MCGS锅炉水温与循环水流量串级PID控制系统仿真+答辩PPT(3)
1.3 锅炉控温系统
锅炉是我国石油、化工、发电等工业生产过程中必不可少的设备，其产物蒸汽不但可作为蒸馏、干燥、反应、加热等过程的热源并可作为驱动设备的动力源。据不完全统计我国共有各类锅炉40万台，每年的耗煤量3亿多吨，占我国原煤产量三分之一。目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。目前，相当多的锅炉仍旧蔡永红传统方式控制，主要依靠操作员手工完成，这样就要求锅炉操作员时刻都要在现场监控锅炉运行情况，并且要对整个锅炉系统的运行过程以及过程中各个环节的相互影响都有相当深刻的了解，能够根据现场实际情况及时调整各个相关参数以达到工艺要求。其过程复杂，而且还凸显了许多弊端。操作容易导致安全事故，而且参数控制不够准确及时，而导致能源和资源的浪费严重，另外运行文护成本也很高，劳动效率差。
随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。其优越性主要在于：首先，通过对锅炉燃烧过程进行有效控制，使燃烧在合理的空燃比条件下进行，可以提高燃烧效率。由于工业锅炉耗煤量大，燃烧热效率每提高1％都会产生巨大的经济效益。
然而在锅炉控制系统中，被控过程的容量滞后较大，特别是一些被控量是温度等参数时，控制要求较高，如果采用单回路控制系统往往不能满足生产工艺的要求。利用串级控制系统存在二次回路而改善过程动态特性，提高系统工作频率，合理构造二次回路，减小容量滞后对过程的影响，加快响应速度。 锅炉还是一个复杂的控制对象。控制变量多，所以它所受到的干扰也大。所以采用串级控制系统对于回路内控制系统的动态特性。由于串级控制系统的副回路是随动控制系统，具有一定的自适应性，在一定程度上可以补偿非线性对系统动态特性的影响。
本设计采用串级控制系统运用先进的PID控制算法能对锅炉系统的高迟滞，以及多干扰进行有效的控制。通过实时检测装置能将锅炉运行状态以及运行参数快速的反馈给人和控制系统，有自动调节装置对系统的运行状态进行及时的调节，。自动控制装置能简化操作步骤，减少操作数量，避免误操作，其中的保护装置系统能对运行中发生的设备异常，参数异常偏离允许值等状况提供报警或自动停机等处理。
2控制方案及参数整定
2.1 控制系统
2.1.1 串级控制系统
串级控制是在单回路PID控制的基础上发展起来的一种控制技术。当PID控制应用于单回路控制一个被控量时，其控制结构简单，控制参数易于整定。但是，当系统中同时有几个因素影响同一个被控量时，如果只控制其中一个因素，将难以满足系统的控制性能。串级控制针对上述情况，在原控制回路中，增加一个或几个控制内回路，用以控制可能引起被控量变化的其它因素，从而有效地抑制了被控对象的时滞特性，提高了系统动态响应的快速性。
2.1.2 锅炉串级控制
本系统的串级控制系统如图2.1所示，采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。