào)節(jié)效果圖 5.3解決執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)問題執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)問題包括：執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在空行程；執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在回差；閥門線性不好；閥門線性隨時(shí)間的推移改變甚至惡化。所有這些問題都可以用一個(gè)方案解決：加入減溫水流量反饋。PID 調(diào)節(jié)的結(jié)果最終都去控制減溫水，改變減溫水流量，只要流量不改變，閥門就一直動(dòng)作下去；如果閥門流量改變過大，就驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)回調(diào).5.4參數(shù)整定參數(shù)整定是一個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)好壞的保證。控制策略制定得再好，如果參數(shù)整定不好，那么調(diào)節(jié)系統(tǒng)就不可能良好運(yùn)行。但是，一般調(diào)試單位調(diào)試穩(wěn)定后，移交給維護(hù)單位后，國(guó)內(nèi)維護(hù)人員的主要精力都集中在對(duì)設(shè)備的熟悉和維護(hù)上了，對(duì)參數(shù)整定投入的精力不夠，并且，上面一些特殊的控制策略，需要一些特殊的參數(shù)作為保證，下面針對(duì)各種控制策略提出一個(gè)大致的整定思路，不同情況可能有不同的整定辦法。山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文235.4.1串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)整定 要注意主副 PID 之間的側(cè)重關(guān)系。如果要加強(qiáng)主調(diào)的作用，可以增強(qiáng) PID1 的比例作用。如果要強(qiáng)調(diào)超前作用，可以增強(qiáng) PID2 的比例作用。不管哪一種方法，PID2 的積分作用可以減弱甚至忽略。PID1 的積分作用應(yīng)該比比例作用稍弱，以能消除靜差為宜。 5.4.2 導(dǎo)前微分的參數(shù)整定 注意微分時(shí)間的使用，可以消除因微分作用帶來的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的頻繁波動(dòng)。微分時(shí)間增大可以消除執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁動(dòng)作，但是微分的超前作用會(huì)在一定程度上被削弱。微分時(shí)間減小，超前作用增強(qiáng)，但是執(zhí)行機(jī)構(gòu)可能會(huì)有抖動(dòng)。需要在超前性和穩(wěn)定性之間作一個(gè)綜合衡量。 5.5帶導(dǎo)前微分的串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)導(dǎo)前微分串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)需要注意的是：PID 的測(cè)量值圍繞在 0 左右波動(dòng)，不大容易進(jìn)行曲線觀察。我們可以在微分作用以后疊加一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)不參與運(yùn)算，可以方便對(duì)曲線進(jìn)行觀察。 5.6 帶汽包壓力微分前饋的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定如果汽包壓力微分參數(shù)整定合適，該系統(tǒng)十分好用。需要注意的是，汽包壓力微分已經(jīng)進(jìn)行了調(diào)節(jié)，噴水后溫度前饋可能因二次調(diào)節(jié)造成震蕩。這時(shí)候應(yīng)該適當(dāng)減弱副調(diào)作用。 5.7帶減溫水流量反饋的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定該系統(tǒng)的整定稍微特殊，下面一一列舉。 5.7.1流量系數(shù) 流量系數(shù)關(guān)系到流量反饋系統(tǒng)能不能投入的問題，所以很重要。流量系數(shù)過大，會(huì)造成副回路的 PID 反復(fù)震蕩；系數(shù)過小，會(huì)造成反饋不足。山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文24應(yīng)該予以重視。 5.7.2 副調(diào)的積分時(shí)間 PID 的 6 個(gè)參數(shù)為什么單單說副調(diào)的積分時(shí)間呢？我們既然在副調(diào)加入了反饋量，目的就要使反饋克服執(zhí)行機(jī)構(gòu)方面的問題。在調(diào)節(jié)過程中，只要流量達(dá)不到 PID 的要求，不管是過大還是過小，就要使 PID 輸出繼續(xù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至達(dá)到要求為止。那么副調(diào)的積分時(shí)間我們可以設(shè)得很短，即積分作用設(shè)得很強(qiáng)。只要副調(diào)的 PID 輸入 e 不等于 0，就要積分下去，直到 e=0 為止。 5.7.3 副調(diào)的 PID 死區(qū) 因?yàn)楦闭{(diào)的積分作用非常強(qiáng)，那么就有可能使得執(zhí)行機(jī)構(gòu)不停地動(dòng)作，從而燒壞電機(jī)。為此，我們可以給副調(diào)的 PID 輸入偏差設(shè)置死區(qū)，以抑制震蕩。 加入流量反饋的實(shí)際調(diào)節(jié)效果圖如圖所示。圖 5-6 帶反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常工況效果圖5.8抗積分飽和抗積分飽和在普通系統(tǒng)中，其實(shí)并不是很突出的問題。在火電廠自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，只要參數(shù)設(shè)置恰當(dāng)、系統(tǒng)不存在故障，一般不存在積分飽和的問題。如設(shè)置不恰當(dāng)，或者系統(tǒng)存在故障。系統(tǒng)故障主要問題在于調(diào)節(jié)山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文25裕量不足。如果閥門開滿或者關(guān)嚴(yán)仍舊不能滿足要求，就需要抗積分飽和功能了。汽溫控制是個(gè)例外。該系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)遇到閥門關(guān)嚴(yán)甚至開滿的問題。目前大多數(shù) PID 本身就具有了這個(gè)功能，所以不需要過多考慮。如果存在問題的可采用下面這一種辦法。在執(zhí)行機(jī)構(gòu)開度接近于 0%或者 100%的時(shí)候，發(fā)出一個(gè) bool 量，這個(gè)bool 量去切換 PID 的參數(shù)，使 PID 參數(shù)切換如下：比例帶趨向于無窮大；積分時(shí)間趨向于無窮大；微分作用=0。 這個(gè)時(shí)候，PID 相當(dāng)于不運(yùn)算，PID 的輸出接近于不變化，就完成了抗積分飽和的功能。當(dāng)這個(gè) bool 量復(fù)歸的時(shí)候，PID 切換到日常參數(shù)。。山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文266 配風(fēng)設(shè)計(jì)及熱效率6.1熱采鍋爐配風(fēng)及熱效率現(xiàn)有鍋爐的配風(fēng)由氣動(dòng)執(zhí)行器通過連桿機(jī)構(gòu)控制鼓風(fēng)機(jī)出口擋板的開度，由于風(fēng)門擋板的尺寸是固定的，在設(shè)備調(diào)試初期，氣動(dòng)執(zhí)行器連桿機(jī)構(gòu)和風(fēng)門調(diào)節(jié)比例一旦設(shè)定，在隨后的燃燒控制過程中空氣燃料比就被固定，而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況表明，這種調(diào)整方式精度低，當(dāng)鍋爐工況發(fā)生變化時(shí)，不能確保在不同燃燒強(qiáng)度下的空燃比都能實(shí)現(xiàn)最佳。根據(jù)能量的正平衡計(jì)算方法，在未考慮鍋爐散熱損失時(shí)其熱效率為η=-[3.96 104+3.299（α-1） 104]t+[1.011+0.0174(α-1)] ??（1）式中，η——未考慮鍋爐散熱損失的熱效率；α——過量空氣系數(shù)；t——排煙溫度；如果不考慮燃料的特性，可以按以下公式計(jì)算過量空氣系數(shù)α=21/(21-O 2) （2）O2——煙氣含氧量，百分比表示。因此，通過煙氣的含氧量檢測(cè)，可以計(jì)算出過量空氣系數(shù)，再依據(jù)檢測(cè)到的鍋爐排煙溫度，就可以計(jì)算出鍋爐的運(yùn)行熱效率。提高鍋爐的熱效率就需要讓燃料充分燃燒，并且盡量減少鍋爐的熱損失；著就要求外排的煙氣含量大，過量空氣系數(shù)大，于此同時(shí)，鍋爐外排煙熱損失也就增大。位解決這一矛盾，將過量空氣系數(shù)控制在一定的范圍內(nèi)，使熱采鍋爐運(yùn)行在較高的熱效率水平上，該過量空氣系數(shù)即為最佳過山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院畢業(yè)論文27量空氣系數(shù)，根據(jù)我們的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，過量空氣系數(shù)一般控制在 1.02—1.2為最佳，根據(jù)公式（2）煙氣含氧量范圍應(yīng)在 0.41—3.5%。6.2配風(fēng)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)6.2.1控制方案在固定空燃比的情況下，通過鼓風(fēng)機(jī)加裝變頻器，改變變頻器的輸出頻率，自動(dòng)地調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的送入風(fēng)量，同時(shí)對(duì)鍋爐外排煙氣含量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整變頻器的輸出頻率，保證煙氣含量維持在最佳的水平，使鍋爐運(yùn)行于最佳效率狀態(tài)。煙氣含量自動(dòng)控制系統(tǒng)包括三個(gè)部分，即煙氣含量實(shí)時(shí)檢測(cè)、調(diào)節(jié)控制、變頻輸出。通過傳感器對(duì)鍋爐煙氣中含量實(shí)時(shí)感應(yīng)，感應(yīng)信號(hào)經(jīng)氧量變送顯示儀送入控制器中，通過控制器的內(nèi)置算法計(jì)算出變頻器輸出頻率，通過變頻器輸出頻率改變鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)供風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，煙氣含氧量自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖見圖。6.2.2控制策略為了實(shí)現(xiàn)熱采鍋爐空燃比的自動(dòng)調(diào)節(jié)，結(jié)合多年來熱采鍋爐的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)適合煙氣含氧量自動(dòng)控制的算法，控制系統(tǒng)根據(jù)插入煙道的氧化鋯傳感器的感應(yīng)含氧量的變化，經(jīng)氧量分析儀變換的信號(hào)與含氧量設(shè)定