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1 课题介绍
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过程装备控制是工业自动化的重要分支。几十年来，过程装备控制获得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程装备控制技术对于提高产品质量以及能源的节约都起着重要的作用。本课题为：基于MCGS的锅炉水温与循环水流量串级控制系统。采用MCGS软件实现数据交换、曲线输出、实时监测、报警设置、动画显示等功能，并用matlab进行仿真分析。4479
2 课题研究的意义
锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，．又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动力和热源的锅炉，办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要[1]。
随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。其优越性主要在于：首先，通过对锅炉燃烧过程进行有效控制，使燃烧在合理的空燃比条件下进行，可以提高燃烧效率。由于工业锅炉耗煤量大，燃烧热效率每提高1％都会产生巨大的经济效益[2][3]。
然而在锅炉控制系统中，被控过程的容量滞后较大，特别是一些被控量是温度等参数时，控制要求较高，如果采用单回路控制系统往往不能满足生产工艺的要求。利用串级控制系统存在二次回路而改善过程动态特性，提高系统工作频率，合理构造二次回路，减小容量滞后对过程的影响，加快响应速度。 锅炉还是一个复杂的控制对象。控制变量多，所以它所受到的干扰也大。所以采用串级控制系统对于回路内控制系统的动态特性。由于串级控制系统的副回路是随动控制系统，具有一定的自适应性，在一定程度上可以补偿非线性对系统动态特性的影响。
随着我国国民经济的快速发展，锅炉的使用范围越来越广泛。据不完全统计我国共有各类锅炉40万台，每年的耗煤量3亿多吨，占我国原煤产量三分之一[4]。目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。提高热效率，降低耗煤量，采用合适的过程控制方案是一件具有深远意义的工作。串级控制作为一种复杂的控制系统，在提高控制质量和实现一些特殊工艺要求等方面有着显著的效果，使复杂过程控制系统达到一个新水平，在过程控制中得到了广泛应用[5]。
课题研究的内容
4.1 串级控制系统
串级控制是在单回路PID控制的基础上发展起来的一种控制技术。当PID控制应用于单回路控制一个被控量时，其控制结构简单，控制参数易于整定。但是，当系统中同时有几个因素影响同一个被控量时，如果只控制其中一个因素，将难以满足系统的控制性能。串级控制针对上述情况，在原控制回路中，增加一个或几个控制内回路，用以控制可能引起被控量变化的其它因素，从而有效地抑制了被控对象的时滞特性，提高了系统动态响应的快速性。
4.2 MATLAB软件
MATLAB软件是由美国MathWorks公司开发的，是目前国际上最流行、应用最广泛的科学与工程计算软件，它广泛应用于自动控制、数学运算、信号分析、计算机技术、图形图象处理、语音处理、汽车工业、生物医学工程和航天工业等各行各业，也是国内外高校和研究部门进行许多科学研究的重要工具。