东北大学SMPT-1000锅炉燃烧比值控制系统设计与实验

东北大学研究生考试试卷——"控制系统设计"涵盖了对高级多功能过程控制实训系统SMPT-1000的深入研究。该章节主要围绕加热炉工艺流程与燃烧控制展开，针对实际工业环境中的锅炉燃料-风量比值控制系统进行了设计。 首先，SMPT-1000系统是一个集硬件和软件于一体的控制系统，其中硬件部分包括立体流程设备盘台和钢制盘台，软件方面则有上位机软件SMPTLAB和实时仿真引擎软件SMPTRuntime。上位机软件提供了用户界面和数据监控，而SMPTRuntime确保了系统的实时性和准确性。 在第二章，加热炉工艺流程的详细描述揭示了燃烧控制的关键需求。控制目标是保持燃料量和送风量的稳定，以实现燃烧的经济性和高效能。过低的空气量可能导致不完全燃烧和安全问题，过高则会增加热能损失。因此，比值控制系统的设计至关重要，它可以根据燃料量自动调整送风量，确保两者之间的理想比例。 第三章着重于炉膛燃烧控制器的设计，包括开环、单闭环和双闭环定比值控制系统。比值控制策略在不同的控制级别中得到应用，以适应不同精度和响应速度的需求。此外，随动控制系统控制器参数的整定也在此部分讨论，这涉及到PID参数的优化，如主物料控制器的K值确定以及副物料控制器PID参数的调整。 第四章专门探讨了控制器参数的整定方法，通过实验设计来确定最佳的控制性能。实验步骤详细说明了如何测定比值控制器的比例系数K值，以及如何通过PID参数调整来优化主物料和副物料控制器，以达到最佳的燃烧控制效果。 这份试卷不仅涵盖了理论知识，还强调了实践操作和实际问题解决能力的培养，要求学生理解并掌握控制系统的理论基础，同时具备在具体设备上进行参数调试和优化的能力。通过对SMPT-1000系统的深入研究，考生应能够设计出满足加热炉燃烧控制要求的高效控制系统，兼顾节能和安全性。