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锅炉温度控制策略的应用研究 摘要：针对锅炉汽温控制的特点，设计了过热汽温串级模糊控制系统，介绍了系统的构成、原理 及该系统的优越性，并利用MATLAB仿真软件进行了仿真分析。
关键词：汽温；串级模糊控制；系统仿真 0 引言 过热蒸汽温度是衡量锅炉能否正常运行的重要 指标。假如过热蒸汽温度过高，若超过了设备部件 （如过热器管、蒸气管道、阀门、汽轮机的喷嘴、叶片 等）的允许工作温度，将使钢材加速蠕变，从而降低 使用寿命。
严重的超温甚至会使管子过热而爆破。 可能造成过热器、蒸汽管道和汽轮机的高压部分损 坏。
过热蒸汽温度过低，会引起热耗上升，引起汽轮 机末级蒸汽湿度增加，从而降低汽轮机的内效率，加 剧对叶片的侵蚀。因此在锅炉运行中，必须保持过 热汽温稳定在规定值附近。
通常允许变化范围为额 定值±5℃。目前对锅炉过热汽温调节大都采用导 前汽温的微分作为补充信号的系统。
其系统原理如 图1所示。 系统针对过热汽温调节对象调节通道惯性延迟 大、被调量反馈慢的特点，从对象调节通道找出一个 比被调量反应快的中间信号θ1作为调节器的补充 信号，以改善对象调节通道的动态特性。
动态时调 节器根据θ1的微分和θ2这两个信号而动作。但在 静态时（调节过程结束后）θ1不再变化，则dθ1/dt= 0，这时过热器汽温必然恢复到给定值。
实际使用 中，中间信号θ1的引入在一定程度上确实改善了控 制系统的动态特性，但是，影响蒸汽温度的因素很 多，除减温水流量的扰动外，负荷的变化，工况的不 稳定，过剩空气系数等都会导致蒸汽θ2温度发生波 动。这些波动是无法预知的，无法用精确的数学模 型来描述。
由于模糊控制不依赖被控对象的精确数 学模型，它主要是根据人的思维方式，总结人的操作 经验，完成控制作用，特别适合于大滞后、时变、非线 性场合，因此该文提出一种锅炉过热气温的串级模 糊控制系统。 1 控制方案的研究设计 串级调节系统是改善大惯性、纯滞后系统调节 质量的最有效方法之一，所以设计的控制方案采用 串级模糊控制，其控制系统如图2所示。
图2中F为减温水流量调节阀。P为副调节 器，采用比例调节；FC为主调节器，采用混合模糊控 制器，即一个二维模糊控制器和常规PI调节器并联 而成，除能够尽快消除副环外的扰动之外还可以校 正汽温偏差，保证汽温控制的精度。
汽温调节对象由减温器和过热器组成，减温水 流量Wj为对象调节通道的输入信号，过热器出口汽 温θ2为输出信号。为了改善调节品质，系统中采用 减温器出口处汽温θ1作为辅助调节信号（称为导前 汽温信号）。
当调节机构动作（喷水量变化）后，导 前汽温信号θ1的反应显然要比被调量信号θ2早很 多。由于从调节对象中引出了θ1信号，对象调节通 道的动态特性可以看成由两部分构成：①以减温水 流量Wj作为输入信号，减温器出口处温度θ1作为 输出信号的通道，这部分调节通道称为导前区，传递 函数为G01(s)；②以减温器出口处汽温θ1作为输入 信号，过热器出口汽温θ2为输出信号的通道，这部 分调节通道称为惰性区，传递函数为G02(s)，显然 导前区G01(s)的延迟和惯性要比惰性区G02(s)小 很多。
系统结构如图3所示。 图3中有两个闭合的调节回路：①由对象调节 通道的惰性区G02(s)、副控制器Gc2(s)、副检测变送 器Gm2(s)组成的副调节回路；②由对象调节的导前 区G01(s)、主控制器（PI+混合模糊控制器）、主检 测变送器Gm1(s)以及副调节回路组成的主回路。
引入θ1负反馈而构成的副回路起到了稳定θ1的作 用，从而使过热汽温保持基本不变，因此可以认为副 回路起着粗调过热汽温θ2的作用。而过热汽温的 给定值，主要由主控制器（PI+混合模糊控制器）来 严格保持。
只要θ2不等于给定值，主控制器就会不 断改变其输出信号σ2，并通过副调节器去不断改变 减温水流量，直到θ2恢复到等于给定值为止。可 见，主调节器的输出信号σ2相当于副调节器的可变 给定值。
稳态时，过热汽温等于给定值，而导前汽温 θ1则不一定等于主调节器输出值σ2。 当扰动发生在副回路内，例如当减温水流量发 生自发性波动（可能是减温水压力或蒸汽压力改 变），由于有副回路的存在，而且导前区的惯性又很 小，副调节器将能及时动作，快速消除其自发性波 动，从而使过热汽温基本不变。
当扰动发生在副回 路以外，引起过热汽温偏离给定值时，串级系统首先 由主调节器（PI+混合模糊控制器）迅速改变其输 出校正信号σ2，通过副调节回路去改变减温水流 量，使过热汽温恢复到给定值。由于主调节器（PI+ 混合模糊控制器）的惯性迟延小，故反应迅速。
因此在串级模糊蒸汽温度控制系统中，副回路 的任务是尽快消除减温水流量的自发性扰动和其他 进入副回路的各种扰动，对过热汽温的稳定起粗调 作用。主调节器的任务是保持过热汽温等于给定 值。
系统在主控制器的设计上将模糊控制与常规的 PI调节器相结合，使控制系统既具有模糊控制响应 快、适应性强的优点，又具有PI控制精度高的特点。 2 模糊控制器的设计 模糊控制是一种基于规则的控制，在设计中不 需要建立被控对象的精确的数学模型。
2.1 模糊控。
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基于PID的锅炉温度控制系统设计 摘要：利用BP神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力，将神经网络PID与LabVIEW友好地人 机交互结合，实现对锅炉温度的控制.仿真结果表明，该系统具有更小的超调量，并且更快地到达需要的控制温 度. 关键词：BP神经网络；PID控制；温度控制 温度是锅炉生产蒸汽质量的重要指标之一，也是保证锅炉设备安全的重要参数.同时，温度是影响锅 炉传热过程和设备效率的主要因素.例如，在利用烟化炉对锌、铝冶炼过程中，如果温度过低，则还原速度 和挥发速度都会降低；但温度也不宜过高，否则在温度超过1 250℃时，可能形成Zn-Fe合金，有害于烟 化炉的作业，因此温度的精确测量和控制是十分必要的.作为工业控制系统中的基本方式，PID控制对于 动态反应较缓慢的工业过程是非常好的控制规律[1].但是，当工业过程复杂，负荷变化很多，对象的纯滞 后又较大时常规PID控制达不到要求，为了解决上述问题系统采用PLC作为下位机，PC作为上位机，利 用labVIEW构造人机交互界面，应用神经网络PID对系统进行控制，设计锅炉温度的监制电路. 1 系统总体设计 系统通过热电偶传感器检测出锅炉的温度，采集的信号经过A/D电路转换后传给PLC控制器.PLC 根据数据做出判断，当锅炉处在升温阶段时对锅炉进行加热，当锅炉处于保温段时调用PID算法控制温 度满足输出要求.同时PLC把数据传给PC机，PC机做出显示和报警.具体电路如图1所示. 1·1 主控芯片 S7-300PLC是西门子生产的模块式中小型PLC，提供了大量可以选择的模块，包括：PS 电源模块、CPU模块、IM接口模块、SM信号模块、FM功能模块和CP通信模块.其中FM模块可实现高 速级数、定位控制、闭环控制功能；CP模块是组态网使用的接口模块常用的网络有PROFIBUS，工业以太 网及点对点连接网络.这些模块可以通过U形总线紧密地固定在轨道上，一条导轨共有11个槽号：1号槽 至3号槽分别放置电源、CPU、IM模块4号槽至11号槽 可以随意放置其他模块. 1·2 通信网络 一般的自动化系统都是以单元生产设备 为中心进行检测和控制，不同单元的生产设备间缺乏信息 交流，难以满足生产过程的统一管理.西门子全集成自动 化解决方案顺应了当今自动化的需求，TIA从统一的组态 和编程、统一的数据管理及统一的通信三方面集成在一 起，从现场级到管理级，可以使用如工业以太网、PROFIB- BUS,MPI,EIB等通信网络.根据设计的需要可以自由选择通信网络的配置[2]. 1·3 温度传感器 热电偶是将2种不同的导体焊接起来组成闭合回路，当两端节点有温度差时，两端点 之间产生电动势，回路中会产生电流，这种现象称为热电效应.热电偶温度传感器就是利用这一效应来工 作的.在工业生产过程中被测点与基准节点之间的距离常常过远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采 用补偿导线的方式进行补偿[3]. 1·4 显示界面 LabVIEW是美国NI公司推出的图形化工业控制测控开发平台，是目前应用最广、发展 最快、功能最强的图形软件集成开发环境.LabVIEW具有界面友好、开发周期短等优点，广泛应用于仪器 控制、数据采集、数据分析和数据显示等领域.所以，我们可以在计算机上采用它来实现对设备运行状态的 监控，同时也可以对各种数据进行采集显示.系统的温度显示界面如图2所示. 2 系统控制算法设计 PID控制是工业过程控制中最常用的一种控制方法， 但常规的PID控制在被控对象具有复杂的非线性时，如锅 炉的温度控制，不仅具有较大的纯延迟，而且模型也不确 定时，对于这种对象往往难以达到满意的控制效果.BP神 经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力，通过神 经网络自身的学习，找到最佳组合的PID控制参数，以满 足控制系统的要求.具体的神经网络PID控制系统框图如 图3所示. 设PID神经元网络是一个3层BP网络，包括2个输入节点，3个隐含层节点，1个输出接点.输入节 点对应所选的系统运行状态量，如系统不同时刻的输入量和输出量等，必要时要进行归一化处理.输出节 点分别对应PID控制的3个可调参数KP,KI,KD.输入层的2个神经元在构成控制系统可分别输入系统 被调量的给定值和实际值.由文献[4]和[5]中的前向算法可得到输出层的权系数计算公式为： 3结论 PID控制算法是一种易于实现而且经济实用的方法，具有很强的灵活性，但在被控制对象具有复杂的 非线性时，难以满足控制要求，而神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力，神经网络PID与 LabVIEW结合实现对锅炉温度的数据采集、控制和显示，提高了锅炉监控系统的效率. 参考文献： [1] 邓洪伟.供暖锅炉温度和压力的PLC控制[J].动力与电力工程，2008(18):93-94. [2] 张运刚.西门子S7-300/400PLC技术与应用[M].北京：人民邮电出版社，2007. [3] 何希才.传感器及其应用实例[M].北京：机械工业出版社，2004. [4] 何离庆.过程控制系统与装置[M].北京：重庆大学出版社，2003. [5] 舒怀林.PID神经元网络及其控制系统[M].北京：国防工业出版社，2006.。
3.谁能给推荐几篇有关余热锅炉温度控制的毕业论文啊
基于PID的锅炉温度控制系统设计摘要：利用BP神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力，将神经网络PID与LabVIEW友好地人机交互结合，实现对锅炉温度的控制.仿真结果表明，该系统具有更小的超调量，并且更快地到达需要的控制温度.关键词：BP神经网络；PID控制；温度控制温度是锅炉生产蒸汽质量的重要指标之一，也是保证锅炉设备安全的重要参数.同时，温度是影响锅炉传热过程和设备效率的主要因素.例如，在利用烟化炉对锌、铝冶炼过程中，如果温度过低，则还原速度和挥发速度都会降低；但温度也不宜过高，否则在温度超过1 250℃时，可能形成Zn-Fe合金，有害于烟化炉的作业，因此温度的精确测量和控制是十分必要的.作为工业控制系统中的基本方式，PID控制对于动态反应较缓慢的工业过程是非常好的控制规律[1].但是，当工业过程复杂，负荷变化很多，对象的纯滞后又较大时常规PID控制达不到要求，为了解决上述问题系统采用PLC作为下位机，PC作为上位机，利用labVIEW构造人机交互界面，应用神经网络PID对系统进行控制，设计锅炉温度的监制电路.1 系统总体设计系统通过热电偶传感器检测出锅炉的温度，采集的信号经过A/D电路转换后传给PLC控制器.PLC根据数据做出判断，当锅炉处在升温阶段时对锅炉进行加热，当锅炉处于保温段时调用PID算法控制温度满足输出要求.同时PLC把数据传给PC机，PC机做出显示和报警.具体电路如图1所示.1·1 主控芯片 S7-300PLC是西门子生产的模块式中小型PLC，提供了大量可以选择的模块，包括：PS电源模块、CPU模块、IM接口模块、SM信号模块、FM功能模块和CP通信模块.其中FM模块可实现高速级数、定位控制、闭环控制功能；CP模块是组态网使用的接口模块常用的网络有PROFIBUS，工业以太网及点对点连接网络.这些模块可以通过U形总线紧密地固定在轨道上，一条导轨共有11个槽号：1号槽至3号槽分别放置电源、CPU、IM模块4号槽至11号槽可以随意放置其他模块.1·2 通信网络 一般的自动化系统都是以单元生产设备为中心进行检测和控制，不同单元的生产设备间缺乏信息交流，难以满足生产过程的统一管理.西门子全集成自动化解决方案顺应了当今自动化的需求，TIA从统一的组态和编程、统一的数据管理及统一的通信三方面集成在一起，从现场级到管理级，可以使用如工业以太网、PROFIB- BUS,MPI,EIB等通信网络.根据设计的需要可以自由选择通信网络的配置[2].1·3 温度传感器 热电偶是将2种不同的导体焊接起来组成闭合回路，当两端节点有温度差时，两端点之间产生电动势，回路中会产生电流，这种现象称为热电效应.热电偶温度传感器就是利用这一效应来工作的.在工业生产过程中被测点与基准节点之间的距离常常过远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线的方式进行补偿[3].1·4 显示界面 LabVIEW是美国NI公司推出的图形化工业控制测控开发平台，是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形软件集成开发环境.LabVIEW具有界面友好、开发周期短等优点，广泛应用于仪器控制、数据采集、数据分析和数据显示等领域.所以，我们可以在计算机上采用它来实现对设备运行状态的监控，同时也可以对各种数据进行采集显示.系统的温度显示界面如图2所示. 2 系统控制算法设计PID控制是工业过程控制中最常用的一种控制方法，但常规的PID控制在被控对象具有复杂的非线性时，如锅炉的温度控制，不仅具有较大的纯延迟，而且模型也不确定时，对于这种对象往往难以达到满意的控制效果.BP神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力，通过神经网络自身的学习，找到最佳组合的PID控制参数，以满足控制系统的要求.具体的神经网络PID控制系统框图如图3所示. 设PID神经元网络是一个3层BP网络，包括2个输入节点，3个隐含层节点，1个输出接点.输入节点对应所选的系统运行状态量，如系统不同时刻的输入量和输出量等，必要时要进行归一化处理.输出节点分别对应PID控制的3个可调参数KP,KI,KD.输入层的2个神经元在构成控制系统可分别输入系统被调量的给定值和实际值.由文献[4]和[5]中的前向算法可得到输出层的权系数计算公式为： 3 结 论PID控制算法是一种易于实现而且经济实用的方法，具有很强的灵活性，但在被控制对象具有复杂的非线性时，难以满足控制要求，而神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力，神经网络PID与LabVIEW结合实现对锅炉温度的数据采集、控制和显示，提高了锅炉监控系统的效率.参考文献：[1] 邓洪伟.供暖锅炉温度和压力的PLC控制[J].动力与电力工程，2008(18):93-94.[2] 张运刚.西门子S7-300/400PLC技术与应用[M].北京：人民邮电出版社，2007.[3] 何希才.传感器及其应用实例[M].北京：机械工业出版社，2004.[4] 何离庆.过程控制系统与装置[M].北京：重庆大学出版社，2003.[5] 舒怀林.PID神经元网络及其控制系统[M].北京：国防工业出版社，2006.。
4.谁能给我推荐几篇有关余热锅炉温度控制的毕业论文啊
锅炉温度控制策略的应用研究摘要：针对锅炉汽温控制的特点，设计了过热汽温串级模糊控制系统，介绍了系统的构成、原理及该系统的优越性，并利用MATLAB仿真软件进行了仿真分析。
关键词：汽温；串级模糊控制；系统仿真0 引言 过热蒸汽温度是衡量锅炉能否正常运行的重要指标。假如过热蒸汽温度过高，若超过了设备部件（如过热器管、蒸气管道、阀门、汽轮机的喷嘴、叶片等）的允许工作温度，将使钢材加速蠕变，从而降低使用寿命。
严重的超温甚至会使管子过热而爆破。可能造成过热器、蒸汽管道和汽轮机的高压部分损坏。
过热蒸汽温度过低，会引起热耗上升，引起汽轮机末级蒸汽湿度增加，从而降低汽轮机的内效率，加剧对叶片的侵蚀。因此在锅炉运行中，必须保持过热汽温稳定在规定值附近。
通常允许变化范围为额定值±5℃。目前对锅炉过热汽温调节大都采用导前汽温的微分作为补充信号的系统。
其系统原理如图1所示。 系统针对过热汽温调节对象调节通道惯性延迟大、被调量反馈慢的特点，从对象调节通道找出一个比被调量反应快的中间信号θ1作为调节器的补充信号，以改善对象调节通道的动态特性。
动态时调节器根据θ1的微分和θ2这两个信号而动作。但在静态时（调节过程结束后）θ1不再变化，则dθ1/dt=0，这时过热器汽温必然恢复到给定值。
实际使用中，中间信号θ1的引入在一定程度上确实改善了控制系统的动态特性，但是，影响蒸汽温度的因素很多，除减温水流量的扰动外，负荷的变化，工况的不稳定，过剩空气系数等都会导致蒸汽θ2温度发生波动。这些波动是无法预知的，无法用精确的数学模型来描述。
由于模糊控制不依赖被控对象的精确数学模型，它主要是根据人的思维方式，总结人的操作经验，完成控制作用，特别适合于大滞后、时变、非线性场合，因此该文提出一种锅炉过热气温的串级模糊控制系统。1 控制方案的研究设计 串级调节系统是改善大惯性、纯滞后系统调节质量的最有效方法之一，所以设计的控制方案采用串级模糊控制，其控制系统如图2所示。
图2中F为减温水流量调节阀。P为副调节器，采用比例调节；FC为主调节器，采用混合模糊控制器，即一个二维模糊控制器和常规PI调节器并联而成，除能够尽快消除副环外的扰动之外还可以校正汽温偏差，保证汽温控制的精度。
汽温调节对象由减温器和过热器组成，减温水流量Wj为对象调节通道的输入信号，过热器出口汽温θ2为输出信号。为了改善调节品质，系统中采用减温器出口处汽温θ1作为辅助调节信号（称为导前汽温信号）。
当调节机构动作（喷水量变化）后，导前汽温信号θ1的反应显然要比被调量信号θ2早很多。由于从调节对象中引出了θ1信号，对象调节通道的动态特性可以看成由两部分构成：①以减温水流量Wj作为输入信号，减温器出口处温度θ1作为输出信号的通道，这部分调节通道称为导前区，传递函数为G01(s)；②以减温器出口处汽温θ1作为输入信号，过热器出口汽温θ2为输出信号的通道，这部分调节通道称为惰性区，传递函数为G02(s)，显然导前区G01(s)的延迟和惯性要比惰性区G02(s)小很多。
系统结构如图3所示。 图3中有两个闭合的调节回路：①由对象调节通道的惰性区G02(s)、副控制器Gc2(s)、副检测变送器Gm2(s)组成的副调节回路；②由对象调节的导前区G01(s)、主控制器（PI+混合模糊控制器）、主检测变送器Gm1(s)以及副调节回路组成的主回路。
引入θ1负反馈而构成的副回路起到了稳定θ1的作用，从而使过热汽温保持基本不变，因此可以认为副回路起着粗调过热汽温θ2的作用。而过热汽温的给定值，主要由主控制器（PI+混合模糊控制器）来严格保持。
只要θ2不等于给定值，主控制器就会不断改变其输出信号σ2，并通过副调节器去不断改变减温水流量，直到θ2恢复到等于给定值为止。可见，主调节器的输出信号σ2相当于副调节器的可变给定值。
稳态时，过热汽温等于给定值，而导前汽温θ1则不一定等于主调节器输出值σ2。当扰动发生在副回路内，例如当减温水流量发生自发性波动（可能是减温水压力或蒸汽压力改变），由于有副回路的存在，而且导前区的惯性又很小，副调节器将能及时动作，快速消除其自发性波动，从而使过热汽温基本不变。
当扰动发生在副回路以外，引起过热汽温偏离给定值时，串级系统首先由主调节器（PI+混合模糊控制器）迅速改变其输出校正信号σ2，通过副调节回路去改变减温水流量，使过热汽温恢复到给定值。由于主调节器（PI+混合模糊控制器）的惯性迟延小，故反应迅速。
因此在串级模糊蒸汽温度控制系统中，副回路的任务是尽快消除减温水流量的自发性扰动和其他进入副回路的各种扰动，对过热汽温的稳定起粗调作用。主调节器的任务是保持过热汽温等于给定值。
系统在主控制器的设计上将模糊控制与常规的PI调节器相结合，使控制系统既具有模糊控制响应快、适应性强的优点，又具有PI控制精度高的特点。2 模糊控制器的设计 模糊控制是一种基于规则的控制，在设计中不需要建立被控对象的精确的数学模型。
2.1 模糊控制器的结构设计 该系统以过热蒸汽的实际温度T与设定值Td之间的误差E=Td-T和。
5.锅炉的论文
论锅炉风机的安装 论文摘要 锅炉燃烧离不开锅炉的风系统，风系统包括二次风系统、一次风系统、扫描冷却风系统和炉顶密封风系统。
各系统的风均有相应的风机提供。以南京苏源热电有限公司2*300MW机组工程#4锅炉烟风系统为例分别讲述了AN轴流式吸风机、FAF轴流式送风机、离心风机的安装步骤。
锅炉的燃烧离不开锅炉的风系统，其风系统包括二次风系统、一次风系统、扫描冷却风系统和炉顶密封风系统。各系统的风均有相应的风机提供，所以风机安装的好坏对锅炉安全可靠的运行有着密不可分的作用。
以南京苏源热电有限公司2*300MW机组工程风机安装作为例子来谈有关风机的安装步骤和有关事宜。 南京苏源热电有限公司2*300MW机组工程#4锅炉烟风系统安装按平衡通风设计，满足一次风机、送风机、吸风机在锅炉低负荷工况或一侧风机故障时单侧运行，空预器进出口烟风道上均设有隔离门。
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