,双闭环交叉比值控制，实现了燃烧过程中空气和进料量的相跟踪，保证了在负荷增减过程中的最佳燃烧效率。指定进煤量设定值，可以方便地实现锅炉定烧。经过双闭环交叉限幅控制的系列动态过程，使进料量等于设定值，同时供风量符合最佳燃烧风浆比。图双闭环交叉限幅比例控制温度串级控制由于生产过程中给水流量经常会出现波动，水冷壁管温度出现较大波动，造成汽包内水温度出现较大波动，还可能造成水冷壁管被烧坏。引入温度控制回路到双闭环交叉控制中，得到控制系统的总结构图如图。低选器高选器风量调节器进料调节器被控对象比值器比值器图温度串级控制框图控制过程分析假定锅炉处于定烧，并处于稳定状态。设定烧量为，供风量为，即最佳风煤比为。现需要将定烧量提高到，在改动定烧值后，供风量和进料量的设定值分别变为和而进入锅炉炉膛的风量和燃煤量实测值仍为和。对于风量，可计算出最佳进料量，与设定值共同进人低选器，得到最终设定值仍为。对于实测燃煤量计算出最佳供风量，与设定值起进入高选器，比较的结果是将设定值由原来的调整到，燃煤量设定不变的情况下提高了供风量。随着变频器将控制作用输出，测试风量增大，计算出的最佳燃煤量也逐渐增大与设定值低选后，输出值也由逐渐增加到，并且达到后不再继续变大，系统趋于稳定。当需要降低负荷时，比如定烧值由调整为，风煤比仍为。供风量和燃煤量设定值分别变为和而风量和燃煤量实测值仍为和。根据燃煤量得到最佳供风量，与供风设定值进入高选器，得到最终设定值仍为。根据当前风量计算最佳燃煤量，与燃煤设定值进入低选器，得到最终燃煤设定值由原来的调整到，在供风量设定值不变的情况下降低了燃煤量。随着变频器将控制作用输出测量燃煤量减小，使得最佳供风也逐渐减小，与本地设定高选后，输出值也由逐渐减小到，并且达到后不再继续变小，趋于稳定。温度调节器高选器低选器风量进料测量风量测量温度测量进料比值器比值器进料对象鼓风对象被控对象由以上分析可知双闭环交叉限幅比例控制系统，是通过在加负荷时先增风量后增燃煤量，减负荷时先减燃煤量后减风量，确保负荷增减过程中燃煤保持充分燃烧。本章小结本章介绍了常规比值控制系统的缺陷，通过对交叉限幅比值控制原理的分析可知，将交叉限幅比值控制应用于风煤比控制能取得很好的控制效果，同时将温度控制引入交叉限幅比值控制系统中，既保证了系统的定烧同时又能使系统温度稳定在定的范围内。第章仿真软件介绍软件是由美国的公司推出的个科技应用软件。它是由矩阵实验室的前三个字母组成的。语言是由美国大学的于年开始开发的。大部分工具箱是面向控制和相关学科，随着不断发展，其他领域也开始涉及。增加了许多的图形图像处理，多媒体功能，符号运算和它与其它流行软件的接口功能，使得的功能越来越强大语言简单易学代码短小高效计算功能强大绘图非常方便扩充能力强大帮助功能完整。语言善长于数值计算，数据处理功能十分强大，而且效率比较高。在此基础上开拓了符号计算文字处理可视化建模和实时控制能力，增强了的市场竞争力，使成为了市场主流的数值计算软件。汽包水位控制仿真由第章分析我们确定汽包水位被控对象的数学模型为,汽包水位传递函数,水位变送器的比例系数为，给水流量信号及蒸汽流量信号变送器的比例系数为，调节阀的比例系数为。建立仿真框图为图三冲量汽包水位控制系统仿真框图控制器参数为，仿真结果如下图所示。由仿真结果显示，是三冲量控制系统控制效果最好。图汽包水位控制仿真结果图中黄线代表三冲量控制，红线代表双冲量控制，蓝绿线代表单冲量控制，由图中看出单冲量控制系统响应滞后，且水位出现了虚假水位现象，双冲量控制其超调量过大，当给水系统发生改变时，其响应也滞后。由图可知，三冲量控制系统控制效果最好。炉膛负压控制仿真炉膛负压控制采用前馈控制，炉膛负压系统在进行仿真过程中各环节的传递函数为炉膛负压模型传递函数为，送风干扰通道传递函数为。建立仿真框图如下图炉膛负压控制系统仿真框图设定控制器参数如下，得到仿真结果如下图所示图炉膛负压控制仿真结果仿真结果显示，该控制系统能及时响应，时间常数小，有很好的控制效果。最优风煤比控制仿真根据温度串级控制框图，假设风煤比，鼓风机传递函数为，风量测量变送器的比例系数为,煤浆机传递函数为，煤浆量测量变送器的比例系数为,锅炉对象的传递函数为，温度测量变送器的比例系数为。建立仿真框图为图温度串级控制仿真框图在该控制中，由于微分信号引入了高频干扰，因此，主控制器没有微分项，主控制器参数为，风量控制器参数为，进料控制器参数为，仿真结果如下图所示。图温度串级控制仿真结果仿真结果显示，温度交叉限幅比值控制用于风煤比控制，能取得很好的控制效果。本章小结本章对软件做了简单的介绍，对汽包水位控制系统炉膛负压控制系统风煤比控制系统进行了仿真，通过仿真结果显示，将三冲量控制应用于汽包水位控制前馈控制应用于炉膛负压控制在交叉限幅比值控制中引入温度串级控制应用于风煤比控制都取得了较好的控制效果。结论通过本文我们对锅炉系统有了比较全面的认识，锅炉系统具有参数时变严重非线性干扰因素复杂等特点，是典型的复杂热工系统。本文分析了锅炉汽包水位系统，对锅炉汽包水位进行了动态分析，对汽包水位控制的几种方案进行了对比分析，确定了采用三冲量的控制方案。三冲量控制系统具有控制品质最好，能有效地满足系统对快速性稳定性准确性的要求。能有效地避免虚假水位现象。对炉膛负压系统，由于其控制对象时间常数较小，延迟不明显，也不是高阶对象，控制系统需要对干扰及时作出响应，因此，确定了炉膛负压系统采用前馈控制方案。该方案对于鼓风干扰对象能及时有效的作出响应，满足炉膛负压控制的要求。分析了常规比值控制在风煤比控制的缺陷，介绍双闭环交叉限幅比值控制的原理，将其应用于风煤比控制，实现了送风量和进料量的相互跟踪，取得了很好的控制效果，在此基础上引入温度串级控制，既实现了锅炉系统定烧，又实现了对温度的控制。本文由于时间紧迫，同时也由于知识有限，对每个控制系统都是分割开来单独考虑，没有考虑其相互间的关系。参考文献马翔大型火电厂锅炉燃烧系统建模及优化控制新方法的探讨福州大学，王晓燕多变量解耦内模控制在锅炉燃烧系统中的应用研究青岛科技大学硕士学位论文，王善武中国工业锅炉行业现状分析及前景展望工业锅炉张福安工业锅炉计算机控制技术科技情报开发与经济吴明永工业锅炉控制策略研究与控制系统设计兰州理工大学硕士学位论文,朱传标工业锅炉技术基础上海上海远东出版社，杨献勇热工过程自动控制北京清华大学出版社，林宗虎，徐通实用锅炉手册化学工业出版社，厉玉鸣化工仪表及自动化第四版化学工业出版社，杨正进工业锅炉汽包水位单冲量仿人智能控制的研究及应用重庆重庆大学海山锅炉汽包水位的智能控制研究内蒙古大学硕士学位论文,张亮明，夏桂娟工业锅炉热工检测与过程控制天津天津大学出版社还博文锅炉燃烧理论与应用上海交通大学出版社，李贵娥，麻红昭，张伟，朱月双闭环交叉限幅比值控制在锅炉加热控制系统上的应用浙江大学材料与化学工程学院李来春，许松男蒸汽动力主锅炉燃烧控制系统热能动力工程徐金明实用教程北京清华大学出版社，北京交通大学出版社，致谢走的最快的总是时间，来不及感叹，大学生活已近尾声，四年多的努力与付出，随着本次论文的完成，将要画下完美的句号。从课题选择到具体的习作过程，无不凝聚着谭老师的心血和汗水，他在百忙之中抽出大量的时间来指导我们，在我的毕业论文写作期间，谭老师为我提供了种种专业知识上的指导和些富于创造性的建议，使我顺利完成毕业论文，在此向谭老师表示深深的感谢。另外，论文的顺利完成离不开其他各位老师同学和朋友的关心和帮助。他们积极的帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见，在此衷心得向他们说声谢谢。最后感谢我的父母给予我生命，给予我上大学的机会,锅炉控制系统设计仿真摘要工业锅炉作为我国工业生产和集中供热的重要能源转换设备，能耗巨大，长期处在高能耗高污染的生产状态。然而，目前我国大多数锅炉控制系统自动化不高安全性低，效率普遍低于国家标准。锅炉作为将次能源转化为二次能源的重要设备之，提高锅炉控制水平已势在必行。本文针对锅炉系统参数时变严重非线性干扰因素复杂等特点，提出对汽包水位采用三冲量控制方式，对炉膛负压采用前馈控制，对最优风煤比采用双交叉限幅比值控制的控制策略。在环境下对几种控制系统进行了仿真。仿真结果显示，三冲量控制前馈和双交叉限幅比值控制具有良好的控制效果，减小了超调量，提高了上升时间，缩短了调节时间，与传统的控制器相比，更适合工业锅炉这种复杂的控制对象。关键词锅炉三冲量控制前馈控制双交叉限幅比值控制,目录摘要第章绪论选题背景及意义国内外锅炉的运行水平制约我国锅炉发展的因数大多数锅炉制造厂技术力量仍然薄弱燃料的因素工业锅炉的标准体系市场机制的影响及科研开发投入的不足本文研究的主要内容第章锅炉系统的控制任务锅炉系统的工艺流程简介锅炉自动控制系统的任务控制规律介绍本章小结第章汽包水位三冲量控制汽包水位系统介绍汽包水位的动态特性分析锅炉汽包水位的控制方案单冲量控制系统双冲量控制系统