基于PLC的鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)過(guò)程控制課程設(shè)計(jì)論文摘 要鍋爐是鋼鐵、石油、化工、發(fā)電等工業(yè)過(guò)程中必不可少的重要?jiǎng)恿υO(shè)備，所產(chǎn)生的高壓蒸汽既可作為驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力源，又可作為精餾、干燥、反應(yīng)、加熱等過(guò)程的熱源。例如電廠里的汽輪發(fā)電機(jī)，就是靠鍋爐產(chǎn)生的一定溫度和壓力的過(guò)熱蒸汽來(lái)推動(dòng)的，化工廠里許多換熱器的熱源大多是鍋爐提供的蒸汽。為適應(yīng)生產(chǎn)的需要，鍋爐的大小、型號(hào)也是各種各樣。鍋爐的大小是以鍋爐每小時(shí)產(chǎn)生的蒸汽量來(lái)衡量的，小型鍋爐每小時(shí)產(chǎn)幾噸蒸汽，大的鍋爐每小時(shí)能產(chǎn)200t 以上的蒸汽，蒸汽壓力有高、中、低之分。在應(yīng)用類型上，可將鍋爐分為動(dòng)力鍋爐和工業(yè)鍋爐，其中工業(yè)鍋爐又分為輔助鍋爐、廢熱鍋爐、快裝鍋爐、夾套鍋爐等。鍋

2、爐的燃料也各不相同，有燃?xì)庑?、燃油型、燃煤型和化學(xué)反應(yīng)型等。鍋爐產(chǎn)生蒸汽的壓力和溫度是否穩(wěn)定、鍋爐運(yùn)行是否安全，直接影響到生產(chǎn)能否正常進(jìn)行，更關(guān)系到人員和設(shè)備的安全與否，因此，鍋爐的過(guò)程控制十分重要。工業(yè)蒸汽鍋爐是一個(gè)復(fù)雜的控制對(duì)象，為了保證鍋爐能夠提供合格的蒸汽，生產(chǎn)過(guò)程中的各工藝參數(shù)必須嚴(yán)格控制。在這些工藝參數(shù)中，鍋爐汽包水位是一個(gè)非常重要的參數(shù)，水位的大小不僅是影響蒸汽質(zhì)量的主要因素，而且將水位控制在一定的范圍之內(nèi)是保證鍋爐安全運(yùn)行的必要因素。關(guān)鍵詞：鍋爐汽包；三沖量；PLC；PID；目 錄第一章 鍋爐的工藝流程描述3第二章 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)62.1系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)9 (1) 主

3、控制器的設(shè)計(jì)9（2) 檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)9（3）輸出控制電路102.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)：11第三章 PID調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇及參數(shù)整定133.1 比例調(diào)節(jié)作用對(duì)系統(tǒng)性能的影響133.2積分調(diào)節(jié)作用對(duì)系統(tǒng)性能的影響133.3微分調(diào)節(jié)作用對(duì)系統(tǒng)性能的影響143.4整定的基本方法14（1）臨界比例度法(閉環(huán)整定）14（2）衰減曲線法(閉環(huán)整定）14（3）反應(yīng)曲線法（動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法）14（4）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)整定法143.5調(diào)節(jié)規(guī)律的確定原則15總結(jié)16參考文獻(xiàn)17附錄:18第一章 鍋爐的工藝流程描述鍋爐的工藝流程如圖1.1 所示。圖1.1鍋爐工藝流程圖燃料和熱空氣按一定的比例混合后進(jìn)入燃燒室燃燒，加熱汽包內(nèi)的水產(chǎn)生飽和

4、蒸汽Ds，經(jīng)過(guò)熱器后形成一定溫度的過(guò)熱蒸汽D，再匯集到蒸汽總管PM，最后經(jīng)過(guò)負(fù)荷設(shè)備調(diào)節(jié)閥供給負(fù)荷設(shè)備使用。燃料在燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣，其熱量一部分將飽和蒸汽變成過(guò)熱蒸汽，另一部分經(jīng)省煤器對(duì)鍋爐供水和空氣進(jìn)行預(yù)熱，最后由引風(fēng)機(jī)從煙囪排入大氣。鍋爐的正常運(yùn)行必須要保持物料（水）平衡和熱量平衡。在物料平衡中負(fù)荷是汽包內(nèi)水的蒸發(fā)量，被控變量是汽包的水位，操縱變量是鍋爐的給水量；在熱量平衡中負(fù)荷是蒸汽帶走的熱量，被控變量是蒸汽壓力，操縱變量是燃料量。上述的物料平衡和熱量平衡是相互關(guān)聯(lián)、互相影響的。汽包水位不僅受到給水流量的影響，而且也受到熱量變化的影響。例如，當(dāng)熱量平衡被破壞，蒸汽壓力發(fā)生變化后，會(huì)影響到

5、汽包水面下蒸發(fā)管中的汽水混合物的體積，使汽包水位發(fā)生變化。同樣蒸汽壓力不僅受到燃料輸入量的影響，而且進(jìn)水量的變化也會(huì)影響到蒸汽壓力的穩(wěn)定。例如，給水流量增加時(shí)，由于冷水的溫度低，會(huì)使汽包內(nèi)的蒸發(fā)量減少，導(dǎo)致蒸汽壓力下降。綜上所述，鍋爐的運(yùn)行主要包括以下三個(gè)方面的過(guò)程控制系統(tǒng)：（1）汽包水位控制系統(tǒng)：是鍋爐安全運(yùn)行的必要保證，它要維持汽包內(nèi)的水位在工藝允許的范圍內(nèi)；（2）燃燒系統(tǒng)的控制：通過(guò)使燃料量與空氣量保持一定的比值，以保證經(jīng)濟(jì)燃燒和鍋爐的安全運(yùn)行，同時(shí)保證引風(fēng)量與送風(fēng)量相適應(yīng)，維持爐膛內(nèi)的負(fù)壓恒定不變，其最終目的是使燃料產(chǎn)生的熱量滿足蒸汽負(fù)荷的需要；（3） 過(guò)熱蒸汽系統(tǒng)的控制：這是一個(gè)溫度

6、控制系統(tǒng)，其作用主要有2 個(gè)：一是保持過(guò)熱器出口溫度在允許范圍內(nèi)；二是保證管壁的溫度不超過(guò)允許的工作溫度。影響汽包水位的主要因素是給水量和蒸汽流量，其他因素都可以作為干擾因素另作考慮。當(dāng)負(fù)荷增大時(shí)，蒸汽流量增大，會(huì)使得汽包水位下降，當(dāng)突然增加蒸汽流量會(huì)使得蒸汽壓力減小，汽包水位不降反增，出現(xiàn)虛假水位現(xiàn)象，這是設(shè)計(jì)中必須要考慮的因素。給水量對(duì)汽包水位的影響存在慣性區(qū)，但基本是線性的。汽包水位是鍋爐運(yùn)行的重要指標(biāo)，對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行非常重要，保持水位在一定范圍內(nèi)是保證鍋爐安全運(yùn)行的首要條件，水位過(guò)高或過(guò)低， 都會(huì)給鍋爐及蒸汽用戶的安全操作帶來(lái)不利影響。過(guò)高會(huì)影響汽水分離效果，蒸汽過(guò)濕，飽和水蒸汽將會(huì)

7、帶水過(guò)多，導(dǎo)致過(guò)熱器管壁結(jié)垢并損壞，使過(guò)熱蒸汽的溫度嚴(yán)重下降，若以此過(guò)熱蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)，將因蒸汽帶液損壞汽輪機(jī)的葉片，造成運(yùn)行的安全事故。然而，水位過(guò)低，則因汽包內(nèi)的水量較少，而負(fù)荷很大，加快水的汽化速度，使汽包內(nèi)的水量變化速度很快，若不及時(shí)加以控制，將有可能使汽包內(nèi)的水全部汽化；尤其是大型鍋爐，水在汽包內(nèi)的停留時(shí)間極短，從而導(dǎo)致水冷壁燒壞，甚至引起爆炸。因此，必須對(duì)汽包水位進(jìn)行嚴(yán)格的控制。汽包水位控制系統(tǒng)的任務(wù)是維持給水量與蒸汽蒸發(fā)量的平衡，使汽包水位保持在允許的范圍內(nèi)。第二章 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目前，鍋爐汽包水位常采用單沖量、雙沖量及三沖量控制方案。此處的“沖量”不是物理上定義的作

8、用在物體上力和時(shí)間的乘積，而是一種表示變量的習(xí)慣沿用。鍋爐汽包水位單沖量控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的單回路控制系統(tǒng)，其被控變量是汽包水位，操縱變量是鍋爐的給水流量。當(dāng)汽包水位偏離設(shè)定值時(shí)，變送器將測(cè)量到的信息送給控制器，按照特定的控制規(guī)律來(lái)增加或減少供水量，使汽包水位回到設(shè)定值。影響鍋爐汽包水位的主要擾動(dòng)是蒸汽負(fù)荷的波動(dòng)，因?yàn)橛脩舻恼羝枰渴窃诓粩嘧兓?。假設(shè)蒸汽需要量突然加大，汽包的壓力會(huì)瞬時(shí)降低，水的沸騰加劇，使水加速汽化，水中的氣泡量會(huì)驟然增多。而氣泡的體積比其液態(tài)時(shí)的體積大很多倍，結(jié)果出現(xiàn)汽包內(nèi)的水位不降反升的假象，即出現(xiàn)“假水位”?？刂破鳙@得的信息是“水位升高了”，本來(lái)該增加供水量，現(xiàn)在卻

9、錯(cuò)誤地減少供水量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使汽包水位下降到危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)以致發(fā)生事故。產(chǎn)生上述“假水位”的主要原因是蒸汽負(fù)荷量的波動(dòng)而造成“閃蒸”現(xiàn)象，如果把蒸汽流量作為前饋信號(hào)引入控制系統(tǒng)，及時(shí)知道其變化情況，就可以克服這個(gè)主要的擾動(dòng)。為此我們引入雙沖量控制系統(tǒng)。這里的“雙沖量”是指汽包水位信號(hào)和蒸汽流量信號(hào)2個(gè)變量。它是一個(gè)前饋-反饋控制系統(tǒng)。水位信號(hào)從系統(tǒng)的輸出端返回到輸入端，因此屬于反饋控制；蒸汽流量信號(hào)未經(jīng)反饋而直接與水位控制器的輸出信號(hào)相加，因此是前饋控制。當(dāng)蒸汽負(fù)荷變化可能導(dǎo)致汽包水位大幅度波動(dòng)時(shí)，蒸汽流量信號(hào)的引入起著超前控制作用，它在汽包水位還沒(méi)有出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，提前使調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，從而減少因蒸汽負(fù)荷量

10、變化引起的水位波動(dòng)，極大改善了控制品質(zhì)。盡管雙沖量控制克服了蒸汽壓力變化帶來(lái)的擾動(dòng)，卻不能克服供水壓力變化的干擾，當(dāng)供水壓力變化時(shí)，同樣會(huì)引起供水流量的變化，會(huì)導(dǎo)致汽包水位的波動(dòng)，雙沖量控制系統(tǒng)只有在汽包水位變化后才由控制器進(jìn)行調(diào)整，控制不及時(shí)。因此，當(dāng)供水壓力波動(dòng)比較頻繁時(shí)，雙沖量控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量較差，這時(shí)可采用三沖量控制系統(tǒng)。在鍋爐汽包水位三沖量控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了水位、蒸汽流量信號(hào)以外，又增加了一個(gè)供水流量信號(hào)，顯然，當(dāng)蒸汽負(fù)荷不變，供水量因壓力波動(dòng)而變化時(shí)，加法器的輸出相應(yīng)變化，直接調(diào)整給水流量的大小。不需要等汽包水位變化了再去由控制器調(diào)整，從而極大減少了水位的波動(dòng)，縮短了過(guò)渡過(guò)程的

11、時(shí)間，提高了控制質(zhì)量。三沖量控制系統(tǒng)動(dòng)作及時(shí)，有較強(qiáng)的抗干擾能力，在較大的擾動(dòng)時(shí)也能有效地控制水位的變化，顯著地改善了控制系統(tǒng)的品質(zhì)。對(duì)于現(xiàn)代大、中型鍋爐來(lái)說(shuō)，對(duì)象控制通道的遲延和變化速度都比較大，“虛假水位”現(xiàn)象比較嚴(yán)重，工藝上對(duì)控制質(zhì)量的要求又比較高，因此，普遍采用具有蒸汽流量前饋信號(hào)及給水流量反饋信號(hào)和汽包水位主信號(hào)的三沖量水位控制系統(tǒng)。系統(tǒng)控制流程圖如圖2.1。圖2.1鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)的控制流程圖，我們還可以繪制出三沖量控制系統(tǒng)的方框圖，如圖2.2。圖2.2三沖量控制系統(tǒng)的方框圖三沖量控制系統(tǒng)由于控制器有不同的位置，又可以有多種不同控制方案，以下為常見(jiàn)的三種方案，如圖2.3

12、。圖2.3常見(jiàn)控制方案2.1系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)(1) 主控制器的設(shè)計(jì)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，最常見(jiàn)的控制器有兩種： 一種是PLC，另外一種是單片機(jī)。PLC自誕生以來(lái)，由于其可靠的性能、高的性價(jià)比、強(qiáng)大的功能等眾多的優(yōu)點(diǎn)而受到了廣泛的應(yīng)用，本系統(tǒng)也采用PLC。PLC選用西門(mén)子公司的S7200CPU214，該系列PLC性能穩(wěn)定，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求靈活的選擇相關(guān)模塊。本系統(tǒng)需要輸入的模擬量有：給水流量信號(hào)、水位信號(hào)、蒸汽流量信號(hào)，需要輸出的數(shù)字量有：變頻器控制信號(hào)，所以只需要選擇模擬量輸入模塊EM231，EM231具有四個(gè)模擬量輸入點(diǎn)，可以剛好滿足需要。（2) 檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)由于該設(shè)計(jì)的目的是控制水位穩(wěn)定，而整

13、個(gè)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)是對(duì)水位的準(zhǔn)確測(cè)量，因此水位能否準(zhǔn)確測(cè)量直接關(guān)系到控制質(zhì)量的優(yōu)劣。合理的選擇水位傳感器在水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中有關(guān)鍵作用。本系統(tǒng)采用雙室平衡容器進(jìn)行液位信號(hào)的采集，用差壓變送器對(duì)液位信號(hào)進(jìn)行變送。江蘇威騰自控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的微差壓變送器（WT-1151/3351DR）可滿足變送要求。該型號(hào)變送器可以將微小差壓轉(zhuǎn)換成420mA DC信號(hào)。它采用專門(mén)設(shè)計(jì)的放大線路板和特殊的溫度補(bǔ)償工藝，性能穩(wěn)定可靠。根據(jù)控制方案我們可以知道流量傳感器用于測(cè)量給水流量和蒸汽流量，這兩個(gè)信號(hào)可以有效地改善控制質(zhì)量，因此合理的選擇流量傳感器能夠有效的改善整個(gè)系統(tǒng)的控制質(zhì)量。上海正博自動(dòng)化儀表有限公司生產(chǎn)

14、的LUGB-99型渦街流量計(jì)是一種基于卡門(mén)渦街原理流體振動(dòng)式新型流量計(jì)，它具有測(cè)量范圍廣、壓損小、性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高和安裝、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于封閉工業(yè)管道中液體、汽體和蒸汽介質(zhì)體積和質(zhì)量流量的測(cè)量。該流量計(jì)的部分技術(shù)參數(shù)如下：測(cè)量介質(zhì)：蒸汽、汽體、液體傳感器的感應(yīng)元件不直接與被測(cè)介質(zhì)接觸，性能穩(wěn)定、可靠性高傳感器內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而牢固，壓損小、維擴(kuò)量小、使用壽命長(zhǎng)范圍度寬達(dá)10：115：1測(cè)量范圍：正常工作范圍，雷諾數(shù)為20，0007，000，000；輸出信號(hào)不受液體溫度、壓力、粘度及組份影響。測(cè)量可能范圍，雷諾數(shù)8，0007，000000精度等級(jí)：液體，指示值的±1.

15、0%；蒸汽，指示值的±1.5%輸出信號(hào)：a.電壓脈沖低電平：0-1V；高電平：大于4V；占空比為 50% b.電流: 420mA(三線制)（3）輸出控制電路PLC根據(jù)采樣的相對(duì)液位數(shù)值對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)規(guī)則的計(jì)算、處理、判斷后，得出控制結(jié)果，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，模擬量輸出模塊我們選擇EM232，它有兩個(gè)模擬量輸出點(diǎn)，可滿足要求。 電機(jī)是鍋爐汽包供水的動(dòng)力設(shè)備，電機(jī)的準(zhǔn)確選型關(guān)系到汽包能否準(zhǔn)確供水進(jìn)而影響到汽包水位的穩(wěn)定，經(jīng)查閱資料可知選用功率為100Kw的三相異步電動(dòng)機(jī)完全可以滿足工作要求，由于使用變頻調(diào)速不必選用繞線型異步電動(dòng)機(jī)，選用鼠籠型電機(jī)就可以滿足要求。濟(jì)南華力貝爾機(jī)電設(shè)備有限公司

16、生產(chǎn)的YJTG三相變頻調(diào)速電機(jī)專門(mén)為變頻調(diào)速設(shè)計(jì)可以根據(jù)技術(shù)要求訂貨設(shè)定其額定電壓為380V額定功率為100Kw。變頻器是電機(jī)的供能設(shè)備，合理選擇變頻器關(guān)系到電機(jī)能否正常工作為汽包供水。由電機(jī)的選型可以知道電機(jī)在50Hz三相交流電下工作時(shí)電機(jī)的功率大約是100Kw，我們可以選擇羅克韋爾公司的1336PlusII系列1336F-B150型號(hào)的變頻器。該變頻器可以輸入380V-480V 50/60Hz三相交流電，輸出380-480V三相交流電并通過(guò)控制信號(hào)控制其輸出頻率，其容量是149Kw，可以滿足設(shè)備功率要求。該型號(hào)變頻器具有豐富靈活的控制接口，可以通過(guò)控制信號(hào)方便地改變變頻器的工作特性。至此，

17、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)完成，系統(tǒng)的總體框圖如圖2.4。圖2.4系統(tǒng)硬件原理圖2.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)：整個(gè)控制系統(tǒng)的軟件包括以下幾部分: 液位的實(shí)時(shí)采集，電機(jī)調(diào)速，算法的控制( 這里采用PID 算法)等功能。本系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)采用了總分的形式，即PLC一直在運(yùn)行主控制程序，然后主控制程序根據(jù)各種條件來(lái)運(yùn)行和調(diào)用各子程序，用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能。這種總分設(shè)計(jì)方式使得軟件簡(jiǎn)單明了，一看便知，并且在調(diào)試起來(lái)時(shí)也特別方便。系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)框圖如圖2.5。圖2.5系統(tǒng)軟件原理圖第三章 PID調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇及參數(shù)整定眾所周知，要使控制系統(tǒng)具有良好的控制性能，除了必須正確的選取、設(shè)計(jì)控制方案以外，還必須正確的選擇控制算法并進(jìn)行參

18、數(shù)整定。在控制系統(tǒng)中，按照給定信號(hào)和反饋信號(hào)之間的偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）進(jìn)行控制的PID控制器是應(yīng)用最為廣泛的一種自動(dòng)控制器。它具有原理簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、適用面廣、控制參數(shù)相互獨(dú)立、參數(shù)的選定比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；而且在理論上可以證明，對(duì)于過(guò)程控制的典型對(duì)象“一階慣性純滯后”與“二階慣性純滯后”的控制對(duì)象，PID控制器是一種最優(yōu)控制。PID調(diào)節(jié)規(guī)律是連續(xù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)校正的一種有效方法，它的參數(shù)整定方式簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)改變靈活，可以方便的改變?yōu)镻I、PD、PID等控制器。3.1 比例調(diào)節(jié)作用對(duì)系統(tǒng)性能的影響比例系數(shù)加大，使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏，速度加快，穩(wěn)態(tài)誤差減小；比例系數(shù)偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)

19、節(jié)時(shí)間加長(zhǎng)；系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定；比例系數(shù)太小，又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢。比例系數(shù)可以選負(fù)數(shù)，這主要是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器以及控制對(duì)象的特性決定的。3.2積分調(diào)節(jié)作用對(duì)系統(tǒng)性能的影響是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差。提高無(wú)差度。因?yàn)橛姓`差積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，直至無(wú)差積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一個(gè)常值。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)Ti。Ti越小積分作用就越強(qiáng)。反之Ti大則積分作用弱，加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。積分作用常與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合，組成PI調(diào)節(jié)器或PID調(diào)節(jié)器。3.3微分調(diào)節(jié)作用對(duì)系統(tǒng)性能的影響微分作用反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率，具有預(yù)見(jiàn)性，能預(yù)見(jiàn)偏差變化的趨勢(shì)。因此能產(chǎn)生超前的控制作用，

20、可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。在微分時(shí)間選擇合適情況下可以減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。微分作用對(duì)噪聲干擾有放大作用，因此過(guò)強(qiáng)地加大微分調(diào)節(jié)對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。此外微分反應(yīng)的是變化率，當(dāng)輸入沒(méi)有變化時(shí)微分作用輸出為零，因此微分作用不能單獨(dú)使用，需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合組成PD或PID控制器。整定的任務(wù)：根據(jù)被控過(guò)程的特性，確定PID調(diào)節(jié)器的比例度 、Ti積分時(shí)間以及微分時(shí)間TD 的大小。3.4整定的基本方法（1）臨界比例度法(閉環(huán)整定）首先將調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間置于最大，微分時(shí)間置零，比例度置為較大的數(shù)值 等系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，對(duì)設(shè)定值施加一個(gè)階躍變化，并減小直到出現(xiàn)等幅振蕩曲線為止。記錄下此時(shí)的臨界比例度k和

21、等幅振蕩周期TK 查表按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出調(diào)節(jié)器的參數(shù)、Ti、TD。（2）衰減曲線法(閉環(huán)整定）衰減曲線法與臨界比例法類似。觀察衰減比然后記錄。s、Ts、Tp按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算、Ti、TD。（3）反應(yīng)曲線法（動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法）反應(yīng)曲線法是利用系統(tǒng)廣義過(guò)程的階躍響應(yīng)曲線對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行整定，是一種開(kāi)環(huán)整定方法。（4）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)整定法現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)整定法，實(shí)質(zhì)上是一種經(jīng)驗(yàn)試湊法，所以也稱為經(jīng)驗(yàn)法。在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用中，將各類過(guò)程控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)按先比例、后積分、最后微分的順序置于某些經(jīng)驗(yàn)數(shù)值后，把系統(tǒng)閉合起來(lái)，然后再作給定值擾動(dòng)，觀察系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程曲線。若曲線還不夠理想，則改變調(diào)節(jié)器的、Ti和Td的數(shù)值，進(jìn)行反復(fù)試

22、湊，以尋求“最佳”的整定參數(shù)，直到控制質(zhì)量符合要求為止。 3.5調(diào)節(jié)規(guī)律的確定原則 調(diào)節(jié)器放大系數(shù)Kp的正負(fù)號(hào)正作用方式：yu，Kp為“-”；反作用方式: y u， Kp為“+”。 調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)的正負(fù)號(hào)氣開(kāi)式調(diào)節(jié)閥Kv為“+”；氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥Kv為“-”。 被控過(guò)程放大系數(shù)的正負(fù)號(hào)正作用y，被控過(guò)程的靜態(tài)放大系數(shù)Ko為“+”；反作用y ，被控過(guò)程的Ko為“-”。 變送器的放大系數(shù)Km為正號(hào)根據(jù)生產(chǎn)工藝安全等原則確定調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣關(guān)形式；按被控過(guò)程特性，確定其正、反作用；根據(jù)組成系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)各環(huán)節(jié)的靜態(tài)放大系數(shù)極性相乘必須為正的原則，確定調(diào)節(jié)器的正、反作用方式。 在本系統(tǒng)中，由于調(diào)節(jié)閥為電機(jī)，可以視作為氣開(kāi)式，故Kv為“+”；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速加快，液位上升，故被控對(duì)象的Ko為“+”；測(cè)量變送器的Km為“+”；則調(diào)節(jié)器的Kp應(yīng)該為“+”，故調(diào)節(jié)器應(yīng)采用反作用方式。總結(jié)為期兩周的過(guò)程控制課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束，這兩周感覺(jué)過(guò)的好快，也感覺(jué)過(guò)的好充實(shí)。由于上學(xué)期過(guò)程控制這門(mén)課沒(méi)好好學(xué)，好多知識(shí)學(xué)的稀里糊涂，不懂也不會(huì)，還有的干脆就是不知道。所以在做設(shè)計(jì)的時(shí)候就感覺(jué)很吃力，很困難。不過(guò)，在老師們悉心的指導(dǎo)下和同學(xué)熱心的幫助下終于完成并達(dá)到本次設(shè)計(jì)的基本任務(wù)和要求。通過(guò)本次設(shè)計(jì)使我們對(duì)以前所學(xué)的理論知識(shí)有了進(jìn)一步地理解，深化了我們所學(xué)過(guò)的知識(shí)，并增強(qiáng)了我們獨(dú)立分