三沖量控制系統(tǒng)詳解課件

1、三沖量控制原理簡介 汽包三沖量簡介 汽包水位三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)是制氫裝置核心控制之一。汽包水位三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)關(guān)系到整個造氣單元的安全運行：若汽包水位過高，會造成蒸汽帶水；若汽包水位過低，會造成汽包“干鍋”，可能嚴(yán)重?zé)龎腻仩t設(shè)備。汽包水位三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性由此可見一斑，所以汽包水位的相關(guān)保護要完善可靠、汽包水位自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行要平穩(wěn)。 目前，汽包水位三沖量自動調(diào)節(jié)控制策略已經(jīng)相當(dāng)成熟，但在實際鍋爐運行中各種原因?qū)е滤蛔詣诱{(diào)節(jié)系統(tǒng)投入困難，甚至自動不能投入。這種現(xiàn)象讓人對串級三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力和控制策略產(chǎn)生疑問。換熱器的前饋控制方案換熱器的反饋控制方案假設(shè)主要干擾為RF，T1反饋控制方案前

2、饋控制方案控制方案比較前饋控制的思想D1，Dn為可測擾動；u，y分別為被控對象的操作變量與受控變量。前饋思想：在擾動還未影響輸出以前，直接改變操作變量，以使輸出不受或少受外部擾動的影響。前饋控制特點：1、前饋控制按干擾作用的大小進行控制，比反饋控制要及時。2、前饋控制屬于開環(huán)控制。3、前饋控制器是視對象特性而定的“專用”控制器。4、一種前饋控制只能控制一種干擾。單純前饋控制的存在問題：（1）單純前饋不存在被控變量的反饋，補償效果沒有檢驗的手段，前饋作用并沒有最后消除偏差時，系統(tǒng)無法得知這一信息而作進一步的校正。（2）由于工業(yè)對象存在多個干擾，勢必要設(shè)置多個前饋控制通道，因而增加了投資費用和維護

3、工作量。（3）前饋控制模型的精度也受到多種因素的限制，對象特性要受到負荷和工況等因素的影響而產(chǎn)生漂移，導(dǎo)致GPD（s）和GPC（s）的變化。一個固定的前饋模型難以獲得良好的控制品質(zhì)。為了解決上述局限性，將前饋與反饋相結(jié)合，構(gòu)成前饋反饋控制系統(tǒng)（FFC-FBC）。前饋-反饋控制前饋反饋控制方案當(dāng)F變化時，前饋控制器改變加熱蒸氣Fs以補償F對被控變量1的影響，同時反饋對其它干擾如物料入口溫度等按PID規(guī)律進行校正，這樣兩個校正作用相疊加，使1盡快回到給定值。前饋-反饋控制系統(tǒng)優(yōu)點：1）由于增加了反饋回路，大大簡化了原有前饋控制系統(tǒng)，只需對主要的干擾進行前饋補償，其它干擾可由反饋控制予以校正；2）反

4、饋回路的存在，降低了前饋控制模型的精度要求，為工程上實現(xiàn)比較簡單的通用模型創(chuàng)造了條件；3）負荷變化時，模型特性也要變化，可由反饋控制加以補償，因此具有一定自適應(yīng)能力。前饋-串級控制結(jié)論引入前饋控制的可能應(yīng)用場合：常規(guī)反饋控制系統(tǒng)難以滿足要求；干擾可測。應(yīng)用前饋控制的前提條件：主要干擾可測；調(diào)節(jié)閥與被測干擾之間沒有因果關(guān)系；干擾通道的響應(yīng)速度比控制通道慢，至少應(yīng)接近；干擾通道與控制通道的動態(tài)特性變化不大。T1CT2C燃料原油T1C燃料原油Gff 串級控制系統(tǒng)前饋-反饋控制系統(tǒng)分析比較分析比較結(jié)構(gòu)上：串級控制：內(nèi)外兩個反饋回路組成前饋-反饋控制：一個反饋和一個開環(huán)的補償回路疊加而成變量上：（串級控

5、制的副參數(shù)與前饋-反饋控制的前饋輸入量是兩個截然不同的變量）前者是串級控制系統(tǒng)中反映主被控變量的中間變量，控制作用對他產(chǎn)生明顯的調(diào)節(jié)效果；后者是對主被控變量有顯著影響的干擾量，是完全不受控制作用約束的獨立變量，引入前饋的目的是為了補償原料油流量對爐出口溫度的影響。功能上：前饋控制器與串級控制的副控制器擔(dān)負不同的功能。三沖量調(diào)節(jié)控制策略 汽包水位三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用的三個沖量分別是汽包水位、給水流量和蒸汽流量。 汽包水位作為主調(diào)（PID調(diào)節(jié)器）的輸入信號，去抑制水位本身的偏差。副調(diào)（外給定調(diào)節(jié)器）使用了一個反饋信號（給水流量）和一個前饋信號（蒸汽流量），以消除擾動和虛假水位。 鍋爐汽包水位的控制蒸汽 汽包 給水 LC汽包水位的單回路控制， “單沖量”汽包水位適用于負荷小的鍋爐 對給水?dāng)_動控制滯后三個問題： 不能克服虛假水位帶來的后果 對蒸汽負荷的變化控制不靈敏蒸 汽 LC 給 水 鍋爐汽包水位的控制前饋（蒸汽流量）反饋（汽包水位）控制系統(tǒng)靜態(tài)前饋為了克服虛假水位，引入蒸汽流量，“雙沖量” FT 鍋爐汽包水位的控制在雙沖量基礎(chǔ)上，進一步克服給水干擾，引入給水流量信號三沖量控制系統(tǒng)本系統(tǒng)不但能通過串級副回路及時克服給水流量的干擾，而且還能實現(xiàn)對蒸汽負荷的前饋