双交叉限幅控制过程

1、双交叉限幅控制过程Docume nt serial number UU89WT-UU98 YT-UU8CB-UUUT-UUT108所谓双交叉就是煤气折算流量lg和空气折算流量la通过一些环节，各白送 入对 方的主调节系统。煤气流量lg直接送入第二重比例积分(PI1)调节运算单元 中去，作 为煤气流量的被调参数；此lg还通过增量单元+K4或-K2,与空气量调 节的第三重比 例积分(PI2)运算单元联系起来，这就叫煤气流量与空气调节回路的交叉。同样，空气折算流量la直接与空气回路的主调节器 PI2相连，作为它 的被调参数；此la的另 一路，通过比值器2后，la / B二I'a,再连接于增量

2、单 元-K3或+K1后，与煤气回路主 调节器 PI1 联系起来，这叫空气流量与煤气调节 回路 的 交 叉。所谓限幅就是通过增量单元， 使阀门开度每一次的变化量限制在某一值范围 内， 目的是使炉温较平缓的变化。图中，-K3、+K1与+K4或-K2,就是增量值。高值选择与低值选择。进入高值选择单元的两参数，只允许大的参数值通过，小参数值不能通过。进入低值选择单元的两参数，只允许小参数通过，而大参数不能通过。(1) 炉温稳定状态下信号的流向在当SP-PV=0时，炉温稳定。此时，温度 PID输出值II是恒定值，PI1输 出值 Ilg和PI2输出值Ila也是恒定值，两个阀门的开度也是不变的，因而流量lg

3、和la也是恒值 ,并且 Ig=ra=Ia/P, Il = Ig, P Il=IaoIlg和Ila分别经限幅单元后输出为Igd和lad。在升温的最初阶段,Ilg和I"的值很 大，大大超过阀门的允许开度，因此需要限幅输出。在温度已根本稳 定，即 SP-PV 的绝对值变化较小时，此限幅单元不起限幅作用。这时Ilg=Igd, Ila=Iado(2) 炉温突然降低时信号的流向(以下分析的前提假设为K1<K4, K2K3且II 的增加值必须大于K4,小于K4时,限幅不起作用)此时SP-PV>0温度PID输出的II值增加，此刻lg和la值尚未变化,还 是上一个 周期值。由于11>

4、12,经H1后输出IH1 = I1 ；女口 H增加的值小于K1,此时ILl=n+An,KI 的限幅不起作用；如II增加的值大于 心(且大于K4)，贝IJ I4VIH1,经L1后输出值 ILl=I4=ra+Kl ；偏差ILl-Ig-Kl, 此 K1经PI1运算后 输出为Ilg,此刻的llg>llg-b煤气阀 门开度稍为增大一点。如SP-PV较 大，贝U 11 -11- 1=AI1,可能大偏差All远大于K1，但输入 PI1 的偏差仍是 K1, 而不是 All, 这就是增量单元的限幅作用。如II增加的值小于K4,此时IL2=I1+ K4的限幅不起作用:由于11>13,经L2后输出的IL

5、2=I3=Ig+K4(此lg为前次的值);IL2>I5,经H2后输出的 IH2=IL2=Ig+K4;经比值器 1 后为 P IH2= P (Ig+K4) ; S P lg=la,故 P IH2-Ia= P K4 为 PI2 的输入偏差，经PI2运算后，输出为Ila,阀门开度增加一点，而增加的开度是由偏差BK4引起，而不是由大偏差 P All所引起，这又休现了增量单元的限幅作用。经第一循环的调节后，Qa. Qg都增加一点，但增加过后 Qa/Qg是否还保持某 个 确定的比值由于各阀门的开度与流量的非线性，阀门的机械零点和电气零点不可能调整得很精确等原因，都会使Qa/Qg比值改变。采用双交义系

6、统，就能根本保证Qa/Qg 比值的稳定。如第一次调节后，Qa/Qg比值变大，即空气量相对多了一点，我们来分析第二次调节后会出现什么样的情况经第一次调节后，炉温增加一点，SP-PV减少一点，但II仍在增加。如II仍大于 12,经 H1 后 IH1 二 H； IH1 仍大于 14,经 L1 后，IL1-I4=V a+Kl ；因 Qa/Qg 比值增大， 故r a>lg偏差ILI-lg=KI+(Ta-lg),而不是K1,此偏差经PI1运算后输出为一较大的Ilg值，因偏差考虑了 1 梟-血之值，故煤气阀门就会 多开一点，煤气流量就会更多一点。对 空气支路，因 13<lb 经 L2 后，IL2

7、 二 13二 lg+K4 ; IL2>I5,经 H2 后 JH2 二 IL2 二 lg+K4 ; 经B后，输出的 BIH2二B (Ig+K4);输入PI2的偏差为P IH2-la= P Ig+ P K4-la,由于 Qa/Qg比值增大,故P Ig-Ia<0,即输入PI2的偏差较小(与输入PI1的相比)，故经PI2后 输出的Ila增加较少，阀门开度增加较少。经第二次调节后，Qa/Qg比值就变小一点。 这就说明，双交叉会提高Qa/Qg比值的稳定性。为提高炉子的热效率，普遍认为，如炉温降低，希望空气量多增加一点，而煤气量少增加一点，让煤气在空气过剩下燃烧。同理，当炉温超温时，希望煤气量多

8、减少一点，而空气量那么少减少一点。根据这一原那么，所以在选择 K 时，一般 K4>K1, K3>K2o(3) 炉温突然升高时信号的流向(以下分析的前提假设为KMK4, K2K3且II 的降低值必须大于K3,小于K3时,限幅不起作用)此时SP-PWO,温度PID输出的II值减少，此刻lg和la值尚未变化，还 是上一个 周期值。由于IKI2,经H1后输出IH1 = I2 :女口 II减少的值小于K3,此时- II, K3的 限幅不起作用；如II减少的值大于 松(必大于K2)、贝U I4>IH1,经L1后输出值 ILl=IHl=r a-K3 ;偏差IL1-Ig=-K3,此-K3经P

9、I1运算后 输出为llg,此刻的llg<llg-b煤气 阀门开度稍为减小一点。如 | SPPV |较 大，贝丨 II-II-1 丨二 All, 可能大偏差 All 远 大于K3,但输入PI1的偏差仍是-K3,而不是一 All,这就是增量单元的限幅作用。如U减少的值小于K2,此时IH2P1 II, K2的限幅不起作用；由于IKI3,经 L2后输出的IL2=I1 ; IL2<I5,经H2后输出的IH2二15二Ig-K2;经比值 器1后为P IH2 二P (Ig-K2);因P lg-la,故P IH2-Ia二-B K2为PI2的输入偏差,经PI2运算后，输出 为 II 阀门开度减小一点，

10、而减小的开度是由偏差一BK2 引起，而不是由大偏差 P All所引起，这又表达了增量单元的限幅作用。经第一循环的调节后，Qa. Qg者E减少一点，但减少过后Qa/Qg是否还保持某 个确定的比值由于各阀门的开度与流量的非线性，阀门的机械零点和电气零点不可能调整得很精确等原因，都会使Qa/Qg比值改变。采用双交义系统，就能根本保证Qa/Qg 比値的稳定。如第一次调节后，Qa/Qg比值变大，即空气量相对多了一点，我们来分析第二次调节后会出现什么样的情况经第一次调节后，炉温减少一点，| SP-PV减少一点，但II仍在减少。 如H仍 小于 12,经 H1 后 IHl=I2 = ra-K3 ; IH1 仍

11、小于 14,经 L1 后，ILl=IHl-r a-K3 ;因 Qa/Qg 比 值增大,故偏差ILl-Ig二-K3+(I -alg),而不是-K3,此偏差经PI1运算后输出为一较小的llg值，因偏差考虑了 V a-lg之值， 故煤气阀门就会少开一点， 煤气流量就会更多一点。 对空气支路， 因 13>lb 经 L2 后， IL2 二 II ; IL2VI5,经 H2 后，IH2 二 15 二 Ig-K2 ;经 B 后，输出 的 P IH2 二 P (Ig-K2); 输入PI2的偏差为 P IH2-Ia= P lg- P K2-Ia,由于 Qa/Qg比 值增大，故Plg-la<0,即输入

12、 PI2的偏差绝对值较大(与输入PI1的相比)，故经PI2后输出的Ila减少较大，阀门开 度减少较多。经第二次调节后，Qa/Qg比 值就变小一点。这就说明，双交叉会提高Qa/Qg比值的稳定性。(2)系统调节过程及特点在负荷剧增(温测温给)时，温度PID的输出剧增. 对于空气流量调节iHl路，随着II开始增加时,11<13,低选器选中II,空气流量增加,当 II 正跳变到 11>13时，低选器选中 13,11被中断，同时 IL2=I3>I5, 高选器选 13,13作为 该回路 PID 的设定值， 使空气流量随着煤气流量的增加而增加， 交义限 制作用开始， 当13增加到13>11时,低选器又选中11,11又作为该回路PID设定 值，交叉限制作用 结束，系统稳定。对于煤气流量调节回路，随着温度PID的输出的增加，高选器选II,而低选器中，开始 时选II作为该回路PID的设定值,煤气流量增加,11>14时，低选气选14,11被 中断, 煤气流量随着空气流量增加而增加，交叉限制作用开始，当 14增加到 14&g