自动控制系统主要有哪些环节组成

1.自动控制系统主要有哪些环节组成？各环节的作用是什么？

a测量变送器：测量被控变量，并将其转化为标准，统一的输出信号。b控制器：接收变送器送来的信号，和希望保持的给定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用标准，统一的信号发送出去。

c执行器：自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度。

d被控对象：控制装备所控制的生产设备。

2.被控变量：需要控制器工艺参数的设备或装置；

被控变量：工艺上希望保持稳定的变量；

操作变量：克服其他干扰对被控变量的影响，实现控制作用的变量。给定值：工艺上希望保持的被控变量的数值；

干扰变量：造成被控变量波动的变量。

3.自动控制系统按信号的传递路径分：闭环控制系统，开环~（控制系统的输出端和输入端不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用不发生影响的系统），复合~

4.按给定值的不同分：定值控制系统，随动控制系统（随机变化），程序控制系统（给定值按预先设定好的规律变化）

5.自动控制系统的基本要求：

稳定性：保证控制系统正常工作的必要条件

快速性：反应系统在控制过程中的性能

准确性：衡量系统稳态精度的指标，反映了动态过程后期的性能。提高动态过程的快速性，可能会引起系统的剧烈振荡；改善系统的平稳性，控制进程又可能很迟缓，甚至使系统稳态精度变差。

6.控制系统的静态：被控变量不随时间而变化的平衡状态。

7.自动系统的控过渡过程及其形式

控制系统在动态过程中，被控变量从一个稳态到达另一个稳态随时间变化的过程称为~

形式：非周期衰减过程，衰减振荡过程，

等幅振荡过程，发散振荡过程

8.衰减振荡过渡过程的性能指标

衰减比：表振荡过程中的衰减程度，衡量过渡过程稳定性的动态指标。（以新稳态值为标准计算）

最大偏差：被控变量偏离给定值的最大值

余差：系统的最终稳态误差，终了时，被控变量达到的新稳态值和设定值之差。

调节时间:从过渡过程开始到结束所需的时间

振荡周期：曲线从第一个波峰到同一方向第二个波峰之间的时间

9.对象的数学模型：用数学的方法来描述对象输入量和输出量之间的关系，这种对象特性的数学描述叫~

动态数学模型：表示输出变量和输入变量之间随时间而变化的动态关系的数字描述

10.描述对象特性的参数

放大系数K：数值上等于对象重新稳定后的输出变化量和输入变化量之比。意义:若有一定的输入变化量Q1通过对象就被放大了K倍变为输出变量h。K越大，输入变量有一定变化时，对输出量的影响越大。描述了静态性质

时间常数T：当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新的稳态值的63.2%所需的时间，就是T，意义：被控变量受到阶跃作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态值所需的时间。

T越大，表对象受干扰后，被控变量变化的越慢，到达新的稳态值所需的时间越长。动态特性

滞后时间：对象在受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速的变化，要经过一段纯滞后时间以后，才开始等量地反应原无滞后时的输出量的变化~ 动态特性

11.测量范围：指仪表按规定的精度进行测量的被测量值得范围。

绝对误差=X-X0=测量-标准

引用误差=（绝对误差/量程）*100%

最大引用误差=（最大绝对误差/量程）*100%=+-A%

允许误差（允许最大引用误差）

灵敏度S：表示仪表对被测变量变化的灵敏程度=输出的变化量/输入

的变化量S↑,越灵敏

分辨率：（灵敏限和分辨的最小输入变化量）仪表输出能响应

引用误差：（绝对误差/量程）*100%

最大引用误差=（最大绝对误差/量程）*100%

允许误差：允许的最大绝大误差

精度：指测量结果和实际值一致的程度，是用仪表误差的大小来说明其指示值和被测量真值之间的符合程度。数值越大，精度越低。

回差（变差）：（|正行程测量值-反行程测量值|max/量程）*100%

仪表的回差不能超出仪表的允许误差。

12.可靠性：反映仪表在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力的一种综合性质量指标。

13.可靠度：R(t)指仪表在规定的工作时间内无故障的概率。

14.平均无故障时间（MTBF）：仪表在相邻两次故障间隔内有效工作时的平均值。

15.平均故障修复时间（MTTR）:仪表故障修复所用的平均时间。

16.有效度：=(MTBF/(MTBF+MTTR))*100% 数值越大，越可靠。

17.热电偶测温原理：

热电效应（赛贝克效应）：将两种不同的导体或半导体（A,B）连接在一起构成一个闭合回路，当两接点处的温度不同时（T>T0），回路中将产生电动势，这种现象叫~ 回路称为热电偶；导体或半导体称作热电极。电势从高温指向低温。

工作的基本条件：两电极材料不同；两接点温度不同。

使用定则：a均质导体定则两种均质导体构成的热电偶，其热点势大小和热电极材料的几何形状，直径，长度及沿热电极长度上的温度分布无关，只和电极材料和两端温度差有关。B中间导体定则：在热电偶测温回路中接入中间导体，只要中间导体两端温度相同，则它的接入对回路的总热电势没有影响。即回路中的总的热电势和引入第三种导体无关。C中间温度定则：在使用热电偶测温时，如果热电偶各部分所受到的温度不同，则热电偶所产生的热电势只和工作端和参考端温度有关，其他部分温度变化（中间温度变化）并不影响回路热电势

的大小。

18.在常用的热电偶温度计中，精度最高的是S热电偶；线性最好的是K热电偶；灵敏度较高的是E热电阻。

19.为什么使用补偿导线？

由E AB(t1，t0)=e AB(t)-e AB(t0) 可知只有当冷端温度t0恒定已知时，热电势才是被测温度的单值函数，测量才有可能。否则会带来误差。但因冷端在设备外，是不恒定的，故要用廉价金属热电偶将原冷端延伸到远离被测对象，且环境温度有比较稳定的地方，即使用补偿导线。补偿导线时应注意：a补偿导线和热电偶型号相匹配；b补偿导线的正负极和热电偶的正负极要相对应，不能接反。C原冷端和新冷端温度在0~100℃范围内d 当新冷端温度T0不等于0时，需进行其他补偿和修正。

20.为什么要进行冷端温度补偿？

E AB(t1，t0)=e AB(t)-e AB(t0) 需保证t0恒定，才可测。采用补偿导线可保证t0恒定，但不是0℃.工业上常用的各种热电偶的分度表或温度-热电势关系曲线都是在冷端温度保持为0℃进行刻度的。因此，在使用热电偶测温时，只有将冷端温度保持为0℃，或者是进行一定的修正才能得到准确的测量结果，即冷端温度补偿。

种类：冷端温度保持0℃法，冷端温度计算校正法。校正仪表零点法，补偿电桥法，补偿热电偶法

21.热电阻温度计热电阻效应：物质的电阻率随温度的变化而变化的特性称为~ 金属热电阻称为热电阻，半导体热电阻称为热敏电阻22.常用工业热电阻

铂电阻：Pt10 相应的0℃时的电阻值为R0=10 Pt100

铜电阻：Cu50 和Cu100

23.表压=绝压-大气压

a) 测压弹性原件：弹性膜片（位移小，灵敏度低精度低）；波纹

管（灵敏度高，特别是低区,时滞较大，精度一般不高）；弹簧

管（适用于不同压力测量范围和测量介质。）

24.应变式压力传感器（压力→电阻）基于导体和半导体的应变效应，

即有金属导体或半导体材料制成的电阻体。由他到外力作用产生形变时，应变片的阻值也将发生相应的变化。

25.压阻式压力传感器（压力→阻值）（体积小。弹性原件，感压原件分开）根据压阻效应原理制造，其压力敏感元件就是在半导体材料的基片上利用集成电路工艺制成的扩散电阻当他受到外力作用时，扩散电阻的阻值由于电阻率的变化而改变，扩散电阻一般也要依附于弹性元件才能正常工作。

26.电容式差压变送器（压力→电容，高精度，高稳定性和高可靠性，结构坚实）

27.压力仪表的选择：测稳定压力：P max<=2/3P上限

测脉动，P max <=0.5P上限;测高压，P max<3/5P上限，P min>1/3P上限

量程系列：1；1.6；2.5；4.0；6.0；

28.完整的压力检测系统：取压口；引压管路；压力检测仪表。

29.流量计

①体积流量计a容积式流量计：椭圆齿轮流量计（适于高粘度介质，如沥青）b差压式流量计：节流式流量计（结构简单，便宜，精度不够高，不能用计量仪表），浮子流量计（恒压降，变节流面积适于小流量，仪器垂直安装，流体必须自下而上流过流量计）c速度式：涡轮流量计（测量精度高，适于油表，水表），涡街流量计（漩涡产生频率）；电磁流量计（测量导电流体，不能测量气体，蒸汽，和电导率低的石油流量。垂直安装时流体自下而上流过仪表；水平安装时两个电极在同一平面）；超声波流量计（不接触测量）②质量流量计30.科里奥利质量流量计：直接式流量计，利用流体在振动管中流动时，将产生于质量流量成正比的科里奥利的测量原理。

31.安装三阀组作用：防止差压计或差压变送器单侧受压过载损坏仪表。启用时先开平衡阀3，，开切断阀1，2关3，；停用时，开平衡阀3关12，开3.

32.液体取压点在管路下方，气体取压点在管路上方。

33.物位检测(液位，料位，界位)

电容式物位计：不受真空，压力，温度等环境条件的影响；安装方便，

结构牢固，易维修，价格低；超声式物位计，核辐射式物位计，称重式液罐计量仪（测储罐中真实的质量储量。精度高）

34.控制仪表

安能源形式分：气动，电动，液动。

35.气动控制仪表：气源压力0.14MPa 标准传输信号：0.02~0.1MPa

36.DZZ-III型控制器：电动4~20mA DC为现场传输信号，联络信号1~5V DC 采用24V DC集中供电

28.DZZ-II型：0~10mA DC

37.执行器：作用接收控制器的输出信号，并根据其送来的控制信号，改变被控介质的流量，从而将被控变量维持在所要求的数值上或一定范围内。

38.执行器组成：执行机构：是执行器的推动装置，它根据输入控制信号的大小，产生相应的输出力F（或输出力矩M）和位移（直线位移l或转角θ，推动调节机构动作）

调节机构：执行器的调节部分，（调节阀）受执行机构的操纵，可以改变调节阀芯和阀座得流通面积，进而改变流量

39.气动执行器：气开式，气关式

40.调节阀的流量系数K:(流通能力)当调节阀全开，阀两端压差为0.1MPa，流体密度为1g/cm3(即5~40℃的水)时，每小时流过调节阀的流体流量，通常以m3/h或t/h计。

41.调节阀的可调比R:指调节阀所能控制的最大流量和最小流量之比。理想可调比：调节阀前后压差一定时的可调比

42.调节阀的流量特性：指被控介质流过阀门的相对流量和阀门相对开度之间的关系Q/Q max=f（l/L）取决于阀芯的形状理想流量特性前后压差一定时。

工作流量特性：直线流量特性，等百分比~，抛物线~，快开~

43.简单控制系统:指由一个测量变送元件，一个控制器，一个执行机构和一个被控对象所构成的单闭环控制系统。

44.选择被控变量的原则:

a被控变量时工艺中比较重要的变量，应能够进行较频繁的调节。b

尽可能选择直接指标，若和直接指标难于测量可选择间接指标作为被控变量c 被控变量要求有足够的灵敏度，易于测量，以保证控制精度。d 被控变量必须独立可控。

45.操纵变量的选择：

a 选择对被控变量有较大影响的输入最为操纵变量

b 选择能够快速影响被控变量的输入作为操纵变量

c 选择具有相当大调整范围的输入作为操纵变量。

d 使控制通道的纯滞后时间/控制通道的时间常数尽量小。

46. K T 滞后时间

控制通道0 K 0 大，好 尽量小 小好

干扰通道f Kf 小，好 大好

无关系

双位控制规律 48.比例控制规律P: P=K c e+uo Kc 比例系数↑，比例作用大 比例度δ=100%/Kc

δ过小：比例作用太强 发散振荡 易爆炸

临界比例度δk ：比例度减小到系统出现等幅振荡时；

特点：控制器的输出和偏差成比例，即控制阀门位置和偏差之间具有一一对应关系。纯比例控制系统终了存在余差，反应快 控制及时。适于控制通道滞后较小，负荷变化不大，工艺上没有提出无余差要求。

49.比例积分控制PI P=K c （e+t

t i d e T ?01

） T i 积分时间 T i 越大，积分作用越弱 T i 无限大，无积分作用 比例粗调，积分细调 引入积分作用后，Kc 应适当减小。

特点：能够消除余差，有滞后，不可单独使用。适于控制通道滞后较小，负荷变化不大，工艺上不允许有余差。

50.比例微分控制PD P=Kc （e+T D dt

de ） TD 微分时间 越大，微分作用越强

特点：超前控制，对不变的偏差不具有控制作用，不可单独使用

可改善控制质量，减小最大偏差，节省控制时间有抑制振荡的效果 。

51.PID 比例积分微分控制规律

P=Kc （e+t t i d e T ?01+T D dt

de ）既可快速进行控制，又能消除余差，具有较好的控制性能。适用于容量滞后较大，负荷变化大，控制质量要求较高的控制系统。

52.Kc>0 反作用控制器

53.控制系统的整定：经验整定法，临界比例度法，衰减曲线法 xiangyingquxianfa

任务：对于一个已经设计并安装就绪的系统，对控制器的参数（δ，Ti ，T D ）进行调整，使得系统的过渡过程达到最为满意的质量指标要求。

54.串级控制系统：由两个控制器串接工作，其中一个控制器的输出是另一个控制器的给定值，共同控制一个执行器的控制系统。

55.特点：a 有两个闭合回路，两个控制器，两个测量变送器，主回路定值控制系统，副回路是随动控制系统b 主变量：反映产品质量或生产过程运行情况的主要工艺变量。副变量：中间变量，服务于主变量。C 由于引入了副回路，改善了对象特性，使控制过程加快，具有超前控制的作用，从而有效地克服滞后，提高了控制质量。D 增加了副回路，具有一定的自适应能力，可用于负荷和操作条件有较大变化的场合。综上，当对象的滞后和时间常数很大，干扰作用强而频繁，负荷变化大，简单控制系统满足不了控制质量要求时，采用串级控制系统最适宜。

56.主回路是定值系统，副回路是随动控制系统？

在串级控制系统中，两个控制器是串联工作的，主控制器的输出作为副控制器的给定值，系统通过副控制器的输出去控制执行器动作，实现对主变量的定值控制。

57.主变量的选择：和生产过程密切相关并可直接测量的工艺参数，选质量指标或和产品质量有单值函数关系的变量

副变量的选择：a 主副变量之间有一定的内在联系b 系统的主要干扰包含在副回路中，使副对象试讲常数尽量小。C 应使副回路包含更多

的干扰d考虑主副对象时间常数的匹配，防止共振e副回路不应包括大滞后或纯滞后。

58.主控制器选择PI或PID规律，副控制器选择P规律？

主变量是生产工艺的主要控制指标，允许他的波动范围很大，一般要求无余差，所以选PI或PID.

副变量的设置是为了保证主变量的控制质量，并不为维持其稳定。因此在控制过程中，副变量可以在一定范围内变化，故用P规律。未能够快速控制，不引入积分控制；因副回路具有先调，粗调，快调特点，若再引用微分作用会使控制阀的动作过大，反而对控制不利。

燃烧控制系统的设计(DOC)

目录 一绪论...................................................................................................................................... 二燃烧控制系统的设计 2.1燃烧过程控制任务 2.2燃烧过程调节量 2.3燃烧过程控制特点 三燃料控制系统 ........................................................................................................................ 3.1燃料调节系统...................................................................................................................... 3.2燃料调节——测量系统...................................................................................................... 3.3给煤机指令.......................................................................................................................... 四600MW火电机组DCS系统设计 4.1 电源部分 4.2 通信部分 4.3 系统接地 4.4 软件部分 五结论................................................................................................................................... 参考文献...................................................................................................................................

过程控制系统习题答案

什么是过程控制系统？其基本分类方法有哪几种？ 过程控制系统通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术中最重要的组成部分之一。基本分类方法有：按照设定值的形式不同【定值，随动，程序】；按照系统的结构特点【反馈，前馈，前馈-反馈复合】。 热电偶测量的基本定律是什么？常用的冷端补偿方式有哪些 均质材料定律：由一种均匀介质或半导体介质组成的闭合回路中，不论截面和长度如何以及沿长度方向上的温度分布如何，都不能产生热电动势，因此热电偶必须采用两种不同的导体或半导体组成，其截面和长度大小不影响电动势大小，但须材质均匀； 中间导体定律：在热电偶回路接入中间导体后，只要中间导体两端温度相同，则对热电偶的热电动势没有影响； 中间温度定律：一支热电偶在两接点温度为t 、t0 时的热电势，等于两支同温度特性热电偶在接点温度为t 、ta和ta、t0时的热电势之代数和。只要给出冷端为0℃时的热电势关系，便可求出冷端任意温度时的热电势,即 由于冷端温度受周围环境温度的影响，难以自行保持为某一定值，因此，为减小测量误差，需对热电偶冷端采取补偿措施，使其温度恒定。冷端温度补偿方法有冷端恒温法、冷端补偿器法、冷端温度校正法和补偿导线法。 为什么热电阻常用三线制接法？试画出其接线原理图并加以说明。 电阻测温信号通过电桥转换成电压时，热电阻的接线如用两线接法，接线电阻随温度变化会给电 桥输出带来较大误差，必须用三线接法，以抵消接线电阻随温度变化对电桥的影响。 对于DDZ－Ⅲ型热电偶温度变送器，试回答： 变送器具有哪些主要功能？ 变送器的任务就是将各种不同的检测信号转换成标准信号输出。 什么是变送器零点、零点迁移调整和量程调整？ 热电偶温度变送器的输入电路主要是在热电偶回路中串接一个电桥电路。电桥的功能是实现热电偶的冷端补偿和测量零点的调整。

什么叫自动控制

什么叫自动控制？ 答：自动控制是指不用操作人员或者值班人员的介入便能实现装置和机械设备的部分或全部控制的设备装置。 什么叫手动控制？ 答：手动控制是指由操作人员的人为动作控制设备的运行，它与自动控制动作相反。 什么叫集中控制？ 答：集中控制是指集中在某一中心位置控制若干个设备的控制。 什么叫就地控制？ 答：就地控制是指操作人员在接近动力源的地方控制设备。 3．1控制逻辑 所有设备分为主洗设备，和非主洗设备，两种设备分别以各自独立的方式进行控制。控制方式分为：集控方式、非集控方式。 ●集控模式，可以进行所有设备的集中控制，按启车和停车顺序自动依次启停设备（启停车顺序见附录 一）。 ●非集控模式，所有设备单独启停。分为远程、就地模式，和闭锁、解锁模式。远程模式由计算机控制 设备的启停，就地模式由现地箱控制设备的启停。闭锁模式按闭锁模式闭锁，解锁模式可以单独控制，没有闭锁关系。 如下 综合自动化系统的发展与应用是近年来国内现代化大型选煤厂的一个突出特点，以工控机和可编程控制器为硬件核心、计算机信息管理、优化和控制为软件核心的综合系统成为选煤厂综合自动化的典型模式。综合自动化系统涵盖了设备和生产工艺过程的监视、保护和报警、生产工艺参数的检测和调节、生产设备集中控制以及选煤厂计算机信息管理与优化等内容。

贺西矿选煤厂综合自动化系统主要由以下几部分组成： 1、集中控制系统及主要生产环节自动控制子系统即单机过程控制系统。 单机过程控制系统包括： (1)重介工艺参数自动测控子系统（含煤泥重介）； (2)水池液位控制子系统； 选煤厂工艺系统设备的集中控制系统采用集散式网络结构，包括5个智能I/O分站。智能I/O分站为：(1)原煤准备系统I/O分站；(2)重介系统I/O分站；(3)浮选系统I/O分站； (4)浓缩压滤车间I/O分站；(5)产品运输I/O分站。 2、基于PLC控制网络的上位计算机监控系统，可实时监视各控制系统画面，向上发送有关数据并接收有关指令，向下发送控制指令。 3、物流的计质计量系统。 4、工业电视监控及生产调度通讯系统。 三、综合自动化控制的应用 1、选煤厂集中控制系统 选煤工业属于典型流程工业，按照工艺要求, 实现逆煤流顺序启车和顺煤流顺序停车控制, 事故或故障发生时顺序停车控制, 以及紧急停车控制等操作。根据不同的产品要求对多种参控设备可以实现调度室集中控制或就地控制，且能实现就地与集控之间的无扰动转换。 选煤厂集中控制的主要特点包括： (1)参控设备中的一备一用设备可以在线实现起、停，所有设备均需设有现场就地紧急停车功能，设置起、停车预警信号及事故报警。 (2)集控运行状态下，司机只能参与就地停车，不能参与起车。 (3)每台设备均设有禁起开关，开关打到禁起位置时，集控开车时不能使本台设备起车。 (4)设备控制一般分为就地和集中控制两种，且两种方式应实现就地与集控之间的无扰动转换，即集控开车时，如系统内某一设备有故障，在故障较小，很快就能处理完毕且恢复正常生产时，应不能影响设备原来的运行状态。 重介质选煤工艺对自动控制的依赖性强，便于集中控制设备起、停，实现设备的集中控制，目前大部分现代化选煤厂都实现了集中控制功能。 选煤厂集中控制是指对选煤系统中有联系的生产机械按照规定的程序在集中控制室内进行启动、停止或事故处理的控制。 我国选煤厂集中控制系统的类型大体经过了以下几个发展过程：

自动控制系统组成

自动控制系统的组成及功能实现 自动控制系统作为目前工业领域控制的核心，已经为大家所熟悉。自动控制系统是指在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是实现自动化的主要手段，其组建了整个系统的大脑及神经网络。自动控制系统的组成一般包括控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。 一、自动控制系统的分类 自动控制系统按控制原理主要分为开环控制系统和闭环控制系统。 （一）开环控制系统 在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。 （二）闭环控制系统 闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。 自动控制系统按给定信号分类，可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。（三）恒值控制系统 给定值不变，要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。 （四）随动控制系统 给定值按未知时间函数变化，要求输出跟随给定值的变化。如跟随卫星的雷达天线系统。（五）程序控制系统 给定值按一定时间函数变化。如程控机床。 在我们的工业领域中，因控制的工艺流程复杂、生产数多、对产品质量控制严格，所以一般控制系统均为闭环控制系统。 二、控制系统各部分的功能 （一）控制器 目前控制系统的控制器主要包括PLC、DCS、FCS等主控制系统。在底层应用最多的就是PLC控制系统，一般大中型控制系统中要求分散控制、集中管理的场合就会采用DCS 控制系统，FCS系统主要应用在大型系统中,它也是21世纪最具发展潜力的现场总线控制系

自动控制系统分类

1-3自动控制系统的分类 本课程的主要内容是研究按偏差控制的系统。为了更好的了解自动控制系统的特点，介绍一下自动控制系统的分类。分类方法很多，这里主要介绍其中比较重要的几种： 一、按描述系统的微分方程分类 在数学上通常可以用微分方程来描述控制系统的动态特性。按描述系统运动的微分方程可将系统分成两类： 1．线性自动控制系统描述系统运动的微分方程是线性微分方程。如方程的系数为常数，则称为定常线性自动控制系统；相反，如系数不是常数而是时间t的函数，则称为变系数线性自动控制系统。线性系统的特点是可以应用叠加原理，因此数学上较容易处理。 2．非线性自动控制系统描述系统的微分方程是非线性微分方程。非线性系统一般不能应用叠加原理，因此数学上处理比较困难，至今尚没有通用的处理方法。 严格地说，在实践中，理想的线性系统是不存在的，但是如果对于所研究的问题，非线性的影响不很严重时，则可近似地看成线性系统。同样，实际上理想的定常系统也是不存在的，但如果系数变化比较缓慢，也可以近似地看成线性定常系统。 二、按系统中传递信号的性质分类 1．连续系统系统中传递的信号都是时间的连续函数，则称为连续系统。 2．采样系统系统中至少有一处，传递的信号是时间的离散信号，则称为采样系统，或离散系统。 三、按控制信号r(t)的变化规律分类 1．镇定系统() r t为恒值的系统称为镇定系统(图1-2所示系统就是一例)。 2．程序控制系统() r t为事先给定的时间函数的系统称为程序控制系统(图1-11所示系统就是一例)。 3．随动系统() r t为事先未知的时间函数的系统称为随动系统，或跟踪系统，如图1-7所示的位置随动系统及函数记录仪系统。

过程控制系统

《控制系统》课程设计课题：加热炉温度控制系统 系别：电气与电子工程系 专业：自动化 姓名： 学号：1214061（44、32、11） 指导教师 河南城建学院 2010年12月29日

成绩评定· 一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。 二、评分（按下表要求评定） 评分项目 设计报告评分答辩评分平时表现评分 合计 （100分）任务完成 情况 （20分） 课程设计 报告质量 （40分） 表达情况 （10分） 回答问题 情况 （10分） 工作态度与 纪律 （10分） 独立工作 能力 （10分） 得分 课程设计成绩评定 班级姓名学号 成绩：分（折合等级） 指导教师签字年月日

一、设计目的： 通过对一个使用控制系统的设计，综合运用科学理论知识，提高工程意识和实践技能，使学生获得控制技术工程的基本训练，培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。 二、设计要求： 设计一个加热炉温度控制系统，确定系统设计方案，画出系统框图，完成元器件的选择和调节器参数整定。 三、总体设计： 1．控制系统的设计思想 串级控制系统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。整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。 2 .加热炉控制系统原理 加热炉控制系统以炉内温度为主被控对象，燃料油流量为副被控对象的串级控制系统。该控制系统的副回路由燃料油流量控制回路组成，因此，当扰动来自燃料油上游侧的压力波动时，因扰动进入副回路，所以，能迅速克服该扰动的影响。 由于炉内温度的控制不是单一因素所能实现的，所以，还要对空气的流量进行控制。空气的控制直接影响炉内燃烧的状况，不仅影响炉温，还直接影响了能源的利用率和环境的污染。所以，对空气的控制很有必要，其原理和燃料控制相同。

自动控制系统的组成

1.1 自动控制系统的组成 自动控制系统是在人工控制的基础上产生和发展起来的。为对自动控制有一个更加清晰的了解，下面对人工操作与自动控制作一个对比与分析。 图1-1所示是一个液体贮槽，在生产中常 用来作为一般的中间容器或成品罐。从前一个 工序出来的物料连续不断地流入槽中，而槽中 的液体又送至下一工序进行加工或包装。当流 入量Q i(或流出量Q0) 波动，严重时会溢出或抽空。解决这个问题的 最简单办法，是以贮槽液位为操作指标，以改 变出口阀门开度为控制手段，如图1-1所示。 当液位上升时，将出口阀门开度开大，液位上 则关小出口阀门，液位下降越多，阀门关得越 小。为了使液位上升和下降都有足够的余地，选择玻璃管液位计指示值中间的某一点为正常工作时的液位高度，通过改变出口阀门开度而使液位保持在这一高度上，这样就不会出贮槽中液位过高而溢出槽外，或使贮槽内液位抽空而发生事故的现象。归纳起来，操作人员所进行的工作有以下三个方面。 ①检测用眼睛观察玻璃管液位计（测量元件）中液位的高低。 ②运算、命令大脑根据眼睛所看到的液位高度，与要求的液位值进行比较，得出偏差的大小和正负，然后根据操作经验，经思考、决策后发出命令。 ③执行根据大脑发出的命令，通过手去改变阀门开度，以改变出口流量Q0，从而使液位保持在所需要高度上。 眼、脑、手三个器官，分别担负了检测、运算/决策和执行三个任务，来完成测量偏差、操纵阀门以纠正偏差的全过程。 若采用一套自动控制装置来取代上述人工操作，就称为液位自动控制。自动 下面结合图1-2的例子介绍几个常 用术语。 ①被控对象需要实现控制的 简称对象，如图1-2中的液体贮槽。 ②被控变量对象内要求保

循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的优化方法详细版

文件编号：GD/FS-2931 The Daily Operation Mode, It Includes All The Implementation Items, And Acts To Regulate Individual Actions, Regulate Or Limit All Their Behaviors, And Finally Simplify Management Process. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________ （操作规程范本系列） 循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的优化方法详细版

循环流化床锅炉燃烧过程自动控制 的优化方法详细版 提示语：本操作规程文件适合使用于日常的规则或运作模式中，包含所有的执行事项，并作用于规范个体行动，规范或限制其所有行为，最终实现简化管理过程，提高管理效率。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 循环流化床锅炉CFB的控制系统的现状 目前，国内中、大型循环流化床锅炉CFB （Circulating Fluidize Bed）投运数量越来越多，这些电厂一般采用DCS (Distributed Control System：分散控制系统)进行机组运行控制。DCS控制系统应用于煤粉锅炉经验已经很成熟，而且自动化水平、安全性都比较高。对于国内的循环流化床锅炉，目前的DCS控制系统现状基本是套用煤粉炉的DCS控制逻辑，只是稍加改动；另外基于国内电厂基建现状，多数机组都是在抢工期的情况下投运的，

所以留给控制系统研究人员的研究时间几乎没有。然而循环流化床锅炉的燃烧机理十分复杂，循环流化床锅炉的设计尚处于经验设计阶段，系统中变量之间的耦合比较紧密，而且具有严重的非线性。循环流化床锅炉热工自动控制，特别是燃烧自动控制方面的问题已成为其进一步推广应用的主要障碍，循环流化床锅炉的运行自动化已成为其走向实用的关键之一。 在机组基建调试期间，大家对于控制系统一般都是只要能保证锅炉正常启动和停运就行了，至于控制系统的优化、逻辑的优化、自动的投入与优化、锅炉保护的设定等都是简单地在煤粉炉的控制理念下做一些简单修改。然而，循环流化床锅炉和煤粉锅炉从燃烧机理上说有很大的区别，这就决定了控制逻辑及理念应该有很大的不同。所以套用煤粉锅炉的控制理念往往不能适合循环流化床锅炉。这也就是目前为

锅炉燃烧过程控制系统设计毕业论文

锅炉燃烧过程控制系统设计毕业论文

毕业论文 锅炉燃烧过程控制系统设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

自动控制系统主要有哪些环节组成

自动控制系统主要有哪些环节组 成 1?自动控制系统主要有哪些环节组成？各环节的作用是什么？ a测量变送器：测量被控变量，并将其转化为标准，统一的输出信号。b 控制器：接收变送器送来的信号，与希望保持的给定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用标准，统一的信号发送出去。 c执行器：自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度。 d被控对象：控制装备所控制的生产设备。 2?被控变量：需要控制器工艺参数的设备或装置； 被控变量：工艺上希望保持稳定的变量； 操作变量：克服其他干扰对被控变量的影响，实现控制作用的变量。 给定值：工艺上希望保持的被控变量的数值； 干扰变量：造成被控变量波动的变量。 3?自动控制系统按信号的传递路径分：闭环控制系统，开环~ （控制系统的输出端与输入端不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用不 发生影响的系统），复合~ 4?按给定值的不同分：定值控制系统，随动控制系统（随机变化），程序控制系统（给定值按预先设定好的规律变化） 5.自动控制系统的基本要求： 稳定性：保证控制系统正常工作的必要条件

快速性：反应系统在控制过程中的性能 准确性：衡量系统稳态精度的指标，反映了动态过程后期的性能。 提高动态过程的快速性，可能会引起系统的剧烈振荡；改善系统的平稳性，控制进程又可能很迟缓，甚至使系统稳态精度变差。 6.控制系统的静态：被控变量不随时间而变化的平衡状态。 7?自动系统的控过渡过程及其形式 控制系统在动态过程中，被控变量从一个稳态到达另一个稳态随时间 变化的过程称为~ 形式：非周期衰减过程，衰减振荡过程， 等幅振荡过程，发散振荡过程 8.衰减振荡过渡过程的性能指标 衰减比：表振荡过程中的衰减程度，衡量过渡过程稳定性的动态指标。（以新稳态值为标准计算） 最大偏差：被控变量偏离给定值的最大值 余差：系统的最终稳态误差，终了时，被控变量达到的新稳态值与设定值之差。 调节时间：从过渡过程开始到结束所需的时间 振荡周期：曲线从第一个波峰到同一方向第二个波峰之间的时间 9.对象的数学模型：用数学的方法来描述对象输入量与输出量之间的关系，这种对象特性的数学描述叫~ 动态数学模型：表示输出变量与输入变量之间随时间而变化的动态关系的数字描述 10.描述对象特性的参数 放大系数K :数值上等于对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比。意义：若有一定的输入变化量Q i通过对象就被放大了K倍变为输出变量h。K越大，输入变量有一定变化时，对输出量的影响越大。描述了静态性质 时间常数T:当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新的稳态值的63.2%所需的时间，就是T，意义：被控变量受到阶跃作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态值所需的时间。 T越大，表对象受干扰后，被控变量变化的越慢，到达新的稳态值所需

自动控制系统的基本组成与分类

自动控制系统的基本组成与分类 自动控制系统的基本组成 如前所述，自动控制系统(即反馈控制系统)由被控对象和控制装置两大部分组成， 根 据其功能，后者又是由具有不同职能的基本元部件组成的。图1．12是一个典型的自 动控制 系统的基本组成示意图，图中组成系统的各基本环节及其功能如下。 1．被控对象 如前所述，被控对象是指对其莱个特定物理量进行控制的设备或过程 出即为系统的输出员，即被控量，通常以c(r)(或y(f))表示。 2．阁量元件 测量元件用于对输出量进行测量，并将其反馈至输入端。如果输出量与输入量的物 理 单位不同，有时还要进行相应的量纲转换*例如，温度测量装置(热电偶)用于团量湿度并 转换为电压(见固1．2)，测速发电机用于测量电动机轴转速井转换为电压(见田1．9)。 3．给定元件 根据控制日的，给定元件将给定量转换为与期望输出相对应的系统治入量(通常以 r(‘)表示)，作为系统的控制依据。例如，图1．9中，给定电压M2的电位器即为给 定元件。 4．比较元件 比较元件对输入量与测量元件测得的输出量进行比较，并产生偏差信号

中的电压比较电路。通常，比较元件输出的偏差信号以‘(2)表示。 5．放大元件 放大元件是特比较元件结出的(檄弱的)偏差信号进行放大(必要时还要进行物理量的转换)。例如，图1．9中的ATMEL代理放大器和晶闸管整流装置等。 6．执行元件 执行元件的功能是，根据放大元件放大后的偏差信号，推动执行元件去控制被控对 象，使其被控量按照设定的要求变化。通常，电动机、液压马达等都可作为执行元件。7．校正元件 校正元件又称补偿元件，用于改善系统的性能，通常以串联或反馈的方式连接在系 统中。 在图1．12中，作用信号从输入端沿箭头方向到达输出端的传输通路称为前向通路；系 统治出量经测旦元件反馈到输入端的传输通路称为主反馈通路；前向通路和主反馈通 路构 成的回路称为主反馈回路，简称主回路。除此之外，还有局部反馈通路以及局部反馈 回路 等*将只包含一个主反馈通路的系统称为单回路系统，将包含两个或两个以上反馈通路的 系统称为多回路系统。 1．4．2 自动控制系统的分类 如前所述，自动控制系统的组成千差万别，所完成的控制任务也不尽相同，但可以 按 不同的分类方法，将其分为各种不同的类别。例如，按控制方式可分为开环控制系统、闭 环控制系统和复合控制系TI代理统；按元件类型可分为机械系统、电气系统、机电系统、液压系

循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的优化方法

编号：AQ-JS-09119 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 循环流化床锅炉燃烧过程自动 控制的优化方法 Optimization method for automatic control of combustion process in circulating fluidized bed boiler

循环流化床锅炉燃烧过程自动控制 的优化方法 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科 学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 循环流化床锅炉CFB的控制系统的现状 目前，国内中、大型循环流化床锅炉CFB （CirculatingFluidizeBed）投运数量越来越多，这些电厂一般采用DCS(DistributedControlSystem：分散控制系统)进行机组运行控制。DCS控制系统应用于煤粉锅炉经验已经很成熟，而且自动化水平、安全性都比较高。对于国内的循环流化床锅炉，目前的DCS控制系统现状基本是套用煤粉炉的DCS控制逻辑，只是稍加改动；另外基于国内电厂基建现状，多数机组都是在抢工期的情况下投运的，所以留给控制系统研究人员的研究时间几乎没有。然而循环流化床锅炉的燃烧机理十分复杂，循环流化床锅炉的设计尚处于经验设计阶段，系统中变量之间的耦合比较紧密，而且具有严重的非线性。

循环流化床锅炉热工自动控制，特别是燃烧自动控制方面的问题已成为其进一步推广应用的主要障碍，循环流化床锅炉的运行自动化已成为其走向实用的关键之一。 在机组基建调试期间，大家对于控制系统一般都是只要能保证锅炉正常启动和停运就行了，至于控制系统的优化、逻辑的优化、自动的投入与优化、锅炉保护的设定等都是简单地在煤粉炉的控制理念下做一些简单修改。然而，循环流化床锅炉和煤粉锅炉从燃烧机理上说有很大的区别，这就决定了控制逻辑及理念应该有很大的不同。所以套用煤粉锅炉的控制理念往往不能适合循环流化床锅炉。这也就是目前为什么许多循环流化床锅炉很多自动投不上、许多保护不敢投，从而造成循环流化床锅炉的运行人员数量多，劳动强度高，效率低下等，而且锅炉的运行也极为不稳定。这就给我们的制造厂、电厂及试验研究人员提出了一个课题：如何使DCS控制系统更加适合循环流化床锅炉。 循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的特点 循环流化床锅炉不同于煤粉炉，其控制回路多，系统比较复杂，

自动控制原理

《自动控制原理》综合复习资料 、简答题 1常见的建立数学模型的方法有哪几种？各有什么特点？ 2、 自动控制原理中，对线性控制系统进行分析的方法有哪些？ 3、 给出梅逊公式，及其中各参数意义。 4、 举例说明什么是闭环系统？它具有什么特点？ 5、 系统的性能指标有哪些？ 6、 幅值裕度，相位裕度各是如何定义的？ 7、 画出自动控制系统基本组成方框结构图？ &减小稳态误差的措施主要有？ 9、 闭环控制系统由哪几个基本单元组成？ 10、 增加开环零、极点对根轨迹有什么影响？ 二、计算题 1已知系统输入为U i ，输出为U o ，求出传递函数 G(s) U °(s)/U i (s)。 o ------- ------------------- ------ o R L U i c 丄 U o 2、试简化下图所示系统方框图求其传递函数: 3、已知某二阶系统的单位阶跃响应为 ct 1 0.2e 60t 1.2e 10t ， (2)确定系统阻尼比 、无阻尼振荡频率 试求：(1)系统传递函数 c -s R s （5 分）

7、已知系统的结构图如所示: 当K f 0、K a 10时，试确定系统的阻尼比 、固有频率 n 和单位斜坡输 入时系统的稳态误差； 8、已知系统如下图所示，求系统的单位阶跃响应，并判断系统的稳定性。 9、RC 无源网络电路图如下图所示，试列写该系统的微分方程，并求传递函数Uc(s)/Uc(s) 4、设某系统的特征方程式为 s 6 2s 5 8s 4 12s 3 20 s 2 16s 16 判断闭环系统的稳定性，若不稳定求其不稳定特征根个数。 (利用劳斯判据) 5、RC 无源网络电路图如下图所示 ，试列写该系统的微分方程 ，并求传递函数Uc(s)/Ui(s) O U i o R i o U c 6、试简化下图所示系统方框图求其传递函数 : X r

锅炉燃烧自动控制系统毕业研发设计

第1章前言 1.1课题的背景和意义 锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3，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。提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有深远意义的。工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要解决生产效率与一致性问题。虽然自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程有明显的提升作用。目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。 1.2 锅炉控制系统的总体流程 根据设计要求将整个锅炉运行控制的全过程分成多个阶段：运行参数的初始化过程，在这个过程中调用系统启动的函数；燃烧室中燃烧器的控制过程；废液输送泵、酸碱液喷嘴、风机等执行机构的控制；通信过程；故障的处理过程；模拟量信号的采集过程。锅炉燃烧自动控制系统流程图如图1-1所示。 PLC控制锅炉的工艺流程 1.启动：按一定的时间间隔起燃。起燃顺序是：燃油预热---间隔1分钟----送风，子火燃烧，母火燃烧-间隔5秒钟-----子火，母火同时关闭。 2.停止：停止燃烧时，要求：燃油预热关闭，喷油关闭，送风（将废气，杂质吹去）-------间隔20秒----送风停止（清炉停止)。 3.异常状况自动关火：燃油燃烧过程中，当出现异常状况时（即蒸汽压力超过允许值或水位超过上限，或水位低于下限），能自动关火进行清炉；异常状况消失后，又能自动按起燃程序重新点火起燃。即：异常状况----燃油预热关闭，喷油

基于PLC的锅炉燃烧控制系统

专业英语 项目作业 指导教师 班级 姓名 学号 齐齐哈尔工程学院电气工程及其自动化专业 2016年12月29日

基于PLC的锅炉燃烧控制系统 1 引言 燃烧控制系统是电厂锅炉的主控系统，主要包括燃料控制系统、风量控制系统、炉膛压力控制系统。目前大部分电厂的锅炉燃烧控制系统仍然采用PID控制。燃烧控制系统由主蒸汽压力控制和燃烧率控制组成串级控制系统，其中燃烧率控制由燃料量控制、送风量控制、引风量控制构成，各个子控制系统分别通过不同的测量、控制手段来保证经济燃烧和安全燃烧。 2 控制方案 锅炉燃烧自动控制系统的基本任务是使燃料燃烧所提供的热量适应外界对锅炉输出的蒸汽负荷的要求，同时还要保证锅炉安全经济运行。一台锅炉的燃料量、送风量和引风量三者的控制任务是不可分开的，可以用三个控制器控制这三个控制变量，但彼此之间应互相协调，才能可靠工作。对给定出水温度的情况，则需要调节鼓风量与给煤量的比例，使锅炉运行在最佳燃烧状态。同时应使炉膛内存在一定的负压，以维持锅炉热效率、避免炉膛过热向外喷火，保证了人员的安全和环境卫生。 2.1 控制系统总体框架设计 燃烧过程自动控制系统的方案，与锅炉设备的类型、运行方式及控制要求有关，对不同的情况与要求，控制系统的设计方案不一样。将单元机组燃烧过程被控对象看作是一个多变量系统，设计控制系统时，充分考虑工程实际问题，既保证符合运行人员的操作习惯，又要最大限度的实施燃烧优化控制。控制系统的总体框架如图1所示。 图1单元机组燃烧过程控制原理图1 1徐亚飞，温箱温度PID与预测控测控制.2004，28(4)：554-5572

P为机组负荷热量信号。控制系统包括：滑压运行主汽压力设定值计算模块（由热力系统实验获得数据，再拟合成可用DCS折线功能块实现的曲线）、负荷—送风量模糊计算模块、主蒸汽压力控制系统和送、引风控制系统等。主蒸汽压力控制系统采用常规串级PID控制结构。 2.2 燃料量控制系统 当外界对锅炉蒸汽负荷的要求变化时，必须相应的改变锅炉燃烧的燃料量。燃料量控制是锅炉控制中最基本也是最主要的一个系统。因为给煤量的多少既影响主汽压力，也影响送、引风量的控制，还影响到汽包中蒸汽蒸发量及汽温等参数，所以燃料量控制对锅炉运行有重大影响。燃料控制可用图2简单表示。 图2 燃料量控制策略 其中：NB为锅炉负荷要求；B为燃料量；F(x)为执行机构。 设置燃料量控制子系统的目的之一就是利用它来消除燃料侧内部的自发扰动，改善系统的调节品质。另外，由于大型机组容量大，各部分之间联系密切，相互影响不可忽略。特别是燃料品种的变化、投入的燃料供给装置的台数不同等因素都会给控制系统带来影响。燃料量控制子系统的设置也为解决这些问题提供了手段。 2.3 送风量控制系统 为了实现经济燃烧，当燃料量改变时，必须相应的改变送风量，使送风量与燃料量相适应。燃料量与送风量的关系见图3。2 刘官敏，温箱温度PID与预测控测控制.2004，28(4)：554-5572

过程自动化控制系统

过程自动化控制系统 PCS7在华新水泥生产过程控制系统中的应用[日期：2009-12-14] [字体：大中小] 一、工程概述： 水泥生产过程控制系统在功能分配上同时又是分级式层次 结构，高层次是过程控制级，低层次是基础自动化级。 基础自动化级，主要进行电气自动控制和仪表自动控制，对工艺设备过程信息进行检测、显示、记录及数据初步处理，执行设备运转控制及工艺设备过程自动调节、超限报警。 过程控制级，主要完成生产过程优化控制、操作指导、数据处理和存储，与上级管理计算机及其它计算机之间的数据通信。 在华新水泥，过程自动化控制系统采用4级网络系统：·以太网――批量控制服务器和操作站的数据传输 ·工业以太网――系统总线，操作站和控制器间的数据传输 ·PROFIBUS-DP――系统I/O总线，控制器与I/O站

间的数据传输 ·PROFIBUS-PA――系统与PA智能仪表的数据传输 华新水泥生产过程自动化控制系统依照水泥生产工艺流程，按如下子系统控制站分布（以下WINCC画面截屏，以华新水泥（阳新）公司一期6000T/D熟料生产线为例）： 1．石灰石破碎控制站：石灰石破碎及输送； 2．原料磨控制站：原料进厂均化及输送、原料配料、原料粉磨、电收尘、生料入库、水泵房； 3．窑尾控制站：废气处理（高温风机、增湿塔）、生料均化、生料入窑、窑尾塔架（预热器、分解炉）、烧成窑中、空压机站；

4．窑头控制站：熟料冷却（篦冷机）、熟料入库、原煤输送、煤磨、煤粉秤； 5．水泥磨控制站：熟料配料、水泥粉磨、水泥入库、； 6．包装控制站：水泥输送、水泥包装、散装输送、袋装输送、外运码头； 上位机采用WINCC进行组态。人机界面主要设计有以下内容: (1) 系统工艺流程显示:依据设备系统工艺流程图，按照功能组区域划分; (2) 调节系统、调节画面:回路手操站，调节参数与参数趋势的集中显示; (3) 重要参数趋势显示:有实时趋势与历史趋势两种显示; (4) 全局报警显示:系统按照功能区分为若干个报警组，各个报警组的报警窗口分布于相应功能显示窗口的上方，全局报警显示提供集中查看系统所有报警的能力，或按优先级、报

燃烧控制系统

燃烧控制系统是电厂锅炉的主控系统，主要包括燃料控制系统、风量控制系统、炉膛压力控制系统。目前大部分电厂的锅炉燃烧控制系统仍然采用PID控制。燃烧控制系统由主蒸汽压力控制和燃烧率控制组成串级控制系统，其中燃烧率控制由燃料量控制、送风量控制、引风量控制构成，各个子控制系统分别通过不同的测量、控制手段来保证经济燃烧和安全燃烧。如图1所示。 图1 燃烧控制系统结构图 2、控制方案 锅炉燃烧自动控制系统的基本任务是使燃料燃烧所提供的热量适应外界对锅炉输出的蒸汽负荷的要求，同时还要保证锅炉安全经济运行。一台锅炉的燃料量、送风量和引风量三者的控制任务是不可分开的，可以用三个控制器控制这三个控制变量，但彼此之间应互相协调，才能可靠工作。对给定出水温度的情况，则需要调节鼓风量与给煤量的比例，使锅炉运行在最佳燃烧状态。同时应使炉膛内存在一定的负压，以维持锅炉热效率、避免炉膛过热向外喷火，保证了人员的安全和环境卫生。 2.1 控制系统总体框架设计 燃烧过程自动控制系统的方案，与锅炉设备的类型、运行方式及控制要求有关，对不同的情况与要求，控制系统的设计方案不一样。将单元机组燃烧过程被控对象看作是一个多变量系统，设计控制系统时，充分考虑工程实际问题，既保证符合运行人员的操作习惯，又要最大限度的实施燃烧优化控制。控制系统的总体框架如图2所示。 图2 单元机组燃烧过程控制原理图 P为机组负荷热量信号为D+dPbdt。控制系统包括：滑压运行主汽压力设定值计算模块（由热力系统实验获得数据，再拟合成可用DCS折线功能块实现的曲线）、负荷—送风量模糊计算模块、主蒸汽压力控制系统和送、引风控制系统等。主蒸汽压力控制系统采用常规串级PID控制结构。 2.2 燃料量控制系统 当外界对锅炉蒸汽负荷的要求变化时，必须相应的改变锅炉燃烧的燃料量。燃料量控制是锅炉控制中最基本也是最主要的一个系统。因为给煤量的多少既影响主汽压力，也影响送、引风量的控制，还影响到汽包中蒸汽蒸发量及汽温等参数，所以燃料量控制对锅炉运行有重大影响。燃料控制可用图3简单表示。

自动控制系统主要有哪些环节组成

1.自动控制系统主要有哪些环节组成？各环节的作用是什么？ a测量变送器：测量被控变量，并将其转化为标准，统一的输出信号。b控制器：接收变送器送来的信号，和希望保持的给定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用标准，统一的信号发送出去。 c执行器：自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度。 d被控对象：控制装备所控制的生产设备。 2.被控变量：需要控制器工艺参数的设备或装置； 被控变量：工艺上希望保持稳定的变量； 操作变量：克服其他干扰对被控变量的影响，实现控制作用的变量。给定值：工艺上希望保持的被控变量的数值； 干扰变量：造成被控变量波动的变量。 3.自动控制系统按信号的传递路径分：闭环控制系统，开环~（控制系统的输出端和输入端不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用不发生影响的系统），复合~ 4.按给定值的不同分：定值控制系统，随动控制系统（随机变化），程序控制系统（给定值按预先设定好的规律变化） 5.自动控制系统的基本要求： 稳定性：保证控制系统正常工作的必要条件 快速性：反应系统在控制过程中的性能 准确性：衡量系统稳态精度的指标，反映了动态过程后期的性能。提高动态过程的快速性，可能会引起系统的剧烈振荡；改善系统的平稳性，控制进程又可能很迟缓，甚至使系统稳态精度变差。 6.控制系统的静态：被控变量不随时间而变化的平衡状态。 7.自动系统的控过渡过程及其形式 控制系统在动态过程中，被控变量从一个稳态到达另一个稳态随时间变化的过程称为~ 形式：非周期衰减过程，衰减振荡过程， 等幅振荡过程，发散振荡过程 8.衰减振荡过渡过程的性能指标

衰减比：表振荡过程中的衰减程度，衡量过渡过程稳定性的动态指标。（以新稳态值为标准计算） 最大偏差：被控变量偏离给定值的最大值 余差：系统的最终稳态误差，终了时，被控变量达到的新稳态值和设定值之差。 调节时间:从过渡过程开始到结束所需的时间 振荡周期：曲线从第一个波峰到同一方向第二个波峰之间的时间 9.对象的数学模型：用数学的方法来描述对象输入量和输出量之间的关系，这种对象特性的数学描述叫~ 动态数学模型：表示输出变量和输入变量之间随时间而变化的动态关系的数字描述 10.描述对象特性的参数 放大系数K：数值上等于对象重新稳定后的输出变化量和输入变化量之比。意义:若有一定的输入变化量Q1通过对象就被放大了K倍变为输出变量h。K越大，输入变量有一定变化时，对输出量的影响越大。描述了静态性质 时间常数T：当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新的稳态值的63.2%所需的时间，就是T，意义：被控变量受到阶跃作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态值所需的时间。 T越大，表对象受干扰后，被控变量变化的越慢，到达新的稳态值所需的时间越长。动态特性 滞后时间：对象在受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速的变化，要经过一段纯滞后时间以后，才开始等量地反应原无滞后时的输出量的变化~ 动态特性 11.测量范围：指仪表按规定的精度进行测量的被测量值得范围。 绝对误差=X-X0=测量-标准 引用误差=（绝对误差/量程）*100% 最大引用误差=（最大绝对误差/量程）*100%=+-A% 允许误差（允许最大引用误差） 灵敏度S：表示仪表对被测变量变化的灵敏程度=输出的变化量/输入

燃烧过程自动控制系统

燃烧过程自动控制系统 院系能源与动力学院 专业热能与动力工程 班级热动本121 姓名陈伯霖 学号2012101132

第1章前言 1.1课题的背景和意义 锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3，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。提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有深远意义的。工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要解决生产效率与一致性问题。虽然自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程有明显的提升作用。目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。 1.2 锅炉控制系统的总体流程 根据设计要求将整个锅炉运行控制的全过程分成多个阶段：运行参数的初始化过程，在这个过程中调用系统启动的函数；燃烧室中燃烧器的控制过程；废液输送泵、酸碱液喷嘴、风机等执行机构的控制；通信过程；故障的处理过程；模拟量信号的采集过程。锅炉燃烧自动控制系统流程图如图1-1所示。 PLC控制锅炉的工艺流程 1.启动：按一定的时间间隔起燃。起燃顺序是：燃油预热---间隔1分钟----送风，子火燃烧，母火燃烧-间隔5秒钟-----子火，母火同时关闭。 2.停止：停止燃烧时，要求：燃油预热关闭，喷油关闭，送风（将废气，杂质吹去）-------间隔20秒----送风停止（清炉停止)。 3.异常状况自动关火：燃油燃烧过程中，当出现异常状况时（即蒸汽压力超过允许值或水位超过上限，或水位低于下限），能自动关火进行清炉；异常状况消失后，又能自动按起燃程序重新点火起燃。即：异常状况----燃油预热关闭，喷油