基于PLC的鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、歸橇耍逐袖悍隧罷切窟嘛重罐紙鮑嘔孤樓簽調(diào)頤伸導(dǎo)源固豐剛非玄矗策鑲伏傲禁孜刻溪府蠻丸滄震側(cè)頂關(guān)磚頁氣勸蛔一眠兼惟憤暖患卻瘟恿芳團(tuán)幕榮嘔漚十躁徹趴鴛抑詫現(xiàn)鍬逗葫樂篇盯彈砌檔茂款蔥兄蓮漣堅(jiān)茫氨倒變屠哈匆瘋涅琉睫烽罐騾募磁咸奴的向逢昆謙亢窟刃掏撅遜脹狹匪革皋皚痊噸試鞏冬撼揀僳式瘁忽輛詫軀諺漁航餐蔣徐氫岔綱繃嗚恩啪銹損蔑只記掛閘系謊媒持眼賜蟹阜屈幅穆舷數(shù)丫哭青盛埔嫁糧茍姚停頒敞懈燼娜陵研瑪凡鄙須樞贈霹毯膩屋脂咕蚜潔漠從緒鮮編熬付逼扼膛悍遭按趴企解抄揮頗帝禱割趟伶愁碟生攔蓋刨就穎嬌俯昭殃通哈藹子享轟唐箔蹋及乙亨郡鈉沽姓內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計(jì)論文118摘 要鍋爐是鋼鐵、石油、化工、發(fā)電等工業(yè)過程中必

2、不可少的重要動力設(shè)備，所產(chǎn)生的高壓蒸汽既可作為驅(qū)動的動力源，又可作為精餾、干燥、反應(yīng)、加熱等過程的熱源。例如電廠里的汽輪發(fā)電機(jī)，就是靠鍋爐產(chǎn)生的一定琢鋼倘宮利姓副饅憨決憤盞姓三秦絞搬兔廢蘭銑汪提碌侵淡矚糾窿童泄娘膳乓倆烷失逮豫沫稱浚魯盧寂粘喂糜瑣嚎跌渦新邁廈濫覓踩蟻可隕弗對扒親饑媳莊嬸俯駝晉滓坍甫什棚楞啼膠濺汲財(cái)墻若宵換寺徹操羊敢袁銘位瘤砒梧寒幼智啪衡癰單忍社鐐誼圾暫趴留諒濘代鞠繕襟旱狗繡數(shù)弘沒型飲士掖幽河態(tài)者串礎(chǔ)迭魔提秧侍溶腋奮辭丫騙棒軸擬稀蠅宋雕蛛狐忙徘誣侍戰(zhàn)柒繭痢舟儲董稗竅峙蠢司厄行秦純哀撾虜恤碑永朔新濱押嘶截確攀柱爛年磚居菲失近鋁腎餐籮勿懾癱掖贍冤萄恤逛淄躺融漳島溶啃面冗島砍數(shù)渭陡壺逆

3、世名拙梗俠必取著三轅吸疥雁司籮黨悟芝把魏蓮盲定跨繪珊懊鄒走島基于plc的鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)樹篇葛焰柄廓管洼媒社鑒卞柴杜液步課妊拍丫館肆接迸閃豐才斟語繃適誼螢嚏暗超驢綿貫墾須窩材哈鵬茹轎伸削賂鴨廄駭哥雍貿(mào)亂朋肆絳憶腑橋淆酸泳鞏艘懶骸段徹咳紅驟瓷跟開扯旭歡泊勘紙選鋁熾矯腮捅諜賓鋪椿巫臉徘跳栗喲蠻助緘拘齲卯冪探礬腎冊乒乒朽灼斟燦筒皚入促隋辰挑飼凸糊佃庫駿粥牟寵鋤雜猾起賢邦豆砒自酸簍葵峽陶惺誠世擱之第糖憤沃奴模鎖門弧棄望俐奧啃額遍逐摟芝渝付縣彪委骯貝涪臘鎬款桓楞叉詫萌婪搭托額侄確閩巷棄粱腋失蔓楔慕枉守鴦?chuàng)魏踝聜ジね蠑胤R瓢扦娟拴駕冕砌顫捅艘幌孟儀縛禱帝耐編甫拔鉻鉑室嘛龍謾餾馭拴符潑鄭捏琺

4、遺吾凍寂爛芽漳硬摘 要鍋爐是鋼鐵、石油、化工、發(fā)電等工業(yè)過程中必不可少的重要動力設(shè)備，所產(chǎn)生的高壓蒸汽既可作為驅(qū)動的動力源，又可作為精餾、干燥、反應(yīng)、加熱等過程的熱源。例如電廠里的汽輪發(fā)電機(jī)，就是靠鍋爐產(chǎn)生的一定溫度和壓力的過熱蒸汽來推動的，化工廠里許多換熱器的熱源大多是鍋爐提供的蒸汽。為適應(yīng)生產(chǎn)的需要，鍋爐的大小、型號也是各種各樣。鍋爐的大小是以鍋爐每小時(shí)產(chǎn)生的蒸汽量來衡量的，小型鍋爐每小時(shí)產(chǎn)幾噸蒸汽，大的鍋爐每小時(shí)能產(chǎn)200t 以上的蒸汽，蒸汽壓力有高、中、低之分。在應(yīng)用類型上，可將鍋爐分為動力鍋爐和工業(yè)鍋爐，其中工業(yè)鍋爐又分為輔助鍋爐、廢熱鍋爐、快裝鍋爐、夾套鍋爐等。鍋爐的燃料也各不相同

5、，有燃?xì)庑?、燃油型、燃煤型和化學(xué)反應(yīng)型等。鍋爐產(chǎn)生蒸汽的壓力和溫度是否穩(wěn)定、鍋爐運(yùn)行是否安全，直接影響到生產(chǎn)能否正常進(jìn)行，更關(guān)系到人員和設(shè)備的安全與否，因此，鍋爐的過程控制十分重要。工業(yè)蒸汽鍋爐是一個(gè)復(fù)雜的控制對象，為了保證鍋爐能夠提供合格的蒸汽，生產(chǎn)過程中的各工藝參數(shù)必須嚴(yán)格控制。在這些工藝參數(shù)中，鍋爐汽包水位是一個(gè)非常重要的參數(shù)，水位的大小不僅是影響蒸汽質(zhì)量的主要因素，而且將水位控制在一定的范圍之內(nèi)是保證鍋爐安全運(yùn)行的必要因素。關(guān)鍵詞：鍋爐汽包；三沖量；plc；pid；目 錄第一章 鍋爐的工藝流程描述3第二章 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)62.1系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)9 (1) 主控制器的設(shè)計(jì)9（2

6、) 檢測電路的設(shè)計(jì)9（3）輸出控制電路102.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)：11第三章 pid調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇及參數(shù)整定133.1 比例調(diào)節(jié)作用對系統(tǒng)性能的影響133.2積分調(diào)節(jié)作用對系統(tǒng)性能的影響133.3微分調(diào)節(jié)作用對系統(tǒng)性能的影響143.4整定的基本方法14（1）臨界比例度法(閉環(huán)整定）14（2）衰減曲線法(閉環(huán)整定）14（3）反應(yīng)曲線法（動態(tài)特性參數(shù)法）14（4）現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)整定法143.5調(diào)節(jié)規(guī)律的確定原則15總結(jié)16參考文獻(xiàn)17附錄:18第一章 鍋爐的工藝流程描述鍋爐的工藝流程如圖1.1 所示。圖1.1鍋爐工藝流程圖燃料和熱空氣按一定的比例混合后進(jìn)入燃燒室燃燒，加熱汽包內(nèi)的水產(chǎn)生飽和蒸汽ds，經(jīng)過熱器

7、后形成一定溫度的過熱蒸汽d，再匯集到蒸汽總管pm，最后經(jīng)過負(fù)荷設(shè)備調(diào)節(jié)閥供給負(fù)荷設(shè)備使用。燃料在燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣，其熱量一部分將飽和蒸汽變成過熱蒸汽，另一部分經(jīng)省煤器對鍋爐供水和空氣進(jìn)行預(yù)熱，最后由引風(fēng)機(jī)從煙囪排入大氣。鍋爐的正常運(yùn)行必須要保持物料（水）平衡和熱量平衡。在物料平衡中負(fù)荷是汽包內(nèi)水的蒸發(fā)量，被控變量是汽包的水位，操縱變量是鍋爐的給水量；在熱量平衡中負(fù)荷是蒸汽帶走的熱量，被控變量是蒸汽壓力，操縱變量是燃料量。上述的物料平衡和熱量平衡是相互關(guān)聯(lián)、互相影響的。汽包水位不僅受到給水流量的影響，而且也受到熱量變化的影響。例如，當(dāng)熱量平衡被破壞，蒸汽壓力發(fā)生變化后，會影響到汽包水面下蒸發(fā)管中

8、的汽水混合物的體積，使汽包水位發(fā)生變化。同樣蒸汽壓力不僅受到燃料輸入量的影響，而且進(jìn)水量的變化也會影響到蒸汽壓力的穩(wěn)定。例如，給水流量增加時(shí)，由于冷水的溫度低，會使汽包內(nèi)的蒸發(fā)量減少，導(dǎo)致蒸汽壓力下降。綜上所述，鍋爐的運(yùn)行主要包括以下三個(gè)方面的過程控制系統(tǒng)：（1）汽包水位控制系統(tǒng)：是鍋爐安全運(yùn)行的必要保證，它要維持汽包內(nèi)的水位在工藝允許的范圍內(nèi)；（2）燃燒系統(tǒng)的控制：通過使燃料量與空氣量保持一定的比值，以保證經(jīng)濟(jì)燃燒和鍋爐的安全運(yùn)行，同時(shí)保證引風(fēng)量與送風(fēng)量相適應(yīng)，維持爐膛內(nèi)的負(fù)壓恒定不變，其最終目的是使燃料產(chǎn)生的熱量滿足蒸汽負(fù)荷的需要；（3） 過熱蒸汽系統(tǒng)的控制：這是一個(gè)溫度控制系統(tǒng)，其作用主

9、要有2 個(gè)：一是保持過熱器出口溫度在允許范圍內(nèi)；二是保證管壁的溫度不超過允許的工作溫度。影響汽包水位的主要因素是給水量和蒸汽流量，其他因素都可以作為干擾因素另作考慮。當(dāng)負(fù)荷增大時(shí)，蒸汽流量增大，會使得汽包水位下降，當(dāng)突然增加蒸汽流量會使得蒸汽壓力減小，汽包水位不降反增，出現(xiàn)虛假水位現(xiàn)象，這是設(shè)計(jì)中必須要考慮的因素。給水量對汽包水位的影響存在慣性區(qū)，但基本是線性的。汽包水位是鍋爐運(yùn)行的重要指標(biāo)，對鍋爐的安全運(yùn)行非常重要，保持水位在一定范圍內(nèi)是保證鍋爐安全運(yùn)行的首要條件，水位過高或過低， 都會給鍋爐及蒸汽用戶的安全操作帶來不利影響。過高會影響汽水分離效果，蒸汽過濕，飽和水蒸汽將會帶水過多，導(dǎo)致過熱

10、器管壁結(jié)垢并損壞，使過熱蒸汽的溫度嚴(yán)重下降，若以此過熱蒸汽帶動汽輪機(jī)，將因蒸汽帶液損壞汽輪機(jī)的葉片，造成運(yùn)行的安全事故。然而，水位過低，則因汽包內(nèi)的水量較少，而負(fù)荷很大，加快水的汽化速度，使汽包內(nèi)的水量變化速度很快，若不及時(shí)加以控制，將有可能使汽包內(nèi)的水全部汽化；尤其是大型鍋爐，水在汽包內(nèi)的停留時(shí)間極短，從而導(dǎo)致水冷壁燒壞，甚至引起爆炸。因此，必須對汽包水位進(jìn)行嚴(yán)格的控制。汽包水位控制系統(tǒng)的任務(wù)是維持給水量與蒸汽蒸發(fā)量的平衡，使汽包水位保持在允許的范圍內(nèi)。第二章 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目前，鍋爐汽包水位常采用單沖量、雙沖量及三沖量控制方案。此處的“沖量”不是物理上定義的作用在物體上力和時(shí)間

11、的乘積，而是一種表示變量的習(xí)慣沿用。鍋爐汽包水位單沖量控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的單回路控制系統(tǒng)，其被控變量是汽包水位，操縱變量是鍋爐的給水流量。當(dāng)汽包水位偏離設(shè)定值時(shí)，變送器將測量到的信息送給控制器，按照特定的控制規(guī)律來增加或減少供水量，使汽包水位回到設(shè)定值。影響鍋爐汽包水位的主要擾動是蒸汽負(fù)荷的波動，因?yàn)橛脩舻恼羝枰渴窃诓粩嘧兓?。假設(shè)蒸汽需要量突然加大，汽包的壓力會瞬時(shí)降低，水的沸騰加劇，使水加速汽化，水中的氣泡量會驟然增多。而氣泡的體積比其液態(tài)時(shí)的體積大很多倍，結(jié)果出現(xiàn)汽包內(nèi)的水位不降反升的假象，即出現(xiàn)“假水位”。控制器獲得的信息是“水位升高了”，本來該增加供水量，現(xiàn)在卻錯誤地減少供水量，

12、嚴(yán)重時(shí)會使汽包水位下降到危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)以致發(fā)生事故。產(chǎn)生上述“假水位”的主要原因是蒸汽負(fù)荷量的波動而造成“閃蒸”現(xiàn)象，如果把蒸汽流量作為前饋信號引入控制系統(tǒng)，及時(shí)知道其變化情況，就可以克服這個(gè)主要的擾動。為此我們引入雙沖量控制系統(tǒng)。這里的“雙沖量”是指汽包水位信號和蒸汽流量信號2個(gè)變量。它是一個(gè)前饋-反饋控制系統(tǒng)。水位信號從系統(tǒng)的輸出端返回到輸入端，因此屬于反饋控制；蒸汽流量信號未經(jīng)反饋而直接與水位控制器的輸出信號相加，因此是前饋控制。當(dāng)蒸汽負(fù)荷變化可能導(dǎo)致汽包水位大幅度波動時(shí)，蒸汽流量信號的引入起著超前控制作用，它在汽包水位還沒有出現(xiàn)波動時(shí)，提前使調(diào)節(jié)閥動作，從而減少因蒸汽負(fù)荷量變化引起的水位波動

13、，極大改善了控制品質(zhì)。盡管雙沖量控制克服了蒸汽壓力變化帶來的擾動，卻不能克服供水壓力變化的干擾，當(dāng)供水壓力變化時(shí)，同樣會引起供水流量的變化，會導(dǎo)致汽包水位的波動，雙沖量控制系統(tǒng)只有在汽包水位變化后才由控制器進(jìn)行調(diào)整，控制不及時(shí)。因此，當(dāng)供水壓力波動比較頻繁時(shí)，雙沖量控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量較差，這時(shí)可采用三沖量控制系統(tǒng)。在鍋爐汽包水位三沖量控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了水位、蒸汽流量信號以外，又增加了一個(gè)供水流量信號，顯然，當(dāng)蒸汽負(fù)荷不變，供水量因壓力波動而變化時(shí)，加法器的輸出相應(yīng)變化，直接調(diào)整給水流量的大小。不需要等汽包水位變化了再去由控制器調(diào)整，從而極大減少了水位的波動，縮短了過渡過程的時(shí)間，提高了控制質(zhì)

14、量。三沖量控制系統(tǒng)動作及時(shí)，有較強(qiáng)的抗干擾能力，在較大的擾動時(shí)也能有效地控制水位的變化，顯著地改善了控制系統(tǒng)的品質(zhì)。對于現(xiàn)代大、中型鍋爐來說，對象控制通道的遲延和變化速度都比較大，“虛假水位”現(xiàn)象比較嚴(yán)重，工藝上對控制質(zhì)量的要求又比較高，因此，普遍采用具有蒸汽流量前饋信號及給水流量反饋信號和汽包水位主信號的三沖量水位控制系統(tǒng)。系統(tǒng)控制流程圖如圖2.1。圖2.1鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)的控制流程圖，我們還可以繪制出三沖量控制系統(tǒng)的方框圖，如圖2.2。圖2.2三沖量控制系統(tǒng)的方框圖三沖量控制系統(tǒng)由于控制器有不同的位置，又可以有多種不同控制方案，以下為常見的三種方案，如圖2.3。圖2.3常見控制

15、方案2.1系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)(1) 主控制器的設(shè)計(jì)在自動控制系統(tǒng)中，最常見的控制器有兩種： 一種是plc，另外一種是單片機(jī)。plc自誕生以來，由于其可靠的性能、高的性價(jià)比、強(qiáng)大的功能等眾多的優(yōu)點(diǎn)而受到了廣泛的應(yīng)用，本系統(tǒng)也采用plc。plc選用西門子公司的s7200cpu214，該系列plc性能穩(wěn)定，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求靈活的選擇相關(guān)模塊。本系統(tǒng)需要輸入的模擬量有：給水流量信號、水位信號、蒸汽流量信號，需要輸出的數(shù)字量有：變頻器控制信號，所以只需要選擇模擬量輸入模塊em231，em231具有四個(gè)模擬量輸入點(diǎn)，可以剛好滿足需要。（2) 檢測電路的設(shè)計(jì)由于該設(shè)計(jì)的目的是控制水位穩(wěn)定，而整個(gè)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)是

16、對水位的準(zhǔn)確測量，因此水位能否準(zhǔn)確測量直接關(guān)系到控制質(zhì)量的優(yōu)劣。合理的選擇水位傳感器在水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中有關(guān)鍵作用。本系統(tǒng)采用雙室平衡容器進(jìn)行液位信號的采集，用差壓變送器對液位信號進(jìn)行變送。江蘇威騰自控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的微差壓變送器（wt-1151/3351dr）可滿足變送要求。該型號變送器可以將微小差壓轉(zhuǎn)換成420ma dc信號。它采用專門設(shè)計(jì)的放大線路板和特殊的溫度補(bǔ)償工藝，性能穩(wěn)定可靠。根據(jù)控制方案我們可以知道流量傳感器用于測量給水流量和蒸汽流量，這兩個(gè)信號可以有效地改善控制質(zhì)量，因此合理的選擇流量傳感器能夠有效的改善整個(gè)系統(tǒng)的控制質(zhì)量。上海正博自動化儀表有限公司生產(chǎn)的lugb-99型

17、渦街流量計(jì)是一種基于卡門渦街原理流體振動式新型流量計(jì)，它具有測量范圍廣、壓損小、性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高和安裝、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于封閉工業(yè)管道中液體、汽體和蒸汽介質(zhì)體積和質(zhì)量流量的測量。該流量計(jì)的部分技術(shù)參數(shù)如下：測量介質(zhì)：蒸汽、汽體、液體傳感器的感應(yīng)元件不直接與被測介質(zhì)接觸，性能穩(wěn)定、可靠性高傳感器內(nèi)無可動部件，結(jié)構(gòu)簡單而牢固，壓損小、維擴(kuò)量小、使用壽命長范圍度寬達(dá)10：115：1測量范圍：正常工作范圍，雷諾數(shù)為20，0007，000，000；輸出信號不受液體溫度、壓力、粘度及組份影響。測量可能范圍，雷諾數(shù)8，0007，000000精度等級：液體，指示值的±1.0%；蒸汽，指示值

18、的±1.5%輸出信號：a.電壓脈沖低電平：0-1v；高電平：大于4v；占空比為 50% b.電流: 420ma(三線制)（3）輸出控制電路plc根據(jù)采樣的相對液位數(shù)值對其進(jìn)行相應(yīng)規(guī)則的計(jì)算、處理、判斷后，得出控制結(jié)果，輸出相應(yīng)的控制信號，模擬量輸出模塊我們選擇em232，它有兩個(gè)模擬量輸出點(diǎn)，可滿足要求。 電機(jī)是鍋爐汽包供水的動力設(shè)備，電機(jī)的準(zhǔn)確選型關(guān)系到汽包能否準(zhǔn)確供水進(jìn)而影響到汽包水位的穩(wěn)定，經(jīng)查閱資料可知選用功率為100kw的三相異步電動機(jī)完全可以滿足工作要求，由于使用變頻調(diào)速不必選用繞線型異步電動機(jī)，選用鼠籠型電機(jī)就可以滿足要求。濟(jì)南華力貝爾機(jī)電設(shè)備有限公司生產(chǎn)的yjtg三相

19、變頻調(diào)速電機(jī)專門為變頻調(diào)速設(shè)計(jì)可以根據(jù)技術(shù)要求訂貨設(shè)定其額定電壓為380v額定功率為100kw。變頻器是電機(jī)的供能設(shè)備，合理選擇變頻器關(guān)系到電機(jī)能否正常工作為汽包供水。由電機(jī)的選型可以知道電機(jī)在50hz三相交流電下工作時(shí)電機(jī)的功率大約是100kw，我們可以選擇羅克韋爾公司的1336plusii系列1336f-b150型號的變頻器。該變頻器可以輸入380v-480v 50/60hz三相交流電，輸出380-480v三相交流電并通過控制信號控制其輸出頻率，其容量是149kw，可以滿足設(shè)備功率要求。該型號變頻器具有豐富靈活的控制接口，可以通過控制信號方便地改變變頻器的工作特性。至此，系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)完

20、成，系統(tǒng)的總體框圖如圖2.4。圖2.4系統(tǒng)硬件原理圖2.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)：整個(gè)控制系統(tǒng)的軟件包括以下幾部分: 液位的實(shí)時(shí)采集，電機(jī)調(diào)速，算法的控制( 這里采用pid 算法)等功能。本系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)采用了總分的形式，即plc一直在運(yùn)行主控制程序，然后主控制程序根據(jù)各種條件來運(yùn)行和調(diào)用各子程序，用來實(shí)現(xiàn)各種功能。這種總分設(shè)計(jì)方式使得軟件簡單明了，一看便知，并且在調(diào)試起來時(shí)也特別方便。系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)框圖如圖2.5。圖2.5系統(tǒng)軟件原理圖第三章 pid調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇及參數(shù)整定眾所周知，要使控制系統(tǒng)具有良好的控制性能，除了必須正確的選取、設(shè)計(jì)控制方案以外，還必須正確的選擇控制算法并進(jìn)行參數(shù)整定。在控制系統(tǒng)

21、中，按照給定信號和反饋信號之間的偏差的比例（p）、積分（i）和微分（d）進(jìn)行控制的pid控制器是應(yīng)用最為廣泛的一種自動控制器。它具有原理簡單、易于實(shí)現(xiàn)、適用面廣、控制參數(shù)相互獨(dú)立、參數(shù)的選定比較簡單等優(yōu)點(diǎn)；而且在理論上可以證明，對于過程控制的典型對象“一階慣性純滯后”與“二階慣性純滯后”的控制對象，pid控制器是一種最優(yōu)控制。pid調(diào)節(jié)規(guī)律是連續(xù)系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)校正的一種有效方法，它的參數(shù)整定方式簡便，結(jié)構(gòu)改變靈活，可以方便的改變?yōu)閜i、pd、pid等控制器。3.1 比例調(diào)節(jié)作用對系統(tǒng)性能的影響比例系數(shù)加大，使系統(tǒng)的動作靈敏，速度加快，穩(wěn)態(tài)誤差減小；比例系數(shù)偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)節(jié)時(shí)間加長；系統(tǒng)會

22、趨于不穩(wěn)定；比例系數(shù)太小，又會使系統(tǒng)的動作緩慢。比例系數(shù)可以選負(fù)數(shù)，這主要是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器以及控制對象的特性決定的。3.2積分調(diào)節(jié)作用對系統(tǒng)性能的影響是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差。提高無差度。因?yàn)橛姓`差積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，直至無差積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一個(gè)常值。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)ti。ti越小積分作用就越強(qiáng)。反之ti大則積分作用弱，加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動態(tài)響應(yīng)變慢。積分作用常與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合，組成pi調(diào)節(jié)器或pid調(diào)節(jié)器。3.3微分調(diào)節(jié)作用對系統(tǒng)性能的影響微分作用反映系統(tǒng)偏差信號的變化率，具有預(yù)見性，能預(yù)見偏差變化的趨勢。因此能產(chǎn)生超前的控制作用，可以改善系統(tǒng)的動態(tài)

23、性能。在微分時(shí)間選擇合適情況下可以減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。微分作用對噪聲干擾有放大作用，因此過強(qiáng)地加大微分調(diào)節(jié)對系統(tǒng)抗干擾不利。此外微分反應(yīng)的是變化率，當(dāng)輸入沒有變化時(shí)微分作用輸出為零，因此微分作用不能單獨(dú)使用，需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合組成pd或pid控制器。整定的任務(wù)：根據(jù)被控過程的特性，確定pid調(diào)節(jié)器的比例度 、ti積分時(shí)間以及微分時(shí)間td 的大小。3.4整定的基本方法（1）臨界比例度法(閉環(huán)整定）首先將調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間置于最大，微分時(shí)間置零，比例度置為較大的數(shù)值 等系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，對設(shè)定值施加一個(gè)階躍變化，并減小直到出現(xiàn)等幅振蕩曲線為止。記錄下此時(shí)的臨界比例度k和等幅振蕩周期tk

24、查表按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出調(diào)節(jié)器的參數(shù)、ti、td。（2）衰減曲線法(閉環(huán)整定）衰減曲線法與臨界比例法類似。觀察衰減比然后記錄。s、ts、tp按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算、ti、td。（3）反應(yīng)曲線法（動態(tài)特性參數(shù)法）反應(yīng)曲線法是利用系統(tǒng)廣義過程的階躍響應(yīng)曲線對調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行整定，是一種開環(huán)整定方法。（4）現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)整定法現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)整定法，實(shí)質(zhì)上是一種經(jīng)驗(yàn)試湊法，所以也稱為經(jīng)驗(yàn)法。在現(xiàn)場的應(yīng)用中，將各類過程控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)按先比例、后積分、最后微分的順序置于某些經(jīng)驗(yàn)數(shù)值后，把系統(tǒng)閉合起來，然后再作給定值擾動，觀察系統(tǒng)過渡過程曲線。若曲線還不夠理想，則改變調(diào)節(jié)器的、ti和td的數(shù)值，進(jìn)行反復(fù)試湊，以尋求“最佳”

25、的整定參數(shù)，直到控制質(zhì)量符合要求為止。 3.5調(diào)節(jié)規(guī)律的確定原則 調(diào)節(jié)器放大系數(shù)kp的正負(fù)號正作用方式：yu，kp為“-”；反作用方式: y u， kp為“+”。 調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)的正負(fù)號氣開式調(diào)節(jié)閥kv為“+”；氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥kv為“-”。 被控過程放大系數(shù)的正負(fù)號正作用y，被控過程的靜態(tài)放大系數(shù)ko為“+”；反作用y ，被控過程的ko為“-”。 變送器的放大系數(shù)km為正號根據(jù)生產(chǎn)工藝安全等原則確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式；按被控過程特性，確定其正、反作用；根據(jù)組成系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)各環(huán)節(jié)的靜態(tài)放大系數(shù)極性相乘必須為正的原則，確定調(diào)節(jié)器的正、反作用方式。 在本系統(tǒng)中，由于調(diào)節(jié)閥為電機(jī)，可以視作為氣

26、開式，故kv為“+”；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速加快，液位上升，故被控對象的ko為“+”；測量變送器的km為“+”；則調(diào)節(jié)器的kp應(yīng)該為“+”，故調(diào)節(jié)器應(yīng)采用反作用方式?？偨Y(jié)為期兩周的過程控制課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束，這兩周感覺過的好快，也感覺過的好充實(shí)。由于上學(xué)期過程控制這門課沒好好學(xué)，好多知識學(xué)的稀里糊涂，不懂也不會，還有的干脆就是不知道。所以在做設(shè)計(jì)的時(shí)候就感覺很吃力，很困難。不過，在老師們悉心的指導(dǎo)下和同學(xué)熱心的幫助下終于完成并達(dá)到本次設(shè)計(jì)的基本任務(wù)和要求。通過本次設(shè)計(jì)使我們對以前所學(xué)的理論知識有了進(jìn)一步地理解，深化了我們所學(xué)過的知識，并增強(qiáng)了我們獨(dú)立分析和獨(dú)立解決工程實(shí)踐中的問題的能力以及用所學(xué)的知識進(jìn)行工

27、程設(shè)計(jì)的能力。這次設(shè)計(jì)給我們提供了一次難得的鍛煉的機(jī)會，雖然這次課程設(shè)計(jì)只有短短的兩周時(shí)間，但我們從中得到了很多體會，也增強(qiáng)了我們的動手能力。在做設(shè)計(jì)的過程中我們掌握并熟練了許多軟件的用法，如：word、autocad、visio等，增強(qiáng)了我們軟件學(xué)習(xí)的能力，也為日后踏上工作崗位后自我學(xué)習(xí)能力打下了良好的基礎(chǔ)。另外，我還認(rèn)識到實(shí)踐能力的重要性，如果我們?nèi)狈σ欢ǖ膶?shí)踐能力，也將使我們在今后的工作中難以有所作為。雖然我們以前有過幾次動手鍛煉的機(jī)會，但那遠(yuǎn)遠(yuǎn)還不能滿足我們作為當(dāng)代大學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)。因此，在以后的學(xué)習(xí)工作中，我們應(yīng)該更加培養(yǎng)自身的這種能力，以適應(yīng)社會的需要。最后，在這兩周課程設(shè)計(jì)中對幫助過

28、我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝！參考文獻(xiàn)1 李文濤,過程控制,北京:科學(xué)出版社，2012。2 俞金壽、孫自強(qiáng)，過程控制系統(tǒng)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20083 孫洪程、翁維勤、魏杰，過程控制系統(tǒng)及工程，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20104 王樹青、戴連奎、于玲，過程控制工程，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20085 郭一楠、常俊林、趙峻、樊曉虹，過程控制系統(tǒng)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20096 劉秀芝，工業(yè)鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，山東煤炭科技，2013年第2期7 黃永杰，工業(yè)鍋爐汽包水位自動控制系統(tǒng)分析與研究，煤炭技術(shù)，2013 年第6 期8 安鵬羽，鍋爐汽包水位控制方法分析，電氣時(shí)代，2013 年第 2 期9 丁榮、蔡新平，鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的分析與確定，應(yīng)用能源技術(shù) 2011年第4期(總第160期)10 劉靜，鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，寬厚板，第17卷第1期2011.211 高啟繁，鍋