锅炉设备控制 谢磊
控制系统开发的关键问题 哪些过程变量需要得到控制 ? （CV 选择） 哪些过程变量我们可以进行直接操作 ?（MV 选择） MVs 与 CVs 如何配对 ? （系统分解） 如何用某一MV控制某一CV ? （控制策略选择，包括多回路控制方案与控制算法选择） 如何实施控制方案 ? （仪器仪表与控制装置选型购买、现场安装调试、控制参数整定等）
内 容 锅炉设备的生产流程与控制问题 汽包水位特性分析与三冲量控制 锅炉燃烧控制与蒸汽温度控制
锅炉简化工艺流程图 过程描述（分水汽线与空气线） 为满足用户用汽需要、确保安全、实现经济燃烧，哪些过程变量需要得到控制？
锅炉控制问题 MVs 与 CVs 如何配对 ? 系统分解：（1）汽包水位控制； （2）燃烧控制； （3）过热蒸汽温度控制
汽包水位控制问题 被控变量：汽包水位 H (s) 操作变量：给水流量 F (s) 主要干扰：燃烧发汽量与用汽量（基本平衡） D (s) 为什么说它是一个困难的控制问题？
干扰通道特性—物理意义分析—控制通道特性 汽包水位对象特性分析 干扰通道特性—物理意义分析—控制通道特性 近似模型?
非最小相位系统及其特性 在复平面的右半平面将存在零点，如果 具有上述特点的过程称为“非最小相位系统”
单冲量控制方案 单回路PID控制
双冲量控制方案 问题讨论 （1）指出其控制策略 ? （2）画出其控制方块图 （3）选择控制器LC11的正反作用，C2的符号与大小，假设给水阀为气关阀，且C1 = 1。
三冲量控制方案 问题讨论 （1）指出其控制策略 ? （2）画出其控制方块图 （3）选择控制器LC11的正反作用，C2的符号与大小，假设给水阀为气关阀，且C1 = 1。
三冲量控制仿真示例
锅炉燃烧控制问题 MVs 与 CVs 配对：烟气量 → 炉膛压力，空气量 → 烟气氧含量（或过剩空气量），燃料量 → 蒸汽压力
空燃比双交叉比值控制 控制方案分析 解耦设计思想 确保空气过量
炉膛压力的前馈反馈控制 分析其设计原理
蒸汽温度控制方案分析
下一讲：精馏塔设备控制 精馏塔的工艺过程与控制目标 精馏塔稳态特性分析 精馏产品的组成与成份检测 精馏塔控制问题的分解 精馏塔基本控制方案分析与讨论 精馏塔控制方案改进
下一讲：问题讨论 CVs (被控变量): P, LD, LB, TR/xD, TS/xB MVs (操作变量): D, B, L, QH, QC, DG DVs : F, xF, TF 试设计你的多回路控制系统以满足工艺要求，并减少回路间的耦合。