5  过热汽温串级自动控制系统方框图及算法

5.1 串级自动控制系统方框图如图3。 

图3  过热汽温的串级控制结构图

（注：主控制器D1（S）和副主控制器D2（S）分别表示主调节器和副调节器的传递函数。）

图中的H（S）是零阶保持器，T为采样周期，D1（Z）和D2（Z）是PID控制规律。

为了提高控制性能对PID2中的积分项采用抗积分饱和措施：

当u2(k)<下限时，取u2(k)=0

当u2(k)>上限时，取u2(k)=上限

电动执行器等环节都可简化为比例环节。理论分析和实验结果证明，过热汽温的调节对象是一个具有自平衡能力的对象，可用一阶惯性环节和一个延迟环节来近似。因此模拟部分各个环节组成的传递函数为：GC（S）=(KD*e^-τs)/TDS。

5.2 串级控制算法：

过热汽温的双回路串级控制系统的计算顺序为：

（1）计算主回路的偏差e1(k)       e1(k)  =r1(k)-y1(k)

 (2) 计算主回路控制器D1（Z）的输出 u1(k)

u1(k)= u1(k-1)+ Δu (k)

Δu (k)=Kp1[e1(k)- e1(k-1)]+KI1 e1(k)+KD1[e1(k)-2 e1(k-1)+ e1(k-2)]

其中： Kp1为比例增益；KI1= Kp1*T/TI1为积分系数；KD1= Kp1*TD1/T为微分系数

（3）计算副回路的偏差e2(k)       e2(k)  =u1(k)-y2(k)

 (4) 计算副回路控制器D2（Z）的输出 u2(k)

u2(k)= u2(k-1)+ Δu2 (k)

Δu2 (k)=Kp2[e2(k)- e2(k-1)]+KI2 e1(k)+KD2[e2(k)-2 e2(k-1)+ e2(k-2)]

其中：Kp2为比例增益 ；KI2= Kp2*T/TI2为积分系数；KD2= Kp2*TD2/T为微分系数

6 过热汽温串级自动控制系统的特点

过热汽温串级自动控制系统中，主回路采用PID运算，副回路采用PD运算。在主回路串级自动控制系统采用微分作用，对于延迟和惯性较大的对象调节质量较好。

过热汽温串级自动控制系统中主、副调节回路相对独立，因此在投运时，参数整定、调试直观方便。

串级自动控制系统数据运算较复杂，对运算设备要求高。（DCS具有丰富的运算功能和较快的运算速度，软、硬件完全能够满足算法要求）。

总之，在火力发电机组中过热汽温采用串级自动控制方案比较理想。  

参考文献：

1、热工过程自动控制 ，中国电力出版社，郎泉江

2、微型机控制技术，清华大学出版社， 于海生

作者简介：

1、戚人民：男，大专，大唐淮北发电厂热工分场，1988毕业于苏州电力学校，毕业后一直从事热控仪表及其自动化设备的维护和检修工作。电话：0561-3262418 。

2、朱加喜，男，大学，高级工程师，1994.7毕业于上海电力学院自动化专业，大唐淮北发电厂设备部热工主管，联系电话0561－3262469 

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