基于智能仪表的串级煤气加热炉温度控制系统设计.pdf

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1、工业自基于智能仪表的串级煤气加热炉温度控制系统设计吴兴纯，赵金燕，杨秀莲，杨燕云(1．云南农业大学基础与信息工程学院，云南昆明650201；2．云南农业大学国资处，云南昆明650201)摘要：为解决煤气加热炉由于燃料压力变化而引起出料温度波动的问题，将串级技术应用到炉温控制系统中。分析了加热炉的对象特点和引起炉温波动的因素，介绍了串级技术原理，提出了基于组态软件、串级技术和智能仪表炉温液位控制系统。实验结果表明：串级技术是解决这类问题的有力工具。该控制系统具有静态精度高、自适应能力强、可靠性好、抗扰动性强的特点．大大提高

2、了炉温的控制质量。关键词：温度控制；串级技术；扰动；智能仪表；组态软件中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1009—9492(2011)10—0043—04TheDesignofTemperatureStringControlSystemforGasHeatersBasedonIntelligenceMeasuringApplianceWUXing-chun，ZHA0Jin-yan，YANGXiu-lian，YANGYan-yun(1．CollegeofFoundationandInformation，Yunn

3、anAgricultureUniversity，Kunming650201，China；2．TheAssetsManage—mentDepartment，YunnanAgricultureUniversity，Kunming650201，China)Abstract：Inordertosolvetheproblemsofheater’Svarietiescausedbygasstressing，thestringcontrollerwasinvestigatedinthetemper-aturecontrolsystem

4、．Aftertheanalyzingoftheheaterscharacteristicsandthe~ctorscausingtemperaturevariation，thecascadecontroltechnologywaspresentedandanewsystembasedonconfigurationsoftware，intelligencemeasuringapplianceandcascadecontrolwasin—vestigatedingasheaters．Theresultsshowedthatt

5、hegoodeffectswereachievedbythecascadecontrollerandthistemperaturecontrolsys—temhadthecharacteristicsofstaticaccuracy，adaptability，reliability，andanti—interference．Keywords：temperaturecontrol；cascadecontrol；interference；intelligencemeasuringappliance；configuration

6、software1引言主控回路的串级随动控制技术来设计一个炉温控制在工业生产中，广泛存在采用煤气作为燃料、器。微分先行控制器作为一种模型加入到反馈控同一煤气总管道给多台加热炉加热的生产过程。制回路中，以补偿过程的动态特性，使被控对象加热炉借助于总管道煤气的燃烧来保持其出料温的滞后时间7-超前反映到控制器．有效地解决了度(即炉温)的恒定。煤气压力的变化、进出料大惯性环节的时间滞后问题．减少了系统的超调的多少等对受控制温度的影响很大，系统中存在量，加速了系统的调节过程。使炉温控制达到了着严重的一次扰动和二次扰动。当煤气压力发

7、生良好的效果．静态、动态性能指标均达到了控制变化或者是系统进出料时。加热炉需要相应地调要求。整其煤气流量调节阀门的开度位置来保证流量的2对象分析和控制方案设计恒定以保证炉温的恒定．这在过程上是一个很复2．1对象分析杂的控制问题，系统不仅惯性大而且滞后时间长，加热炉温度场是一个梯度场，其温度的上升传统PID单回路控制难以满足控制要求。本文针或下降随时间缓慢变化[2_。实验和经验表明，加对这类工业加热炉温度控制系统的设计和技术改热炉对象可近似为一个纯滞后环节和一个惯性环造的现状[，采用主控回路与副控回路相配合、节组成，其传递

8、函数为：副控回路采用微分先行算法、二次扰动即主要扰G()=丽KP动设计在副控回路、一次扰动即次要扰动设计在收稿日期：2011—04—26鋈自动化其中：．r为纯滞后时间；K为放大倍数；T为在副控回路中．通过副控回路的调节作用，在扰惯性时间。当煤气总管道的压力不保持恒定时，动影响到主控回路被调参数之前，大大削弱了扰阀位与