电厂热工控制系统讲座

(3) 调节器的最佳参数可按下表计算。
单回路调节系统的工程整定方法
衰减曲线法
(1) 使调节器只具有比例作用,将积分时间调至无穷大,微分时间调至零。
然后，将调节器的比例带放至比较大的位置，将闭环调节系统投入运行。 (2) 逐渐改变调节器的比例带值,由大逐渐变小,观察不同值下的调节过程 (可以人为加入扰动),直到调节过程处于（4:1）衰减振荡过程时，记下此时的 调节器比例带数值 s 和衰减振荡周期 Ts 。 (3) 调节器的最佳参数可按下表计算。 Td
图表法——无自平衡能力对象的整定参数
单回路调节系统的工程整定方法
临界比例带法 (1) 使调节器只具有比例作用,将积分时间 Ti 调至无穷大,微分时间 Td 调至 零。然后，将调节器的比例带放至比较大的位置，将闭环调节系统投入运行。 (2) 逐渐改变调节器的比例带值,由大逐渐变小,观察不同值下的调节过程， 直到调节过程出现等幅振荡为止。待闭环系统处在临界稳定状态，记下此时的调 节器比例带数值 K 和振荡周期 TK 。
1．合理选择阶跃扰动信号的幅值。过小的阶跃扰动幅度不能保证测试 结果的可靠性，而过大的扰动幅度则会使正常生产受到严重干扰甚至危及 生产安全。一般是取通过控制阀门流入量最大值的10%左右为宜。当生产
上限制较严时应降到5%，相反也可提高到20%，以不影响生产为准。
2 ．试验开始前确保被测过程处于某一选定的稳定工况。试验期间应设 法避免发生偶然性的其它扰动。通常同一实验应重复进行几次，至少要获
有自平衡能力被控对象
无自平衡能力被控对象
热工对象动态特性的获取
切线法求取对象的近似传递函数 K W（s） n (1 T0 s）
y () x0 2）求出 / Tc的数值； 3）查下表，即可得到与 / Tc 值相对应的 n 值 和 / T0 的数值，同时可求得T0。
1） K
y
+
调节器
变送器 测量元件
+
• 调节阀的流量特性及管路条件 流量特性的畸变
S>0.3~0.5
X>0.8
影响控制系统性能的因素
• 调节器动作规律及参数 PI调节系统
PID调节系统
1. 2. 3. 4. 5.
Kd=0 Kd=2 Kd=4 Kd=6 Kd=8
单回路调节系统的工程整定方法
图表法——有自平衡能力对象的整定参数
2、自动调节系统的类型及应用场合
比值调节系统
比值调节适用于生产过程中要求两种物料保持比值关系的场合。 电厂中的燃料量和送风量就采用了比值调节系统。
选择性调节系统
可以实现不同被控变量的选择 可以实现“软保护”
可以实现非线性规律
2、自动调节系统的类型及应用场合
Smith预估补偿方案
设Smith预估补偿器为：
得两次基本相同的响应曲线，以排除偶然性干扰的影响。
3 ．考虑到实际被测对象的非线性，扰动要正反方向变化，分别测出正 反方向变化的阶跃响应曲线。
热工对象动态特性的获取
脉冲响应曲线与阶跃响应曲线
热工对象动态特性的获取
热工对象的典型动态特性
tan
1 Ta
tan
K TC
1、单回路反馈调节系统
热工对象动态特性的获取
现场试验及数据处理
通过手动操作使工作在所需测试的负荷下，稳定运行一段时间后，
快速改变过程的输入量，记录过程的输入/输出的变化曲线。经过一段时
间后，过程进入新的稳定，实验就可结束，得到的记录曲线就是过程程 的阶跃响应曲线。
热工对象动态特性的获取
现场试验及数据处理注意事项
热工对象动态特性的获取
两点法求取对象的近似传递函数
W（s） K n (1 T0 s）
式中：
y ( ) x 0 t t T0 1 2 2.16n K
n 的数值可以从下表求得。
影响控制系统性能的因素
• 被控对象调节通道的动态特性 迟延，惯性等xrຫໍສະໝຸດ 执行器 调节阀
Q
+
调节对象
广义对象
r
+ -
e
A/D
u
A/D
r+ -
e PID
u
G （ 0 s）e
G（ m s）
0 s
y
B A
传感器 被控对象 执行机构
e m s
A/B
y
Smith预估器 模糊 控制器
d/dt
自动调节理论及热工控制系统
主要内容
单回路反馈调节系统 自动调节系统的类型及应用场合 单元机组负荷自动控制系统 燃烧过程自动调节系统 蒸汽温度自动调节系统 给水自动调节系统
得：
Smith预估补偿控制方案适用于具有大迟延特点的固定参数被控对象。
2、自动调节系统的类型及应用场合
模糊控制器
模糊控制系统
模糊-PID控制系统 模糊-Smith控制系统
r + e
A/D 模糊化
数据库和规则库
模糊推理 机制
精确化
u
A/D
传感器 被控对象 执行机构
y
d/dt 模糊 控制器 PID调节器
自动调节理论 及热工控制系统
山西大学
自动调节理论及热工控制系统
主要内容
单回路反馈调节系统 自动调节系统的类型及应用场合 单元机组负荷自动控制系统 燃烧过程自动调节系统 蒸汽温度自动调节系统 给水自动调节系统
自动调节理论及热工控制系统
主要内容
单回路反馈调节系统 自动调节系统的类型及应用场合 单元机组负荷自动控制系统 燃烧过程自动调节系统 蒸汽温度自动调节系统 给水自动调节系统
电厂中的给水调节系统、汽温调节系统、主蒸汽压力调节系统、烟气含氧
量调节系统（送风调节系统）等，经常采用串级控制方案。
2、自动调节系统的类型及应用场合
前馈-反馈调节系统
前馈调节——补偿控制原理。
前馈调节与反馈调节的差别： (1)调节的依据不同； (2)调节的效果不同； (3)系统的结构不同； (4)实现的经济性和可能性不同。 前馈调节适用于系统外部干扰频繁出现，且扰动幅度较大的场合。 电厂中的负荷调节系统、给水调节系统、汽温调节系统、引风调节系统等， 经常采用前馈-反馈控制方案。
自动调节理论及热工控制系统
主要内容
单回路反馈调节系统 自动调节系统的类型及应用场合 单元机组负荷自动控制系统 燃烧过程自动调节系统 蒸汽温度自动调节系统 给水自动调节系统
2、自动调节系统的类型及应用场合
串级调节系统
串级调节系统适用于对象调节通道动态特性具有较大的迟延和惯性，同时 该调节对象可以划分为导前区动态特性和惰性区动态特性时使用。