智能加热炉控制系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108398901A(43)申请公布日2018.08.14(21)申请号201810161117.6(22)申请日2018.02.27(71)申请人常熟理工学院地址215500江苏省苏州市常熟市南三环路99号(72)发明人顾涵吴悦夏金威张惠国(74)专利代理机构苏州创元专利商标事务所有限公司32103代理人范晴(51)Int.Cl.G05B19/042(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称智能加热炉控制系统及其控制方法(57)摘要一种智能锅炉技术领域的智能加热炉控制系统及其控制方法，包括：控制单元、烟气压力传感器、温度传感器、液位传感器和驱动模块；所述烟气压力传感器与控制单元相连并输出炉内烟气压力信息；所述温度传感器与控制单元相连并输出炉内温度信息；所述液位传感器与控制单元相连并输出炉内上下限液位信息；所述控制单元与驱动模块相连并根据上述加热炉参数信息输出驱动模块控制信息；所述驱动模块与加热炉各电机相连，根据驱动模块控制信息通过加热炉各电机对加热炉进排水、进出料及排气进行驱动控制。本发明能够实现加热炉良好的反馈控制，提高加热炉的利用效率，并增强实时监测及预防危害的能力。CN108398901ACN108398901A权利要求书1/1页1.一种智能加热炉控制系统，其特征在于，包括：控制单元、烟气压力传感器、温度传感器、液位传感器和驱动模块，其中，所述烟气压力传感器与控制单元相连并输出炉内烟气压力信息；所述温度传感器与控制单元相连并输出炉内温度信息；所述液位传感器与控制单元相连并输出炉内上下限液位信息；所述控制单元与驱动模块相连并根据上述加热炉参数信息输出驱动模块控制信息；所述驱动模块与加热炉各电机相连，根据驱动模块控制信息通过加热炉各电机对加热炉进排水、进出料及排气进行驱动控制。2.根据权利要求1所述的智能加热炉控制系统，其特征是，所述智能加热炉控制系统还包括报警模块、显示单元和输入单元；所述控制单元与报警模块相连，在加热炉参数信息超过阈值时输出报警信息；所述控制单元与显示单元相连并实时输出加热炉参数信息；所述输入单元与控制单元相连并输出人工操作信息。3.根据权利要求2所述的智能加热炉控制系统，其特征是，所述控制单元采用STM32F103RBT6单片机。4.根据权利要求1所述的智能加热炉控制系统，其特征是，所述温度传感器包括若干个，设置于炉膛内、加热炉出口和加热炉入口处。5.根据权利要求1所述的智能加热炉控制系统，其特征是，所述输入单元采用非编码键盘，包括单片机复位按钮、校准按钮和调整按钮，所述调整按钮用于调整系统各项数据阈值。6.一种对上述任一项权利要求所述智能加热炉控制系统采用PID进行控制的方法，其特征在于，包括以下两部分：1)效率控制；首先在对炉内烟气压力、炉内温度和炉内上下限液位这些被控变量开始跟踪时，取消积分作用，而当被控变量接近给定值时再将积分作用加入，消除余差，减少超调所需的时间；2)稳定性控制；仅对炉内烟气压力、炉内温度和炉内上下限液位这些被控变量的测量值求导，从而在改变设定值时，避免输出出现突变。7.根据权利要求6所述采用PID进行控制的方法，其特征是，所述输出可表示为：其中，KP为比例调节系数，TD为微分时间常数，TI为积分时间常数，PV(s)为测量值，SV(s)为设定值，s为采样序号。2CN108398901A说明书1/4页智能加热炉控制系统及其控制方法技术领域[0001]本发明涉及的是一种智能锅炉领域的技术，具体是一种智能加热炉控制系统及其控制方法。背景技术[0002]目前，我国各类工业锅炉的自动控制系统种类众多，但现有的自动控制系统一般以实现远程控制为主，进行基本的启停操作和数据显示，智能化程度不高。对于锅炉复杂的参数控制常依据经验而定，故锅炉反馈控制的迟滞性大且浪费现象严重。[0003]虽然有一些先进的自动控制系统的应用，但仍存在反馈控制迟滞性略大的问题，导致反馈控制无法兼顾稳定性和控制效率。[0004]反馈控制的迟滞性主要存在于测量环节的滞后，包括容量滞后和纯滞后。[0005]容量滞后是由于测量元件自身具有一定的时间常数所致。由于时间常数的存在，其任何时刻所提供的被控变量的数值都比被控变量的真实值要小，这样从变送器输出来看被控变量被控制的很好，参数并没有超出所允许的范围，但这只是一种假象，实际被控变量的数值可能早已超出了允许的范围，时间常数越大，这种假象就越严重。[0006]参数变化的信号传递到检测点需要花费一定的时间，因而产生了纯滞后，且纯滞后一般都比较大，必须引起注意。纯滞后的产生一般是由于介质的输送或热的传递需要一段时间引起的，输出变量的变化落后于输入变量变化的时间称为纯滞后时间，若控制