過程控制工程應用實例

過程控制工程應用實例

------燃燒過程控制系統(tǒng)燃燒過程控制系統(tǒng)燃燒過程控制廣泛應用于各種工業(yè)控制之中,如發(fā)電、玻璃、鋼鐵、造紙、制堿、化肥、建材、石化、染料等行業(yè)。燃料：燃油、燃煤、燃氣

燃燒過程控制：

燃料控制、溫度控制、燃燒程度控制、安全性控制、節(jié)能控制等。本節(jié)以燃油蒸汽鍋爐為例說明燃燒系統(tǒng)中具有一定普遍性的控制問題。燃油蒸汽鍋爐的燃燒控制系統(tǒng)主要由三個子系統(tǒng)構成:蒸汽壓力控制系統(tǒng)燃料--空氣比值控制系統(tǒng)爐膛負壓控制系統(tǒng)1.蒸汽壓力控制系統(tǒng)和燃料--空氣比值控制系統(tǒng)維持蒸汽壓力恒定是保證生產(chǎn)正常進行的首要條件。保證蒸汽壓力恒定的主要手段是隨著蒸汽壓力波動及時調(diào)節(jié)燃燒產(chǎn)生的熱量,而燃燒產(chǎn)生熱量的調(diào)節(jié)是通過控制所供應的燃料量以及適當比例的助燃空氣實現(xiàn)的。比值PCFC1FC2FT1KFT2PT2.爐膛負壓控制系統(tǒng)當鍋爐爐膛負壓過小時,爐膛內(nèi)的熱煙、熱氣會外溢,造成熱量損失、影響設備安全運行甚至危及工作人員安全；當爐膛負壓太大時,會使外部大量冷空氣進入爐膛,改變?nèi)剂虾涂諝獗戎?增加燃料損失、熱量損失和降低熱效率。保證爐膛負壓的措施是調(diào)節(jié)送風量和引風量的平衡。如果負壓波動不大,調(diào)節(jié)引風量即可實現(xiàn)負壓控制；當蒸汽壓力波動較大時,燃料用量和送風量波動也會較大。FFC----FeedForwardControllerFFCPTPC控制系統(tǒng)總圖比值燃燒過程控制系統(tǒng)Simulink仿真

1.系統(tǒng)辨識蒸汽壓力檢測變送系統(tǒng):G(s)=1燃料流量檢測變送系統(tǒng):G(s)=1爐膛負壓檢測變送系統(tǒng):G(s)=1空氣流量檢測變送系統(tǒng):G(s)=1燃料流量被控對象:G(s)=2e-3s/(13s+1)燃料流量至蒸汽壓力的關系:G(s)=3蒸汽壓力至燃料流量的關系:G(s)=1/3燃料流量與空氣流量的比值:G(s)=1/2空氣流量被控對象:G(s)=3e-2s/(11s+1)引風量與負壓的關系(控制通道):G(s)=10e-s/(7s+1)送風量對負壓的干擾(擾動通道):G(s)=2/(3s+1)2.系統(tǒng)穩(wěn)定性分析(1)燃料流量被控對象G(s)=2e-3s/(13s+1)sys1=tf(2,[13,1],‘outputdelay’,3);margin(sys1)開環(huán)穩(wěn)定(2)空氣流量被控對象G(s)=3e-2s/(11s+1)sys2=tf(3,[11,1],‘outputdelay’,2);margin(sys2)開環(huán)穩(wěn)定(3)爐膛負壓被控對象G(s)=10e-s/(7s+1)sys3=tf(10,[7,1],‘outputdelay’,1);margin(sys3)開環(huán)穩(wěn)定3.控制系統(tǒng)參數(shù)整定（1）燃料流量控制系統(tǒng)為使系統(tǒng)無靜差，燃料流量調(diào)節(jié)器采用PI形式Gc(s)=KP+KI/s。可用穩(wěn)定邊界法(等幅振蕩法)整定參數(shù)KP和KI。記錄此時振蕩周期TK=11s和比例系數(shù)K=3.8，則KP=K/2.2=1.73，KI=K/(0.85TK)=0.18。在此基礎上對KP、KI進一步整定。當KP=1.1，KI=0.1時系統(tǒng)約有10%超調(diào)。Wc1(s)=1.1+0.1/s（2）蒸汽壓力控制系統(tǒng)Wc2(s)=1，Wc1(s)=1.1+0.1/s（3）空氣流量控制系統(tǒng)（略）Wc(s)=0.08+0.05/s（4）爐膛負壓控制系統(tǒng)（略）