锅炉水位系统的三冲量控制
串级控制系统适用于时间常数及纯滞后较大的对象. 串级系统与单回路系统的区别在于前者可获得可测中间变量,并利用它构成副反馈回路,对影响中间变量的干扰进行预先调节,从而改善整个系统的动态品质,主要表现在: ①对进入副回路的二次干扰有很强的克服能力; ②提高了系统的工作频率; ③减小了对象时间常数; ④对负荷或操作条件的变化有较强的适应能力[3 ,4 ] . 串级控制系统的抗干扰能力、快速性、适应性和控制质量都比单回路要好,显然锅炉汽包水位系统采用串级控制是比较理想的选择. 由于锅炉汽包"虚假水位"现象的存在,为克服其造成的影响,一般选择三冲量控制系统方案. 所谓'三冲量p就是有3 个参数,即水位信号、给水扰动、蒸汽扰动. 如图1 所示,将蒸汽信号直接馈送到调节器,就能很好地克服"虚假水位"的影响,避免误操作. 由于前馈信号抵消了"虚假水位"引起的降低水位的操作,所以能很好地控制"虚假水位".但在实际的工业生产中,由于控制策略选择不当(单级三冲量) ,上述方法的调节品质实际上是不够理想的,特别是当负荷波动很大或者是给水压力不稳时,被调参数和整定值之间误差在15 %～20%范围,余差达到30 % ,这是锅炉操作绝对不允许的. 因此必须对图1 进行改进,如图2 所示,这是一个前馈串级控制系统. 图2 中,调节器1 是主调节器,起PI 调节作用,它不在副回路内,而副调节器2 不仅能迅速克服作用于副回路的蒸汽干扰、给水干扰,而且对作用于主回路的各种干扰也加快了调节进程,起了预先调节
和快速调节的作用[5 ] . 由蒸汽差压流量变送器、分流器组成的前馈开环蒸汽流量调节系统,可以削弱"虚假液位"对调节的不良影响;由于给水差压流量变送器、分流器、操作器、执行器和阀体组成的小闭环水流量定值调节系统可以克服由于水压激烈变化给整个调节系统带来的"内扰动"影响,因此可大大提高系统的调节品质.