MCGS锅炉水温与循环水流量串级控制系统开题报告(2)
4.3 MCGS组态软件
计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，用户可以方便快捷地组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控及诊断等先进技术，使系统更加安全可靠，在这方面MCGS工控组态软件发挥着重要的作用。
4.4 PID控制器及参数的整定
PID控制器是由比例单元 P、积分单元 I 和微分单元 D 组成。通过Kp，Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。PID控制器无疑是最流行的工业控制器,在过程工业控制上占95%以上。然而,他们的调优是相当主观的过程,很大程度上是依赖于工程师的知识和专长的[13]。
过程控制器采用的控制器通常都有一个或多个需要调整的参数和调整这些参数的相应机构（如旋钮、开关）或相应设备。通过调整这些参数使控制器特性与被控过程特性配合好，获得满意的系统静态与动态特性称为控制器参数整定。由于人们在参数调整中，总是力图达到最佳的控制效果，所以常称“最佳整定”，相应的控制器参数称为“最佳参数整定”。 衡量控制器参数是否最佳，需要规定一个明确的反应控制系统质量的性能指标，一般分为稳态指标和动态指标。需要指出的是，不同生产过程对于控制过程的品质要求不完全一样，因而对系统整定性能指标的选择有较大的灵活性。作为系统整定的性能指标，它应能综合反映系统控制质量，同时又便于分析与计算。
4.5 建立被控对象模型
本系统以锅炉水温为主要控制对象，以进水流量为辅助控制对象。目的是在一定加热功率下，控制水温的恒定。在控制系统设计工作中，需要针对被控过程中的合适对象建立数学模型。被控对象的数学模型是设计过程控制系统、确定控制方案、分析质量指标、整定调节器参数等的重要依据。被控对象的数学模型（动态特性）是指过程在各输入量（包括控制量和扰动量）作用下，其相应输出量（被控量）变化函数关系的数学表达式。
4.6 控制方案的设计及仿真
有了被控对象的传递函数就可以确定控制方案，从而在理论上设计控制器，对系统进行仿真，进而对实际控制起指导意义。
5 难点创新点
5.1 难点
串级控制系统的主回路是定值控制，其设计单回路控制系统的设计类似，设计过程可以按照简单控制系统设计原则进行。 但由于副回路是随动系统， 对包含在其中的二次扰动具有很强的抑制能力和自适应能力，二次扰动通过主、副回路的调节对主被控量的影响很小，因此在选择副回路时应尽可能把被控过程中变化剧烈、频繁、幅度大的主要扰动包括在副回路中。如何处理好副回路的包容性以及快速响应能力是需要在实际操作中需要解决的问题。
同时，由于本课题是基于MCGS等组态软件基础上，所以如何合理对参数整定以及建模和分析都是需要在对整个设计过程以及软件非常熟悉的条件下进行。
5.2 创新
副回路作为串级控制系统中的粗调回路，承担着包容主要扰动减少机构调解迟滞的重要作用。而主要扰动中包括泵中的电机的影响，由于异步电机频率和负载有关，在收到工作信号时候电机启动后，负载的变化会使得改变的频率影响转速，使循环水流量产生改变，从而对整个回路产生扰动。如果使用变频电机，或者在电机上增加变频器不仅能很好的解决电机频率上的扰动，适应不同工况下的变速，同时还能在一定程度上节能。
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