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论文 变频调速在供暖锅炉控制plc控制.doc

上传人:wdggjhm62 2022/8/29 文件大小:539 KB

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目录
第一章 变频调速在供暖锅炉控制中的应用


第二章 锅炉控制系统原理
偏差控制方式
偏差控制是指当热工参数实际采集值与用户设定值之间存在偏差时,系统通过调节*些量来减小偏差,直至实际采集值等于用户设定值为止。但这只是一种理想设计,在实际应用中,由于系统误差的存在,实际采集值不可能等于用户设定值。因此,引入“回差〞的概念,即给用户设定值一个可以承受的*围,在此*围内都可认为到达系统设定值。例如锅炉的出水温度设定值为,温控回差为,则当出水温度满足式(3-1)时即可。
(3-1)
PID控制方式
偏差控制只能输出开关量信号,对于连续调节的设备,则需要过程控制系统中最常用的控制规律-PID控制方式。PID控制,即按偏差的比例(P)、积分(1)、微分(D)控制,是控制系统中应用最为广泛的一种控制规律。实际运行的经历和理论的分析都说明,运用这种控制规律对许多工业过程进展控制时,都能得到满意的结果。PID调节器既能消除静差,改善系统的静态特性,又能加快过渡过程,提高系统的稳定性,改善系统的动态特性,是一种比拟完善的调节规律,主要应用于温度控制和压力控制等过程控制系统中,以克制时间响应滞后,得到较好的控制指标。
PID
被控对象
+
-
图3-1 PID控制系统
1、 PID控制器的根本形式
PID控制分两种根本形式,即模拟PID控制器和数字PID控制器。模拟PID控制器如图3-1所示,理想控制规律为
-
. z
〔3-2〕
其中,为比例增益,与比例带成倒数关系,即,为积分时间常数,为微分时间常数,为控制量,为偏差。
比例控制能迅速反响误差,从而减小误差,但比例控制不能消除静态误差,过大,可能会引起系统的不稳定;积分控制的作用是,只要系统存在误差,积分控制作屏就不断地积累,输出控制量以消除静态误差,因而,只要有足够的时间积分作用将能完全消除误差,但调节动作缓慢;微分控制加快系统的动态响应速度,减少调整时间,从而改善系统的动态特性。
在计算机控制系统中减少调整时间,从而改善系统的动态特性。PID控制规律的实现必须用数值逼近的方法。当采样周期足够短时,用求和代替积分,使模拟PID离散化变为差分方程,如式〔3-3〕所示。
〔3-3〕增量型的控制方程为:
〔3-4〕
其中称为比例增益;
称为积分系数;
称为微分系数。
以上是PID控制的理论控制方程,但在实际应用中,要根据控制系统的特点,做适当的改良。
2、 PID控制器的改良
计算机控制是一种比拟准确的控制方式,只要系统偏差存在且大于传感器的精度*围,计算机就不断进展控制量增量的计算,并输出相应的控制信号给执行机构,改变执行机构的状态,这样容易产生*些动作过于频繁而引起振荡。为防止控制动作过于频繁以消除振荡,在实际工程应用中,通常在PID控制系统中增加一个死区环节,相应的算式为
-
. z
〔3-5〕
其中: 为人为设定的一个死区,是一个可调参数,其具体数值可根据实际控制对象由试验确定。太小,使调节过于频繁,达不到稳定控制量的目的;太大,则系统将产生较大的滞后。在锅炉的燃烧控制系统中,为防止风机和炉排转速频繁地改变,可适当地为出水温度设定一个死区,如,1℃。
在锅炉控制系统中,当启动/停顿电机或大幅度改变温度、压力等设定值时,由于短时间内产生很大的偏差,往往会产生严重的积分饱和现象,以致造成很大的超调和长时间的振荡。为克制这个缺点,可采用积分别离的方法,即偏差较大时,取消积分作用;当偏差较小时才将积分作用投入。亦即:
当时,采用PD控制:
当时,采用PID控制。
积分别离阀值应根据具体对象及控制要求确定。例如出水温度的控制,可以选定为5℃或10℃等,依据控制精度要求而定。
综上所述,锅炉控制系统中燃烧控制和水泵控制所采用的PID控制方式,作出死区设定和积分别离两项改良措施,以到达稳定控制温度和压力等信号的目的。
3、经历凑试法整定P旧参数
PID控制器参数整定主要整定比例系数K,、积分时间界和微分时间几等参数。
增大比例系数一般会加快系统的响应,在有静差的情况下有利于消除静差。