PLC基于触摸屏的蒸发器监控系统设计(3)
（2） 满足节能指标的考虑
出于对效能、环境等因素的考虑，要求在控制系统的设计和实施中对过热蒸汽量等能耗等指标予以充分考虑。
（3） 满足全自动控制的要求
从生产单元冷态起，按照开车步骤实施全自动顺序控制，保证开车稳步进行，保证系统无扰投运。
2.4 蒸发器特性分析
蒸发器中，主要输入变量是稀液进量，过热蒸汽进量。主要输出变量是浓缩液输出量和二次蒸汽输出量。因此蒸发器是一个多输入多输出且相关联的复杂控制对象。
2.5 被控参数特性分析
蒸发器对象中主要包括温度、流量、压力和水位这4类参数，不同类型的参数具有不同的对象特性，需要采用不同的控制方法。
（1）温度
温度动态特性的特点：其一，惯性大，容量滞后大，有些过程的时间常数达到十几分钟；其二，温度对象通常是多容的。由于温度滞后大，控制起来不灵敏，因此温度控制系统需要增加微分作用。
在工业生产过程中，温度控制就是对传热过程的控制，包括对流传热、传导传热和辐射传热。温度控制的操纵变量通常是流量，如加热介质的流量、冷却介质的流量、燃料的流量等。温度控制的方法与被控对象的特点、控制精度要求等有关，其种类很多。
（2）流量
流量的测量容易受到噪声的干扰，流量本身可能是平稳的，平均流量没有什么变化，但是测量信号常常是频繁地变动。这是由于管道中的流动正常时都呈现湍流状态，流量虽然平稳，流体内部却在骚动。特别是流体通过截流装置时，此种骚动程度比较大，产生的噪声也较大。噪声是一种频率很高、变化无常的流体流动，这是流量控制系统不能加微分的原因。由于噪声频率很高，虽然幅度变化不大，但若加上微分控制器其输出容易出现波动，反而使系统不稳定。
流量过程时间常数很小，当手动调整阀门时，流量在几秒钟内就能变化完毕，响应比较灵敏。这是由于工业过程中调节阀（执行机构）往往直接作用于流量，而管道的容量有限，缓冲余地小，阀门一动作，流量立即变化，滞后时间小、响应快。
对于流量而言，广义对象的时间常数主要取决于控制器、定位器、变送器和信号传输等部分，流量自身的时间常数相对较小。
（3）压力
压力对象的常见类型有两类。其一是具有一定容量的气罐，此种情况下，体积和容量较大，表征动态特性的时间常数较大，即惯性较大。其二是管道的压力，由于管道容积较小，所以时间常数较小，控制比较灵敏。
流量对象和压力对象与温度对象相比，都是比较快的过程，时间常数不大，大致都呈现单容特性，在控制中一般不用微分作用。
（4）水位
蒸发器水位的控制比较特殊。工业上常用的控制方法是在给水流量反馈控制基础上引入蒸汽流量前馈冲量而构成的“三冲量”汽包水位控制系统。它包含给水流量控制回路和汽包水位控制回路两个控制回路，实质上是蒸汽流量前馈与液位－流量串级系统组成的复合控制系统。当蒸汽流量变化时，蒸发器汽包水位控
制系统统中的给水流量控制回路可迅速改变进水量以完成粗调，然后再由汽包水位调节器完成水位的细调，同时可以有效防止由于蒸汽负荷急剧增加而使汽包内出现 “虚假水位”现象，引起水位自动控制系统失效的安全事故。
3 蒸发器控制方案
3.1 蒸发器液位控制系统
3.1.1 控制方案
在此方案中蒸发器液位控制系统设计为在液位反馈控制基础上引入了稀液流量的反馈变量，导致2个变量控制调节阀，我们必须用到串级调节器来解决这个问题。如图3.1所示。