防爆電加熱器溫度是主要被控參數(shù)

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 防爆電加熱器溫度是工業(yè)對象中的主要被控參數(shù)之一，在工業(yè)企業(yè)中如何提高諸如電爐這樣的溫度控制對象的運行性能一直是現(xiàn)場技術(shù)人員努力解決的問題。溫度控制對于大型工業(yè)控制、制冷和制熱等工程具有廣闊的應用前景。溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國、德國等先進國家相比，仍然有著較大的差距。近幾年來快速發(fā)展了多種先進的溫度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法控制等。這些控制技術(shù)大大的提高了控制精度，不但使控制變得簡便，而且使產(chǎn)品的質(zhì)量更好，降低了產(chǎn)品的成本，提高了生產(chǎn)效率。  3  生產(chǎn)過程和工藝流程     當前國內(nèi)小型加熱器一般分為兩種類型，電加熱式和燃油加熱式。我選用立式盤管燃油式加熱器為例，由燃油供給系統(tǒng)、鼓風系統(tǒng)、燃燒器、加熱管、控制系統(tǒng)等組成。它的工藝流程如下：首先盤管加熱器的受熱面是一組盤管。給水從加熱器的底部進入內(nèi)盤管，水沿內(nèi)盤管螺旋上升至加熱器上部，隨即進外盤管，水沿外盤管螺旋下降至加熱器底部。水在內(nèi)外盤管中受熱，最后從加熱器底部排出同時燃油對加熱器進行加熱，使加熱器達到一定溫度，這樣就可以改變流過加熱器盤管的水的溫度，來控制出水口水溫。 4  分析被控對象特性，建立數(shù)學模型     防爆電加熱器對于被控對象的特性，我選擇通過實驗方法應用Matlab軟件仿真出來并建立其數(shù)學模型。通過得出的實驗數(shù)據(jù)確定被控對象的數(shù)學模型對于本系統(tǒng)，當系統(tǒng)剛剛啟動，或控制信號中斷時，此時無控制信號，應切斷進加熱器的燃料，要求無燃料給加熱器加熱，以免加熱器溫度過高造成事故。同樣當系統(tǒng)有故障時，要求此時加熱器內(nèi)有水，即開大進水閥，免得由于無水而使得燃料直接給加熱器加熱，而損壞或損毀加熱器。因此在加熱器的控制閥門時，為保證失控狀態(tài)下鍋爐的安全：給水閥應選氣關(guān)式，而燃料閥應選氣開式。  對于副控制器，當水溫上升時，加熱器內(nèi)溫度大于設(shè)定值為正偏差，控制器輸出要隨著減小，故為反作用。對于主控制器，水溫和加熱器溫度都上升時，因給水閥為氣關(guān)型，燃料閥為氣開型，要使兩個變量都下降，兩個閥調(diào)節(jié)方向一致，故為反作用。 8  控制器設(shè)計    控制規(guī)律：我所設(shè)計的加熱器出口水溫系統(tǒng)屬于連續(xù)控制。主參數(shù)是生產(chǎn)工藝的主要控制指標，工藝上要求比較嚴格，要求無余差，穩(wěn)定性好，又因被控對象有滯后環(huán)節(jié)，所以，主調(diào)節(jié)器選用PID調(diào)節(jié)器。而控制副參數(shù)是為了提高主參數(shù)的控制質(zhì)量，對副參數(shù)的要求一般不嚴格，允許有靜差。因此，副調(diào)節(jié)器一般選P調(diào)節(jié)即比例控制器就可以了。    控制參數(shù)整定：參數(shù)的整定我是在不斷的實驗試湊下完成的，實驗試湊法就是根據(jù)控制器各參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響程度,邊觀察系統(tǒng)的運行,邊修改參數(shù),直到滿意為止。  防爆電加熱器積分系數(shù)KI和微分系數(shù)KD取零,即取消微分和積分作用,采用純比例控制。將比例系數(shù)KP由小到大變化,觀察系統(tǒng)的響應,直至速度快,且有一定范圍的超調(diào)為止。如果比例控制系統(tǒng)的靜差達不到設(shè)計要求,這時可以加入積分作用。在整定時將積分系數(shù)KI由小逐漸增加,積分作用就逐漸增強,觀察輸出會發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)的靜差會逐漸減少直至消除。反復試驗幾次,直到消除靜差的速度滿意為止。注意這時的超調(diào)量會比原來加大,應適當?shù)慕档鸵稽c比例系數(shù)KP。若使用比例積分(PI)控制器經(jīng)反復調(diào)整仍達不到設(shè)計要求,或不穩(wěn)定,這時應加入微

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