热工过程自动调节
热工过程自动调节
第一章自动调节的基本概念1、调节系统分类以及常见术语、组成2、组件自动调节系统应注意哪几个方面问题3、调节系统的任务以及常见主控设备4、前馈和反馈的作用5、什么情况下会使用离散调节系统6、线性调节系统的好处7、最不好的扰动8、理想的调解过程9、调节质量的好坏包括哪些方面10、自动调节系统的性能指标@第二章自动调节系统的数学模型1、什么是调节系统的数学模型2、数学模型从哪两个方面进行描述的3、什么是静态、静态特性；动态、动态特性第三章热工对象动态特性和自动调节器1、研究和设计自动调节系统的步骤2、调节输入信号和干扰信号的选择原则3、通道及干扰信号的种类以及调节干扰通道对系统的影响4、什么是有自平衡能力和无自平衡能力的对象，有哪些特征参数5、热工对象的特点6、P调节、I调节、D调节和PID调节的特点@7、P调节为什么会产生静差，I调节为什么无静差8、DDC系统的含义和组成9、SAMA图和SCD图有什么作用第六章自动调节系统的整定1、什么是系统整定，为什么要进行系统整定2、整定的分类方法；整定参数包括哪几个它们对调节质量有哪些影响3、三种具体整定方法是怎样进行的（怎样实现纯比例调节）4、为什么PI调节的δ要比P调节中的δ大@5、什么叫单位反馈系统，什么叫单位负反馈系统6、串级调节系统和单回路调节系统的区别7、串级调节系统工作过程及对主副调节器的要求第七章汽包锅炉给水自动调节系统1、给水调节系统的任务及给谁调节控制的重要性及其难点2、引起水位变化的扰动有哪些，其各扰动对象有什么特性3、什么叫虚假水位，引起虚假水位的主要原因4、采用什么样的手段消除虚假水位5、给水调节系统的基本要求@6、什么叫自发性扰动@7、单冲量系统机器适用场合及特点8、什么是三冲量系统，多出的两个冲量的作用是什么9、什么情况下单级三冲量给水系统采用无静差10、串级三冲量系统的特点及其最大优点11、变速泵系统中工作点和安全区12、全程给水系统及其适用场合13、为什么要提出全程给水泵，要解决的主要问题是什么第八章气温调节系统1、气温调节系统包括那两个系统2、过热气温偏高偏低带来的危害3、影响主气温的因素4、主汽温在几种扰动下的动态特性是怎样的5、烟气侧扰动因素有哪些@6、彭水减温系统的组成7、消除惯性的调节系统有哪些@8、串级双回路中主副调节器选用与什么有关@9、串级双回路与导前微分双回路的区别511、为什么需要再热系统，再热系统在低负荷时的控制任务12、再热气温系统中喷水调温的作用13、再热系统调节手段有哪些14、挡板法的特点及如何克服挡板调节的延迟性15、喷水减温中串级喷水电磁阀作用16、倾角法的特点及调温过程，以及倾角过大过小带来的危害17、倾角再热气温系统中引入的送风量微信号的作用18、烟气再循环法怎样进行再热气温调节19、气——气热交换法的使用场合第九章汽包锅炉燃烧过程自动控制系统1、燃烧控制系统的基本任务2、影响燃烧控制方案的因素3、控制燃烧量Bv、Vs的目的4、燃烧过程经济性指标5、剂量大小对燃烧有哪些影响6、燃烧控制系统被调量、调节量的特点7、燃烧控制主控系统有哪几种控制方式8、气压控制对象组成9、引起主气压变化的扰动10、什么叫燃烧率，什么叫燃烧内扰动11、汽轮机t 扰动下的气压对象特性12、两燃料量信号测量有哪些方法及其适用场合13、给煤机、给粉机转速反映燃料量不准的原因、煤粉的自流现象14、热量信号反映燃料量的原理C k15、典型燃烧控制系统的子系统包括。
热工过程自动调节
热工过程自动调节及其发展方向2014年01月08日前言热工过程自动调节这门课，主要是以火力发电厂为对象，学习如何通过实现热力过程自动化调节，达到机组安全、可靠、经济运行的目的。
自动调节具有下列几方面好处：1．提高机组运行的安全可靠性2．提高机组运行的经济性3．减少运行人员，提高劳动生产率4．改善劳动条件火电厂自动调节的范围是极其广泛的，它包括了主机、辅助设备、公用系统等的自动化调节，大致可以分为四个基本内容。
1．自动检测自动检测是对生产过程及设备的参数、信号自动进行转换、加工处理、显示并记录下来。
2．自动调节自动调节一般是指正常运行时操作的自动化，即在一定范围内自动地适应外界负荷变化或其它条件变化，使生产过程正常进行。
3.远方控制及程序控制远方控制是通过开关或按钮，对生产过程中重要的调节机构和截止机构实现远距离控制。
4．自动保护自动保护是利用自动化装置，对机组(或系统、设备)状态、参数和自动控制系统进行监视，当发生异常时，送出报警信号或切除某些系统和设备，避免发生事故，保证人身和设备的安全。
热工过程自动调节在热能工程的作用有以下几点：1．产品与系统研发零、部、组件通过集成形成产品或系统，所有零、部、组件的研发都应基于产品或系统集成的需要，充分考虑集成的要求。
例如，在超燃冲压发动机结构研制过程，必须考虑基于自动控制的燃油供给的要求。
2．热能工程通识教育、学科基础、专业基础诸多课程可以通过自动调节课程这一纽带提高并加深对专业的理解和认识，属于专业“顶层”课程之一。
热工过程自动调节重要性1.自动调节实现安全、可靠、高效的目的，现代化体现；2.自动调节的普遍性存在的要求；3.在未来专业研发工作中可以站在系统性高度。
学习火力发电热工过程的自动调节，要结合其它热力循环动力系统的自动调节。
第一章的基本概念入手，通过第二章到第六章自动控制基本原理和方法的学习，认识自动调节的途径与手段；第七章到第十章分别就供水、汽温、燃烧和机组系统的自动调节普遍方法及发展给出分析。
热工过程自动调节教学设计 (2)
热工过程自动调节教学设计一、设计背景热工过程自动调节是热能工程学中的重要内容，本教学设计旨在通过教学实验的方式，使学生深度理解热工过程自动调节的原理和应用。
二、教学目标1.理解热工自动调节系统的基本原理；2.掌握调节系统的常用调节方式；3.学会使用PID调节器进行调节；4.能够做好热工自动调节实验。
三、教学内容1. 热工自动调节系统的基本原理热工自动调节系统由调节器、执行器、被调节对象和测量元件组成。
被调节对象是要进行调节的对象，例如温度、压力等。
测量元件是用来对被调节对象进行测量的元件。
调节器通过将被调节对象的测量值与设定值进行比较，控制执行器，使被调节对象达到设定值，从而实现自动调节。
2. 常用调节方式常用的调节方式有比例调节、积分调节和微分调节。
比例调节是将被调节对象与设定值的差值乘以一个比例常数，得到控制量，从而控制执行器。
积分调节是将被调节对象与设定值的积分乘以一个常数，得到控制量，从而控制执行器。
微分调节是将被调节对象与设定值的微分乘以一个常数，得到控制量，从而控制执行器。
3. PID调节器的使用PID调节器是一种常用的自动调节器，它可以通过调整比例参数、积分参数和微分参数，来实现对被调节对象的控制。
PID调节器在自动控制系统中应用广泛。
4. 热工自动调节实验热工自动调节实验是通过具体实验，让学生进行实际操作，从而更深入地了解热工自动调节的原理和应用。
本次实验将根据课程设计要求，选取合适的实验项目，从而让学生更好地掌握热工自动调节理论知识。
四、教学方法1.讲授法：通过课堂讲解，让学生全面了解热工自动调节的内容。
2.实验法：通过实验操作，让学生深入理解热工自动调节的原理和应用。
3.讨论法：通过讨论，激发学生的活跃性，促进学生的思考。
五、教学评估通过考试、实验、报告等方式，对学生的知识掌握情况进行评估。
同时，通过学生的课堂表现和实验操作情况等，对学生的思维能力、动手能力和实际操作能力进行评估。
热工过程自动调节
Q、自动调节系统按给定值如何函数分类？按结构又如何分类？答：按给定值：1恒值调节系统生产过程中，（自动调节系统的给定值恒定不变，也就是使被调量保持为一固定数值）、2程序调节系统（系统的给定值是时间的已知函数，给定值随时间变化是预先设定的，调节系统用来保证被调量按预先设定的随时间变化的数值来改变）、3随机调节系统（系统的给定值是不可预知的，其数值决定于一些外来因素的变化，所以调节结果使被调量也跟随这个给定值随时改变）按结构及其特点：反馈调节系统（特点在调节结束时，可以使被调量等于或接近于给定值；当调节系统受到扰动作用时，必须等到被调量出现偏差后才开始调节，所以调节的速度相对比较缓慢）前馈调节系统（由于扰动影响被调量的同时，调节器的调节作用已产生，所以调节速度相对比较快；由于没有被调量的反馈，所以调节结束时不能保证被调量等于给定值）复合调节系统（吸取前馈和反馈系统各自长处，调节时间缩短，调节质量得到改善）按调节系统闭环回路的数目分类：单回路调节系统，多回路调节系统按调节作用的形式分类：连续调节系统，离散调节系统按系统的特性分类：线性调节系统，非线性调节系统Q、什么是静态特性、动态特性、传递函数？答：静态特性：在平衡状态时，输出信号和引起它变化的输入信号之间的关系。
动态特性：在不平衡状态时，输出信号和引起它变化的输入信号之间的关系。
传递函数：线性定常系统在零初始条件下，系统（或环节）输出信号的拉普拉斯变换与输入信号的拉普拉斯变换之比。
传递函数性质：1传递函数是复变量s的有理真分式函数，其分子多项式次数m低于或等于分母多项式次数n，且所有系数均为实数2传递函数是描述动态特性的数学模型，它表征系统的固有特性，和输入信号的具体形式，大小无关，且不能具体表达系统的物理结构3传递函数只能表示一个输入对一个输出的关系4系统传递函数的分母就是系统的特征方程，从何能方便判断动态过程的基本特性建立微分方程的步骤：1，根据输入信号，输出信号分析各变量间的关系；2依次写出每一元件的动态特性方程3在可能条件下，对各元件的动态特性方程进行适当简化，略去一些次要因素或进行线性化处理4校区中间变量5化为微分方程的一般形式输出有关的在等号左侧，输入有关的放在等号右侧，降幂形式排列Q、什么是有自平衡能力对象？无自平衡能力对象？内扰？外扰？答：（1）有自平衡能力对象：指对象在阶跃扰动作用下，不需要经过外加调节作用，对象的输出量经过一段时间后能自己稳定在一个新的平衡状态。
热工过程自动调节第二版课程设计
热工过程自动调节第二版课程设计1. 选题背景热工过程是化工工艺过程中非常重要的一环。
在热工过程中，要对温度、压力等参数进行监控和调节才能保证产品的质量和工艺稳定。
传统的热工过程调节是通过人工进行控制，但由于人工操作存在误差和滞后等不可避免的问题，因此必须引入自动化控制，实现热工过程的自动调节。
热工过程自动调节是化工过程控制的基础，也是热工工程师必须掌握的核心技术之一。
2. 选题目的和意义本课程设计主要是为了提高学生的热工工程实践能力和对热工过程自动化控制的理解和应用能力。
通过本课程设计，学生将能够深入掌握热工过程自动调节的基本原理和方法，并能够在实践中灵活运用。
此外，本课程设计还能够培养学生的实验设计能力和团队合作精神，为学生未来的工程实践打下坚实的基础。
3. 课程设计内容3.1 实验目的热工过程自动调节的实验目的是加强学生对自动控制的了解和应用能力，以培养工程实践能力。
3.2 实验内容实验内容主要是通过某热工工艺过程的调节，让学生加深对热工过程的理解，了解自动控制的基本原理和方法，并能够通过软硬件调试，实现热工过程自动调节。
3.3 实验流程实验步骤如下：1.设计调节方案和要求；2.搭建实验平台和实验电路，进行热工过程自动调节的软硬件实现；3.实验数据采集和处理，进行结果分析和实验总结。
3.4 实验要求本课程设计要求学生结合所学知识和实践经验，自主设计一个热工过程自动调节的方案，进行软硬件调试，并完成实验数据采集和处理。
同时，要求学生在实验前完成相应的理论学习和实验准备，并在实验中积极合作，严格按照实验要求进行操作。
4. 实验设计要点本课程设计的实验设计要点如下：1.自主设计方案：学生根据需要自主设计一个热工过程自动调节的方案，包括控制器选择、传感器选型、控制算法编写等；2.实验电路设计：根据方案进行实验电路的设计和搭建，明确各组成部分的连接方式；3.软硬件调试：进行实验软硬件调试，确保各部分能够正常工作；4.数据采集和处理：对实验结果进行数据采集和分析，总结实验过程中遇到的问题和解决方法；5.实验报告撰写：根据实验结果进行实验报告撰写，包括实验原理、方案设计、实验步骤、结果分析和总结等。
热工过程自动调节资料
热⼯过程⾃动调节资料名词解释1.⾃动控制：在⽆⼈直接参与的情况下利⽤外加装置或设备使机器或⽣产过程的某个参数按预定规律运⾏。
2.被调对象：被调节的⽣产设备或⽣产过程。
被调量：通过调节需要维持的物理量。
给定值：根据⽣产要求，被调量的规定数值。
扰动：引起被调量变化的各种原因。
内扰：经过调节通道作⽤到对象上的扰动外扰：经过⼲扰通道作⽤到对象上的扰动调节机关：在调节作⽤下，⽤来改变进⼊被调对象的物质或能量的装置。
调节作⽤量：在调节作⽤下，控制被调量变化的物理量3.传递函数：在线性定常系统中，初始条件为零时，环节输出信号的拉⽒变换与输⼊信号的拉⽒变换之⽐，称为环节的传递函数4.静态特性：在平衡状态时，输出信号和引起它变化的输⼊信号之间的关系。
动态特性：在不平衡状态时，输出信号和引起它变化的输⼊信号之间的关系。
5.输出响应：系统在输⼊信号的作⽤下，输出信号随时间的变化规律6.时域分析法：根据系统的微分⽅程，求出当输⼊为某种时间函数的微分⽅程的解即调节系统的时间响应7.频率特性：两者的频率ω相同，但振幅和相位⾓不同。
当输⼊信号的频率改变时，输出信号的振幅和相位⾓会发⽣变化。
8.ADS指令：电⽹中⼼调度遥控的负荷分配指令填空题1.⾃动控制的组成：检测元件，转换原件，调节原件，执⾏机构，被控对象2.⾃动控制系统按给定值分类：恒值调节系统、程序调节系统、随机调节系统3.⾃动控制系统按结构分类：反馈调节系统、前馈调节系统、复合调节系统4.按调节系统闭环回路分类：单回路调节系统、多回路调节系统5.按调节作⽤的形式分类：连续调节体统、离散调节系统6.按系统的特性分类：线性调节系统、⾮线性调节系统7.系统⽅框图主要由环节和信号线组成。
⽅框代表环节，箭头代表信号线。
8.调节系统的性能指标有稳定性、准确性、快速性9.⼯程上常⽤的调节系统的分析⽅法有时域分析法和频域分析法10.单回路整定⽅法有临界⽐例带法、衰减曲线法、图表整定法。
《热工过程自动调节》课件
热力发电厂的自动控制系统
总结词
热力发电厂的自动控制系统是实现电厂高效 、安全运行的关键，通过自动化控制技术， 实现对电厂热力系统的实时监测和调整，提 高发电效率并降低能耗。
详细描述
热力发电厂的自动控制系统包括热工测量、 控制和保护等部分，能够实现对汽轮机、锅 炉等设备的自动化控制。通过自动化控制技 术，可以确保电厂在最佳状态下运行，提高 发电效率，同时降低能耗和减少环境污染。
总结词
液位自动调节系统用于控制和稳定设备或工艺过程中的液位高度，确保液位在设定的范 围内波动。
详细描述
液位自动调节系统通过液位传感器检测液位高度，并将液位信号转换为电信号传输给控 制器。控制器根据设定值与实际值的偏差，输出控制信号调节进料或排料的运行，以实
现对液位的自动控制。
成分自动调节系统
总结词
要点一
总结词
网络化控制技术可以实现远程监控和操作，提高热工过程 的自动化和智能化水平。
要点二
详细描述
通过网络化控制技术，可以实现远程监控和操作热工设备 ，实时获取设备的运行状态和参数，提高设备的运行效率 和安全性。
节能减排的需求驱动
总结词
随着环保意识的不断提高，节能减排成为热工过程自动 调节的重要发展方向。
02
热工过程自动调节的基本 原理
自动调节系统的组成
测量元件
用于检测被调参数，并将其转换为可处理的信号。
控制器
接收测量元件的信号，根据设定的参数值进行比较和计算，输出控制信号。
执行机构
接收控制信号，驱动调节阀等执行元件进行动作，实现对被调参数的控制。
被调对象
需要进行自动调节的设备或系统。
自动调节系统的基本特性
化学反应器的自动控制系统
热工过程自动调节第二章
T、 ：反映惯性（反应时间和变化速度） K、：反映自平衡能力
对象结构参数对其动态特性的影响
1、容量系数的影响 2、阻力的影响
T FR s
K K R s
T FR s
容量系数越大，惯性越大
惯性越大 阻力越大 自平衡性越差
有自平衡的多容对象
Q0
h1
0
0
无自平衡能力的多容对象的传递函数：
1 s 1 W ( s) e 或W ( s) Ta s Ta s(Ts 1)n
纯迟延对象
Ku
e
s
Q1
Q2
1 F2 1 R2
h2
K Rs 0 s H ( s) K 0 s e e (s) FRs s 1 Ts 1
特征参数
h2 () 放大系数K 0
h2 () 时间常数Tc dh 2 dt t p
h2
0 d 1 自平衡率 dh h2 () K
dh2 dy dt t p K dt max 飞升速度 0 0 Tc
1 Tc
dh2 Q1 Q2 dt
阶 跃 响 应
F2
Q0 K
Q1 h1 R1
Q2 0
传递函数
K
Q0
Q1
1 F1 s
h1
1 Q1 R1
1 F2 s
h2
K H 2 ( s) 1 (s) F2 s( F1R1s 1) Ta s(Ts 1)
T F1R1 ,前置水槽时间常数
t
h
F
Ta
0
dh Q1 Q2 Q dt
t0
《热工过程自动调节》课程学习指导
章节、内容
第九章汽包锅炉燃烧过程自动调节系统
§9-1燃烧过程调节对象的动态特性
§9-2燃烧过程调节信号的测取
§9-3锅炉燃烧调节的基本策略
§9-4燃烧过程调节系统实例
目的要求
1、掌握燃烧调节对象的动态特性
2、掌握燃烧调节系统的任务、组成
3、了解对几个物理量的测量：燃料量信号、风量、氧量。理解热量信号
2、分析三个子调节系统组成的基本控制策略及原理。
3、改进方法介绍。、单元机组汽包炉燃烧调节的任务是什么？有哪几个被调量？
相应的调节变量是什么？
2、为什么要采用热量信号？理想热量信号与实际热量信号有什么不同？
3、燃烧过程的调节中，如何实现风量对燃料量始终有足够富裕的操作方法？
4、燃烧调节系统中，常用来反映燃料量的信号有哪几种？
5、燃料量控制策略有哪几种？
6、送风量控制策略有哪几种？
7、氧量校正有几种方式？各有什么特点？
8、试述引风调节子系统原则方案及改进措施。（画出方框图）
学习心得
年月日
4、掌握锅炉燃烧调节的基本策略及常用的改进策略
5、了解锅炉燃烧调节系统的几个较复杂的实例
重点难点
重点：
1、对象的动态特性
2、燃烧调节系统的任务、组成、基本策略及常用的改进策略
3、热量信号的概念
难点：
1、燃烧调节系统基本策略及常用的改进策略
2、燃烧系统实例分析
时间分配：
6课时
教师教学思路
1、指出燃烧调节系统区别于前面介绍的调节系统，具有三个被调量、三个调节量，由三个子调节系统组成。
热工过程自动控制
热工过程自动控制1. 什么是热工过程自动控制热工过程自动控制是指利用自动控制系统来监测和调整热工过程中的参数，以达到预定的目标。
这些参数可能包括温度、压力、流量等。
通过自动控制，可以提高热工过程的效率、稳定性和安全性。
2. 热工过程自动控制的原理是什么热工过程自动控制的原理基于控制系统的闭环反馈原理。
首先，通过传感器获取热工过程中的参数信息，如温度传感器可以测量温度值。
然后，将这些参数信息与预定的目标值进行比较，得到误差。
接下来，根据误差，控制器会采取相应的控制策略，如调整阀门开度或启动/停止加热器等，来实现热工过程的控制。
最后，通过执行器将控制信号转换为实际的操作，如控制阀门的开闭或调节加热器的功率。
3. 热工过程自动控制的优势是什么热工过程自动控制具有以下优势：- 提高效率：通过自动控制热工过程中的参数，可以优化操作条件，提高能源利用效率。
例如，根据实时需求调整加热器功率，避免能源的浪费。
- 提高稳定性：自动控制系统能够实时监测和调整热工过程中的参数，使其保持在预定的范围内。
这有助于防止过程变量的偏离和不稳定，提高过程的稳定性。
- 提高安全性：自动控制系统可以及时响应异常情况，并采取相应的措施来保护设备和人员的安全。
例如，在温度超过设定范围时，自动控制系统可以自动关闭加热器或启动冷却装置。
- 提高生产质量：通过自动控制热工过程，可以减少人为操作的误差，提高产品的一致性和质量。
4. 热工过程自动控制中常用的控制策略有哪些在热工过程自动控制中，常用的控制策略包括：- 比例控制：根据误差的大小，按比例调整控制信号。
这种控制策略适用于线性响应的系统，但可能会导致超调和稳定性问题。
- 积分控制：根据误差的累积值，进行控制信号的调整。
积分控制可以消除稳态误差，但可能导致系统的迟滞和震荡。
- 微分控制：根据误差的变化率，调整控制信号。
微分控制可以提高系统的响应速度，但对测量噪声敏感，可能引入噪声放大问题。