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基于PLC系统的锅炉内胆水温控制系统的设计 基于PLC系统的锅炉内胆水温控制系统的设计

格式:word 上传:2022-06-25 17:08:05

《基于PLC系统的锅炉内胆水温控制系统的设计》修改意见稿

1、“.....图调节温度初值为,设定值设为,。所得曲线如图所示。其中曲线即为水温测量值曲线曲线为给定值曲线曲线为控制器的输出值曲线。图调节分析对于图,所用的三个参数是通过扩充响应曲线法整定得到的参数。可见此时的控制效果很差,系统处于振荡,且不可能稳定。对于图,是采用试凑法测量到的曲线,可见系统基本趋于稳定,只是调节时间略微长些,但比图中的调节时间短,这就是加了微分后的效果稳定时有小幅波动,但能控制在之内此时的超调量为对于图,也是试凑后测量到的曲线,其效果比图中的还好,系统趋于稳定,调节时间短,稳定时波动少,最大幅度只有而且超调量也减小为所以通过扩充响应曲线法整定的参数只能作为初步的参考值,而要想获得良好的控制效果,还需要反复修改控制参数,使用试凑法才能使系统达到相对最佳的控制效果......”

2、“.....且各参数的整定值都为如图所示。图参数整定表水循环在升温过程中对系统性能的影响有水循环时将锅炉内胆水温从加热到,即在水温稳定在时,将控制器的设定值设为,则电加热管开始加热直到为止。实验所得曲线如图所示。此时系统基在原有课题的基础上,考虑了水循环通路,很好的解决了锅炉内胆水温控制系统的冷却问题,使系统能够可靠稳定地运行。存在不足之处。由于常规控制没有自整定功能,故不具有自适应性,所以各参数的整定不是唯的,随着周边环境的温度变化等干扰因素,其参数会有定的偏移。解决的办法是可以采用基于神经网络的模糊自适应控制方法等改进后的控制算法来实现控制。虽然加了水循环,对系统的稳定起到了良好的作用,但当内胆温度加热到以上时,会使系统调节时间加长或达不到稳定,此时只能关闭水循环通路。本稳定,稳定后的偏差在以内,有波动是因为取值太大的缘故,使得调节器动作太灵敏调节时间短......”

3、“.....实验所得曲线如图所示。可见无水循环时不是很稳定,调节时间增加,且超调也有所增加为图为无水循环时的升温过程曲线。图无水循环时的升温过程曲线水循环在降温过程中对系统性能的影响有水循环时内胆水温从降到,即在水温稳定在时,将控制器的设定值设为,则控制器输出为,电加热管停止加热。实验所得曲线如图所示的曲线。从降到总共所需时间为分。无水循环时锅炉内胆水温也从降到,实验所得曲线如图所示的曲线。从图中可知从降到所需时间为分秒,所花时间已经大于有水循环时的总降温时间分秒,何况此时温度只降到还没降到。图为无水循环时的降温过程曲线。图有水循环时的降温过程曲线图无水循环时的降温过程曲线结束语从以上实验可得有水循环将提高系统的控制性能,升温时可以保证系统在短时间内达到稳定,在降温时虽然也要定时间,但比起自然冷却,其可以明显得缩短降温时间......”

4、“.....但是,若锅炉的内胆水温与水循环通路中的水温温差小的话,此时的降温效果不明显,跟自然冷却差不多而当两者温差越大时,降温速度越快,所以在内胆温度需要加热到以上时,最好关闭水循环通路,否则系统调节时间加长或达不到稳定的效果。锅炉内胆水温控制系统从实验的效果看,已经达到了预期的目标和要求,而且还有定的改进。虽然对象特性具有定的大惯性,但经过多次调试后,能确定合适的控制参数,且控制效果较好,系统的超调量能控制在以内,使锅炉的内胆温度与给定值保持致,实现了锅炉内胆水温的常规控制......”

5、“.....在模块停止工作时,同时将模拟量输出清零。网络对应的程序为模拟量输出清零置,等待置,将中的内容清零监控画面的设计是西门子公司开发的上位机组态软件,通过可以与通讯,对控制对象进行远程检测和控制。监控设计画面如图所示。脚本程序编辑如图所示。图锅炉内胆温度控制监控画面图脚本程序编辑组态界面设计完毕,保存并激活,运行工程,可以查看变量曲线的变化,通过对相应控制参数的设定,就可以让测量值跟踪设定值,达到控制的目的,实现在计算机上对控制对象的监控。基于的锅炉内胆水温控制系统实验结果分析锅炉内胆对象特性曲线测试及对象数学模型的建立在监控画面运行时按下手动按钮,在静态文本输出值下将出现个输入输出域,其对应的过程变量为,地址为。用于控制加在电加热管两端的电压大小,输入时相当于关断电加热管,输入时相当于在电加热管两端加上额定电压。测得的曲线如图图所示。图特性曲线之图特性曲线之二建......”

6、“.....控制器输出再次加大,此时的稳态误差仅为,但再怎么加大,稳态误差仍旧存在,不可能完全消除,且振幅已达到。所以不能太小,也不能太大。动态时若偏大,则振荡次数加多,调节时间加长。当太大时,系统会趋于不稳定。若太小,又会使系统的动作缓慢。稳态时加大,可以减小稳态误差,提高控制精度。但是加大只是减少,却不能完全消除稳态误差。调节与分析在监控画面中,将控制器设为自动模式,且比例作用开关设为积分作用开关设为微分作用开关设为,此时就成了调节器。温度初值为,设定值设为。所得曲线如图所示。其中曲线即为水温测量值曲线曲线为给定值曲线曲线为控制器的输出值曲线。图调节温度初值为,设定值设为。所得曲线如图所示。其中曲线即为水温测量值曲线曲线为给定值曲线曲线为控制器的输出值曲线。图调节分析对于图,此时超调量为,系统能慢慢趋于稳定,稳态误差。调节时间稍微长了点,这是因为微分作用没加,相当于......”

7、“.....调节时间也增长。对于图,此时超调量为,比时的超调大,系统不是很稳定,系统振荡次数多。因为从开环对象特性中看出,对象具有定的积分特性,所以当使控制器的时,反而使积分作用更强,因此出现了振荡现象。调节与分析在监控画面中,将控制器设为自动模式,且比例作用开关设置为积分作用开关设置为微分作用开关设置为,此时就成了调节器。温度初值为立被控对象的数学模型从图中的特性曲线得温度初始值为,稳定值接近于,即∞,则增益为则此时的对象数学模型为从图中的特性曲线二得温度初始值为,稳定值接近于,即∞,则增益为则此时的对象数学模型为分析从以上两组数据可以看出控制器输出的大小,也即加在电加热管两端的电压大小对延迟时间的影响较大,其余参数影响不是很大,从而可知当电加热管两端的电压加大时,控制对象的延迟时间减小,且加温速度也增加,最后的稳定值∞也相应的增加......”

8、“.....用控制方式得到控制器的参数初值如下。以上个参数只能作为初步的参考值,为了获得良好的控制效果,还需要作闭环调试,根据闭环阶跃响应的特征,反复修改控制参数,使系统达到相对最佳的控制效果。以下是用试凑法来确定最终的参数,跟以上参数有定出入,但效果较好。锅炉内胆水温控制和分析调节与分析在监控画面中,将控制器设为自动模式,且比例作用开关设置为积分作用开关设置为微分作用开关设置为,此时就成了调节器。温度初值为,设定值设为。所得曲线如图所示。其中曲线即为水温测量值曲线曲线为给定值曲线曲线为控制器的输出值曲线。图调节分析时,水温上升速度慢,即控制系统的动作缓慢,且稳态误差大,最小的稳态误差也有时,可见稳态误差明显减小,此时的最大稳态误差为时,系统动作灵敏,控制器输出加大,此时的稳态误差为通过接口实现和之间的通讯......”

9、“.....进行组态,组态结束后,在为模式下点击,将的硬件组态下载到中。组态结果如图所示。图硬件组态结果的控制程序设计在中添加所需编程模块,进行编程。设计中主要用到的编程模块为。具体添加的模块见图所示。图程序所建立的模块创建符号表。如图图所示,其中用符号定义为锅炉水温信号的采样通道,在模拟量输入模块中的地址为定义为夹套水温信号的采样通道,在模拟量输入模块中的地址为定义为电加热控制信号的输出通道,在模拟量输出模块中的地址为。其余为创建模块后系统自动生成的。图符号表之图符号表之二编程。使用编程软件中的形式即梯形图形式编程。打开组织块,在中编写夹套温度采集的梯形图,如图所示图夹套温度采集梯形图打开组织块,在中编写锅炉内胆水温控制梯形图如图,也是本课题中主要涉及的程序图锅炉内胆水温控制梯形图编好程序后,鼠标点击将各个块的程序下载到中将置于模式,运行程序......”

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