工业锅炉的控制系统开题报告.doc

理工学院 毕业设计(论文)开题报告 题 目： 工业锅炉的温度控制系统 学生姓名： 朱立君 学 号： 11L0851134 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师： 杨国福（副教授） 2015年 3 月 23 日 1.文献综述： 锅炉汽包燃烧系统是工业蒸汽锅炉安全、稳定运行的重要指标，温度过高，会使蒸汽带水过多，汽水分离差，使后续的过热器管壁结垢，传热效率下降，过热蒸汽温度下降，严重时将引起蒸汽品质下降，影响生产和安全；温度过低又将破坏部分水冷壁的水循环不能满足工艺要求，严重时会发生锅炉爆炸。尤其是大型锅炉，一旦控制不当，容易使汽包满水或汽包内的水全部汽化，造成重大事故。因此，在锅炉运行中，保证温度在正常范围是非常重要的。由于锅炉的温度控制系统很难用数学的方式建立模型，所以对锅炉温度控制技术的研发及应用至关重要。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。下面对几种常用的温度控制技术做简单的分析。 （1）基于PID的锅炉温度控制系统 PID控制是迄今为止最通用的控制方法之一。因为其可靠性高、算法简单、鲁棒性好，所以被广泛应用于过程控制中,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性系统。PID控制的效果完全取决于其四个参数,即采样周期ts、比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd。因而,PID参数的整定与优化一直是自动控制领域研究的重要课题。PID在工业过程控制中的应用已有近百年的历史，在此期间虽然有许多控制算法问世,但由于PID算法以它自身的特点，再加上人们在长期使用中积累了丰富经验，使之在工业控制中得到广泛应用。在PID算法中，针对P、I、D三个参数的整定和优化的问题成为关键问题。 该系统首先通过热电偶传感器监测锅炉的温度，收集的信息经过A/D电路送给PLC控制器，PLC因此做出计算，并判断锅炉的温度，当温度处于上升状态时，就会继续加热，当温度处于稳定状态时PID会计算并输出控制信号，PLC传送信号给PC机，系统因此做出高温显示并发出警报。 PID控制是工业过程控制中最常用的一种控制方法,但常规的PID控制在被控对象具有复杂的非线性时,如锅炉的温度控制,不仅具有较大的纯延迟,而且模型也不确定时,对于这种对象往往难以达到满意的控制效果.BP神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,通过神经网络自身的学习,找到最佳组合的PID控制参数,以满足控制系统的要求. （2）基于DDC的锅炉的温度控制系统 直接数字控制DDC系统是工业生产计算机控制系统中用得做广泛的一种系统应用形式。这类系统中的计算机除了经过输入通道对多个工业过程参数进行检测采集外，它不容代替模拟调节系统中的模拟调节器，按预定的调节规定进行调节运算，然后将运算结果通过过程输出通道输出并作用于执行机构，以实现多回路调节的目的。系统中除了输入和输出通道外,一般还有一个功能较强的控制操纵台,在操纵台上可调整被控参数的给定值、显示或打印采样值、声光报警装置也在操纵台上。DDC系统不仅可对一个回路进行控制，而且通过采样实现对多个回路的控制。另外，DDC系统只要改变程序，还能实现串级，前馈等复杂的控制，直接数字控制系统可实现常规的PLD(比例、积分、微分)调节,也可实现其它复杂或先进的调节规律,调节规律的改变只需控制软件。不同的是硬件部分除按需适当增减通道的数量外,一般不需作大的变动，所以使用比较灵活，DDC系统是一个“在线”的半环控制系统。? 微机DDC系统结生产过程的有关参量进行控制时,是以定时采样和阶段控制来代替常规仪表的连续则是和连续控制的。因此,确定合适的采样周和A/D、D/A、转 换 器 的 字 长 是 提 高系统控制精确,减少转换误差的关键。? 微机DDC系统的分时控制方式?一台微机DDC系统要控制多个回路。在每一个回路，微机要完成采样和A／D转 换 ,运 算 ,输出控制信号3个部分的工作。为此，微机DDC采用了分时控制的方法。 ? 控制规律是一个控制系统性能优劣的关键根据控制规律制定的控制算法,是微机DDC系统对生产对象实行控制的运算依据。随着控制理论和微机技术的飞跃发展，传统的DDC系统功能也不断扩大,应的控制规律和控制算式不断出现.根据控制对象的不同,目前的微机DDC控制方式,有简单,有复杂,从单参数的定值控制到多参数的相关控制,以至最优最佳控制等等，其控制功能已远远超出了早期的PID控制范围