防爆電加熱器溫度是主要被控參數

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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場(chǎng)技術(shù)人員努力解決的問(wèn)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。溫度控制系統在國內各行各業(yè)的應用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國內生產(chǎn)的溫度控制器來(lái)講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國、德國等先進(jìn)國家相比，仍然有著(zhù)較大的差距。近幾年來(lái)快速發(fā)展了多種先進(jìn)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(jiǎn)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(guò)程和工藝流程     當前國內小型加熱器一般分為兩種類(lèi)型，電加熱式和燃油加熱式。我選用立式盤(pán)管燃油式加熱器為例，由燃油供給系統、鼓風(fēng)系統、燃燒器、加熱管、控制系統等組成。它的工藝流程如下：首先盤(pán)管加熱器的受熱面是一組盤(pán)管。給水從加熱器的底部進(jìn)入內盤(pán)管，水沿內盤(pán)管螺旋上升至加熱器上部，隨即進(jìn)外盤(pán)管，水沿外盤(pán)管螺旋下降至加熱器底部。水在內外盤(pán)管中受熱，最后從加熱器底部排出同時(shí)燃油對加熱器進(jìn)行加熱，使加熱器達到一定溫度，這樣就可以改變流過(guò)加熱器盤(pán)管的水的溫度，來(lái)控制出水口水溫。 4  分析被控對象特性，建立數學(xué)模型     防爆電加熱器對于被控對象的特性，我選擇通過(guò)實(shí)驗方法應用Matlab軟件仿真出來(lái)并建立其數學(xué)模型。通過(guò)得出的實(shí)驗數據確定被控對象的數學(xué)模型對于本系統，當系統剛剛啟動(dòng)，或控制信號中斷時(shí)，此時(shí)無(wú)控制信號，應切斷進(jìn)加熱器的燃料，要求無(wú)燃料給加熱器加熱，以免加熱器溫度過(guò)高造成事故。同樣當系統有故障時(shí)，要求此時(shí)加熱器內有水，即開(kāi)大進(jìn)水閥，免得由于無(wú)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(mén)時(shí)，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(kāi)式。  對于副控制器，當水溫上升時(shí)，加熱器內溫度大于設定值為正偏差，控制器輸出要隨著(zhù)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(shí)，因給水閥為氣關(guān)型，燃料閥為氣開(kāi)型，要使兩個(gè)變量都下降，兩個(gè)閥調節方向一致，故為反作用。 8  控制器設計    控制規律：我所設計的加熱器出口水溫系統屬于連續控制。主參數是生產(chǎn)工藝的主要控制指標，工藝上要求比較嚴格，要求無(wú)余差，穩定性好，又因被控對象有滯后環(huán)節，所以，主調節器選用PID調節器。而控制副參數是為了提高主參數的控制質(zhì)量，對副參數的要求一般不嚴格，允許有靜差。因此，副調節器一般選P調節即比例控制器就可以了。    控制參數整定：參數的整定我是在不斷的實(shí)驗試湊下完成的，實(shí)驗試湊法就是根據控制器各參數對系統性能的影響程度,邊觀(guān)察系統的運行,邊修改參數,直到滿(mǎn)意為止。  防爆電加熱器積分系數KI和微分系數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KP由小到大變化,觀(guān)察系統的響應,直至速度快,且有一定范圍的超調為止。如果比例控制系統的靜差達不到設計要求,這時(shí)可以加入積分作用。在整定時(shí)將積分系數KI由小逐漸增加,積分作用就逐漸增強,觀(guān)察輸出會(huì )發(fā)現,系統的靜差會(huì )逐漸減少直至消除。反復試驗幾次,直到消除靜差的速度滿(mǎn)意為止。注意這時(shí)的超調量會(huì )比原來(lái)加大,應適當的降低一點(diǎn)比例系數KP。若使用比例積分(PI)控制器經(jīng)反復調整仍達不到設計要求,或不穩定,這時(shí)應加入微

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