共56頁(yè)，字?jǐn)?shù)總計(jì)：19321
摘要
本文首先分析了影響汽包水位的各種干擾因素，并對(duì)汽包水位的動(dòng)、靜態(tài)特性進(jìn)行分析。介紹了傳統(tǒng)的PID控制方式，由于鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器的輸入端常加有三個(gè)不確定的輸入量，極易引起水位控制偏差。所以本文提出了兩種消除水位偏差的方法：輔助信號(hào)自消方法和輔助信號(hào)對(duì)消方法。采用輔助信號(hào)蒸汽流量和給水流量對(duì)消方法消除水位偏差，根據(jù)鍋爐汽包水位控制實(shí)際要求，采用模糊PID控制，用MATLAB中的SIMULINK仿真工具箱設(shè)計(jì)了二輸入單輸出模糊控制器對(duì)鍋爐汽包水位進(jìn)行在給定值下仿真。并用常規(guī)PID和模糊PIDF方法去控制汽包液位，對(duì)比兩種控制策略下的防真圖像，仿真圖像表明后者的抗干擾能力和魯棒性更好，可以保證水位的穩(wěn)定，并且能有效解決用常規(guī)PID無(wú)法解決的“虛假液位”問(wèn)題。最后簡(jiǎn)單介紹幾種由汽包水位測(cè)量方法及測(cè)量誤差帶來(lái)影響、及消除方法，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例解決了汽包水位測(cè)量不準(zhǔn)的問(wèn)題，減少了由于水位測(cè)量誤差給汽包水位帶來(lái)的不利影響。
關(guān)鍵詞：汽包水位、虛假液位、PID控制、模糊PID控制、水位測(cè)量誤差

Abstract
This article first analyzes the impact of the drum water level of the various interfering factors,and drum water level of the dynamic and static analysis features.Introduced the traditional PID control,due to the boiler drum water level control system input regulator has three regular increase of the input uncertainty is very easy to control the deviation caused by the water level.Therefore,this paper two methods to eliminate the water level deviation: auxiliary signal from the elimination method and auxiliary signal cancellation method. The use of auxiliary steam flow signal and water flow rate on the elimination method to eliminate the water level deviation of the boiler drum water level control in accordance with practical requirements, the use of fuzzy PID control, the use of MATLAB simulation toolbox SIMULINK design two-input single-output fuzzy controller on the boiler drum the water
level to the next value in a given simulation. Using conventional PID and fuzzy control approach to PIDF drum level,compared to two control strategies of anti-real images,
simulation images show that the latter's anti-interference ability and robustness better, can guarantee the stability of the water level, and can effectively solution can not be resolved with conventional PID "false level" problem.
Finally, a brief introduction by the drum water level of several measurement methods and about the impact of measurement error, and the elimination method, through on-site example of the drum water level measurement solution to the problem of not allowed to reduce measurement error due to the water level to the negative drum water level impact.
Key words: Drum water level、PID control、fuzzy PID control,、water level measurement error
目錄

第一章 緒論
1.1 課題背景與意義
目前，我國(guó)現(xiàn)有工業(yè)鍋爐幾十萬(wàn)臺(tái)，各種工業(yè)爐窯十萬(wàn)余臺(tái)。鍋爐和工業(yè)爐窯年耗標(biāo)準(zhǔn)煤約3億噸以上，是國(guó)家的一個(gè)耗能大戶。由于技術(shù)落后、設(shè)備陳舊、操作水平低，目前鍋爐和工業(yè)爐窯普遍存在著熱效率低、能耗高的問(wèn)題。我國(guó)正面臨能源緊缺的危機(jī)，鍋爐和工業(yè)爐窯采用計(jì)算機(jī)控制是一項(xiàng)重要的節(jié)能措施。實(shí)踐證明，爐窯采用計(jì)算機(jī)控制可以節(jié)能5~10%。此外，鍋爐和工業(yè)爐窯采用計(jì)算機(jī)控制，還具有減少環(huán)境污染、降低氧化燒損率、提高自動(dòng)化水平、改善勞動(dòng)條件等優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是對(duì)鍋爐生產(chǎn)的主要被控參量進(jìn)行自動(dòng)控制，使鍋爐保持在所要求的良好工況下運(yùn)行。
鍋爐是現(xiàn)代工業(yè)、企業(yè)、事業(yè)單位的工作生產(chǎn)動(dòng)力之源，鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是保障國(guó)家財(cái)產(chǎn)及人民生命安全，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，合理使用和節(jié)約能源的重要保證。鍋爐是受火焰加熱且具有爆炸危險(xiǎn)的特殊設(shè)備和壓力容器，其安全性尤為重要。只有在充分保證鍋爐安全生產(chǎn)、保護(hù)環(huán)境和運(yùn)行可靠的前提下，通過(guò)科學(xué)管理、技術(shù)改造、提高操作及運(yùn)行水平，使鍋爐實(shí)現(xiàn)熱效率高的狀態(tài)。鑒于鍋爐控制系統(tǒng)的研究對(duì)于提高系統(tǒng)的安全性，經(jīng)濟(jì)性，穩(wěn)定性具有深遠(yuǎn)的意義，同時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化也有一定的促進(jìn)作用。其中壓力、水位、溫度是鍋爐運(yùn)行質(zhì)量的重要指標(biāo)，水位過(guò)高會(huì)影響汽水分離，產(chǎn)生汽帶水現(xiàn)象;水位過(guò)低會(huì)影響汽水循環(huán)，使金屬局部過(guò)熱而爆管，導(dǎo)致重大事故。因此，必須對(duì)汽包水位進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使水位嚴(yán)格控制在規(guī)定范圍內(nèi)。正常運(yùn)行時(shí)的鍋爐燃燒系統(tǒng)必護(hù)使出口的過(guò)熱蒸汽溫度維持在一定范圍內(nèi)，該參數(shù)的控制質(zhì)量直接影響著機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。過(guò)熱蒸汽溫度過(guò)高，可能造成過(guò)熱器、蒸汽管道及汽輪機(jī)的高壓部分金屬損壞;過(guò)熱蒸汽溫度過(guò)低，降低汽輪機(jī)的效率，加劇對(duì)葉片的侵蝕。所以，在鍋爐運(yùn)行中必須保持過(guò)熱汽溫的穩(wěn)定性。另外，壓力過(guò)大容易帶來(lái)危險(xiǎn)。所以，要把壓力、水位、溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)。
為了滿足負(fù)荷設(shè)備的要求，保證鍋爐本身運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，工業(yè)鍋爐主要有下列自動(dòng)調(diào)節(jié)任務(wù):
1 保持汽包水位
汽包水位是工業(yè)鍋爐正常運(yùn)行的主要指標(biāo)。水位過(guò)高會(huì)影響汽水分離，產(chǎn)生汽帶水現(xiàn)象;水位過(guò)低會(huì)影響汽水循環(huán)，使金屬局部過(guò)熱而爆管，導(dǎo)致重力事故。因此，必須對(duì)汽包水位進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，把水位嚴(yán)格控制在規(guī)定范圍內(nèi)。