鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)設計

年4月19日鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)設計文檔僅供參考，不當之處，請聯(lián)系改正。南華大學過程控制儀表課程設計設計題目鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)設計學生姓名_________歐鵬___________指導老師__

摘要鍋爐是典型的復雜熱工系統(tǒng)，當前，中國各種類型的鍋爐有幾十萬臺，由于設備分散、管理不善或技術(shù)原因，使多數(shù)鍋爐難以處于良好工況，增加了鍋爐的燃料消耗，降低了效率。鍋爐的建模與控制問題一直是人們關注的焦點，而汽包水位是工鍋爐安全、穩(wěn)定運行的重要指標，保證水位控制在給定范圍內(nèi)，對于高蒸汽品質(zhì)、減少設備損耗和運行損耗、確保整個網(wǎng)絡安全運行具有要意義。鍋爐汽包水位高度，是確保安全生產(chǎn)和提供優(yōu)質(zhì)蒸汽的重要參數(shù)，對現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)來說特別是這樣。因為現(xiàn)代鍋爐的特點之一就是蒸發(fā)量顯著提高，汽包容積相對變小，水位變化速度很快，稍不注意就容易造成汽包滿水或者燒成干鍋。在現(xiàn)代鍋爐操作中，即使是缺水事故，也是非常危險的，這是因為水位過低，就會影響自然循環(huán)的正常進行，嚴重時會使個別上水管形成自由水面，產(chǎn)生流動停滯，致使金屬管壁局部過熱而爆管。無論滿水或缺水都會造成事故，因此，必須嚴格控制水位在規(guī)定范圍之內(nèi)。維持汽包水位在給定范圍內(nèi)是保證鍋護和汽輪機安全運行的必要條件，也是鍋爐正常運行的主要指標之一。水位過高，會影響汽包內(nèi)汽水分離效果，使汽包出口的飽和蒸汽帶水增多，蒸汽帶水會使汽輪機產(chǎn)生水沖擊，引起軸封破損、葉片斷裂等事故。同時會使飽和蒸汽中含鹽量增高，降低過熱蒸汽品質(zhì)，增加在過熱器管壁和汽輪機葉片上的結(jié)垢。水位過低，則可能破壞自然循環(huán)鍋爐汽水循環(huán)系統(tǒng)中某些薄弱環(huán)節(jié)，以致局部水冷管壁被燒壞，嚴重時會造成爆炸事故。這些后果都是十分嚴重的。隨著鍋爐容量的增加，水位變化速度愈來愈快，人工操作愈來愈繁重，因此對汽包水位實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)提出了迫切的要求。汽包水位的控制是鍋爐控制的一個難點，當前，對汽包水位控制大多采用常規(guī)PID控制方式，傳統(tǒng)的常規(guī)PID控制方式是根據(jù)控制對象的數(shù)學模型建立，由于鍋爐水位系統(tǒng)存在非線性、不確定性時滯和負荷干擾、非最小相位特征等，其精確的數(shù)學模型往往無法獲得而且常規(guī)PID控制的參數(shù)是固定不變的，難以適應各種擾動及對象變化，其控制效果往往難以滿足要求，控制效果不理想。目錄1．緒論 11.1鍋爐的工作過程簡介 11.2鍋爐汽包水位自動控制的意義 21.3鍋爐液位控制的難點 22.汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)的設計 32.1概述 32.2單沖量控制系統(tǒng) 32.3雙沖量控制系統(tǒng) 42.4三沖量控制系統(tǒng)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.4.1單級三沖量控制系統(tǒng)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.4.2串級三沖量控制系統(tǒng)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63.鍋爐汽包水位的動態(tài)特性的數(shù)學建模 73.1給水流量作用下的動態(tài)特性 73.2蒸汽流量擾動下的動態(tài)特性 83.4串級三沖量的框圖 94.硬件選擇 4.1流量傳感器選擇 104.2水位傳感器選擇 104.3電機的選擇 104.4接觸器的選擇 104.5閥的開閉選擇形式 105.PID參數(shù)的整定和SIMULINK仿真 115.1串級三沖量仿真電路圖的搭建 125.2串級三沖量PID參數(shù)的整定 135.3仿真分析 14總結(jié). 15參考文獻. 161．緒論1.1鍋爐的工作過程簡介鍋爐是工業(yè)過程中不可缺少的動力設備，鍋爐的任務是根據(jù)外界負荷的變化，輸送一定質(zhì)量(汽壓、汽溫)和相應數(shù)量的蒸汽。它所產(chǎn)生的蒸汽不但能夠為蒸餾、化學反應、干燥等過程提供熱源，而且還能夠作為風機、壓縮機、泵類驅(qū)動透平的動力源。鍋爐是由“鍋”和“爐”兩部分組成的?！板仭本褪清仩t的汽水系統(tǒng)，如圖所示。由省煤器3、汽包4、下降管8、過熱器5、上升管7、給水調(diào)節(jié)閥2、給水母管1及蒸汽母管6等組成。鍋爐的給水用給水泵打入省煤器，在省煤器中，水吸收煙氣的熱量，使溫度升高到本身壓力下的沸點，成為飽和水然后引入汽包。汽包中的水經(jīng)下降管進入鍋爐底部的下聯(lián)箱，又經(jīng)爐膛四周的水冷壁進入上聯(lián)箱，隨即又回入汽包。水在水冷壁管中吸收爐內(nèi)火焰直接輻射的熱，在溫度不變的情況下，一部分蒸發(fā)成蒸汽，成為汽水混合物。汽水混合物在汽包中分離成水和汽，水和給水一起再進入下降管參加循環(huán)，汽則由汽包頂部的管子引往過熱器，蒸汽在過熱器中吸熱、升溫達到規(guī)定溫度，成為合格蒸汽送入蒸汽母管。圖1.1鍋爐的汽水系統(tǒng)“爐”就是鍋爐的燃燒系統(tǒng)，由爐膜、煙道、噴燃器、空氣預熱器等組成。鍋爐燃料燃燒所需的空氣由送風機送入，經(jīng)過空氣預熱器，在空氣預熱器中吸收煙氣熱量，成為熱空氣后，與燃料按一定的比例進入爐膛燃燒，生成的熱量傳遞給蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，產(chǎn)生飽和蒸汽。然后經(jīng)過過熱器，形成一定的過熱蒸汽，匯集到蒸汽母管。具有一定壓力的過熱蒸汽，經(jīng)過負荷設備調(diào)節(jié)閥供負荷設備使用。與此同時，燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣，其中含有大量余熱，除了將飽和蒸汽變成過熱蒸汽外，還預熱鍋爐給水和空氣，最后經(jīng)煙囪排入大氣。1.2鍋爐汽包水位自動控制的意義鍋爐汽包水位自動調(diào)節(jié)的任務是使給水量跟蹤鍋爐的蒸發(fā)量，并維持汽包中的水位在工藝允許的范圍內(nèi)。維持汽包水位在給定范圍內(nèi)是保證鍋護和汽輪機安全運行的必要條件，也是鍋爐正常運行的主要指標之一。水位過高，會影響汽包內(nèi)汽水分離效果，使汽包出口的飽和蒸汽帶水增多，蒸汽帶水會使汽輪機產(chǎn)生水沖擊，引起軸封破損、葉片斷裂等事故。同時會使飽和蒸汽中含鹽量增高，降低過熱蒸汽品質(zhì)，增加在過熱器管壁和汽輪機葉片上的結(jié)垢。水位過低，則可能破壞自然循環(huán)鍋爐汽水循環(huán)系統(tǒng)中某些薄弱環(huán)節(jié)，以致局部水冷管壁被燒壞，嚴重時會造成爆炸事故。這些后果都是十分嚴重的。隨著鍋爐容量的增加，水位變化速度愈來愈快，人工操作愈來愈繁重，因此對汽包水位實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)提出了迫切的要求。1.3鍋爐液位控制的難點液位的控制技術(shù)是經(jīng)過控制進水或出水閥門的開度，改變水流量來實現(xiàn)的，而水溫的控制是經(jīng)過調(diào)節(jié)加熱的功率來實現(xiàn)的。鍋爐液位的控制是鍋爐控制系統(tǒng)較為重要和比較難于控制的一項。由于在鍋爐運行過程中存在進水量和出水量的變化，因此很難經(jīng)過調(diào)整PID控制器參數(shù)來滿足所有的運行條件，獲得理想的控制效果。調(diào)整過量會導致流量回路動作頻繁，從而給下游設備帶來了額外的干擾。這樣就導致液位控制器一般處于欠調(diào)正狀態(tài)允許液位在一定范圍內(nèi)波動，以減小出水量的變化。然而，欠調(diào)正的PID不能及時抑制大擾動，這就可能引起鍋爐運行的安全問題。另外，液位的波動也會破壞鍋爐運行過程的穩(wěn)定，使得蒸汽輸送等不易控制。影響鍋爐液位的關鍵變量有給水流量，蒸汽出口流量和混合燃料的進料量。各變量都有各自不同的擾動。較冷的給水造成相應的純滯后。蒸汽流出量的突然增加造成了典型的“假水位”現(xiàn)象，使得過程暫時改變了方向，容易產(chǎn)生誤操作而導致發(fā)生事故。2汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)的設計2.1概述 汽包水位的控制問題伴隨著鍋爐的出現(xiàn)而出現(xiàn)，長久以來一直是控制領域的一個典型的難問題。隨著控制理論、控制技術(shù)和現(xiàn)代控制方法的發(fā)展，鍋爐自動化控制的水平也在逐漸提高。其間主要經(jīng)歷了上世紀三四十年代單參數(shù)儀表控制，四五十年代單元組合儀表綜合參數(shù)儀表控制，以及六十年代興起的計算機控制等幾個階段。一般有如下幾種方案：單沖量控制系統(tǒng)。即汽包水位的單回路水位控制系統(tǒng)；雙沖量控制系統(tǒng)。即在單沖量系統(tǒng)的基礎上引入了蒸汽流量信號；三沖量控制系統(tǒng)。是在雙沖量系統(tǒng)的基礎上再引入給水流量信號而構(gòu)成。2.2單沖量控制系統(tǒng)單沖量水位控制系統(tǒng)以汽包水位作為唯一的控制信號，沖量即變量。水位測量信號經(jīng)變送器送到水位調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器根據(jù)汽包水位測量值H與給定值H0的偏差，經(jīng)過執(zhí)行器去控制給水調(diào)節(jié)閥以改變給水量，保持汽包水位在允許的范圍內(nèi)。系統(tǒng)框圖為圖2.1所示。圖2.1單沖量控制系統(tǒng)框圖這種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，是典型的單回路定制控制系統(tǒng)。對于水在汽包內(nèi)的停留時間較長，且負荷又比較穩(wěn)定，“虛假水位”現(xiàn)象不嚴重的情況下，采用單沖量控制系統(tǒng)，進行PID調(diào)節(jié)一般就能滿足生產(chǎn)要求。單沖量汽包水位調(diào)節(jié)的優(yōu)點是：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，在汽包容量比較大、水位在受到擾動后的反應速度比較慢、“虛假水位”現(xiàn)象不很嚴重的場合，采用單沖量水位調(diào)節(jié)時能夠滿足生產(chǎn)要求。單沖量汽包水位調(diào)節(jié)存在著一些缺點，主要有：（1）單沖量控制方案只根據(jù)水位信號控制給水量，在鍋爐負荷變化大，即階躍擾動很大時，由于鍋爐的“虛假水位”現(xiàn)象，例如負荷蒸汽增加時，水位一開始先上升，調(diào)節(jié)器只根據(jù)水位作為控制信號，就去關小閥門減少給水量，這個動作對鍋爐流量平衡是錯誤的，從而在過程一開始就擴大蒸汽流量和給水流量的波動幅度，擴大了進出流量的不平衡。（2）從給水擾動下水位變化的動態(tài)特性能夠看出，由于給水壓力變化等原因造成給水量變化時，調(diào)節(jié)器要等到水位變化后才開始動作，而在調(diào)節(jié)器動作后又要經(jīng)過一段滯后時間才能對汽包水位發(fā)生影響，因此必將導致汽包水位波動幅度大，過程時間長。2.3雙沖量控制系統(tǒng)在汽包的水位控制中，最主要的擾動是負荷的變化。雙沖量控制系統(tǒng)是以鍋爐汽包水位測量信號作為主控信號，以蒸汽流量信號作為前饋信號構(gòu)成的“前饋-反饋”控制系統(tǒng)。系統(tǒng)框圖為圖2.2所示。圖2.2雙沖量控制系統(tǒng)框圖雙沖量控制系統(tǒng)的優(yōu)點是：引入蒸汽流量前饋信號能夠消除“虛假水位”所引起的不良影響。當蒸汽量變化時，就有一個給水量與蒸汽量同方向變化的信號，能夠減少或抵消由于“虛假水位”現(xiàn)象引起的假水位；引入蒸汽流量前饋信號，能夠改進控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性，提高控制質(zhì)量。雙沖量控制系統(tǒng)存在的問題是：對于給水系統(tǒng)的擾動不能直接補償，當給水量發(fā)生擾動時，要等到汽包水位信號變化時才能經(jīng)過調(diào)節(jié)器操作執(zhí)行調(diào)節(jié)，滯后時間長，水位波動大。2.4三沖量控制系統(tǒng)2.4.1單級三沖量控制系統(tǒng)三沖量鍋爐汽包給水自動控制系統(tǒng)，是以汽包水位H為主控制信號，蒸汽流量D為前饋控制信號，給水流量W為反饋控制信號組成的控制系統(tǒng)。三沖量控制系統(tǒng)采用蒸汽量進行前饋控制。當負荷（蒸汽流量）突然發(fā)生變化，蒸汽流量信號能使給水調(diào)節(jié)閥一開始就向正方向移動，即當蒸汽流量增加時，給水調(diào)節(jié)閥開大，抵消了由于“虛假水位”引起的方向誤動作。如給水流量減少，調(diào)節(jié)器立即根據(jù)給水流量減少的信號，開大給水閥，從而使給水量保持不變。另外，給水流量信號也是調(diào)節(jié)器動作后的反饋信號，能使調(diào)節(jié)器及早知道控制的效果，因此使用三沖量控制系統(tǒng)，能使調(diào)節(jié)器動作加快，還能夠避免調(diào)解過量，減少水位波動，防止失控。系統(tǒng)框圖為圖2.3所示。圖2.3單級三沖量控制系統(tǒng)框圖從系統(tǒng)框圖能夠看出，單級三沖量控制系統(tǒng)有兩個閉合回路：一個是由給水流量W、給水變送器、調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥組成的內(nèi)回路；另一個是由汽包水位對象和內(nèi)回路構(gòu)成的主回路。蒸汽流量D及其蒸汽變送器未包含在這兩個閉合回路之內(nèi)。但它的引入能夠改進控制質(zhì)量，且不影響閉合回路工作的穩(wěn)定性。因此三沖量控制的實質(zhì)是前饋加反饋的控制系統(tǒng)。單級三沖量控制系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：相對單沖量和雙沖量控制系統(tǒng)，其控制品質(zhì)最好，能有效地滿足系統(tǒng)對快速性、穩(wěn)定性、準確性的要求，能有效地避免“虛假水位”現(xiàn)象。與單沖量和雙沖量相比，最大的不足是，系統(tǒng)成本高，系統(tǒng)復雜，不容易整定。2.4.2串級三沖量控制系統(tǒng) 隨著生產(chǎn)過程向著大型、連續(xù)和強化的方向發(fā)展，對操作的要求更加嚴格，參數(shù)間相互關系更加復雜，對控制的精度和功能提出新的要求。為此，需要在單回路的基礎上，采取其它措施，組成復雜控制系統(tǒng)。如圖所示的三沖量串級控制系統(tǒng)框圖中，主調(diào)節(jié)器接受水位信號作為主控信號和蒸汽流量信號去控制副調(diào)節(jié)器的給水設定值，副調(diào)節(jié)器除了接受主調(diào)節(jié)器的設定信號外，還接受給水流量信號。蒸汽流量信號作為前饋信號對給水流量進行前饋控制，當蒸汽負荷突然發(fā)生變化時，蒸汽流量信號使給水調(diào)節(jié)閥立即向正確的方向移動，即當蒸汽流量增加時，給水調(diào)節(jié)閥開大，從而抵消了由于虛假水位引起的反向作用，因此減少了水位和給水流量的波動幅度。給水流量信號作為調(diào)節(jié)閥動作后的反饋信號，能使調(diào)節(jié)器及早知道控制的效果，做出相應的調(diào)整。系統(tǒng)框圖為圖2.4所示。圖2.4串級三沖量控制系統(tǒng)框圖在實際應用中，由于選定的控制閥門不一樣，串級三沖量作為控制系統(tǒng)的設計也就不一樣。3.鍋爐汽包水位的動態(tài)特性的數(shù)學建模3.1給水流量作用下的動態(tài)特性在給水流量突然增加的瞬間，鍋爐的蒸發(fā)量還未改變，給水流量大于蒸發(fā)量，但水位一開始并不立即增加，這是因為溫度較低的給水進入省煤器及水循環(huán)系統(tǒng)的流量增加了，從原有的飽和汽水混合物中吸取了一部分熱量，使水面下的汽泡容積有所減少。事實上也就是因為給水溫度遠低于省煤器的溫度，即給水有一定的過冷度，水進入省煤器后，使一部分汽變成了水，特別是沸騰式省煤器，給水減輕了省煤器內(nèi)的沸騰度，省煤器內(nèi)汽泡總?cè)莘e減少，因此，進入省煤器內(nèi)的水首先用來填補省煤器中因汽泡破滅容積減少而降低的水位，經(jīng)過一段遲延甚至水位下降后，才能因給水不斷從省煤器進入汽包而使水位上升。在此過程中，負荷還未變化，汽包中水仍在蒸發(fā)，因此水位也有下降趨勢。由H曲線能夠清楚地看出給水被控對象內(nèi)擾的特點是：給水擾動剛剛加入時，由于給水的過冷度影響，水位H的變化很慢，經(jīng)過一段時間之后其變化速度才逐漸增加，最后變?yōu)榘匆欢ㄋ俣戎本€上升，這時就是物質(zhì)不平衡在起主要作用了，如果給水量和蒸汽量不能平衡，水位就不能確定。下面簡單介紹一下水位在給水擾動下的傳遞函數(shù)。根據(jù)物料不平衡和熱平衡的關系，鍋爐汽包水位調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性方程經(jīng)推導，可簡化成：（3.1）式中：h為汽包水位的高度； 為給水流量項的時間常數(shù)； 為蒸汽流量項的時間常數(shù)； 為蒸汽流量項的放大倍數(shù)； 、為時間常數(shù)。同時、的式子如下：式中：D為鍋爐蒸汽流量； W為鍋爐給水流量。 可見，引起汽包水位變化的擾動主要是蒸汽流量（稱為外擾動）和給水流量（稱為外擾動），因此，在給水流量作用下的汽包水位調(diào)節(jié)對象的運動方程式可表示為：（3.3）兩邊取拉氏變換，結(jié)合工程實際忽略較小的，并考慮到汽包水位在較長一段時間里不隨給水量的增加而增加。因此，可得到鍋爐汽包水位在給水流量作用下的動態(tài)數(shù)學模型如下：（3.4）3.2蒸汽流量擾動下的動態(tài)特性負荷變化時汽包水位的動態(tài)特性具有特殊的形式：負荷增加時，蒸發(fā)量大于給水量，但水位不是下降反而迅速上升；負荷突然減小時，水位卻先下降，然后迅速上升，這就是“虛假水位”現(xiàn)象。虛假水位的變化情況和鍋爐的特性有關，燃料突然減小時（如鍋爐滅火），“虛假水位”約在2～4分鐘內(nèi)即達到最低值。在外部負荷突然減小時（如汽輪機甩負荷），“虛假水位”約在20秒內(nèi)即達到最低值，而且，“虛假水位”達到最低值的時間和負荷達到的最低值的時間基本相同。汽輪機甩負荷擾動下的“虛假水位”現(xiàn)象是相當嚴重的，這給組成水位自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)帶來了困難。為了維持水位在允許的范圍內(nèi)，運行中應對負荷的一次變動量及負荷變化速度加以限制。同理，可得到在外擾動下，汽包水位調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性方程為：（3.5）對上式方程進行拉氏變換，并令、得到鍋爐汽包水位在蒸汽流量作用下的動態(tài)數(shù)學模型如下：（3.6)3.3控制變量的確定由于現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)實現(xiàn)比較困難，這里我們設定鍋爐的噸位為35t，而且取，，于是可得到鍋爐汽包水位在給水流量作用下的動態(tài)數(shù)學模型為：（3.7）最終可得到鍋爐汽包水位在蒸汽流量作用下的動態(tài)數(shù)學模型為：(3.8)3.4串級三沖量的框圖給水流量給水流量給定液位蒸汽流量液位圖3.2汽包水位三沖量控制系統(tǒng)框圖從系統(tǒng)框圖能夠看出，單級三沖量控制系統(tǒng)有兩個閉合回路：一個是由給水流量W、給水變送器、調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥組成的內(nèi)回路；另一個是由汽包水位對象和內(nèi)回路構(gòu)成的主回路。蒸汽流量D及其蒸汽變送器未包含在這兩個閉合回路之內(nèi)。但它的引入能夠改進控制質(zhì)量，且不影響閉合回路工作的穩(wěn)定性。因此三沖量控制的實質(zhì)是前饋加反饋的控制系統(tǒng)。4硬件選擇4.1流量傳感器選擇根據(jù)控制方案能夠知道流量傳感器用于測量給水流量和蒸汽流量，這兩個信號能夠有效地改進控制質(zhì)量，因此合理的選擇流量傳感器能夠有效的改進整個系統(tǒng)的控制質(zhì)量。上海正博自動化儀表有限公司生產(chǎn)的LUGB-99型渦街流量計是一種基于卡門渦街原理流體振動式新型流量計，它具有測量范圍廣、壓損小、性能穩(wěn)定、準確度高和安裝、使用方便等優(yōu)點，廣泛應用于封閉工業(yè)管道中液體、汽體和蒸汽介質(zhì)體積和質(zhì)量流量的測量。4.2水位傳感器選擇由于該設計的目的是控制水位穩(wěn)定，而整個控制系統(tǒng)的基礎是對水位的準確測量，因此水位能否準確測量直接關系到控制質(zhì)量的優(yōu)劣。合理的選擇水位傳感器在水位控制系統(tǒng)的設計中有關鍵作用。假設汽包水位應該控制在300±10mm，根據(jù)過程控制儀表量程選擇原則：儀表量程應該為被測量參數(shù)的4/3～3/2倍。因此所選傳感器的最大量程為:400～450mm。而且汽包水位應該控制在300±10mm，因此所選水位傳感器的精度應該高于10/450=2.2%FS，因此選擇該測量精度才能夠滿足要求。4.3電機的選擇電機是鍋爐汽包供水的動力設備，電機的準確選型關系到汽包能否準確供水進而影響到汽包水位的穩(wěn)定。假設控制的鍋爐蒸發(fā)量為：35t/h，汽包壓力0.5MP，管道直徑50mm因此能夠?qū)φ９ぷ鲿r電機的功率作如下估算：(4.1)由計算結(jié)果能夠知道選用功率為100Kw的三相異步電動機完全能夠滿足工作要求，由于使用變頻調(diào)速不必選用繞線型異步電動機，選用鼠籠型電機就能夠滿足要求。濟南華力貝爾機電設備有限公司生產(chǎn)的YJTG三相變頻調(diào)速電機專門為變頻調(diào)速設計能夠根據(jù)技術(shù)要求設定其額定電壓為380V,額定功率為100kw。4.4接觸器的選擇接觸器是系統(tǒng)中用到的重要開關設備，接觸器的合理選擇能保證交流電動機能夠準確及時的啟動、停止。根據(jù)分析三相交流異步電機的最高工作電流是工作于50Hz交流電壓下，其工作電流為：(4.2)因此根據(jù)設計的要求浙江宏立電器有限公司生產(chǎn)的HLC-3X系列空調(diào)接觸器主要適用于50Hz或60Hz、在AC-7b使用類別額定工作電壓為230V或480V時額定電流至40A電路中，適用于起動和控制三相交流電動機(壓縮機)及其它三相負載，選擇五套該類型接觸器同時帶動一臺電機能夠滿足設計要求。4.5閥的開閉選擇形式關于給水調(diào)節(jié)閥的氣開氣關的選擇，一般都是從安全角度考慮的，人員安全、生產(chǎn)安全、系統(tǒng)設備安全的需要為首要依據(jù)。由于工業(yè)生產(chǎn)過程的調(diào)節(jié)閥絕大部分為氣動調(diào)節(jié)閥，因此要選擇調(diào)節(jié)閥的氣開氣關方式。鍋爐給水調(diào)節(jié)閥一般采用氣關式，一旦事故發(fā)生，系統(tǒng)失控，供水調(diào)節(jié)閥處于全開位置，是鍋爐不致因給水中斷燒壞，避免爆炸等事故的發(fā)生。5PID參數(shù)的整定和SIMULINK仿真5.1串級三沖量仿真電路圖的搭建圖5.1串級三沖量仿真電路圖5.2串級三沖量PID參數(shù)的整定根據(jù)工程整定及經(jīng)驗公式法粗略估算主控制器的P=20，I=1，D=60，副控制器根據(jù)階躍擾動信號粗略計算得到P=16，I=30，D=0.5.按照上述參數(shù)輸入控制器。得到的控制圖像如下圖5.2所示:圖5.2控制圖像經(jīng)過圖像能夠看出在該參數(shù)控制下，系統(tǒng)存在較大的超調(diào)和震蕩，因此我采用增大微分作用和減弱積分時間的方法來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。改進參數(shù)如下圖5.3和5.4所示：圖5.3主控制器PID圖5.4副控制器PID改進控制參數(shù)后控制圖像如下圖5.2所示：圖5.5改進后控制圖像5.3仿真分析主回路是用于校正水位偏差的，副回路的作用則是快速消除內(nèi)擾，前饋通路用于補償外擾，克服虛假水位現(xiàn)象。在串級三沖量給水控制系統(tǒng)中給水流量擾動是內(nèi)擾，串級三沖量給水控制系統(tǒng)中主調(diào)節(jié)器的任務是校正水位，這比單級三沖量給水控制系統(tǒng)的工作更為合理