【《锅炉PID控制系统设计》12000字（论文）】

锅炉PID控制系统设计目录TOC\o"1-3"\h\u23371第一章绪论 3298931.1选题背景及意义 3268581.1选题背景及意义 3175221.2SMPT锅炉简介 4237781.2.1主架 4229551.2.1软件系统 5316081.3SMPT锅炉的反应体系 6200401.4锅炉的保护装置 727427第二章锅炉的控制参数设定 8232632.1P、I、D控制模式及功能 8261632.1.1比例作用——P 8277222.1.2积分作用——I 8314252.1.3微分作用——D 9251782.1.4比例积分微分作用—PID 9212532.2PID控制器的参数整定 9105732.2.1P、I、D参数整定范围 94491第三章控制方案设计 11111953.1锅炉的工艺流程 11265903.2单回路控制系统 12187063.3燃料流量串级控制系统 129173.3.1串级控制系统介绍 1273903.3.2串级控制系统的正反作用及参数整定 1233203.4过热蒸汽出口温度分程控制 1313973.4.1分程控制系统的方框图 1329623.4.2控制器的正反作用选择 1432483.4.3分程控制系统阀门开、闭形式的判定 14267203.5.1前馈-串级控制方框图 14112383.5.2控制规律 1517029第四章SMPT仿真系统组态与设计 16277144.1各控制系统的被控变量、操纵变量、执行机构、控制器的正反作用和控制规律 16129784.2控制系统组态 1812061第五章参数整定与实验 21150015.1前馈-串级控制系统的参数整定 2115645.2分程控制系统的经验整定法 22187235.3单回路比例放大倍数的整定 222665.4串级控制系统控制器参数整定 22167165.5投运前的准备工作 22183875.6控制系统投运 2483895.6.1汽包水位-汽包上水流量-过热蒸汽出口流量三冲量控制系统投运 24186995.6.2过热式柴油蒸汽轮机进出口的控制压力-风机燃油空气流量串级闭制管理系统正式投运 2432835.6.3过热蒸汽出口温度分程控制系统投运 25189105.6.4炉膛真空度单回路控制系统投运 2532519第六章总结 2519042参考文献 27摘要在我们国家，随着使用锅炉进行发电越来越普及，智能化要求越来越高，所以崭新的锅炉利用计算机优化控制的系统的建立和运用已经大势所趋。为了增进对锅炉操作情况的革新，降低能量的损耗，确保其运行的安全系数增高，节能减排，同时人工智能理论的开展逐渐纯熟，极大规模的运用了智能的控制手段。一般而言,大型火力发电机组便是其中一个重要的应用,就是在工业生产中所需要控制的对象之一,它包括了锅炉、蒸汽透平发动机和一些辅助设备等，锅炉和蒸汽透平发动机要维持相对的均衡才能保证蒸汽的正常输出。本文通过查阅参考文献和实验等途径，对PID控制进行了分析，并利用SMPT-1000实验平台，为更好的控制锅炉正常运行拟定了一系列有关于燃烧、汽包液位和蒸汽的冷热程度等系统的具体流程的控制方法，最后实现了锅炉对象的整体控制，掌握了多个控制回路同时工作时的投运顺序和参数整定方法。

关键字：过程控制；锅炉；SMPT-1000实验平台；PID控制第一章绪论1.1选题背景及意义1.1选题背景及意义早期的燃煤锅炉管理技术水平较低,很多锅炉的控制都是采用开环控制,没有做到连续闭环控制的模式,不能跟上外界环境和气候的变化对锅炉正常运行的状态作出适时的调节,无法确保锅炉在一个持续、稳定的状态下,极大地限制了整个锅炉运行的速度和质量。二十世纪八十年代以后,随着国外先进控制设备和技术的引入及我国在自动控制技术领域所取得的重要性和巨大进步,锅炉电子计算机控制也取得了很多突破。直至上世纪90年代中叶,锅炉的自动化成为一门热门的研究和推广应用领域,前期运用单片机和工控器等设备所开发出来的各类控制系统,已逐步被广泛地应用于原有锅炉的生产技术革命性改造,并向新型炉体配套的方向发展。但由于设计出来的是控制系统中所采用的是控制算法建模,不能真实反映锅炉的实际运行状况,导致在实际生产运行中效果不理想,不能产生预期的经济效益,严重阻碍了锅炉计算机控制技术推广和应用。我国的现代工业朝着大型化、连续性、自动化、精细化的方向进步,因此其生产工艺也逐渐变得越来愈复杂,且对环保的要求也越来愈高,这些现状都为控制工艺提出了不低要求。因此,仅使用一种常规的仪表就已经完全满足了对现代化企业生产管理的要求。由于传统的计算机器人具有各种强大的功能和特点,自动控制技术已在锅炉中得到了十分广泛的应用,锅炉操作的自动控制也随着计算机器人系统和控制技术的进步与发展。在国外,锅炉已基本完全实现了锅炉利用电脑和计算机对自动化控制及对设备进行自主调整,特别是在控制技术上大多是采用先进现代化控制技术中的自优控制、各种变量频域及模糊控制等许多控制技术。依照目前我国的发展情况来看,锅炉仍是国内各类企业中能量输入、能源运送、加工和辅助等设备中必须具有的不可或缺的组成部分,那么对于锅炉的质量控制组成部分或者是操作组成部分便会显得格外重要。复杂的生产工艺和设备,特殊压力容器。其运转过程中的干扰参数较多,并且这些参数之间有很大的因果联系,而且所进行的监测参数还会经常伴随着锅炉负载的变化和频率而产生变化,运行中往往会存在非线性的特征,这大大提高了对锅炉的控制困难。然而,目前我国大多数锅炉控制系统自动化控制技术落后、工人操作水平参差不齐、安全性低,国内锅炉的性能指标与发达国家相比有较大的差距。锅炉是作为现代化工业生产及集中供电的重要一种能量转换装置,其能耗很大,长期以来一直处于高耗能、低环保污染的生产运行状态。因此,进一步研究完善了我国锅炉设施质量环境管理的实际状况,锅炉设施质量环境管理向往在确保了锅炉经济,安全,高效的锅炉环境管理目标化的前提下更好地正确依托于人和保护环境。随着我国现代锅炉人工智能监控技术不断发展的成熟,智能锅炉控制管理技术已经得到了广泛的研究应用,对于新型第一代智能锅炉监控电脑系统及其应用计算机结构优化智能控制管理系统的技术研究设计开发与推广应用也势在必行且十分有利于条件成熟。1.2SMPT锅炉简介系统采用了高精度的动态仿真技术,将实际的工业设备和装置的对象采用了数字化的手段,模拟整个工艺过程,实验的对象性能与其他的工业设备完全相同。1.2.1主架SMPT大型锅炉大致来说一般可以详细划分如下为4个传动单位,分别分为是空气除氧器、炉膛传动单元、减温器和气体承包传动单元。共计包含空气除氧器、上水加热管网、下气道及车厢燃煤包、锅炉水管本体、省煤器、减温器、蒸汽加热管线等配套装置,且室内设有21个自动模拟空气容量和6个不可启动式液压开关两个容量大的检查点。此外该产品系列压缩装置中标配还有9个自动立式调节执行阀,5个立式启动阀和开关阀,两台立式空气压缩泵,一台空气压缩机的自动调节执行阀和控制传动机构。图1-1SMPT-1000硬件系统（最好有张外观图）1.2.1软件系统SMPT的软件体系由上位机的软件、实时仿真发动机和其它的软、硬件接口软件。（1）上位机软件可以检测到系统中各个部分的参数，通过控制器模块进行控制器参数调整。上位机软件主要具备了对监控实验计划、监测实时数据走向、对控制系统进行组态等非常见的功能。（2）实时仿真引擎软件SMPTRuntime在SMPT中我们会打开一个项目,监控的环境主要有三个大部分组成,分别是为流程图、趋势曲线及其控制的组态窗口。可以实现加热炉的工艺过程、工业锅炉的动态实时仿真模型、动力除氧的动态实时仿真模型等<br>主要目的是为了完成对动态实时仿真的统计与管理。1.3SMPT锅炉的反应体系(1)检测式变送器(检查元件和式变送器)测量变送器主要包括测量传感器和变送器。用以用来观察和检测感受各种不同工艺测量参数发生变化的测量检测传感元件，俗称新型测量传感器;所以当这种测量方式传感器将所要输出的各种测量方式信号和后面的测量仪表将所要求的各种测量传送方式不相同时,则我们需要在测量传感器上面新增加一个把新的测量方式信号直接转换成作为后面的测量仪表将所要求的的测量传送方式的检测装置,叫做测量变送器。变送器就是把通过传感器的一种输入和一个输出滤波信号同时转化后成为一个同时可被应用控制器自动辨认的滤波信号(或者将通过传感器进入输出的非高频电量滤波信号等再转化后成为一种带有一个无线通信的高频和带电子波的信号同时对它进行信号放大，这样我们才能有效提供远方传感测量及其应用控制器的信号源。变送器的主要产品种类很多,用在各种自动工控仪器设备和测量仪表上面的自动变送器主要产品包括控制温度自动变送器、压力自动变送器、流量自动变送器、电流自动变送器、电压自动变送器等(2)执行器(控制阀)执行器元件既是系统处在一个远程控制系统环路过程中的最后始终点,又是一个"最终元件"。用来实时接收运算控制器的运动信号,并且用户可以随时控制其在运算中针对操作系统变量的任何改动。可以分为电动执行器和气动执行器。电动信号执行器,把一个电动控制器0-20ma或4-20ma的输入直流电控制信号,转换成值为与一个输入电流信号相适当的一个角位。通过快速调动温度可以进行调整的自动调节空气阀,在工业生产运行过程中可以调整空气流量。气动执行器接收控制器的输入和送风机的气压20-100kpa,根据运动规律变化转换为形成推动,产生位移。最常见的执行器是气动薄膜调整阀。(3)流量计对于测量流体、液态、蒸汽和气体温度等的气体测量,多年来采用差分液压式气体流量温度计、转子气体流量温度计、超声波气体流量温度计、热导式气体流量温度计等。测量物体时,常用到电极式液位计、差压式液位计、电容式物位计等。(4)一体式仪表检测仪表分为检测、变送、显示三个部分。常用的是热电偶测量温度的信号,可以直接传送到电子电位差计显示。同时,三个部分也能合为一体测量。1.4锅炉的保护装置(1)打开安全阀,当整个锅炉的工作压力骤然地快速升高而达到已经超过整个锅炉的最高工作容量压力允许值,安全阀就自然会自动停止打开,将锅炉蒸汽从整个锅炉中快速排放输送到锅炉大气中而直接使得整个锅炉的工作压力骤然下降。(2)对于过热排气阀,当加热锅炉的燃气蒸汽加热温度因为排气参数设定超出了使用规范中的要求而严重达到危及排气设备安全或者是由于汽轮机大量运转产生的超重甩料机负荷,可以将其重新打开用以进行排气泄压,并同时加强对过热器的安全保护。(3)整个锅炉超压蒸汽系统包括了压力温度表、水位温度计和整个锅炉超低水位超压报警器,设置系统具备了高超压水位报警和高压低水位超压报警两种警示信号,当一个锅炉中可能出现某种超高水压或者锅炉水位不正常的特殊情况时它就能够对其水位进行超压报警,并且锅炉可以随时通过一个完全连锁的控制装置系统来自行主动实时控制整个锅炉的材料燃烧,若是锅炉停止了所有供应的锅炉燃料、则就需要及时停止燃烧空气和锅炉通风,使得我公司炉室的工作人员能够可以及时地主动采取措施,以免在此类的情况下可能造成整个锅炉的超压或者满锅缺水、满炉漏水的发生事故。(4)关闭事故排气放水阀,当燃烧锅炉中的汽包出现水位异常增加或升高时,开启事故排气放水阀,以减少汽包出现的水位。(5)禁止使用内燃锅炉的灭火防爆阀,当灭火锅炉在进行灭火工作过程中部件发生爆炸或被明火接触触及到锅炉受热材料表面的部件爆破后,炉膛及灭火烟道各处的灭火防爆阀立即自动关闭打开或防止断裂后并进行灭火卸压,保证灭火装置不致锅炉遭到严重损坏。(6)使用锅炉的自动连锁停止装置,使得使用锅炉的各种动力转动操作机械按一定的锅炉生产流程自动进行锅炉启动与工作停止,在可能发生锅炉事故的特殊情况下,能按照国家规定的锅炉生产流程自动停止进行锅炉跳闸,防止锅炉事故的发生范围不断扩大。(7)采用灭火保护器,当锅炉内部发生了灭火事故时,自行关闭或切断锅炉内部燃烧物料的供应,防止锅炉开枪爆炸。排污及加药器械,保持车辆中的汽、水产品质量合格,减少设备的灰尘、锈蚀。

第二章锅炉的控制参数设定2.1P、I、D控制模式及功能2.1.1比例作用——Pp=式中kd称为比例增益，其中的Kd既可以大于1也可以小于1，e是控制器的输入，称之为偏差。它是由于控制器的输入和误差信号之间形成的一个正比例。但是当只有一个比例来进行控制时,则系统的输出就会存在一个稳态误差,且不能够完全地消除由于外界而加入的固定性扰动。特点(1)放大比例的幅度越大,控制器的参数放大曲线倍数就像也会逐渐变得越小,被控制器参数的放大曲线就像也会逐渐变得越平稳。(2)放大比例的幅度越小,终止其的自动放大功率倍数就变得越多,被控制器参数的波动曲线就越大的波动(3)比例控制器容易产生余差，需要引入积分作用。2.1.2积分作用——Iduu其中Ki成为积分速度，积分调节会跟着时间的增多对输入偏差e进行累加，当产生偏差时，输出就会上升，Ki趋于0时，积分作用随之消失，特点(1)积分的时间小,代表着积分的速度越快,其中的积分效应就越强,反之恰恰相反。(2)积分作用可以消除余差。(3)只要偏差存在，积分控制器的输出就要改变，只有当偏差不存在时，积分才会停止。2.1.3微分作用——Du=其中Kd称之为微分速度，输入偏差e越大，微分控制器的输出越大，当K特点：(1)合理的微分控制功能可使系统中的超调量降低,增加了系统运行的稳定。(2)由于微分控制系统对干扰和噪声敏感,致使系统具有抑制干扰的性能会大大降低。(3)微分时间长，下降慢。2.1.4比例积分微分作用—PIDu=u=2.2PID控制器的参数整定PID控制器的各个参数集合整定过程就是控制系统设计的一个核心。它是指根据受控过程的性质和特点来确定pid控制器在各个环节中的比率系数,积分期限及其微分期限。pid控制器进行参数整定的途径有很多,概括总结起来主要有两种,一个就是理论上的计算整定方法。二十三是采用了工程总体整定。2.2.1P、I、D参数整定范围在经验整定法中，P、I、D参数的范围如表所示。表2-1P、I、D参数范围对象类型P(Kd)I(Ti)D(Td)液位1.25-25流量1-2.56-602-10温度1.6-5180-60010-100压力1.4-3.320-1802-20

第三章控制方案设计3.1锅炉的工艺流程锅炉从功能上分为水汽系统和燃烧系统两种。水汽加热系统把大部分的天然蒸汽水经过点火加热后又转变成了天然蒸汽,燃烧加热系统则给整个天然水汽燃烧过程继续提供了大量热能。其中的高压控制振动单元主要有高压气泡和振动炉膛两种。其中一个被控的控制对象主要是位于气泡的气体液位,蒸汽的空气压力和位于锅炉内部的空气负压。图3-1锅炉控制单元锅炉中的除氧器有两个功能，一是去掉已经软化过水的氧气，二是预防水源出现停水现象，作为一个储水装置，可以放缓锅炉的紧急停运过程。气泡控制系统中的软化水经过减温器和水泵以后将其分成2支,一支送至减温器,和过热蒸汽互相换热且同时上调蒸汽的温度,再和其中一支给水融合后直接进入省煤器,吸收烟气中的剩量余热。被烟气加热至饱和谁的锅炉供水后全部从气泡中进入,再经过对流式管束及下降式管道进入至锅炉的冷壁。汽水分离时气泡是汽包中最重要的功能之一,气泡顶部可以放入真空阀,汽包内可以放设水位检测装置。这时分离出来的饱和蒸汽又一次地进入达到了炉膛内,并且进行了汽相的升温,最终变成了过热的蒸汽。饱和蒸汽的温度主要是通过蒸汽包内的水和蒸汽分离而得到,同时也可以说是加热炉中焙烧至饱和蒸汽的温度。将过热的蒸汽经减温器提前调节温度同时将锅炉s-水提前加热。燃料和空气分别经由燃油泵和一台变频发动机输送至燃烧器使之进行混合式燃烧,最终锅炉水被燃烧所散发的热量蒸发。此外,燃烧时所产生的烟气同样带有一定的热量,可以通过省煤器对锅炉中的水进行加热。3.2单回路控制系统每个锅炉都有自己的供风、排烟系统。为保证锅炉能够正常运行，要适量的加入锅炉燃烧所需要的空气量，同时也要把因为燃烧中所产生的烟气全部的排走。烟气的密度与外界冷空气的密度中的差异会引起炉膛真空度的变化，而进气量和烟气挡板的开度是影响炉膛真空度的最重要原因。（1）进气量对炉膛真空度的影响当燃料量和挡板到达一定量的时候，过量空气会降低炉内的真空度，会致使火苗冒出，严重的会危及到工作人员的安全。如果进入的空气太少，炉膛真空度将会升高。当炉膛真空度达到了一定的高度是，就有可能导致熄火和损坏。（2）烟气挡板的开度对炉膛真空度的影响烟气阻挡扰动下烟气含氧量进行动态响应的过程具有延时和惯性。所以当烟气在挡板上的开度变得很小时,烟囱的吸收力就变得很大,随着烟气的进行而逐渐抽出,使得烟囱中的空气流量逐渐减小。所以,烟气在空气中的含氧量也会随之增加。燃料量和送风量的变化会影响烟气含氧量。只有当两者进气量均匀时，才能满足燃烧的需要。排出烟量和进气量在一定程度上影响着炉膛真空度。同时，烟气挡板的开度也影响着炉膛真空度。3.3燃料流量串级控制系统 3.3.1串级控制系统介绍串级控制系统由主副俩控制系统构成，可以对一次、二次扰动进行控制，其中副控制系统起到协助的作用，主控制系统起主要作用。3.3.2串级控制系统的正反作用及参数整定（1）正反作用①判断副控制器的正、反作用与主环没有太大的关联，如图。②判断主控制器的作用方式时，只和系统的偏差和主对象的符号有关系。如图。符号永远为“符号永远为“+”。气开阀：符号为“+”;气闭阀：符号为“-”。根据每个环节符号之积为“-”，可以求出副控制器的符号。随着调节阀的开大，副对象的输出增加，则符号为“+”，若调节阀开大，副对象输出减小，符号为“-”。副控制器符号为“+”，若为SP-PV，符号为“-”。调节阀副对象PV-SP副变送器图3-2主控制器的作用方式（2）参数整定在串级控制系统中，主控制系统选择比例-积分控制，但有时为了克服对象滞后现象，也加入了微分作用，选用比例-积分-微分控制，副控制系统为了能够跟随主控制系统的给定，副控制系统一般就不加入积分作用，只选择比例控制参数整定的顺序，先副后主。3.4过热蒸汽出口温度分程控制将控制器的各个输入和调节信号整体地全程切换为若干个信号段,每一个信号都要控制一个调整阀。可以分为两个调节阀同向动作和两只调节阀异向动作两大类。3.4.1分程控制系统的方框图控制器控制器控制阀A被控对象控制阀B测量变送图3-3分程控制系统的方框图3.4.2控制器的正反作用选择对于过热水和蒸气进出口的温度有一个可以调整的方法是FV1103,所以,FV1103是执行机构中用来确认控制器的正反选择。多数实际情况下,系统都可能需要自己组建一个负责的反馈系统结构。这里的每个阀门定位符号一定必须是正,过暖的热水和过冷蒸气的阀门进入处和出口处的温度一定必须是正或或者负,测量温度时变量传送器的每个阀门定位符号一定必须是正,偏差大于PV-SP的每个阀门定位符号一定必须是正,所以温度控制器的每个阀门定位符号必须一定是正。3.4.3分程控制系统阀门开、闭形式的判定分程控制系统阀门气开、气闭的判定：‘（1）如果两个调节阀同向动作的话，任选一阀门，根据安全原则判断阀门的气开、气闭，另一阀门开闭形式与该阀门相同。‘（2）如果两个调节阀异向动作的话,根据安全性的基本原则,即在调节阀信号发生或者故障时,应该注意保证操作人员和设备的安全,来确定调节阀A和调节阀B的开、闭形式。3.5气泡水位前馈-串级控制3.5.1前馈-串级控制方框图前馈控制器前馈控制器主控制器器副控制器干扰通道调节阀副对象P主对象主变送器副变送器图3-4锅炉控制单元前馈控制系统是一种开环控制,它直接根据干扰变量的大小发生改变,来自动补偿其中的干扰变量对于被控变量的影响,从而可以达到使得被控变量完全免受干扰变量的影响。汽包的水位直接受到锅炉给水流量和蒸气负载的影响而产生液位波动。汽包的液位会因为进水的流量不稳定而产生振荡。若要做到使得液位的状态相对平稳,这种情况时候,先采用串级控制比较合适,再在其中加入一个控制液体和蒸汽的负载时进行前馈-串级控制的系统。3.5.2控制规律在此系统中，主对象是气泡水位，它滞后较小，响应偏快，如要确定主回路中的余差是零，主控制器用比例积分控制器适宜。而在副回路中，它的变量是气泡的上水流量，主要是要确保它能迅速的对主控制器的输出有所反应，因此副回路要用比例控制器。

第四章SMPT仿真系统组态与设计4.1各控制系统的被控变量、操纵变量、执行机构、控制器的正反作用和控制规律表4-1为三冲量控制系统的控制变量,表4-2为串级控制系统的控制变量,表4-3为数字式比值控制系统的控制变量,表4-4为分程控制系统的控制变量,表4-5为单个回路控制系统的控制变量。表4-1三冲量控制系统汽包水位-汽包上水流量-过热蒸汽流量三冲量控制系统主回路变量汽包水位位号LI1102副回路变量汽包上水量位号FI1101前馈变量过热蒸汽量位号FI1105操纵变量给水量位号FI1101调节阀电动阀位号FV1101主控制器作用方式反作用控制方法P-I控制副控制器作用方式反作用控制方法P控制前馈控制器控制方法P控制表4-2串级控制系统过热蒸汽出口压力-燃料流量串级控制系统主回路变量过热蒸汽压力位号PI1104副回路变量过热蒸汽流量位号FI1105操纵变量燃料流量位号FI1103调节阀过热蒸汽调节阀位号FV1105主控制器作用方式反作用控制方法P控制副控制器作用方式反作用控制方法P-I控制表4-3比值控制系统燃料流量-风量双闭环比值控制系统主回路变量燃料流量位号FI1103副回路变量空气量位号FI1104操纵变量风量调节阀开度位号S1101调节阀燃料调节阀位号FV1104主控制器作用方式反作用控制方法P-I控制副控制器作用方式反作用控制方法P控制表4-4分程控制系统过热蒸汽温度分程控制系统被控变量过热蒸汽温度位号TI1104操纵变量过热蒸汽位号FI1105调节阀省煤器调节阀位号FV1102调节阀减温器调节阀位号FV1103控制器作用方式正作用控制方法P-I-D控制表4-5单回路控制系统炉膛真空度单回路控制系统被控变量炉内压力位号PI1102操纵变量炉内温度位号TI1101调节阀烟道挡板开度位号DO1101控制器作用方式反作用控制方法P-I控制4.2控制系统组态1）在不打开任何工程的情况下，启动锅炉系统。2）打开控制界面的对话框，把FV1102、FV1103、FV1104、S1101、DO1101设为内部控制。3）将画面切换到控制系统的组态窗口，然后对控制系统进行组态。（1）对三冲量控制系统进行组态，并连接信号。如图4-1所示：（2）对串级控制系统和双闭环比值控制系统进行组态，并连接信号。如图4-2所示：（3）对分程控制系进行的组态，并连接信号。如图4-3所示：（4）组态炉膛真空度单回路控制系统，进行信号连接。如图4-4所示：4）添加PI1104、TI1104、LI1102、PI1102、AI1101、FI1101、FI1105曲线。图4-1三冲量控制组态图图4-2串级控制和比值控制组态图图4-3分程控制组态图图4-4单回路控制组态图

第五章参数整定与实验5.1前馈-串级控制系统的参数整定(1)一般情况下,一步整定方法被广泛应用于串级控制系统参数的整定中。在控制器的组态图像中,先是把加法器和乘法器之间的接线断开,就是将前馈控制断开,然后系统就成为了一个单纯的反馈环。工程启动后,将lic110改为了手动,把主控制器在这个作用中关掉。同样,将fic1101的控制界面重新打开。将控制器更换为手动,不停地更换op值,将fv1101的开度连续地进行更改,当sp和pv的开度在操纵面板lic1102中分别达到50%时,将控制器自投自动。如表是副控制器的参数选择表，根据以往的实验规律按照副变量的类型选择一个合适的参数，然后放在使用比例控制的副控制器上。在这里，汽包上水流量是副变量，考虑到副控制器的比例放大倍数Kc的系数要在2.5-1.25之间，所以要选用Kc=1.25。表5-1副控制器参数选择表副变量类型副控制器比例放大倍数温度5-1.7压力3-1.4流量2.5-1.25液位5-1.25系统稳定以后，FIC副控制器是串级控制，LIC主控制器是一种自动控制的状态，依据整定单回路的系统控制器参数的方法整理主控制器参数并归纳为参数。（2）前馈控制器参数整定系统处于平稳运转的状态下，写下FI1105（ID0=FI1105（kg/s））的值和FV1101(IC0=FV1101（%）)的值。将FV1105的开度增加到40,在这种开度和增量的干扰下,将LI1102再一次调整为50%时,重新写下FV1101(I=FV1101（%）)和FI1105(ID=FI1105（kg/s）)的值。算出Kf=(IC-IC0)/(ID-ID0)。算出I0=-Kf*IF，IF为正常时FI1105的值，即ID0。对乘法器和加法器的参数进行配置。乘法器的输入符号U10的取值为1，U20的取值为2.3。加法器输入符号U10和U20的取值都为0，U30的取值为-32.51。然后重新增加乘法器与加法器之间的信号连线，即将前馈控制器添加到控制系统中。5.2分程控制系统的经验整定法（1）要先对纯比例作用进行凑试工作，微分时间Td设为0，再设时间常数Ti为最大值，不停地更改比例增益Kc的值，然后添加进阶跃干扰，留意它所产生的响应曲线，达到要求为止。（2）然后将Kc的值调为上述内容最后得到的值再下调10%或20%左右，用来凑试积分作用。（3）根据需求选择加入微分作用。Td=1/3或1/4Ti。有了微分作用后，就可以适当调大Kc的值，调小Ti的值。5.3单回路比例放大倍数的整定（1）打开LIC1101的配置窗口。此时的Kc为1，把SP从原来的50%增加到60%，等液位平稳以后，再将SP从60%调整到原来的50%，留意清楚除氧器液位变化的曲线并重新记录数据。（2）在液位平衡稳定之后,将比例增益改为2,重复这一步操作以上的步骤,观察了除氧器中液位变化的趋势和曲线并进行了记录。（3）按照除氧器的比例和增益特点对除氧器kc的取值进行了调整,每进行一次调整都会增加一个阶跃性的干扰,直到除氧器中液位的频率和曲线结果的衰减百分比达到4:1的状态。5.4串级控制系统控制器参数整定一步整定法开始要将副控制器依据规律一次放好，不能再更换。然后再根据一般单电路控制系统的调整方法，直接调整主控制器的参数，具体步骤：①依照副变量的类别，依据实验经验选择副控制器的参数，然后放在副控制器上（副控制器为比例控制）；②根据单电路控制的参数整定方法设置主控制器的参数；③观察主变量的反响过程，将主控制器的参数进行修改，直到主变量达到规定。5.5投运前的准备工作（1）要保证所有控制器都不能是自动状态，要是手动状态。（2）Kc=1、Ti=99999、Td=0均为所有控制器的初始参数。（3）控制器参数取值如下：表5-2为数字三冲量分程控制管理系统的相关参数,表5-3为单或多回路数字串行三级分程控制管理系统和数字比值式三级控制管理系统的相关参数,表5-4为单或多回路数字分程三级控制管理系统的相关参数,表5-5为单或多回路数字串行三级分程控制管理系统的相关参数。表5-2三冲量控制系统控制参数表模块参数取值LIC1102K100T14FIC1101K1乘法器UU10：1，U20：2.3加法器UU10：0，U20：0，U30：-32.51表5-3串级控制系统和比值控制系统控制参数表模块参数取值PIC1104K13.28T3.76FIC1103K142.76T1.01FIC1104K1乘法器UU10：12.88，U20：1表5-4分程控制系统控制参数表模块参数取值TIC1104K1T99999T0加法器UU10：100，U20：0表5-5单回路控制系统控制参数表模块参数取值PIC1102K0.1411T5.065（4）最后，点击运行按钮启动锅炉。5.6控制系统投运5.6.1汽包水位-汽包上水流量-过热蒸汽出口流量三冲量控制系统投运(1)不断地修改FIC1101控制界面中OP的投运状态值,FV1101控制阀可以设为手动,然后通过观察PV和SP的投运状态值在LIC1102控制界面中的变化,当其投运状态值已经达到50%时,按照先副后主的投运规则,将FIC1101的投运状态修改为自动。（2）等到系统达到一个相对稳定的状态后，将FIC1101调整为串级，LIC1102调整为自动。5.6.2过热式柴油蒸汽轮机进出口的控制压力-风机燃油空气流量串级闭环控制管理系统压力&风机流量-燃油空气进入流量双模式闭环控制比值串级控制管理系统正式投运（1）调节在FIC1104的控制界面中阀门开度的值，也就是相当于改变了S1101，在这个时候，要特别留意FIC1104中SP和PV的值，当它接近21m3/s时，控制器的状态就可以设置为自动。（2）不断调整FIC1103控制界面中阀门开度的值，调整控制阀FV1104的值，留意PV和SP的值在PIC1104控制界面中的发展动向，当其值接近3.7MPa时，FIC1103就可以改为自动。（3）等到系统平稳运行后，设S1101的状态为串级，这个时候我们就可以让乘法器开始输出信号，在系统没有达到平稳状态之前要特别留意它的变化。4）当系统趋于稳定运行时，再设FIC1103为串级，PIC1104为自动即可。5.6.3过热蒸汽出口温度分程控制系统投运把TIC1104的控制界面打开，在调节OP值时，对PV和SP的值进行比较。当SP的值接近450℃的时候，再把控制器的状态改成自动即可。5.6.4炉膛真空度单回路控制系统投运把PIC1102的控制界面打开，对OP值进行调节，连续不断的使DO1101烟道挡板的开度变化，对比PV和SP的值。当SP的值接近50mmH2O时，将控制器投自动。第六章总结2020年10月，开始了我的毕业论文工作，时至今日，论文基本完成。从最初的茫然，再到慢慢进入状态，再到思路构架逐渐清晰，整个的编纂过程难以用语言来表达...锅炉在我们每个人的生活中只是一个基础的供热设备，而且相对来说也是一种比较古老的取暖设施。直到在大三的过程控制课程中再一次接触到了锅炉，才会锅炉有了一个全新的认识，也更加的意识到了科技、智能控制改变生活的必然。本篇文章主要论述了基于SMPT-1000的锅炉仿真控制系统的投运和整定，先是运用在课堂实验中学到的知识确定主要研究方向，再和毕业设计老师沟通学习锅炉仿真控制的专业知识，然后通过在图书馆和网上搜集到的资料，参考文献，确定论文的框架和对锅炉的仿真控制系统进行优化处理，实现对锅炉对象的整体控制，掌握了多个控制回路同时工作时的投运顺序和PID控制参数的整定方法。在整个实验过程中，遇到过一系列的问题，如燃料流量既是串级里的副副变量，又是比值里的主变量，这两个控制系统实现起来是套在一起的，所以判断控制器正反作用、控制规律时候要放在一起考虑等问题。每次遇到问题，我都会一遍遍的查阅资料，翻看参考书，询问同学，救助老师。整个实验的过程中让我明白了，做任何事情都要精益求精，不能存在一点差池，今天一小点的错误就会造成明天更大的失败。锅炉驱动装置系统是一个繁琐而又复杂的系统控制锅炉物品使用对象,影响关系到整个锅炉的设备生产使用效果的重要影响因素之一,那就是系统控制锅炉系统的基本性能决定好坏。把安全电子化和计算机监控技术充分运用融入到了企业锅炉的安全生产流程中并对相关的各个环节,进行了完全自动化的过程控制,能够有效率地提高企业锅炉安全生产运转的安全可靠性和有效提高企业锅炉安全生产工作效率。而且它对实现通用锅炉作业自动化过程控制的重要技术意义之一是大大提高工业锅炉正常工作运行的劳动安全性、经济性,改善锅炉劳动条件,减少锅炉作业劳动人员,从而大量小幅度地有效提高了锅炉劳动生产率。锅炉自动是目前我国工业现代锅炉工业生产过程中的重要机械驱动控制装置,研究与设计开发研制出一套功能齐全、性能可靠的工业锅炉自动控制管理系统,是充分考虑顺应现代锅炉工业生产和设备使用技术发展的实际需要,并且因其具有广泛发展前景和重大科学技术研究应用价值。从目前的发展趋势旧及从观点角度来看,在大型的民营企业中,过程控制式财务计算机正在迅速发展出并成为一种把过程控制的企业财务管理系统融入为二到三位一体的综合式财务自动化管理系统。它在各种传统的生产自动化信息技术、各类大型工业生产经营技术的大力支持下,通过各种电子化的计算机和各种互联化的网络信息系统将整个国企事业单位全部的工业