電廠熱工過程自動化基本知識

1、寶鋼股份公司電廠發(fā)電分廠培訓(xùn)系列教材之熱控篇 2003年8月電廠熱工過程自動化基本知識第一節(jié) 概 述1、電廠熱工過程自動化主要內(nèi)容1） 自動檢測，即對反映熱工過程運行狀態(tài)的物理量、化學(xué)量以及表征設(shè)備工作狀態(tài)的參數(shù)進行自動的檢查、測量和監(jiān)視。2） 自動調(diào)節(jié)，即自動維持一個或幾個能夠表征熱力設(shè)備正常工作狀況的物理量為規(guī)定值，消除因各種因素干擾和影響造成的運行工況偏離。3） 自動保護，即在熱力設(shè)備發(fā)生異常，甚至事故時能夠自動采取保護措施，防止事故進一步擴大，或保護設(shè)備不受損壞。4） 程序控制，即根據(jù)預(yù)先擬定的程序及條件，自動地對機組進行啟動、停止及其他一系列操作。2、自動調(diào)節(jié)基本概念 在電力生產(chǎn)過程

2、中，為了保證生產(chǎn)的安全性、經(jīng)濟性，保持設(shè)備的穩(wěn)定運行，必須對標(biāo)志生產(chǎn)過程進行情況的一些物理參數(shù)進行調(diào)節(jié)，使它們保持在所要求的額定值附近，或按照一定的要求變化，如汽輪機轉(zhuǎn)速，鍋爐蒸汽溫度、壓力，汽包水位，爐膛負(fù)壓等。在設(shè)備運行中這些參數(shù)總要經(jīng)常受到各種因素的影響而偏離額定值（規(guī)定值），此時，用一整套自動控制裝置來實現(xiàn)操作的過程，就是自動調(diào)節(jié)。例如，在鍋爐運行過程中，鍋爐出口主汽壓是鍋爐進出熱量平衡的標(biāo)志，汽壓的變化表示鍋爐的蒸發(fā)量和汽輪機的耗汽量不相適應(yīng)，這就意味著鍋爐燃料燃燒產(chǎn)生的熱量與產(chǎn)生一定蒸汽所需的熱量不相適應(yīng)，因此，汽壓是表征鍋爐運行狀況的一個重要參數(shù)。通常希望將汽壓保持在某一規(guī)定的數(shù)

3、值，運行中，運行人員必須經(jīng)常地監(jiān)視儀表，監(jiān)視汽壓的變化。若由于某種原因（如汽輪機負(fù)荷變化），汽壓偏離所規(guī)定的數(shù)值，那么運行人員就要進行手動操作，調(diào)整鍋爐的燃料量，使鍋爐產(chǎn)生的蒸汽適應(yīng)汽輪機負(fù)荷的需要，使汽壓恢復(fù)到規(guī)定數(shù)值。這里，鍋爐是被調(diào)節(jié)的設(shè)備，稱為調(diào)節(jié)對象；需要調(diào)節(jié)的物理量汽壓稱為被調(diào)量；被調(diào)量的汽壓的規(guī)定數(shù)值稱為給定值（或目標(biāo)值）；引起被調(diào)量汽壓偏離給定值的各種原因（比如汽輪機負(fù)荷的變化，鍋爐燃料量的變化等）稱為擾動；調(diào)整燃料量的裝置如燃油閥、制粉系統(tǒng)等稱為調(diào)節(jié)機構(gòu)；由調(diào)節(jié)機構(gòu)控制被調(diào)量的作用稱為調(diào)節(jié)作用；隨調(diào)節(jié)機構(gòu)動作而改變數(shù)量的燃料量就是調(diào)節(jié)量。調(diào)節(jié)過程的實質(zhì)是隨時檢測被調(diào)量偏差并糾

4、正偏差的過程，以維持被調(diào)量等于或接近于給定值。1、 自動調(diào)節(jié)裝置 實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)作用所需要的自動調(diào)節(jié)裝置主要有：1） 測量單元（變送器），用來測量被調(diào)量的大小，并能把被調(diào)量（水位、溫度、壓力和流量等）轉(zhuǎn)換成與之成比例（或其他固定的函數(shù)關(guān)系）并便于遠距離傳送和綜合的測量信號。2） 調(diào)節(jié)單元（調(diào)節(jié)器），接受測量單元送來的被調(diào)量信號，并把它與給定值進行比較，當(dāng)被調(diào)量偏離給定值時，調(diào)節(jié)單元將偏差信號按它的大小和方向以預(yù)定的規(guī)律進行運算（例如比例、積分、微分等），根據(jù)運算結(jié)果發(fā)出一定規(guī)律的調(diào)節(jié)信號給執(zhí)行器。3） 執(zhí)行單元（執(zhí)行器），按照調(diào)節(jié)單元發(fā)出的調(diào)節(jié)信號去移動調(diào)節(jié)機構(gòu)，改變調(diào)節(jié)量。 汽輪機負(fù)荷給定值P

5、O 比較 偏差值 調(diào)節(jié)作用 調(diào)節(jié)量 e 調(diào)節(jié)器 執(zhí)行器 閥門 B 鍋爐 P 汽壓 測量值 壓力變送器簡圖：鍋爐汽壓自動調(diào)節(jié)原理圖 當(dāng)調(diào)節(jié)對象（鍋爐）受到擾動，被調(diào)量偏離給定值后，測量單元（壓力變送器）檢測出被調(diào)量的變化，被調(diào)量與其設(shè)定值比較后的偏差值通過調(diào)節(jié)單元進行放大、運算和綜合，調(diào)節(jié)單元輸出的信號控制執(zhí)行器，改變調(diào)節(jié)器，直到被調(diào)量恢復(fù)到給定值或接近給定值為止。第二節(jié) 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)生產(chǎn)流程過程中存在著兩種流程：1）物質(zhì)和能量流程，如蒸汽鍋爐中燃料燃燒產(chǎn)生的熱量被受熱面中的水吸收，水變成蒸汽，蒸汽經(jīng)過過熱器加熱后送到汽輪機作功；2）信息流程，如在鍋爐的汽壓自動調(diào)節(jié)中，為了維持汽壓為規(guī)定值，自動

6、調(diào)節(jié)檢測汽壓的偏差，然后根據(jù)偏差控制燃料量，使燃料量滿足產(chǎn)生一定蒸汽量的需要。汽壓調(diào)節(jié)對象和自動調(diào)節(jié)裝置是通過信息的傳遞相互連接而構(gòu)成自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的，這樣，研究自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是研究信息的流程，即研究信號間的相互連接、傳遞和轉(zhuǎn)換問題。1、調(diào)節(jié)系統(tǒng)分類（按信號饋送方式分類）1） 反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。是最基本的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，按被調(diào)量與給定值的偏差進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的目的是盡可能地減小或消除被調(diào)量與給定值之間的偏差。參見鍋爐汽壓自動調(diào)節(jié)原理圖。 反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)屬于閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)是按被調(diào)量與給定值的偏差進行調(diào)節(jié)的，因此，在調(diào)節(jié)對象受到擾動作用時，只有在被調(diào)量出現(xiàn)偏差后才開始調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)只是為盡快地消除偏差。例

7、如講BFG熱值的變化；燃料熱值的變化（設(shè)定值與實際值發(fā)生變化時）引起鍋爐主蒸汽壓力變化的調(diào)節(jié)過程。2） 前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)器直接根據(jù)擾動信號進行調(diào)節(jié)，擾動是調(diào)節(jié)的依據(jù)。由于該系統(tǒng)沒有被調(diào)量的反饋信號，不構(gòu)成閉環(huán)回路，故稱為開環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 （t） 測量元件 前饋調(diào)節(jié)器 調(diào)節(jié)閥 對象 簡圖：前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)方框圖 擾動（t）是引起被調(diào)量C（t）變化的原因，前饋調(diào)節(jié)器根據(jù)擾動進行調(diào)節(jié)，就可能及時抵消擾動（t）對被調(diào)量C（t）的影響，從而使被調(diào)量保持不變。但由于是開環(huán)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)效果無法檢查，調(diào)節(jié)結(jié)束后不能保證被調(diào)量等于給定值，所以前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)在實際生產(chǎn)過程中是不能單獨應(yīng)用的。例如送風(fēng)量的變化是引起爐膛壓力

8、波動的擾動，吸風(fēng)調(diào)節(jié)采用送風(fēng)前饋信號。3） 前饋反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)（復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)） 在反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)中加入對于主要擾動的前饋調(diào)節(jié)，構(gòu)成了前饋反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 （t） 前饋調(diào)節(jié)器 擾動通道 + + r（t）+ 反饋調(diào)節(jié)器 + 調(diào)節(jié)閥 對象 + C（t） -簡圖：復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)方框圖 當(dāng)擾動發(fā)生后，前饋調(diào)節(jié)的作用是及時地補償擾動對被調(diào)量的影響，而反饋調(diào)節(jié)的作用則是保證被調(diào)量的偏差在允許的給定范圍內(nèi)。因此前饋反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)有較好的調(diào)節(jié)效果。2、調(diào)節(jié)系統(tǒng)分類（按給定值信號特點分類）1） 恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作過程中，被調(diào)量的給定值恒定不變，從而使被調(diào)量保持為某一固定數(shù)值。這是熱工過程自動調(diào)節(jié)中應(yīng)用最多的一種調(diào)節(jié)

9、系統(tǒng)，如鍋爐的過熱蒸汽溫度、壓力、汽包水位等自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)都是恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)。2） 程序調(diào)節(jié)系統(tǒng) 被調(diào)量的給定值是一個已知的時間函數(shù)，調(diào)節(jié)的目的是保證被調(diào)量按預(yù)先確定的時間函數(shù)來改變。例如，鍋爐在滑壓啟動過程中，汽壓和汽溫要按預(yù)先給定的曲線升高，即按一定的升溫、升壓曲線啟動，就要采用程序調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3） 隨動調(diào)節(jié)系統(tǒng) 被調(diào)量的給定值往往是無規(guī)律的，按事先不能確定的一些外來因素而改變。調(diào)節(jié)的結(jié)果是使被調(diào)量盡快和準(zhǔn)確地跟隨給定值變化。例如，在汽輪機啟動過程中，采用計算機對汽輪機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)最優(yōu)升速控制。汽輪機的最優(yōu)升速率不是預(yù)先給定的，而是通過計算機按過熱汽溫、再熱汽溫、汽缸壁溫等參數(shù)在線計算出熱應(yīng)力的數(shù)值

10、，與允許的熱應(yīng)力進行比較，同時參照升速時汽輪機的振動、串軸等參數(shù)確定的，這樣可縮短啟動時間。計算機控制主汽門的開度，使汽輪機轉(zhuǎn)速跟隨最優(yōu)升速率而升高。4） 比值調(diào)節(jié)系統(tǒng) 維持兩個變量之間的比值保持一定數(shù)值。例如鍋爐燃燒過程中，要求空氣量隨燃料量的變化而成比例變化，這樣，才能保證經(jīng)濟燃燒。因此，對于鍋爐燃燒經(jīng)濟性的調(diào)節(jié)，要求采用比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過渡過程在自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，把被調(diào)量不隨時間變化的平衡狀態(tài)稱為靜態(tài)（或穩(wěn)態(tài)），把被調(diào)量隨時間變化的不平衡狀態(tài)稱為動態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)處于靜態(tài)時，擾動等于零，給定值不變，調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥的輸出都暫時不改變，這時被調(diào)量也就保持不變。當(dāng)有擾動發(fā)生時，系統(tǒng)平衡

11、被破壞，被調(diào)量偏離給定值，于是調(diào)節(jié)器控制調(diào)節(jié)閥，改變調(diào)節(jié)量，使被調(diào)量回到給定值，系統(tǒng)恢復(fù)平衡狀態(tài)。這樣從擾動發(fā)生，經(jīng)過調(diào)節(jié)，直到系統(tǒng)重新建立平衡的這段過程，稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過渡過程，或稱為調(diào)節(jié)過程。一個調(diào)節(jié)系統(tǒng)在不同形式和幅度的擾動作用下，其調(diào)節(jié)過程是不一樣的。在實際生產(chǎn)過程中可能遇到的擾動形式是多種多樣的。為了比較調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作品質(zhì)的好壞，分析系統(tǒng)工作品質(zhì)能否滿足生產(chǎn)過程的需要，通常要選定一種比較典型的或經(jīng)常出現(xiàn)的擾動形式，作為研究調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號。在熱工過程自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，最常用的是單位階躍函數(shù)。在階躍擾動作用下，過渡過程有四種基本形式：（1）衰減振蕩過程，即被調(diào)參數(shù)經(jīng)過一段時間

12、的振蕩后，能很快趨向于一個新的平衡，是比較理想的；（2）非周期過程，即被調(diào)參數(shù)沒有振蕩，單調(diào)地趨向于一個新的平衡，是一個穩(wěn)定的過程；（3）擴幅振蕩過程，即被調(diào)參數(shù)的變化幅度越來越大，直到超出限值，或受到限幅保護裝置的限制為止，是一種不穩(wěn)定的過程；（4）等幅振蕩過程，被調(diào)參數(shù)的數(shù)值以及執(zhí)行機構(gòu)的位置都作等幅振蕩，幅值既不衰減也不發(fā)散，是一種邊界穩(wěn)定過程。4、衡量調(diào)節(jié)過程指標(biāo)1）穩(wěn)定性：調(diào)節(jié)過程的穩(wěn)定性是對調(diào)節(jié)系統(tǒng)最基本的要求。只有穩(wěn)定的系統(tǒng)才能完成正常的調(diào)節(jié)任務(wù)，不穩(wěn)定的系統(tǒng)在工程上不能采用的。2）快速性：指調(diào)節(jié)過程持續(xù)時間的長短。一般希望過渡過程時間越短越好，以避免在調(diào)節(jié)過程中出現(xiàn)前波未平，后

13、波有起，被調(diào)量長期不能穩(wěn)定在給定值附近的情況。3）準(zhǔn)確性：指被調(diào)量偏差的大小，它包括動態(tài)偏差和靜態(tài)偏差。 對于一個調(diào)節(jié)系統(tǒng)，必須首先保證其穩(wěn)定性好，同時兼顧調(diào)節(jié)的快速性和準(zhǔn)確性。第三節(jié) 自動調(diào)節(jié)器基本調(diào)節(jié)規(guī)律自動調(diào)節(jié)器是構(gòu)成自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心部分，它主要包括測量單元、調(diào)節(jié)單元、執(zhí)行單元。測量單元和執(zhí)行單元的動態(tài)特性一般都可近似看作為比例環(huán)節(jié)（或時間常數(shù)很小的慣性環(huán)節(jié)），因而自動調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律主要是指調(diào)節(jié)單元的動態(tài)性質(zhì)，它直接影響著自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。1、三種基本調(diào)節(jié)作用1） 比例調(diào)節(jié)作用比例調(diào)節(jié)作用是指調(diào)節(jié)器的輸出與輸入成比例關(guān)系。動態(tài)方程為（t）=Kpe（t）。其中：（t）為執(zhí)行機構(gòu)位

14、移（即調(diào)節(jié)器的輸出）；e（t）為給定值與被調(diào)量的偏差，e（t）=r（t）-c（t）；Kp為比例系數(shù)或比例增益。比例調(diào)節(jié)作用的動作規(guī)律是：執(zhí)行機構(gòu)的位移量（t）與偏差e（t）的大小成比例，即偏差越大，執(zhí)行機構(gòu)輸出位移也越大；偏差的變化速度越大，執(zhí)行機構(gòu)輸出位移的速度也越大。比例調(diào)節(jié)作用的特點是：動作快，對干擾能及時和有很強的抑制作用，但由于執(zhí)行機構(gòu)的位移與被調(diào)量的偏差有一一對應(yīng)的關(guān)系，所以調(diào)節(jié)的結(jié)果是被調(diào)量存在著靜態(tài)偏差。2） 積分調(diào)節(jié)作用 積分調(diào)節(jié)作用是指調(diào)節(jié)機構(gòu)的位移量的變化速度d/dt與偏差信號e（t）成比例的作用。動態(tài)方程式為：（t）= 1/Ti 其中：（t）為執(zhí)行機構(gòu)位移（即調(diào)節(jié)器的輸

15、出）；e（t）為給定值與被調(diào)量的偏差，e（t）=r（t）-c（t）；TI為積分時間。積分調(diào)節(jié)作用的動作規(guī)律是：只要對象的被調(diào)量不等于給定值（即偏差存在），那么執(zhí)行機構(gòu)就會不停地動作，而且偏差的數(shù)值越大，執(zhí)行機構(gòu)的移動速度就越大，只有當(dāng)偏差等于零時（即被調(diào)量等于給定值，調(diào)節(jié)器的輸入信號為零），調(diào)節(jié)過程才能結(jié)束，執(zhí)行機構(gòu)才停止動作，調(diào)節(jié)系統(tǒng)才能平衡。積分調(diào)節(jié)作用的突出優(yōu)點是能消除靜態(tài)偏差，因為只要被調(diào)量存在偏差，調(diào)節(jié)作用變隨時間不斷加強，直至偏差為零。在被調(diào)量偏差消除后，由于積分規(guī)律的特點，執(zhí)行機構(gòu)將停留在新的與負(fù)荷變化相適應(yīng)的位置上。缺點：由于積分調(diào)節(jié)作用是隨時間而逐漸增強的，與比例調(diào)節(jié)作用相比

16、過于遲緩，所以在改善靜態(tài)品質(zhì)的同時卻惡化了動態(tài)品質(zhì)，使過渡過程的振蕩加劇，甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。所以，在實際生產(chǎn)過程中幾乎不采用單純的積分調(diào)節(jié)作用。3） 微分調(diào)節(jié)作用微分調(diào)節(jié)作用是指調(diào)節(jié)機構(gòu)的位移量與被調(diào)量偏差的變化速度成正比，它的動態(tài)方程為：（t）=Td de/dt，其中：（t）為執(zhí)行機構(gòu)位移（即調(diào)節(jié)器的輸出）；e（t）為給定值與被調(diào)量的偏差，e（t）=r（t）-c（t）；Td為微分時間。微分調(diào)節(jié)作用的特點是：與比例和積分調(diào)節(jié)作用相比，它是超前的調(diào)節(jié)作用，因為在調(diào)節(jié)過程剛開始時，被調(diào)量的偏差小，但其變化速度卻較大，可使執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生一個較大的位移，有利于克服動態(tài)偏差。但是，當(dāng)調(diào)節(jié)過程結(jié)束，即當(dāng)偏

17、差的變化速度等于零時，微分調(diào)節(jié)器的輸出也將等于零，即執(zhí)行機構(gòu)的位置最后總是回復(fù)到原來的數(shù)值，這就不能適應(yīng)負(fù)荷的變化，不能滿足調(diào)節(jié)的要求。因此，只有單純微分調(diào)節(jié)作用的調(diào)節(jié)器，在工業(yè)上是不能使用的。2、自動調(diào)節(jié)器典型調(diào)節(jié)規(guī)律1） 比例調(diào)節(jié)器（P調(diào)節(jié)器） 采用比例調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)是有差調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)器的比例增益的選擇有其兩重性。比例增益Kp越?。ū壤龓г酱?，Kp =1/），調(diào)節(jié)器的動作幅度越小，調(diào)節(jié)過程越穩(wěn)定，但被調(diào)量的靜態(tài)偏差增大。反之，比例增益Kp越大（比例帶越?。{(diào)節(jié)器的動作幅度越大，被調(diào)量的靜態(tài)偏差減小，但調(diào)節(jié)過程易出現(xiàn)振蕩，穩(wěn)定性降低。2） 比例積分調(diào)節(jié)器（PI調(diào)節(jié)器）在比例積分調(diào)節(jié)器中，當(dāng)改變

18、比例帶的數(shù)值時，既改變比例作用，也改變積分作用。而兩個作用的比值則不變；改變積分時間Ti的數(shù)值，只是改變積分作用的大小，從而改變了調(diào)節(jié)器中比例作用和積分作用的相對大小。比例積分調(diào)節(jié)器兼有比例調(diào)節(jié)作用和積分調(diào)節(jié)作用的特點。調(diào)節(jié)系統(tǒng)中采用這種調(diào)節(jié)器時，由比例作用保證調(diào)節(jié)過程的穩(wěn)定性，增大比例帶數(shù)值，可以削弱振蕩傾向，但比例帶過大，將削弱調(diào)節(jié)作用，使調(diào)節(jié)過程的時間拖長；增大Ti 值使比例作用相對增強，也能削弱振蕩傾向，但Ti 值不宜過大，因為Ti 值過大，調(diào)節(jié)作用的積分成分將過小，調(diào)節(jié)過程時間將很長。積分調(diào)節(jié)作用可保證調(diào)節(jié)結(jié)果無差，因此，比例積分調(diào)節(jié)器在工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用。3） 比例微分調(diào)節(jié)器（P

19、D）比例微分調(diào)節(jié)器有兩個可以整定的參數(shù)。改變微分時間Td的數(shù)值只改變微分作用的大小，改變比例帶的數(shù)值將同時改變比例作用和微分作用的大小，而兩者的比值不變。如系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則微分作用消失，但比例微分調(diào)節(jié)器仍具有比例調(diào)節(jié)器的特點，即調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，被調(diào)量存在靜態(tài)偏差。如果對象存在較大的延遲和慣性，單純采用比例調(diào)節(jié)器達不到調(diào)節(jié)的要求時，就可以引入微分調(diào)節(jié)器作用。只要微分作用的大小選擇適當(dāng)，不僅可以減小調(diào)節(jié)過程中被調(diào)量的動態(tài)偏差，也能減小調(diào)節(jié)過程的振蕩傾向。4） 比例積分微分調(diào)節(jié)器（PID） 比例調(diào)節(jié)作用的特點是保證過程的穩(wěn)定性；積分調(diào)節(jié)作用的特點是保證調(diào)節(jié)過程作無差調(diào)節(jié)；微分調(diào)節(jié)作用的特點是補償

20、調(diào)節(jié)對象的延遲和慣性。3、調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律對調(diào)節(jié)品質(zhì)的影響1） 比例調(diào)節(jié)器（P）不論是什么對象，采用比例調(diào)節(jié)器都是有差調(diào)節(jié)，比例帶越大，靜態(tài)偏差就越大。調(diào)節(jié)器的比例帶增大，意味著在相同的被調(diào)量變化下，調(diào)節(jié)作用較小，因而在受到擾動后，被調(diào)量的動態(tài)偏差將增大?？傊?，比例調(diào)節(jié)器的比例帶越大，系統(tǒng)的衰減率越大，過程越穩(wěn)定；但是，增大比例帶，將導(dǎo)致過程的動態(tài)偏差和靜態(tài)偏差的增大。2） 比例積分調(diào)節(jié)器（PI）比例積分調(diào)節(jié)器的主要優(yōu)點是能靠積分作用消除靜態(tài)偏差，因此，在熱工過程自動化中得到了最廣泛的應(yīng)用。與比例調(diào)節(jié)器的比例作用相似，增加比例帶可以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，積分作用使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，積分時間Ti越短，

21、系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降越多。從提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的角度出發(fā)，需要加大比例帶和增加積分時間Ti，然而比例帶和積分時間過大時，調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用減弱。3） 比例積分微分調(diào)節(jié)器（PID） 微分調(diào)節(jié)作用有助于克服遲延所造成的被調(diào)量的過大變化。比例積分微分調(diào)節(jié)器既能實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)，又能改善調(diào)節(jié)過程的動態(tài)品質(zhì)，在工業(yè)上得到了較廣泛的應(yīng)用。4、復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)1） 串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)較好，在熱工自動控制中得到了廣泛的應(yīng)用。對于時間常數(shù)較大，階次較高和有較大遲延的調(diào)節(jié)對象，在某些場合下即使采用PID調(diào)節(jié)規(guī)律依然不能得到滿意的調(diào)節(jié)品質(zhì)，這時可采用串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。系統(tǒng)中除了主被調(diào)量外，還有一個輔助被調(diào)量，輔助被調(diào)量對

22、調(diào)節(jié)作用的響應(yīng)應(yīng)比較迅速。例如鍋爐過熱汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)減溫水量改變后，過熱汽溫的變化較慢，減溫器出口汽溫變化較快，這時就可把減溫器出口汽溫作為過熱汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的輔助被調(diào)量，形成一個調(diào)節(jié)回路，構(gòu)成串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 1 2 R（S） 調(diào)節(jié)器 調(diào)節(jié)器 調(diào)節(jié)對象 調(diào)節(jié)對象 C（S） - - 調(diào)節(jié)對象簡圖：串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)方框圖與單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的區(qū)別在于有兩個調(diào)節(jié)器，有兩個閉合回路。由調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)對象構(gòu)成的回路稱為副回路（或內(nèi)回路），調(diào)節(jié)器稱為副調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)對象的輸出信號稱為輔助被調(diào)量。由調(diào)節(jié)器、副回路和調(diào)節(jié)對象所構(gòu)成的回路稱為主回路（或外回路），調(diào)節(jié)器稱為主調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)對象的輸出信號稱為主被調(diào)量，調(diào)節(jié)對象和調(diào)節(jié)對象統(tǒng)稱是系統(tǒng)的調(diào)節(jié)對象。