,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第11章 计算机控制系统实例,第11章 计算机控制系统实例,Example of,Computer Control Systems,11/15/2024,1,工业锅炉计算机控制系统,硫化机计算机群控系统,本章主要内容,11/15/2024,2,11.1,工业锅炉计算机控制系统,工业锅炉简介,锅炉计算机控制系统组成,11/15/2024,3,锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要动力设备。它所产生的高压蒸汽，既可作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反响、枯燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断革新，作为全厂动力和热源的锅炉，亦向着大容量、高效率开展。为了确保平安，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得越发重要,11/15/2024,4,11.1.1 工业锅炉介绍,按燃料种类分，在各个工业部门中，应用最多的有燃 油锅炉、燃气锅炉和燃煤锅炉,在石油化工、炼油的生产过程中，往往产生各种不同的残油、残渣、释放气和炼厂气，为充分利用这些燃料，所以出现了油、气混合燃烧锅炉和油、气、煤混合燃烧锅炉,在化工、造纸、制糖等工艺过程中，还会产生各种毫无规那么的聚合物、残渣等，可利用这些“燃料产生的热量以及在化工生产中化学反响生产的热量，来生产各个部门所需要的蒸汽，因此又形成了废热锅炉,所有这些锅炉，燃料种类各不相同，但蒸汽发生系统和蒸汽处理系统是根本相同的。常见的锅炉设备的主要工艺流程如图11.1所示。,11/15/2024,5,11/15/2024,6,11/15/2024,9,锅炉是一个典型的多变量对象，要进行自动控制，对多变量对象可按自治的原那么和协调跟踪的原那么加以处理。,目前，锅炉控制系统大致可划分为三个控制系统,锅炉燃烧控制系统、,锅炉给水控制系统,过热蒸汽温度控制系统,11/15/2024,10,11.1.2 锅炉计算机控制系统组成,燃烧过程控制系统：,燃烧过程控制任务：使燃料燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需要常以蒸汽压力为被控变量；使燃料与空气量之间保持一定的比值，以保证最正确经济效益的燃烧常以烟气成分为被控变量，提高锅炉的燃烧效率；使引风量与送风量相适应，以保持炉膛负压在一定的范围内,燃烧过程控制系统设计方案：根据自治原那么简化锅炉燃烧控制系统，可将其大致分为三个单变量控制系统：燃料量汽压子系统、送风量过量空气系数子系统以及引风量炉膛负压子系统。,11/15/2024,11,11/15/2024,12,11/15/2024,13,锅炉给水控制系统：,控制任务：考虑汽包内部的物料平衡，使给水量适应蒸发量，维持汽包水位在规定的范围内，实现给水全程控制。给水控制也称为汽包水位控制。被控变量是汽包水位，操纵变量是给水量,根本结构：,单冲量控制系统、,单级三冲量控制系统、,串级三冲量控制系统,11/15/2024,14,11/15/2024,15,11/15/2024,16,蒸汽温度控,制系统：,控制任务,：维持过热器出口温度在允许范围内，并保证管壁温度不超过允许的工作温度。被控变量一般是过热器出口温度，操纵变量是减温器的喷水量,控制系统：,以过热蒸汽为主参数，选择二段过热器前的蒸汽温度为辅助信号，组成,串级控制系统,或,双冲量气温控制系统,11/15/2024,17,锅炉计算机控,制系统实现：,一次仪表测得的模拟信号经采用电路、滤波电路进入,A/D,转换电路，,A/D,转换电路将转换完的数字信号送入计算机，计算机对数据进行处理之后，便于控制和显示。,D/A,转换将计算机输出的数字量转换成模拟量，并放大到,010mA,，分别控制水泵调节阀、鼓风机挡板、引风机挡板和炉排直流电动机,11/15/2024,18,11/15/2024,19,11.2,硫化机计算机群控系统,系统总体方案,可编程控制器控制软件设计,工控机管理软件设计,结束语,11/15/2024,20,系统总体方案：,内胎硫化过程共包括四个阶段:合模、硫化、泄压、开模。由于所有硫化机的控制方式相同，所以特别适合群控。在自动模式下，当硫化操作人员装胎合模后，由控制系统根据温度计算内胎的等效硫化时间并控制泄压阀、开模电机的动作。为克服温度波动的影响，经过大量实验，选用阿累尼乌斯(Arrhenius)经验公式来计算等效硫化时间。,某橡胶制品硫化车间共有内胎硫化机96台，为便于整个生产过程的控制和管理拟采用计算机群控及管理系统。根据企业的现场情况，借鉴DCS系统结构，使用PLC作为直接控制级，完成现场的控制功能;使用工业控制计算机作为管理和监视级。系统总体方案见图,11/15/2024,21,11/15/2024,22,PLC,软件设计,：,从内胎硫化的流程可知，硫化的控制属于过程、位置控制，采用,PLC,可方便的进行编程，实现内胎硫化机的等效硫化时序。为提高运行速度、减少运行指令，在控制软件设计中采用了模块化编程，设计了多种通用子程序，如数据采样及处理子程序、等效硫化计算子程序、报警子程序等,控制软件主程序流程简图见图,11.9,11/15/2024,23,11/15/2024,24,11/15/2024,25,11/15/2024,26,11/15/2024,27,结束语：,本系统在某橡胶制品投入运行后，控制到达了预定的工艺要求，内胎质量稳定，产品合格率到达99.8%以上，每年可增加直接经济效益200万元。同时大幅减轻了工人的劳动强度，改善了工作环境，提高了企业生产的自动化和信息化程度，并且还可方便地与企业的信息管理系统相连，组成管控一体化的网络系统等,本系统群控机台数量多、投入低、抗干扰能力强、使用方便，集控制与管理于一身，特别适合于在各种型号的硫化控制中推广,11/15/2024,28,本章小结,计算机控制系统设计原那么和步骤,系统工程设计与实施,11/15/2024,29,工业锅炉计算机控制系统,硫化机计算机群控系统,本章小结,11/15/2024,30,