【摘要】：現(xiàn)如今,在科技迅速發(fā)展的時代背景下,人們對過程控制領(lǐng)域的研究也正以蒸蒸日上的態(tài)勢進行著。循環(huán)流化床鍋爐作為一個復(fù)雜的控制系統(tǒng),要完成對它的控制任務(wù),這也屬于一種典型的過程控制范疇。鍋爐控制中包含著諸多互相影響的參數(shù),本文主要以給水子系統(tǒng)中的汽包水位作為控制目標(biāo),展開本次課題的各項論述。而汽包水位在要求控制范圍內(nèi)的波動大小,直接關(guān)聯(lián)著鍋爐其他各子系統(tǒng)能否安全運行,以及所需蒸汽品質(zhì)是否理想。課題以玉龍銅礦廠區(qū)改造工程中的一臺型號為DHX25-1.25-AII循環(huán)流化床(額定蒸發(fā)量為25t/h,額定壓力為1.25Mpa)作為分析對象。其中主要從鍋爐汽包水位的控制方案及控制算法進行深入研究,最終確定從以下三個方面開展工作:(1)針對給水系統(tǒng)的工作流程進行分析,尤其在汽包水位的內(nèi)外擾動因素和動態(tài)特性方面,從數(shù)理兩個角度進行說明。并結(jié)合單沖量和雙沖量控制方案的利弊,通過引入蒸汽流量作為前饋信號,以給水流量作為內(nèi)部擾動信號構(gòu)成副調(diào)節(jié)回路,最終確定三沖量串級控制方案。其目的是能夠合理消除“虛假水位”帶來的不利影響。(2)由于PID控制具有精度高的優(yōu)點,但在整個調(diào)節(jié)過程中進行人為整定參數(shù)時效率較低。本人通過結(jié)合不需要具體數(shù)學(xué)模型的模糊控制理論的特點,設(shè)計出相應(yīng)的汽包水位控制系統(tǒng),主要以模糊自適應(yīng)PID為主調(diào)節(jié)器,并且副調(diào)節(jié)器由PI控制構(gòu)成;之后通過MATLAB建立相應(yīng)數(shù)學(xué)模型,并在其SIMULINK的仿真模塊下進行仿真。最后與常規(guī)串級PID控制的仿真結(jié)果比對,驗證了汽包水位無論是在鍋爐工作負荷變小或變大時,都能保持在合理范圍內(nèi)。(3)經(jīng)過與客戶的溝通,進行PLC硬件模塊的具體選型,控制柜內(nèi)安裝和空間排布,以及現(xiàn)場一、二次儀表相互搭配的工作。通過搭建冗余控制系統(tǒng)來保證現(xiàn)場鍋爐的運行質(zhì)量,從而完成本次控制系統(tǒng)具體的硬件設(shè)計。通過PLC相對應(yīng)的下位組態(tài)軟件STEP7,編寫與水位控制相關(guān)的梯形圖程序并實現(xiàn)智能控制算法。通過上位組態(tài)軟件WinCC,進行監(jiān)控和操作界面的制作,并實現(xiàn)上位機與PLC之間的通訊連接,完成對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集。調(diào)試后進行現(xiàn)場水位控制系統(tǒng)測試,最終得到客戶順利驗收。
【圖文】：

圖3.7兩輸入三輸出變化量隸屬度函數(shù)曲線圖

0.3 1s 0.36 1s 饋補償器傳遞函數(shù)為： 0.050.36 1fG ss 。之后根據(jù)建立的傳遞函數(shù)及現(xiàn)有的控制參數(shù)，本次通過 SIMULINK 平臺建立的模糊自適應(yīng) PID 三沖量串級控制器，，模型結(jié)構(gòu)如圖 3.8 所示。如果想設(shè)置或更改各模塊的詳細參數(shù)，在畫面中通過鼠標(biāo)雙擊各個模型對話框進行相應(yīng)操作即可。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TK223.7

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本文編號：2632800