儀表串級控制

儀表串級控制四月串級掌握系統(tǒng)原理及應(yīng)用一串級掌握系統(tǒng)的根本概念1串級掌握系統(tǒng)近二十年,掌握技術(shù)獲得了驚人的成就,已在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)開展中起著關(guān)鍵作用。

而且,掌握系統(tǒng)已成為大量設(shè)備不行分割的重要組成局部。

掌握自動化的程度已成為衡量工業(yè)企業(yè)現(xiàn)代化的一個重要標(biāo)志。

在眾多簡單的掌握系統(tǒng)中,串級掌握系統(tǒng)在電機掌握中的應(yīng)用更為普遍,串級掌握系統(tǒng)是一個雙回路系統(tǒng),一個掌握器的輸出掌握另一個掌握器的設(shè)定值,這種構(gòu)造稱為串級掌握系統(tǒng)。

串級掌握系統(tǒng)實質(zhì)上是把兩個調(diào)整器串接起來,通過它們的協(xié)調(diào)工作,使一個被調(diào)量精確?????保持為設(shè)定值[1]。

通常,串級系統(tǒng)副環(huán)的對象慣性小,工作頻率高,而主環(huán)慣性大,工作頻率低。

2串級掌握系統(tǒng)的組成串級掌握系統(tǒng)整個系統(tǒng)包括兩個掌握回路,主回路和副回路。

副回路由副變量檢測變送、副調(diào)整器、調(diào)整閥和副過程構(gòu)成;主回路由主變量檢測變送、主調(diào)整器、副調(diào)整器、調(diào)整閥、副過程和主過程構(gòu)成。

主要由以下元件構(gòu)成:〔1〕主調(diào)整器和副調(diào)整器兩個調(diào)整器〔2〕兩個測量變送器〔3〕一個執(zhí)行器〔4〕一個調(diào)整閥們〔5〕被控對象組成系統(tǒng)原理框圖如圖1-1所示。

圖1-1串級掌握系統(tǒng)原理方框圖〔1〕系統(tǒng)中的兩個調(diào)整器相互串聯(lián),前一個調(diào)整器的輸出作為后一個調(diào)整器的輸入。

這兩個調(diào)整器分別叫作主調(diào)整器和副調(diào)整器,即主調(diào)整器的輸出進入副調(diào)整器,作為副調(diào)整器的給定值。

〔2〕串級掌握系統(tǒng)中有兩個反應(yīng)回路,并且一個回路嵌套在另一個回路之中,處于里面的回路稱為回路〔副回路〕,處于外面的回路稱為外回路〔主回路〕。

〔3〕串級掌握系統(tǒng)中有兩個測量反應(yīng)信號,稱為主參數(shù)和副參數(shù),分別作為主、副調(diào)整器的反應(yīng)輸入信號。

二串級掌握系統(tǒng)實例——火電廠主汽溫度串級掌握系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀火電廠中,為更好的對主蒸汽溫度進展掌握,通常將過熱器分為兩段,即高溫段和低溫段,在之間裝有一個噴水減溫器,噴水減溫器是一個三通容器,分別與低溫段過熱器、高溫段過熱器以及冷水〔減溫水〕管道連通,蒸汽從低溫段流經(jīng)噴水減溫器,再進入高溫段。

減溫水通過減溫水調(diào)整閥進入噴水減溫器,直接噴灑在蒸汽上,通過掌握噴水減溫調(diào)整閥〔即噴水減溫閥〕的開度來調(diào)整進入噴水減溫器的冷水流量,從而到達對過熱器出口的主蒸汽溫度進展調(diào)整的目的[3]。

串級主汽溫度系統(tǒng)的原理串級主汽溫度系統(tǒng)的原理方框圖如圖2-1所示。

圖2-1串級主汽溫掌握系統(tǒng)原理方框圖結(jié)合圖2-1,有幾個相關(guān)的專業(yè)術(shù)語介紹如下:主參數(shù)〔主變量〕:串級掌握系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用的被控參數(shù)稱為主參數(shù)。

上例中的過熱蒸汽溫度1就是主參數(shù)。

副參數(shù)〔副變量〕:串級系統(tǒng)中能提前反映主參數(shù)變化趨勢的中間參數(shù),稱為副參數(shù)。

上例中過熱器高溫段入口處的蒸汽溫度2就是副參數(shù)。

副參數(shù)的引入是為了提高掌握質(zhì)量,克制對象的大慣性和大拖延。

主調(diào)整器〔主掌握器〕:輸入為主參數(shù)的測量反應(yīng)信號與主參數(shù)的給定值信號的偏差,其輸出作為另一個調(diào)整器給定值的那個調(diào)整器稱為主調(diào)整器。

副調(diào)整器〔副掌握器〕:其給定值由主調(diào)整器的輸出打算,輸入為主調(diào)整器的輸出與副參數(shù)的測量變送信號的偏差信號,輸出調(diào)整信號給執(zhí)行器的那個調(diào)整器稱為副調(diào)整器[5]。

主回路〔外回路〕:串級系統(tǒng)中,斷開副調(diào)整器的測量反應(yīng)通道后的閉合回路稱為主回路或外回路。

上例中,系統(tǒng)的外回路是由主調(diào)整器、副調(diào)整器、執(zhí)行器、噴水調(diào)整閥門、噴水減溫器、過熱器的高溫段以及對主參數(shù)進展測量變送的溫度測量變送器組成。

如圖2-2所示。

圖2-2串級主汽溫掌握系統(tǒng)外回路副回路〔回路〕:串級掌握系統(tǒng)中,由副調(diào)整器、執(zhí)行器、調(diào)整閥們、被控對象1和副參數(shù)的測量變送器組成的回路稱為副回路。

在上例中,系統(tǒng)的回路由副調(diào)整器、執(zhí)行器、噴水調(diào)整閥門、噴水減溫器以及對副參數(shù)進展測量變送的溫度測量變送器組成。

如圖2-3所示。

圖2-3串級主汽溫掌握系統(tǒng)回路系統(tǒng)分析由于過熱器存在很大的惰性,也就是說,當(dāng)通過調(diào)整噴水減溫閥門轉(zhuǎn)變進入噴水減溫器的噴水流量時,要經(jīng)過較長的時間,高溫段過熱器出口的蒸汽溫度1才發(fā)生變化,這給掌握帶來很大的困難。

假設(shè)用傳統(tǒng)的單回路掌握系統(tǒng)對高溫段過熱器出口的蒸汽溫度1進展掌握〔如圖2-4〕,由于過熱器惰性的存在,導(dǎo)致掌握系統(tǒng)的快速性能變差,掌握質(zhì)量不抱負。

為提高掌握質(zhì)量,可以在原單回路系統(tǒng)的根底上,增加一個調(diào)整器〔即副調(diào)整器〕將過熱器高溫段入口處的蒸汽溫度2也作為一個測量信號〔副參數(shù)〕,送入副調(diào)整器的輸入端,構(gòu)成串級掌握系統(tǒng)。

由于當(dāng)有擾動進入系統(tǒng)發(fā)生作用時,過熱器高溫段入口處的蒸汽溫度2響應(yīng)較1〔主參數(shù)〕快,并且與1的變化方向一樣[8],因而可以提前反映1的變化趨勢,使得系統(tǒng)快速性能提高〔如圖2-5〕。

圖2-4主汽溫度單回路掌握系統(tǒng)示意圖圖2-5主汽溫度串級掌握系統(tǒng)示意圖結(jié)合串級主汽溫度掌握系統(tǒng)具體分析串級掌握系統(tǒng)的構(gòu)造。

三仿真結(jié)果仿真曲線如圖3-1、3-2所示。

圖3-1給定值階躍擾動=1時響應(yīng)曲線圖3-2擾發(fā)生擾值=1時響應(yīng)曲線現(xiàn)場運行及掌握效果經(jīng)實際運行結(jié)果證明[10],該系統(tǒng)性能先進牢靠,掌握品質(zhì)明顯好于常規(guī)掌握。

四總結(jié)針對發(fā)電廠過熱汽溫掌握系統(tǒng)中被控對象的大慣性和純滯后性以及存在隨機干擾因