水泥回转窑余热锅炉自动控制研究
义煤集团水泥公司余热发电项目研究
中图分类号：４ ６６ 文献标志码 ： 文章编号 ：６ ３ ２ １ ２０ ）９ ０ ６ — ２ Ｆ １．１ Ａ １７ — ９ Ｘ（０ ９ ０ — １４ ０
气余热仍不能被充分利用 ， 这部 分热能通过窑尾烟 囱排放 至
引言
随着 中国人 口的不断增加 和经济 的快速发展 ， 资源相对 不 足的矛盾 目益严峻 ， 寻找新 的资源或可再生 资源 ， 以及合 理综 合利用现有的宝 贵资源将是 中国今后 如何确保 经济可 持续发展的关键所在。中国高度重视循环经济 ， 并把树立科
节能降耗 的任 务很艰 巨。义煤水泥公 司于 ２０ ０ ６年新上 了一
条 ５０ ０ ｄ干 法 生 产线 ， 泥 熟 料 热 耗 已 由原 来 的 ４ ０ ｋ，ｇ ０ ９ 水 ０Ｊ ６ ＇ ｋ
余热锅炉 布置在水泥熟料生产线窑尾高温风机上 ； 窑头余热 锅炉布置在熟料生 产线窑厂房旁 的空余场地 ； 汽轮发电机房
水 车 间等 。 根据 ５０ ０ ， 泥 生产 线 的布 置 及 发 电工 艺 流 程 ， ０ ｔ ｄ水 窑尾
全面建设小康社会宏 伟 目标 的必然 选择 ， 也是关系 中华 民族
长 远 发 展 的根 本 大 计 。
水 泥 工 业 既 是 能 源 的消 耗 大 户 ， 是 能 源 的 浪 费 大 户 ， 也
２０ ０９年第 ９期
总第 ห้องสมุดไป่ตู้ ７期
经济研究导刊
ＥＣ０Ｎ０Ｍ Ｉ ＲＥＳ Ｃ ＥＡＲＣＨ ＧＵＩ ＤＥ
Ｎｏ． ２０ ９ ９， ０
Ｓ ｆａ ．７ ｅ ｌＮｏ ｉ ４
义煤集团水泥公司余热发电项 目 研究
李
摘
莉， 王晓华 ， 秦
伟
（ 义马煤业集 团有限责任公司 技术中心 ， 河南 义马 ４ ２０ ） ７ ３ ０ 要： 日产 ５０ ０吨熟料水泥生产线回转窑在 生产过程 中， ０ 窑尾预 热器及 窑头 篦冷机排放的 ３ ％的 ３ ０Ｃ ０ ５ ￣以
水泥回转窑优化控制系统的研究与开发
水泥回转窑优化控制系统的研究与开发关键词：水泥烧成窑，控制器，稳态模型，动态模型1 水泥烧成窑系统控制参数分析带窑外分解炉的新型干法水泥回转窑采用窑外分解煅烧技术,生料入回转窑前分解率已达到80%~90%。
基于目前国内新型干法水泥生产线广泛使用的窑外预热分解技术和水泥熟料煅烧工业的生产经验,烧成带温度和窑尾废气温度的稳定是保证水泥回转窑热工过程稳定,生产出高质量水泥熟料的重要标志[1]。
为了达到优化工艺生产过程的目的,对水泥回转窑系统的主要参数进行分析。
主要参数如下:(1) 控制变量CV①烧成带温度:正常工作范围是1300℃～1500℃,是直接反应烧成带工况的重要参数。
②窑内氧气含量:正常工作范围是3.5%～5.5%,在煅烧的过程中窑内的氧气含量直接影响到燃料的燃烧状况。
进而对窑温也有一定的影响。
③窑内含量:在煅烧的过程中窑内的含量直接影响到熟料的烧制状况,从而影响熟料的品质。
④窑内含量:窑内含量直接反映窑内煤和风的配比情况是否合理。
(2) 操作变量MV①喂煤量:它对烧成带温度和废气中的氧含量有直接影响。
增加喂煤量可以提高烧成带温度并降低氧含量;反之,减少喂煤量则可以降低烧成带温度和提高氧含量。
②高温风机挡板开度:它主要用于改变窑负压、保证风煤配合和保证废气中的氧含量;同时也用来改变窑内的温度分布,控制窑尾温度。
增加挡板开度,将提高窑尾温度并增加氧含量;反之,则可以降低窑尾温度和窑尾废气中的氧含量,对的含量变化也有很大的作用。
③回转窑转速和喂料量:当窑运行稳定时,回转窑转速和喂料量之比应基本保持不变。
具体控制量在操作员组态画面上的位置如下图1所示。
2 水泥回转窑系统模型辨识本项目对河北唐山冀东股份有限公司丰润三期水泥厂进行现场数据的采集,采样周期是60s,共采集20030组数据。
首先将采集数据中不合理的数据进行剔除,然后再分出动、静态数据,当系统中的两个输入量有一个保持不变,而另一个发生阶跃变化,从阶跃到最终系统达到稳定状态时的数据选为动态数据;从稳定状态到下一个阶跃发生前的数据选为稳态数据。
水泥余热发电技术及控制
两种窑型：余热发电窑： 采用立式余热锅炉和补汽式汽轮发电机组的二级余热发电系统。
立式余热锅炉彻底解决了卧式余热锅炉漏风及炉内温度场实际分布与锅炉设计时所假想的温度完全不相同的问题，可以大大提高锅炉蒸汽产量；篦冷机或立式余热锅炉排出的200℃左右废气余热可以充分回收并用以发电。
这样可使吨熟料余热发电量在熟料热耗不变的前提下提高到195千瓦小时以上，使水泥窑综合能耗达到同规模预分解窑的能耗水平。
预分解窑及预热器窑： 为了克服带补燃锅炉的中低温余热发电系统存在的缺点，采用补汽式汽轮机组，充分回收200℃以下的废气余热，同时补燃锅炉应当以煤矸石等劣质煤或垃圾为燃料，除节约优质煤外，还可为水泥生产提供原料，降低发电成本，进一步提高经济效益。
三种发电模式：中空窑高温余热发电预分解窑及带补燃锅炉的中低温余热发电纯低温余热发电中低温余热发电主要是回收利用预分解窑或悬浮预热器窑窑头冷却机200℃废气、窑尾400℃废气，用于发电或热电联供。
余热电站一般采用4.5MW（不等）汽机装机容量，所涉及到的控制系统主要是MCS（模拟量控制）和SCS（顺序控制），在控制方案中，逻辑（顺序）控制占多数，主要是各电器设备的逻辑启停；模拟量控制回量以常规PID为主，水位控制以减温水控制回路以串级控制算法为主。
下文简要谈谈纯低温余热发电的控制方案。
一、生产工艺窑头篦冷机和窑尾预热器来的废气，通过锅炉与锅炉内布置的过热器、蒸发器、省煤器产生热交换，加热水产生高压饱和蒸汽，带动汽轮机转动做功，从而带动发电机发电。
一般主机为两台余热锅炉(窑头AQC锅炉和窑尾SP锅炉)和一套汽轮发电机组。
为减轻废气对AQC锅炉的磨损，在锅炉前设置了沉降室、AQC炉输灰系统除去烟气中的粉尘，SP炉设机械振打解决粉尘附着问题。
AQC省煤器出水分两路：一路进入AQC汽包，另一路进SP锅炉省煤器。
AQC锅炉产生的主蒸气和SP锅炉产生的主蒸气混合后进汽轮机进汽口。
SP锅炉汽包进水由AQC 省煤器供给，当AQC锅炉未投用时也可由锅炉给水泵直接供给而独立运行。
回转窑系统的热力学模拟与控制策略
回转窑系统的热力学模拟与控制策略回转窑是一种常见的工业设备，广泛应用于水泥、化工等领域。
如何进行回转窑系统的热力学模拟与控制策略的研究，对于提高生产效率、降低能耗、改善产品质量具有重要意义。
热力学模拟是指通过建立数学模型，模拟回转窑内部的温度、压力、物质转化等关键参数的变化过程，以预测系统的动态特性。
在热力学模拟中，有两个核心问题需要解决：一是如何建立准确的数学模型；二是如何进行模型参数的辨识与调整。
回转窑系统是一个复杂的多物理场耦合系统，因此建立准确的数学模型是热力学模拟的基础。
首先，需要考虑回转窑内部的热传导、辐射传热以及与外部的传热耦合等问题。
其次，需要对物料在回转窑内的物质转化过程进行建模，包括煤粉的燃烧、石灰石的脱碳等。
最后，还需要考虑回转窑内部气氛的变化对系统热力学行为的影响。
通过以上的建模过程，可以得出精确的系统状态方程和热力学方程。
然而，由于回转窑系统的复杂性，仅靠数学模型是无法完全准确地模拟系统的行为的。
因此，热力学模拟还需要进行模型参数的辨识与调整。
模型参数的辨识是指通过实验数据，确定数学模型中的各个参数的数值。
在进行模型参数的辨识时，可以利用回转窑实际运行时的温度、压力、物料含量等数据进行拟合。
辨识出的模型参数可以进一步用于模拟系统的行为。
除了热力学模拟外，回转窑系统的控制策略也是关键的研究方向。
回转窑系统的热量分布和温度均匀性对于产品质量的控制至关重要。
过高或过低的温度都会对产品质量造成不良影响。
因此，控制策略的设计需要考虑如何实时监测系统温度，并通过调整燃料供给、风速等参数来实现温度的控制。
传统的控制策略主要依靠经验和经验公式进行调整，缺乏科学依据。
而现代控制策略则借助于先进的控制算法和优化方法，通过在线监测系统的状态，并结合数学模型，自动调整控制参数。
例如，可以引入模型预测控制(MPC)算法，将热力学模型作为预测模型，实时优化控制方案，提高系统的稳定性和响应速度。
总之，回转窑系统的热力学模拟与控制策略研究是提高生产效率、降低能耗、改善产品质量的重要途径。
温度控制论文：回转窑温度控制系统的研究
温度控制论文：回转窑温度控制系统的研究【中文摘要】本文以“鞍钢某厂新建活性石灰回转窑项目”为选题背景,根据回转窑的工艺流程和工艺要求,详细阐述了整个自动控制系统的设计方案及设计过程。
由于温度控制系统具有工况复杂,参数多变,运行惯性大,控制滞后等特点。
所以,对控制调节器的要求较高。
回转窑的生产过程是一个复杂的物理化学反应过程,具有大惯性,纯滞后,非线性的特点。
针对这些特点,传统的PID控制很难实现对回转窑温度的控制精度,而且调节PID参数相当的困难,很难调节到最好的PID参数。
针对现场的实际情况,本文设计了一种能够实现PID 参数自动寻优的模糊控制算法-模糊PID参数自整定,这种模糊控制算法综合了PID控制算法的精确性和常规模糊控制算法的强鲁棒性优点,所以系统不但具有较快的响应速度和强鲁棒性,而且还可以实现精确控制。
通过离线做出模糊查询表,然后利用模糊查询表,实现PID参数的自整定。
通过此种方法,能够让系统在运行过程中根据实际情况自动的调节PID参数,实现PID参数的最优化。
鞍钢某厂回转窑的实际运行状况,表明该控制系统运行效果良好,能够快速实现PID 参数自动整定,温度超调量小,升温时间短,控制精度高,温度均匀性好,热效率高。
同时指出,该控制技术的关键,就在于模糊控制规则的确定。
【英文摘要】Background for the topic of this paper is “a factory of Anshan Iron and Steel Company newly built active limerotary kiln project”,according to the technological process and technical requirements of rotary kiln,expounds the whole design of the automatic control system scheme and process in details. For the temperature control system has the complex working conditions, changing parameters, operation of large inertia,control lag,etc. It needs higher quality temperature controller. The production process of rotary kiln is a complicated physical chemistry course of reaction and has the characteristics of big inertia, pure time-delay and nonlinearity.According to these characteristics, the traditional PID control is difficult to implement the control precision of furnace temperature, and regulation PID parameters is very difficult, it is hard to adjust to the best PID parameters. Aiming at the scene of the actual situation, this paper introduces a design algorithm, it can realize PID parameters automatic optimization of fuzzy control algorithm for the fuzzy PID parameter self-setting, this kind of fuzzy control algorithm combined the advantages ,the accuracy of the PID control algorithm and the strong robustness of the conventional fuzzy control algorithm, so the system not only has quicker response speed and strong robustness, but also can achieve the precise control. Making the fuzzy lookup table byoff-line,then,using the fuzzy lookup table, to realize PID parameters auto-tuning.Through this kind of method, according to the actual situation,during the operation the system can automatically regulate the PID parameters, realize the PID parameters optimization. The Actual operating conditions of the factory in Anshan Iron and Steel Company rotary kiln , indicates that the running effect of control system is good,and can quickly realize PID parameters tuning, small temperature overshoot,short heating time, high-precision control, good temperature uniformity, high thermal efficiency. Also pointed out that the key link of the control technology,is the determination of the fuzzy control rule.【关键词】温度控制回转窑模糊PID控制仿真【英文关键词】temperature control rotary kiln fuzzy PID control simulation【目录】回转窑温度控制系统的研究中文摘要4-5ABSTRACT5-6 1. 概述9-14 1.1 课题背景9-10 1.2 建设规模10-11 1.3 设计思想和主要原则11-12 1.4 技术综合评价12-14 2. 回转窑的工艺流程与控制系统14-29 2.1 回转窑的工艺流程14-18 2.1.1 新建系统工艺方案14-17 2.1.2 新建系统的特点17-18 2.2 原料系统18-19 2.3 烧成系统及废气处理19-21 2.3.1 工艺流程简介19-20 2.3.2 烧成系统20-21 2.3.3 废气处理21 2.4 压球系统及成品储存21-22 2.4.1 压球系统21-22 2.4.2 成品储存22 2.5 主机设备22-24 2.5.1 预热器结构及工作原理22-23 2.5.2 冷却器23-24 2.6 煤气加压及燃烧系统24-29 2.6.1 煤气混合加压系统24-27 2.6.2 燃烧系统27-29 3. 模糊控制原理29-45 3.1 引言29-30 3.2 模糊控制系统的基本结构及控制原理30-32 3.3 模糊控制的特点32-33 3.4 模糊控制器的设计33-37 3.4.1 一般模糊控制器的基本结构34-35 3.4.2 模糊控制器的基本类型35-36 3.4.3 模糊控制器的设计步骤36-37 3.5 PID 的概述37-38 3.6 PID 调节器及其参数的整定38-43 3.6.1 PID 调节器基本原理39-41 3.6.2 PID 参数的整定41-43 3.7 模糊PID 技术43-45 3.7.1 模糊PID 控制器43-44 3.7.2 基于遗传算法的模糊PID 控制器的鲁棒优化44-45 4. 回转窑温度的模糊控制系统及其仿真45-62 4.1 回转窑结构及工作原理45-46 4.2 回转窑温度控制系统46-48 4.3 模糊PID 参数自整定控制器的设计48-57 4.3.1 输入变量和输出变量的确定49 4.3.2 输入输出量语言描述和论域49 4.3.3 模糊控制规则的确定49-50 4.3.4 确定P/I/D 的模糊变量赋值表50-53 4.3.5 确定模糊查询表53-57 4.4 模糊PID 自整定与传统PID 的比较57-60 4.5 焙烧温度曲线仿真60-62 5. 结论62-63参考文献63-67致谢67。
水泥回转窑筒体表面余热回收利用分析
水泥回转窑筒体表面余热回收利用分析摘要：在工业生产领域，水泥行业的生产会造成较高的污染和能源消耗，相比于世界先进水平，我国在新型干法水泥窑方面还存在较高的电能消耗和热能消耗，在可持续发展战略不断深化的背景下，节能减排已经成为了水泥行业发展必须要重视的问题，而作为水泥生产设备主要内容的回转窑，其在整个生产线当中的能源消耗能够占据85%以上的比重，是干法水泥生产线的重要组成部分，因此，水泥行业想要达到节能减排的目标，就必须要从回转窑入手，对其筒体表面余热进行回收利用，在提升能源利用率的同时，推动水泥行业的可持续发展，基于此，文章针对水泥回转窑筒体表面余热的回收利用进行具体论述。
关键词：水泥回转窑；筒体表面；余热回收利用经济建设的快速发展，对水泥行业的发展产生了很大的促进作用，使该行业已经成为国家建设的基础保障，但从该行业目前的发展情况来看，其高能耗的特点，导致该行业的发展受到了电力资源、煤炭资源的应用以及污染物过度排放等因素的影响。
而在水泥生产过程中，熟料煅烧是最大的能源消耗环节，是实现可持续发展过程中需要重点关注的一环，所以，针对水泥回转窑的筒体表面余热进行回收利用具有非常重要的意义，有必要进行相应的分析工作。
一、回转窑设备的组织结构窑筒体、窑头罩、窑头窑尾密封、窑尾烟室、传动机构、挡轮、粉煤燃烧装置、支撑转动拖轮以及烧成冷却装置等内容是构成回转窑设备的主要部件。
其中，窑筒体主要采用厚钢板经过卷制形成的，在内部砌有耐火砖，倾角为3%-4%，在窑筒体的首部和尾部设有护口砖，主要使用具有良好耐热性能的钢材制成，托轮部分会设置配套的轮带，而传动部分则设有大齿轮，并且在窑头罩以及窑尾烟室结构等部分设有相应的密封装置[1]。
对于回转窑来说，其与前后装置设备的衔接需要由窑头罩和窑尾烟室来完成，他们属于静态设备；而煤粉燃烧装置主要是通过粉煤的燃烧，向水泥生料传递热量，以此来完成煅烧烧成处理，当前阶段，很多回转窑当中都加设了自动控制系统和安全控制系统，并且在窑筒体烧成带、轮带部件、窑头罩以及窑尾烟室等部分都设置了自动温度监测设备，如果出现温度超标的现象，检测仪会通过自动控制，对窑运转参数进行调整，必要时会发出指令，使回转窑停车并通知技术人员进行检修处理。
水泥预分解窑智能控制系统的研究设计正文
潍坊学院本科毕业设计（论文）目录摘要 (III)ABSTRACT (IV)第一章前言......................................................... １1.1水泥生产现状................................................... １1.2新型干法窑的发展过程与趋势 .................................... １第二章水泥预分解窑的介绍........................................... ３2.1预热分解炉子系统 .............................................. ４2.1.1 预热分解炉子的工艺过程..................................... ４2.1.2 预热分解炉子的参数选择..................................... ４2.2回转窑子系统................................................... ５2.2.1 回转窑子的现状............................................. ５2.2.2 回转窑子的工艺过程及操作原则............................... ６2.3篦冷机子系统................................................... ７2.3.1 篦冷机子的工艺过程......................................... ７2.3.2 篦冷机子系统的功能......................................... ８第三章模糊控制理论............................................... １０3.1模糊控制理论的概述 .......................................... １０3.2模糊控制的原理 .............................................. １１3.3模糊控制的优点 .............................................. １３潍坊学院本科毕业设计（论文）第四章整体方案论证 ............................................... １４4.1控制模型的建立............................................... １４4.1.1 回转窑控制模型........................................... １４4.1.2 篦冷机控制模型........................................... １５4.1.3 分解炉控制模型........................................... １７4.2模糊算法在分解炉的应用....................................... １９4.2.1 温度偏差及变化速度的模糊化............................... ２０4.2.2 预分解窑模糊控制系统的规则库............................. ２１4.2.3 预分解窑系统中的模糊推理................................. ２２4.2.4 模糊集成的清晰化......................................... ２２第五章控制系统的实现 ............................................. ２３5.1整体系统的设计............................................... ２３5.2预分解窑智能控制系统硬件的实现............................... ２５5.3预分解窑智能控制系统软件的实现............................... ２６5.4预分解窑现场总线的形成....................................... ２７结束语............................................................. ２８参考文献........................................................... ２９致谢............................................................... ３０潍坊学院本科毕业设计（论文）水泥预分解窑智能控制系统的研究摘要预分解窑是现代化水泥厂烧成工艺的关键设备，其特点是:在缩短回转窑筒体的条件下用多级悬浮预热器代替部分回转筒体，使窑内以堆积态进行的气固换热过程一部分转移到多级旋风预热器内在悬浮状态下进行;同时在悬浮预热器和回转窑之间增设分解炉作为窑系统的第二热源，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程在悬浮态或流化态条件下极其迅速地进行，提高了窑系统生产效率，降低熟料热耗，使窑生产能力成倍增长。
基于模糊控制的水泥回转窑控制系统
Ｋ ｖ ｅ ｗｏｒＳ ｏ ｐ ｔ ｒ Ｃ ｎ ｒ １ Ｆ ｚ ｙ Ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｄ ：Ｃ ｍ ｕ ｅ ｏ ｔ ｏ ； ｕ ｚ ｏ ｔ ｏ ｌ ｒ； Ｃ ｍ ｎ ｏ ａ ｙ ｉ ｎ ｅ ｅ ｔ Ｒ ｔ ｒ Ｋ Ｉ
摘
要 ： 文以水泥 回转窑的控制 为对 象，采用 模糊控制器 来实现控 制。 阐述 了控制器 的设计 思想 ，并成 功应用 于水 本
泥 回转窑 的控制 中，取得 了理想 的控制效果 。
关键词 ： 计算机控制；模糊控制器：回转窑 中图分类号 ：Ｔ ３ Ｍ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ７ — ７ ２ （０ ６２ ０ ８ － ２ １ ４ ９ 一 ２ ０ ）— ０ ０ ０ ６
类繁多的干扰， 使得基于精确数学模型的常规控制方法己无 法获得 满意 的动静态控制效果 。 传统 ＰＤ Ｉ控制方法主 要是 根 据被控对象的静态特性， 来建立数学模型， 并对其进行设计 和整定参数 而智能控制是某种行为规则 ， 对被控制对象进 行控制， 控制行为不根据控制对象的数学模型而是根据控制
加生料 滑差 电机转速 ，即增 大入 窑生料流量 ， 多分 解炉内 增
模糊控制器输入变量Ｅ的论域为 ［ ｏ 一 ℃，５ Ｖ］ ５ ０ ，模糊
子集为 （ 负大，负 中，负小，负零 ，零 ，正零，正小 ， 中， 正 正大｝ ，记为 （Ｂ Ｍ Ｓ Ｚ Ｏ Ｚ Ｓ Ｍ Ｂ ，隶属 Ｎ ，Ｎ ，Ｎ ，Ｎ ，Ｚ ，Ｐ ，Ｐ ，Ｐ ，Ｐ ｝ 度 函数 曲线如 图二所 示。 Ｅ 的论域 为 ［ ５ ，２ ℃］ ｃ 一 ￣ ５ ，模糊子集为 （ ２Ｃ 负大，负小 ，
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种参数。发光二极管组成 的报警 、 运行状态指示区 和八键输入键盘区． 可现场完成参数的设定． 增加系
统 的灵活性 。
轮机发 电系统。余热锅炉 系统控制参数多、 实时性 要求强， 自动化检 测及控制提 出了更 高的要求。 对
为此我们在现代控制理论 的基础上 ， 研制了余热锅 炉 自动控制系统。
１ 控制策略
余热锅炉 自动控制系统主要 由锅炉汽包水位 自
２ ２ 余热锅炉自动控制系统 ． ．． 动控制和除氧器水位 自动控制组成。除氧器水位 自 ２ ２ １ 锅炉汽包水位 自动控制 锅炉汽包水位 自动控制系统 简图见图 １ 该 系 ， 动控制是单参数控制系统， 输入参数 、 控制 目 标均是 除氧器水位。控制原理是利用微机检测的实际和设 统共有六个组件， 四个参数输入通道． 一个输出控制
导致锅炉高压汽包烧 毁， 造成严重事故。为此锅炉 汽包水位 自动控制设计成多参数控制系统， 入参 输 数有汽包水位、 给水流量、 蒸汽流量 、 汽包压力。控
制目标是汽包水位控制 、 识别虚假水位 、 保证汽包内 含水量， 从而达到安全生产的 目的。
图 ｌ 锅炉汽 包水位 自动控制系统简图
维普资讯
２２ １ ０ 年 期 ０
南 建 ． 毛 才
３ １
水泥 回转窑余热锅 炉 自动控制研 究
侯保启 河南建筑材料研究设计院（５０ ２ ４００ ） 王信宗 河南香山水泥集团公司
０ 概述
水泥 回转窑余热发 电生产线， 具备 回转窑水 除 泥生产的工艺设备外， 还增 加了余热锅炉 系统和汽
定除氧器水位之差， 经智能 ＰＤ运算 Ｉ 调节 电动执 通 道 。 行阀门， 调节给水流量， 从而达到除氧器水位控制的
目的。
当发电汽轮机负荷突然增加时， 蒸汽流量增大， 导致汽包压力迅速降低， 汽包 水位会 因汽包 压力迅
速 降低而 升高， 造成 虚假 水位 。若不 能及 时识 别， 将
号， 再经 电流 电压转换变成 ０ ｖ 电压信号， ～５ 以 便进行 Ａ Ｄ模数转换。一个输 出控制通道 由伺服 ／ 放大器和 电动阀 门组成。作用 是调节给水流量， 从
维普资讯
பைடு நூலகம்
何 南 建树
２０ 年 １ ０２ 期
由方程（ ） ４ 推出， 当汽包水位等于汽包设定水位
ｘ（） ２ ×Ｅ（） （ ） ｔ＝Ｋ １ ｌｔ ５
： 、
Ｅ （） ０一Ｓ ｔ Ｓ ｔ ＝Ｓ （）
Ｅ （） ×Ｌ （） ｓ ｔ Ｌ ｔ＝ Ｚ ｔ 一Ｌ （） 其中． Ｓ ｔ汽包水位误差， 汽包设定水位， Ｅ ；） （ 蜘 ８
运用 Ｐ 算法和数据离散处理导 出： Ｉ
（） ｔ 汽包水位， Ｌ ｔ汽化水流量差， Ｅ （） ． （） Ｅ △ Ｌ ｔ汽化水 Ｘｊ ＝ＫＰ×Ｋ２ ×Ｅ ＋ Ｋ ×Ｋ １ Ｌ （ ） １ Ｌ Ｉ ２ ×Ｅ ６ 拼量差变化率 ， Ｚ ｔ蒸汽流量， Ｓ ｔ给水流量， ｅ Ｌ （） Ｌ （） Ｂ 由方程（ ） ６推出， 给水流量和蒸汽含水 流量平衡 蒸汽茜量中含 水 系数。Ｇ（） ｉ ｔ汽包假 水位从属 度相 （Ｌ ＝０， Ｅ ． ）电动阀门开度不变。给水流量大 于蒸汽 关值。Ｙ ｔｉ 常状态时电动阀门开度， ｔ汽包假 含水 流量 （ Ｌ＜０ ． 电动 阀 门开 度 减 小。 反 之 电 （ Ｅ ） Ｘ（） Ｅ ）即 水位时 电动阀门开度， （） Ｐ ｔ汽包 压力， Ｐ ｔ汽包压 动阀门开度增大。在该状态下， △ （） 微机一直进行声光 力变化率， 控制相关系数。 Ｋ 由控制 状 态方 程 可知 ， 系 统有 三个 输 出状 态 该 或观测 目标即汽包假水位从属度 、 正常状态时 电动 阀门开度 、 汽包 假水位时 电动阀门开度。若 能有效 控制三个输出状态， 就能达到汽包水位控制的 目的， 保证汽包假水位 时汽包内有足够的水量． 以防汽包 烧干， 引起爆炸 事 故的发 生， 确保 系统安 全 。 系统控制 输出推理语言控制规则表如下
３ 通讯功能： ８Ｃ ９ ） Ｐ ９ ５２的 Ｃ 总线控制器， Ｎ Ａ 实 现了完整的 ０ ］ Ｉ ＲＡ Ｅ ． Ｎ（ Ｎ豫 Ｅ Ｒ Ａ ￣ ） 协 议． 可构成一个具有多主站结构的串行通讯网。 ４输 入 ／ 出接 口如 Ａ Ｄ、 ／ Ｉ 全 部 采 用 ） 输 ／ Ｄ Ａ、／ Ｏ 光 电隔离技术， 提高系统的抗干扰性和增加可靠性。 ５控制级计算机采用统一化结构设计． ） 减小维 修难度及备品备件的数量 。
六个组件分 别是 ８Ｃ ９ ９ ５２微机控制器、 ／ Ａ Ｄ模 数转换器 、 Ａ数模转换器、 Ｅ Ｗ Ｌ Ｄ数码显示器、 键盘
和 Ｃ Ｎ通信接 口。四个参数输入通遭分别是汽包 Ａ 水位、 汽包压力、 给水流量、 蒸汽流量， 每个输入通道 将物理参数通过变送 器转化成 ０ ０ Ａ的 电流信 ～１ｍ
ｆ（、 ｌ０ ０ ｌ １ ． Ｇｔ Ｋ 螂、 ）
１ （ ｉ Ｉ ｌ Ｋ１ ０ ０ ｌ ｔ 二 ０ ｌ Ｙ） Ｋ ｌ
Ｌ （ ｘｔ ） Ｌ０ Ｉ １ ０ ０ ｌ （ ？ ２
（ ＝ ）给水流量和蒸汽含水流量平衡（ Ｌ＝０ ， Ｅ ０， Ｅ ） 电动阀门开度不变。当汽包水位大于汽包设定水位 （ Ｓ ）给水流 量大于蒸汽含水流量 （ Ｌ ）即 Ｅ ＜０ ， Ｅ ＜０ ， 电动阀门开度减小。反之电动阀门开度增大。 ３汽包假水位状态时汽包水位控制 ） 由状态 方程 （ ） 出 ： 一 导
２ 硬件设计
２ １ 系统特点 ． １中心控制器采用 Ｐ ＬＰ ８Ｃ ９ ） ＨＩＩＳＩ ９ ５ ２单片机， ： ＇ 具有 Ｃ Ｎ控 制器功能， Ａ 显著提高 了该 系统 的通 信 和信息共享功能。 ２在控制器的面板上设计有三组四位 Ｌ Ｄ数 ） Ｅ 码显示器和一组六位 Ｌ Ｄ数码显示器， Ｅ 可实时显示 现场温度、 压力等参数， 使操作人员迅速直观 了解各