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随着科学技术的进步和环保的要求,我国已越来越多地使用天然气作为新能源进行应用。锅炉是一个多输入多输出,多回路,非线性的相互连接的对象,各个输入参数和输出参数有许多交叉影响。锅炉自动化控制,它根据参数的动态性能,是一个综合性的多环控制。如果缺乏必要的检测装置,采用不适当的配置的自动控制,不仅难以提高锅炉的热效率,而且可能造成能源消耗加大。因此,从能源利用角度及环保角度出发,加快锅炉系统改造,改善其自动化控制水平,是一个非常现实的任务。本硕士学位论文主要针对燃气锅炉的水位控制,燃烧控制系统,自整定模糊PID控制器的设计进行了阐述。文中对燃气锅炉的结构进行了介绍,并对主要的控制系统进行了分析和策略选择,通过西门子PCS7系统实现了燃气锅炉的监控和自动运行。(1)水位控制系统。通过比较,三冲量的串级水位控制一方面保证了锅筒水位的稳定,避免了内外部扰动对水位控制的负影响,另一方面也实现了锅炉的安全运行。(2)燃烧控制系统。在调试时用氧气修剪控制加并行定位控制,使得排放烟气内含氧量控制在2%~3%的水平。同时,避免了对在线气体分析仪表的投资和后续而来的维护保养。调试结束后,采用并行定位控制,使用迈克森的PLC控制器,用带伺服电机的蝶阀作为执行器,确保了燃烧调节的高重复性和高精度,使得企业节约了生产成本,保证了高效锅炉的运行。(3)自整定的模糊PID控制器。 PID控制适用于各种线性定常系统,它简单快速,稳定性好。但对非线性、干扰多的系统,其调节效果有限。模糊控制的优点是无需掌握被控对象的数学模型,而是根据已有的知识和经验完成控制过程。其缺点是动态特性不好或者稳态误差大。模糊控制与PID控制的结合,弥补了单控制系统的不足。适用于锅炉这样一个多输入、多输出、多回路、非线性的相互关联的对象。(4)基于西门子PCS7系统对燃气锅炉实现远程监控。通过SIMATIC管理器,实现了远程监控的硬件管理。双控制器的架构,保证了系统运行的稳定性和实时性。基本输入输出模块和故障安全型模块的分开安装,实现了安全系统相关输入输出的特别管理。现场总线系统与工业以太网结合的布局,减少了安装成本和维护费用。