智能（AI808）控制鍋爐內(nèi)膽的水溫

汪翠萍（安徽化工學(xué)校，安徽安慶246005）

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智能（AI808）控制鍋爐內(nèi)膽的水溫

汪翠萍
（安徽化工學(xué)校，安徽安慶246005）

摘要：以AI808智能控制器控制鍋爐內(nèi)膽水溫為例，采用智能PID控制鍋爐內(nèi)膽水溫，使得系統(tǒng)在安全穩(wěn)定運行的前提下能夠更高效率、魯棒性地工作。以智能PID控制鍋爐內(nèi)膽水溫，采用串級控制方案，通過反復(fù)試驗與調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)達到一定的設(shè)計精度和要求，從而體現(xiàn)智能PID控制鍋爐內(nèi)膽水溫的重要意義及研究價值。

關(guān)鍵詞：AI808智能控制器；智能PID；串級控制；參數(shù)整定

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，為了達到工業(yè)生產(chǎn)最佳的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，保證質(zhì)量、安全、產(chǎn)量高、能耗低，在生產(chǎn)過程中，必須采用自動檢測系統(tǒng)。在工業(yè)生產(chǎn)中要對鍋爐內(nèi)膽水溫進行定值控制，且能夠精確控制鍋爐內(nèi)膽水溫，保證正常生產(chǎn)，就必須采用設(shè)計鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制系統(tǒng)來抑制流量波動，且系統(tǒng)無余差。目前基于智能PID遠程控制鍋爐內(nèi)膽水溫有很好的發(fā)展前景。

AI808智能調(diào)節(jié)器囊括了AI708的所有功能，除此之外還增設(shè)了一些給定、手動（自動）切換操作輸出值顯示等功能，而且還可以單獨操作手動器。此外，還有輸出采用可控硅移相觸發(fā)功能，所以對溫度、壓力、流量、液位的控制比較精確。面板操作鍵見圖1。

1　AI808　參數(shù)的設(shè)置

1.1設(shè)置方法

1.2AI808的參數(shù)設(shè)置值

①DF 0.3；②bAud 9600K；③Ctrl 1；④Ctl 1；⑤Sn 33；⑥dIP 1；⑦dIL 0；⑧dIH50（液位）100（溫度）；⑨SC設(shè)置為0；⑩oP1 4；?oPL0；?oPH 100；?CF單回路為0，串級為8；?Addr第一塊為1，第二塊為2；?RUN 為1；?LOC為808。

2　鍋爐夾套和鍋爐內(nèi)膽溫度串級控制系統(tǒng)

2.1工作原理（圖2）

2.2鍋爐內(nèi)膽水溫整定狀態(tài)

（1）串級控制接線圖（圖3）

按圖3所示完成實驗接線。將主回路的輸出接到1～5V的電壓信號，再將副回路的通道12接到此信號上，從而作為外部給定，鍋爐內(nèi)膽的測量信號轉(zhuǎn)換成0.2～1V的電壓信號接入副調(diào)節(jié)器的通道13端。副回路的輸出接到電動調(diào)節(jié)閥控制信號兩端。

（2）智能PID控制下的鍋爐內(nèi)膽水溫整定狀態(tài)

①正確設(shè)置PID調(diào)節(jié)器：副回路調(diào)節(jié)器采用純比例（P）控制，主回路控制器采用比例積分（PI）控制；②本次實驗我們采用逐步整定法，主回路不要閉合，系統(tǒng)穩(wěn)定之后采用單回路控制的整定方法來整定副調(diào)節(jié)器的參數(shù)，觀察曲線，參數(shù)達標(biāo)后，將主回路閉合，再按單回路整定的方法來整定主調(diào)節(jié)器的參數(shù)。這樣反復(fù)調(diào)試，當(dāng)Kc2= 15時，得到副回路階躍響應(yīng)曲線如圖4所示。

由圖4可以看出，衰減比約為4∶1，基本符合要求，因此可以進入主控制器的參數(shù)整定。

接下來我們來調(diào)節(jié)主控制器，當(dāng)Kc1=12時，得到了主回路的階躍響應(yīng)曲線如圖5所示，從圖5可以看出，時間調(diào)節(jié)過長，所以需要重新整定副控制器的參數(shù)。

根據(jù)衰減曲線整定法，當(dāng)Kc1=9，Ki=7這樣取值時，如圖6所示。

由圖6可知，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)效果沒有達到理想的標(biāo)準(zhǔn)，超調(diào)量太大，需要更進一步的精確整定。通過反復(fù)調(diào)試，最終得到的階躍響應(yīng)曲線如圖7。

3　結(jié)論

串級控制系統(tǒng)是由兩個回路組成的，它們之間相輔相成，相互影響，副控制器的抗干擾效果直接影響了主控制器的參數(shù)，實際上，副回路其實廣義上就是主回路的一個組成部分。因為主控制器的輸出值是作為副回路的給定值的，所以直接影響副回路。除非副回路與主回路的工作頻率相差超過十倍以上，才可以忽略主回路對副回路產(chǎn)生的影響。

本文中我們是以鍋爐內(nèi)膽水溫作為副回路控制變量，鍋爐內(nèi)夾套水溫作為主控制變量的。因為水的溫傳性很慢，而采用串級控制系統(tǒng)后，我們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)達到穩(wěn)定的時間比單回路控制明顯加快，所以提高了系統(tǒng)的動態(tài)性能。主調(diào)節(jié)器使輸出量穩(wěn)定在給定值附近，保證了系統(tǒng)輸出的準(zhǔn)確性，滿足了設(shè)計要求。

[1]紀(jì)紹青.化工自動化及儀表[M].北京：高等教育出版社，2009：5.

[2]厲玉鳴.化工自動化及儀表[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：3.

[3]王維德.化工自動化的發(fā)展趨勢——先進控制技術(shù)的應(yīng)用[J].化工裝備技術(shù)，2003，24（4）：51- 54.

[4]蔡自興.智能控制—基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社，1998.

[5]劉金琨.智能控制[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.□

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作者簡介：汪翠萍（1981-），女，畢業(yè)于安徽工程大學(xué)，中級講師，從事化工自動化、儀表以及教學(xué)工作，13955636665，523981648@qq.com。

收稿日期：2015- 12- 22

中圖分類號：TP18；TQ053.2

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1008- 553X（2016）02- 0087- 03

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2016.02.027