产品的市场背景
锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风等；主要输出变量是汽包水位、蒸汽压力、炉膛负压、过剩空气等。因输入变量与输出变量相互关联，如果蒸汽负荷发生变化，必将会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度的变化。所以说锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的控制对象。汽包水位、蒸汽压力、炉膛负压等参量控制的好坏直接影响着锅炉正常运行。
产品的技术原理
本控制系统将其分为送风系统、炉膛负压系统、磨煤热风系统、汽包水位系统、汽包压力和主汽温度系统几部分(见图1)
图1 锅炉对象简图
以汽包水位系统为例，受控变量是汽包水位，操纵变量是给水流量。它主要考虑汽包内部的物料平衡，使给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包中水位在工艺允许范围之内，这是保证锅炉、汽轮机安全运行的必要条件之一，是锅炉正常运行的重要指标。
汽包水位的动态特性
①蒸汽负荷（蒸汽流量）对水位的影响，即干扰通道的动态特性。主要是在蒸汽量突然增加时，产生假水位现象。
②给水流量对水位的影响，即控制通道的动态特性。当给水时，给水温度和汽包内的水温相差很大，所以给水量增加后，使汽包中汽泡含量减少，导致水位下降。
③锅炉排污、吹灰等对水位也有影响。
控制方法
基于汽包水位的特性，我们采用串级控制系统。因本系统受控对象有较大滞后，主控制器采用PID控制。
①减少干扰对主回路的影响，可由副回路控制器予以校正。
②由于副回路的存在减少了相位滞后，从而改善了主回路的响应速度。
③对控制阀特性的变化具有较好的鲁棒性。
④副回路可以按照主回路的需求对对象实施精确控制。
产品的应用
下面以某炼油厂热电分厂锅炉控制系统改造项目为例，介绍昌晖仪表YR-GAD系列人工智能PID调节器在工业锅炉控制系统中的应用。
实际PID的控制程序采用主副回路进行串级控制，即主回路的输出作为副回路的设定值，经副回路输出作用于被控对象。也可以不用副回路只用主回路形成单回路调解，或手动操作完成。
本系统共有6个PID回路，除了炉膛负压和磨煤热风外均为主、副串级控制，程序的控制算法也是一样的，只有每个程序中的变量不同，每部分程序主要由两个PID回路构成，第一个为主回路，第二个为副回路。
控制系统仪表配置及说明
①1台昌晖YR-GAD系列单回路调节器、1台YR-GAD系列单回路调节器外给定调节器和1台减法器实现锅炉的三冲量调节应用(见图2所示)。如果您需要深入了解汽包水位三冲量控制策略，可参与《水位三冲量调节控制策略及串级调节参数整定方法》和《三冲量汽包水位控制原理及应用教程》文章。
图2 锅炉汽包水位三冲量串级调节控制策略
②针对锅炉汽包水位在实际控制中出现假水位现象，引入了蒸汽流量的反馈比较，结合PID控制算法实现锅炉水位的正常控制
经验证，昌晖仪表YR-GAD系列人工智能PID调节器能较好的完成锅炉汽包水位的串级控制，整个过程控制稳定，锅炉水位在实际运行中不出现异常现象。
能熟练进行PID参数整定，将自动控制系统投自动，这代表着工程技术人员的自动化技能水平，但很多人并未真正掌握PID控制和PID参数整定。在本站“PID调节器”产品页面免费分享白志刚工程师编著的《自动调节系统解析与PID整定》一书，书中内容没有高深的理论公式，全是实战干货，理解了此书内容真谛，高中学历的仪表人也能整定PID参数，将PID控制弄透彻！对您有帮助，还是免费的，赶快去产品页面“PID调节器”免费领取这本书！
