1、定的延迟和惯性特点,即在蒸发量给水量发生阶跃变化时,调节对象水位不能立即跟着作线性变化,尤其在蒸发量发生阶跃变化时,有虚假水位现象。针对汽包水位对象的这特点,在分析比较由常规仪表组成的控制系统对虚假水位所蒸发量扰动下的水位反应曲线给水量扰动下的水位反应曲线采取的措施得不到令人满意效果的基础上,经过综合考虑,为铝厂台蒸汽锅炉设计了基于的锅炉串级三冲量给水控制系统,其控制系统构成如图所示。图汽包水位控制系统框图以汽包水位作为主控制信号构成主调节回路,以蒸汽流量作为前馈信号构成前馈调节回路,以给水流量作为串级信号构成副调节回路,由这三个回路共同构成锅炉汽包水位串级三冲量控制系统。给水流量局部反馈信号通过给水流量变送器副调节器变频器组成内回路。其作用是消除给水压力波动等因素引起的给水流量的自发性。

2、进行更改。总之,软测量技术已经得到了广泛的重视和应用,它将在过程检测和控制系统的发展中发挥越来越大的作用,并得到进步的研究和开发应用。软测量技术在生产中的应用编程控制器在现代工业生产过程中，有的控制系统比较复杂，个控制系统可能由许多控制任务组成，这些控制系统既有相对性，又需与其他任务相联系。这就需要在各个任务之间具有更加有效的通信方式，使众多相对的任务在总的方面构成个整体。这种复杂的控制过程如果仅靠大型机来解决，效果并不理想，这就需要种新的方法或者工具，就是在这种情况下产生的。可编程控制器，简称与个人计算机也简称相区别，用表示。是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术计算机技术自动控制技术和通讯技术而形成的代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器执行逻辑记时计数等顺序控制功能，建立柔。

3、言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。系统的设计建造工作量小，维护方便，容易改造用存储逻辑代替接线逻给水量扰动作用下水位动态特性当给水量大于蒸发量时,汽包水位开始并不立即增加,而呈现出段起始惯性段,这是因为温度较低的更多的给水进入循环系统,它从原有饱和汽水中吸取部分热量,汽包和汽水管路中由于热量的损失,汽泡体积较小。进入省煤器的给水,首先必须填补由于汽水管路中汽泡较少所让出的空间。这时,虽然给水量增加,但水位基本不变。当水面下汽泡容积变化过程逐渐平衡时,汽包水位才由于水量的增加而逐渐上升。当水面下汽泡容积不再变化,完全稳定下来时,水位变化就随着贮水量的增加而直线上升。给水量阶跃扰动下的水位反应曲线如图所示。锅炉汽包水位控制方案通过汽包水位调节对象动态特性的研究,知道汽包水位的调节具。

4、表格局将被打破。软测量仪表将是台由多个输人多个输出组成的智能型仪表,它可以是专用于类生产过程的专用仪表,也可以是由用户进行编程的通用仪表。其次,些价格较贵维护较困难的仪表,例如部分成分分析仪表将可能被软测量仪表代替,由于工业应用的成分分析仪表通常较难维护,并有较大的滞后,因此,通过生产过程中其它过程变量的检测来估计成分的软测量仪表将被采用,在定的检侧精度和价格下将与成分分析仪表竞争。第三,软侧量技术与控制技术可以方便地在同仪表中实现,尤其是采用现场总线的智能仪表以后,在台仪表中实现多个回路的控制将成为可能。第四,软测量的数学模型是通过编程或组态来实现的,因此,对模型中参数的更改十分方便,与智能仪表相类似,通过手握式编程器可以方便地对模型参数进行修改,甚至可以通过编程或组态的操作对数学模型。

5、也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。配套齐全，功能完善，适用性强发展到今天，已经形成了大中小各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来的功能软测量技术在生产中的应用单元大量涌现，使渗透到了位置控制温度控制等各种工业控制，加上通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用组成各种控制系统变得非常容易。易学易用，深受工程技术人员欢迎作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受，梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能，为不熟悉电子电路不懂计算机原理和汇编。

6、扰动以及当蒸汽负荷改变时迅速调节给水流量,以保证给水流量和蒸发量平衡,它是个快速回路由主信号水位通过水位变送器主调节器内回路对象调节通道组成外回路主回路,其作用是校正水位偏差,使水位等于设定值蒸汽流量信号作为前馈信号,其作用是使给水量很快跟踪蒸汽流量的变化,克服虚假水位现象所引起的变频器误动作和水位过大波动。下面图是串级三冲量给水控制系统方框图。主回路由调节对象水位变送器主调节器和副回路组成副回路由给水流量给水流量变送器给水流量信号分流系数副调节器执行器调节锅筒水位蒸汽水位设定值主副变频器水泵电机锅筒给水流量变送器锅筒水位变送器蒸汽流量变送器给水软测量技术在生产中的应用工阀组成前馈部分由蒸汽流量信号蒸汽流量变送器蒸汽流量信号分流系构成。给水控制的任务由个调节器来完成,主调节器采用比例积分。

7、的程控系统。显然，及其控制系统就是从继电接触系统和计算机控制系统发展而来的，因此，与这两种控制系统有许多相似之处的输入输出部分与继电接触控制系统的大体相同，的控制部分用微处理器和存储器取代了继电器控制线路，其控制作用是通过用户软件来实现的。国际电工委员会颁布了对的规定可编程控制器是种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存储执行逻辑运算顺序控制定时计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。其基本外形如图所示图的基本外形的特点可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能，为了提高的可靠性，厂家采取了系列措施所有的接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与内部电路之间电气上隔离。各输入。

8、汽流量信号不必过分加强。蒸汽负荷扰动时,水位最大偏差的数值决定于扰动的大小速度和锅炉的特性,因此蒸汽流量信号加强后对水位最大偏差的减小无多大作用,其意义在于减小控制过程中第个波幅以后的水位波动幅度和缩短控制过程的时间。锅炉给水控制系统在上的实现控制系统硬件构成该系统硬件构成如图所示。主要由变频器变送器电气控制部分等组成。软测量技术在生产中的应用图系统构成该控制系统为提高可靠性,采用手动应急备用和自动控制两套方案。自动控制系统为了满足用户的不同要求,又采用开环和闭环控制,当变送器故障时,系统可以进行开环控制,操作人员可通过操作面板的速度给定电位器来调节电机转速,使锅炉汽包水位保持所需范围。万整个自控系统出现故障,为了维持锅炉正常运行,操作人员将通过启动应急备用系统来保证系统工作。当自控系统。

9、均采用滤波器，其滤波时间常数般为各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。④采用性能优良的开关电源。对采用的器件进行严格的筛选。良好的自诊断功能，旦电源或其他软硬件发生异常情况，立即采用有效措施，以防止故障扩大。大型还可以采用由双构成冗余系统或有三构成表决系统,使可靠性更进步提高。正是因为采取了以上各种有效的防护措施，使具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的系列平均无故障时间高达万小时，些使用冗余的的平均无故障工作时间则更长。从的机外电路来说，使用构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之，故障也就大大降低。此外，带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除以外的电路及设。

10、定节回路可等效为反馈回路的倒数。主回路的分析和整定在主回路中,如果把副回路近似看作为比例环节,则主回路等效为个单回路控制系统。如果以给水流量作为被控对象的输入信号,水位变送单元的输出为输出信号,可以把主调节器与副回路两者看作为等效主调节器。主回路仍按单回路系统的整定方法整定,如通过试验方法求取主回路被控对象的阶跃响应曲线,并由曲线求得参数,再按响应曲线法中给定的公式计算等效调节器的整定参数。蒸汽流量前馈装置传递函数的选择串级三冲量给水控制系统中的水位偏差完全由主调节器来校正,不要求送到副调节器的蒸汽流量信号等于给水流量信号。因此,前馈装置的传递函数选择将不受静态特性无差条件的限制,而可根据锅炉虚假水位的严重程度来确定。通常使蒸汽流量信号大于给水流量信号,从而改善负荷扰动时控制过程的质量。。

11、控或变频器发生故障,控制系统设计了完善的联锁保护和声光报警。至于如何使用与外部设备连接本论文不做要求，只做简单介绍。控制系统软件设计该系统选用西门子型,该机型具有编程简单结构紧凑易于扩展和通信联网等优点,易实现其数字控制算法。控制系统软件设计主要流程如图所示。图要程序流程图开始开环闭环初始化设定参数和采样时间开放中断程序模块采集所需热工参数并处理执行指令闭环模块输出控制至水泵变频器确定变频器频率结束通过外部电位器设定水泵转速开环软测量技术在生产中的应用系统仿真研究与分析对串级三冲量给水控制系统用中的进行仿真。为了获得满意的调节效果从调整时间超调量动态偏差静态偏差等方面,选择合适的调节器参数主调节器副调节器。仿真模型与效果图仿真模型经过系统分析,拟定串级三冲量给水控制系统仿真模型如图所示。。

12、制规律,保证水位无静态偏差,其输出信号给水流量信号和蒸汽流量信号都作用到副调节器。副调节器为保证副回路的快速性可采用比例调节器,能消除给水流量的自发扰动,当蒸汽负荷改变时迅速调节给水流量,保证给水流量和蒸汽流量的平衡。图级三冲量给水控制系统方框图控制系统的分析和整定副回路的分析和整定根据串级控制系统的分析整定方法,应将副回路处理为具有近似比例特性的快速随动系统,以使副回路具有快速消除内扰及快速跟踪蒸汽流量的能力。用试探的方法选择副调节器的比例带,以保证内回路不振荡为原则。在试探时,给水流量反馈装置的传递函数可设置为任意数值,以得到满意的比例带值。如果传递函数以后需要改变,则应相应地改变比例带值,使传递函数与比例带的比值保持为试探时的值,以保证内回路的稳定性。因为调节通道放大系数较大,副调。

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