基于DSP的锅炉汽包水位控制系统的控制策略的研究

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1、摘要摘要锅炉是电力、石油、化工等工业部门的重要热源、能源动力设备，锅炉控制系统的水平已经成为衡量锅炉性能的一个重要因素。由于锅炉往往启停频繁、负荷变化大，依靠人工操作很难保证其安全、稳定地在经济工况下长期运行。在实际运行中，自动控制已成为锅炉安全高效运行的保证。锅炉控制是一个比较复杂的控制过程，为保证提供合格的蒸汽适应负荷的需要以及锅炉的运行安全，各个环节的工艺参数必须严格控制，而汽包水位控制系统是锅炉自动控制系统中最重要的环节。汽包水位是锅炉正常运行的重要参数，维持汽包水位在一定的范围内变化，是锅炉水位控制的重要任务之一，也是保证汽机和锅炉安全运行的重要条件。如果

2、汽包水位过高，会影响汽包的汽水分离装置的正常工作，导致锅炉出口蒸汽带水和含盐量过大，使过热器受热面结垢甚至遭到破坏，影响机组的正常运行和经济性指标：如果汽包水位过低，会使锅炉水循环工况破坏，造成水冷壁供水不足而被烧坏。所以研究锅炉汽包水位的控制有着重要的意义．目前锅炉汽包水位的控制大多采用常规PID控制方式，由于其控制参数是固定不变的，不能进行在线调整，其控制效果往往难以满足要求。常规模糊控制也有应用，但存在静态误差大和继电器特性等缺陷。模糊自适应PID控制自适应能力强，消除了继电器特性，理论上可以完全消除系统静态误差。将模糊自适应PID控制理论应用于控制系统设计中

3、，不需要对系统模型进行较大的改动，就能够获得较好的控制效果。因此，本文采用了模糊自适应PID理论进行汽包水位控制系统的设计。在控制器的设计上以数字信号处理器DSP芯片TMS320LF2407A为核心设计了锅炉汽包水位模糊自适应PID控制系统的硬件和软件。应用MATLAB仿真软件对该汽包水位控制系统进行验证和分析，仿真结果表明本系统能够基本消除扰动对水位的影响，同时提高了蒸汽产量和质量，对节约生产成本、提高经济效益都有重大意义，是一种很有前途的控制方法。图[49]表【6】参[36]关键词：汽包水位；PID控制；模糊自适应控制；DSP；MATLAB分类号：TN80：安徽

4、理工大学硕+学位论文AbstractBoilerisonekindofveryimportantheatandenergypowerresourceequipmenttoservenationalindustryofelectric，petroleum，chemicalandothers．Thecontrollevelofboilersystembecomesonekeyfactortomeasuretheperformanceofsystem．Becauseboilerbearsfrequentoperationonstartingandpausingwithva

5、riantload，itisdifficulttorelyonmanualoperationtoensureitssecurity,stabilityandlong-termoperationtobeeconomicalinrealproductionconditions．Actuallycontrolautomationhasbecomeaguaranteetooperationofsafetyandhighefficiency．Boilercontrolisamorecomplicatedcontrolprocess，inordertoensuretheprov

6、isionofqualifiedneedsthesteamloadandthesafeoperationofboilers，eachaspectoftheprocessparametersmustbestrictlycontrolled，andthedrumwaterlevelcontrolsystemforautomaticcontrolsystemforboilersarethemostimportantaspect．Boilerdrumwaterlevelareimportantparametersofthenormaloperationtomaintaint

7、hedrumwaterlevelatacertainrangeofchanges．Boilerwater-levelcontrollingisamongoneoftheimportanttasksaswellassteamturbineandboilertoensuresafeoperationofanimportantcondition．Ifthewaterlevelaffectsthesoftdrumofthenormalworkofseparationdevices，whichmayresultintheexportedsteamboilerwithwat