1、三沖量控制原理簡(jiǎn)介 汽包三沖量簡(jiǎn)介 汽包水位三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)是制氫裝置核心控制之一。汽包水位三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)關(guān)系到整個(gè)造氣單元的安全運(yùn)行：若汽包水位過高，會(huì)造成蒸汽帶水；若汽包水位過低，會(huì)造成汽包“干鍋”，可能嚴(yán)重?zé)龎腻仩t設(shè)備。汽包水位三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性由此可見一斑，所以汽包水位的相關(guān)保護(hù)要完善可靠、汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行要平穩(wěn)。 目前，汽包水位三沖量自動(dòng)調(diào)節(jié)控制策略已經(jīng)相當(dāng)成熟，但在實(shí)際鍋爐運(yùn)行中各種原因?qū)е滤蛔詣?dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)投入困難，甚至自動(dòng)不能投入。這種現(xiàn)象讓人對(duì)串級(jí)三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力和控制策略產(chǎn)生疑問。換熱器的前饋控制方案換熱器的反饋控制方案假設(shè)主要干擾為RF，T1反饋控制方案前

2、饋控制方案控制方案比較前饋控制的思想D1，Dn為可測(cè)擾動(dòng)；u，y分別為被控對(duì)象的操作變量與受控變量。前饋思想：在擾動(dòng)還未影響輸出以前，直接改變操作變量，以使輸出不受或少受外部擾動(dòng)的影響。前饋控制特點(diǎn)：1、前饋控制按干擾作用的大小進(jìn)行控制，比反饋控制要及時(shí)。2、前饋控制屬于開環(huán)控制。3、前饋控制器是視對(duì)象特性而定的“專用”控制器。4、一種前饋控制只能控制一種干擾。單純前饋控制的存在問題：（1）單純前饋不存在被控變量的反饋，補(bǔ)償效果沒有檢驗(yàn)的手段，前饋?zhàn)饔貌]有最后消除偏差時(shí)，系統(tǒng)無法得知這一信息而作進(jìn)一步的校正。（2）由于工業(yè)對(duì)象存在多個(gè)干擾，勢(shì)必要設(shè)置多個(gè)前饋控制通道，因而增加了投資費(fèi)用和維護(hù)

3、工作量。（3）前饋控制模型的精度也受到多種因素的限制，對(duì)象特性要受到負(fù)荷和工況等因素的影響而產(chǎn)生漂移，導(dǎo)致GPD（s）和GPC（s）的變化。一個(gè)固定的前饋模型難以獲得良好的控制品質(zhì)。為了解決上述局限性，將前饋與反饋相結(jié)合，構(gòu)成前饋反饋控制系統(tǒng)（FFC-FBC）。前饋-反饋控制前饋反饋控制方案當(dāng)F變化時(shí)，前饋控制器改變加熱蒸氣Fs以補(bǔ)償F對(duì)被控變量1的影響，同時(shí)反饋對(duì)其它干擾如物料入口溫度等按PID規(guī)律進(jìn)行校正，這樣兩個(gè)校正作用相疊加，使1盡快回到給定值。前饋-反饋控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：1）由于增加了反饋回路，大大簡(jiǎn)化了原有前饋控制系統(tǒng)，只需對(duì)主要的干擾進(jìn)行前饋補(bǔ)償，其它干擾可由反饋控制予以校正；2）反

4、饋回路的存在，降低了前饋控制模型的精度要求，為工程上實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單的通用模型創(chuàng)造了條件；3）負(fù)荷變化時(shí)，模型特性也要變化，可由反饋控制加以補(bǔ)償，因此具有一定自適應(yīng)能力。前饋-串級(jí)控制結(jié)論引入前饋控制的可能應(yīng)用場(chǎng)合：常規(guī)反饋控制系統(tǒng)難以滿足要求；干擾可測(cè)。應(yīng)用前饋控制的前提條件：主要干擾可測(cè)；調(diào)節(jié)閥與被測(cè)干擾之間沒有因果關(guān)系；干擾通道的響應(yīng)速度比控制通道慢，至少應(yīng)接近；干擾通道與控制通道的動(dòng)態(tài)特性變化不大。T1CT2C燃料原油T1C燃料原油Gff 串級(jí)控制系統(tǒng)前饋-反饋控制系統(tǒng)分析比較分析比較結(jié)構(gòu)上：串級(jí)控制：內(nèi)外兩個(gè)反饋回路組成前饋-反饋控制：一個(gè)反饋和一個(gè)開環(huán)的補(bǔ)償回路疊加而成變量上：（串級(jí)控

5、制的副參數(shù)與前饋-反饋控制的前饋輸入量是兩個(gè)截然不同的變量）前者是串級(jí)控制系統(tǒng)中反映主被控變量的中間變量，控制作用對(duì)他產(chǎn)生明顯的調(diào)節(jié)效果；后者是對(duì)主被控變量有顯著影響的干擾量，是完全不受控制作用約束的獨(dú)立變量，引入前饋的目的是為了補(bǔ)償原料油流量對(duì)爐出口溫度的影響。功能上：前饋控制器與串級(jí)控制的副控制器擔(dān)負(fù)不同的功能。三沖量調(diào)節(jié)控制策略 汽包水位三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用的三個(gè)沖量分別是汽包水位、給水流量和蒸汽流量。 汽包水位作為主調(diào)（PID調(diào)節(jié)器）的輸入信號(hào)，去抑制水位本身的偏差。副調(diào)（外給定調(diào)節(jié)器）使用了一個(gè)反饋信號(hào)（給水流量）和一個(gè)前饋信號(hào)（蒸汽流量），以消除擾動(dòng)和虛假水位。 鍋爐汽包水位的控制蒸汽 汽包 給水 LC汽包水位的單回路控制， “單沖量”汽包水位適用于負(fù)荷小的鍋爐 對(duì)給水?dāng)_動(dòng)控制滯后三個(gè)問題： 不能克服虛假水位帶來的后果 對(duì)蒸汽負(fù)荷的變化控制不靈敏蒸 汽 LC 給 水 鍋爐汽包水位的控制前饋（蒸汽流量）反饋（汽包水位）控制系統(tǒng)靜態(tài)前饋為了克服虛假水位，引入蒸汽流量，“雙沖量” FT 鍋爐汽包水位的控制在雙沖量基礎(chǔ)上，進(jìn)一步克服給水干擾，引入給水流量信號(hào)三沖量控制系統(tǒng)本系統(tǒng)不但能通過串級(jí)副回路及時(shí)克服給水流量的干擾，而且還能實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸汽負(fù)荷的前饋