给煤机毕业论文 第1篇
北建大三年的硕士生活转瞬即逝，提及毕业内心充满了期待与不舍：期待于未来，不舍于现在。回想起这三年的点点滴滴，让我感触的事情太多太多，让我感谢的人也很多很多。
首先，必须感谢我的导师张群力教授，感谢张老师把我引进学术的大门，并在我的科研道路上给予的精心指导，没有张老师的言传身教和悉心教导就不可能有我学术论文的顺利完成，张老师对科研严谨的态度永远是我学习的榜样。除此之外，张老师的人生阅历非常丰富，经常跟我们分享人生感悟，尤记得在我感到山穷水尽的时候，是张老师的一席话，给了我“柳暗花明又一村”
的希望和动力。其次，感谢课题组的刘芳老师在学习方法上给予的指导和择业道路上给予的帮助。感谢环境与能源工程学院的杨晖老师在学习上给予的指导，她对科研的专一态度值得我学习。感谢师兄师姐，在科学研究上为我解惑，在生活中为我解忧。感谢我的同门，让我的学习和生活充满快乐。感谢师弟师妹，在我的科研道路上给予的热情帮助和支持。感谢赵金姊同学，在我学术文论撰写时给予的无私帮助。感谢我的舍友，让我有一个轻松愉快的研究生生活。感谢我的家人，对我的理解与支持。最后，感谢评阅本论文的专家老师，谢谢老师在百忙之中抽出时间评阅此论文。
本课题是北京市自然基金重点项目“喷淋式烟气冷凝余热回收过程热质交换与净化协同强化机理研究”（00351911032）基金资助，特此一并致谢。
给煤机毕业论文 第2篇
xx村党委、村委：
xx小学教学楼后侧锅炉为xx小学、和xx村办公楼供暖。由于xx村办公楼、xx幼儿园采暖为地暖，地暖所需供暖水温为40℃既可，水温过高采暖管会有爆裂的可能；xx小学采暖为铸铁暖气片，供暖水温应在80℃以上。三个单位同用一个锅炉使我校采暖温度无法达到标准采暖温度。
自20xx年11月15日正式取暖开始，今年冬季又比往年寒冷而且时间比较长，我校今年学生因教室采暖温度无法达到标准采暖温度，导致手脚冻伤情况比往年人数有所增加。特向xx村党委、村委申请对xx小学采暖问题进行整改。整改措施：
1、为xx小学安装独立卧式锅炉1个。
2、将原有管道进行改造，使其与新锅炉对接，管道通畅。
请xx村两委对整改措施尽快作出整改意见。
此致！
xx小学
给煤机毕业论文 第3篇
摘要：机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件融合起来所构成的系统的总称。近年来，机电一体化技术得到迅猛发展，在各个行业都得到广泛地应用。微电子信息技术的引入，使古老的机械工业焕发了青春，使传统的机械电器产品在功能上、性能上以及制造技术上都提高到一个崭新水平，所带来的经济效益和社会效益是十分巨大的。
关键词：机电一体化；自动控制技术；发展趋势
机电一体化的外文名词是Mechantronics，起源于日本，是取英语Mechanics的前半部和Electronics的后半部拼合而成的，表示机械学与电子学两种学科的综合。目前，国内外对机电一体化的涵义有各种各样的认识，其各自的出发点和着眼点不尽相同，再加上机电一体化本身的涵义还在随着生产和科学技术的发展不断被赋予新的内容。机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体，是现代科学技术发展的必然结果。随着现代科学技术日新月异的发展，不断地推动不同学科的交叉和渗透，从而导致整个工程领域的技术革命。
1.机电一体化概要
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。机电一体化涵盖技术和产品两个方面，只是机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其他新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械。机电一体化系统由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体，具有满足人的使用要求的最佳功能。
2.我国机电一体化的现状
世界范围内机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。第一阶段也称为初级阶段。20世纪60年代以前由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。第二阶段可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。第三阶段，20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的`新阶段，机电一体化进入深入发展时期。
计算机数控机床（CNC）是一种由计算机或专用电子计算装置控制的高效自动化机床。它综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等方面的最新成就，是典型的机电一体化产品，是机床发展的必然趋势。
汽车的机电一体化中心内容是以微机为中心通过自动控制来改善汽车的性能，增加汽车的功能，实现汽车降低油耗，减少排气污染，提高汽车行驶的安全性、可靠性、操作方便和舒适性。近几十年，国际各大汽车公司都加大了对汽车机电一体化的研究，使其发展有了质的飞跃。
工业机器人（IR）一般应由机械系统、驱动系统、控制系统、检测传感系统和人工智能系统等组成，是一种能模拟人的手、臂的部分动作，按照预定程序、轨迹及其要求，实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置，是具有发展前途的机电一体化典型产品。
3.机电一体化的发展趋势
自律分配系统化
未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
系统化
系统化的表现特征之一是系统体系结构进一步采用开放和模块化的结构。系统可以灵活组套，进行任意裁减和组合，同时要求实现多坐标系列控制功能的NC系统。表现特征之二是通话功能的大大加强，即网络化趋势。
人工智能化
这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。
全息系统化
机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。其系统的层次结构，也由简单的“从上到下”的形势而变为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
绿色化
环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大主题。
微型机电化
微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
面向21世纪的制造模式
一次制造成功，采用成组技术和分组作业方式，按质、按量、按时完成，做到零废品、零库存、零设备故障、零环境污染，从以“技术”为中心向以“人”为中心转变，从“金字塔式多层次管理”向“网络式管理”、由顺序工作方式向并行工作方式、由固定组织
加工向敏捷制造加工转变。
4.结语
机电一体化的出现并不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，传统的机械设计方法和设计概念正在发生着革命性的变化。21世纪，机电一体化技术将扮演机械工业的主角，与机电一体化相关的技术还有很多。随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显。我国可以利用后发的成本优势和广阔的市场潜力，用全新的方式和更短的时间研发更多具有知识产权的机电一体化产品。随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
参考文献：
[1]李建勇.机电控制工程[M].北京:化学工业出版社,2002
给煤机毕业论文 第4篇
引 言
随着科学技术的发展，自动控制在现代工业中起着主要的作用，目前已广泛应用于工农业生产及其他建设方面。生产过程自动化是保持生产稳定、降低成本、改善劳动成本、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标志之一。可以说，自动化水平是衡量一个国家的生产技术和科学水平先进与否的一项重要标志。电力工业中电厂热工生产过程自动化技术相对于其他民用工业部门有较长的历史和较高的自动化水平，电厂热工自动化水平的高低是衡量电厂生产技术的先进与否和企业现代化的重要标志。
本次毕业设计的主要是针对单元机组汽温控制系统的设计。锅炉汽温控制系统主要包括过热蒸汽和再热蒸汽温度的调节。主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全。一般规定过热器的温度与规定值的暂时偏差不超过±10℃，长期偏差不超过±5℃。
如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效率，据估计，温度每降低5℃，热经济性将下降约1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。一般规定过热汽温下限不低于其额定值10℃。通常，高参数电厂都要求保持过热汽温在540℃的范围内。
由于汽温对象的复杂性，给汽温控制带来许多的困难，其主要难点表现在以下几个方面：
（1）影响汽温变化的因素很多，例如，蒸汽负荷、减温水
量、烟气侧的过剩空气系数和火焰中心位置、燃料成分等都可能引起汽温变化。
（2）汽温对象具有大延迟、大惯性的特点，尤其随着机组容量和参数的增加，蒸汽的过热受热面的比例加大，使其延迟和惯性更大，从而进一步加大了汽温控制的难度。
（3）汽温对象在各种扰动作用下（如负荷、工况变化等）反映出非线性、时变等特性，使其控制的难度加大。
第一章 汽温控制系统的组成与对象动态特性
本章将以330MW的单元机组锅炉为例，通过研究其高温、亚临界压力、中间再热、自然循环、单炉膛前后对冲燃烧、燃煤粉汽包炉，且汽轮机为单轴、三缸、两排汽、再热、凝汽冲动式，说明过热器与再热器在锅炉中的位置及布置情况，从而全面掌握研究对象的生产过程，并熟悉其动态特性及分析影响汽温变化的各种因素。
过热器的分类及基本结构
过热器的分类
过热器可以根据它所采用的传热方式分为对流过热器、半辐射过热器及辐射过热器三种。对流过热器是放在炉膛外面对流烟道里的过热器，它主要以对流传热方式吸收流过它的烟气的热量。半辐射过热器也称屏式过热器，一般放在炉膛上部出口附近，它既吸收炉膛火焰的辐射热，又以对流方式吸收流过它的烟气的热量。辐射过热器是放在炉顶或炉墙上的过热器，它基本上只吸收炉膛内火焰和烟气的辐射热。
现代大容量高参数锅炉的过热器主要由对流过热器，屏式过热器，包覆过热器，顶棚过热器，联箱及减温器构成。制造它们的材料一般都是合金钢，有的还需用特种钢来制造。
（1）对流过热器：布置在烟道内，依靠热烟气对流传热的过热器，称为对流式过热器。对流过热器是由联箱和很多细长
的蛇形管束所组成。蛇形管可作立式或卧式布置。过热器的进出口联箱放在炉墙外部，起着分配和汇集蒸汽的作用。蛇形管与联箱上的管接头焊接在一起。
大容量锅炉的对流过热器布置在烟温很高的区域内，其蒸汽温度和管壁的热负荷都很高。而蒸汽侧放热系数比省煤器中的水或蒸发受热面中的汽水混合物的放热系数都低的多，因此过热器受热面必须用具有良好的高温强度特性的优质碳素钢或含有铬、钼、钒的耐热合金钢制造。过热器管子用什么材料制造，取决于它所处的工作条件。现代锅炉对流过热器多采用立式布置，因为这样可以采用简单可靠的悬吊固定方法，而卧式过热器的固定比较困难。立式布置的主要缺点，是停炉时积存在管内的凝结水不易排出，容易引起蛇形管下部弯头腐蚀。
（2）辐射过热器：辐射过热器可布置在燃烧室四壁，也称墙式或壁式过热器，或布置在炉顶，称顶棚过热器，直接吸收辐射热。在做墙式布置时辐射过热器的管子可以布置在燃烧室四壁的任一面墙上，可以仅布置在燃烧室上部，也可以沿燃烧室高度全部布置；它可以集中布置在某一区域，也可以与蒸发受热面管子间隔布置。
在自然循环锅炉中，辐射过热器管子布置在燃烧室上部，能使管子避开热负荷最高的火焰中心区域。但是这种布置会使水冷壁管的吸热高度降低,可能影响水循环的安全性。如果辐射过热器沿燃烧室全部高度布置，则处于火焰中心区的管子容易过热烧坏。特别是升火过程中，为保证管子的冷却必须采取从外界引进蒸汽等专门措施。在直流锅炉中，情况有所不同，水冷壁上部都有一定的过热度，相当于辐射过热器，由于上部炉温较低，所以可保证安全。
在国产自然循环锅炉中，未采用墙式布置的辐射过热器，而多采用布置在炉顶的顶棚过热器，受热面为紧靠炉顶的直管，称为顶棚管。这种过热器的辐射传热作用较墙式过热器为弱，但因处于较低的烟气温度场，工作比较安全可靠，与屏式过热器和包覆过热器配合使用，效果较好。
（3）屏式过热器和包覆过热器
除了上述两种过热器外，还有一种介于两者之间的半辐射过热器。最常用的半辐射过热器是布置在燃烧室上部或出口处的高温烟区内的屏式过热器。其结构特征为几排拉稀的管屏。屏式过热器沿炉宽平行布置，管屏数目一般为8―16片，屏片间距为―2米，各跟管子之间的相对间距S2/d在左右，屏中并联管子的数目为15―30跟。管屏悬挂在炉顶的钢梁上，受热后能自由的向下膨胀。为了保持各屏间的节距，可将相临两屏中的若干对管子弯绕出来互相夹持在一起，而各屏本身的管子也应夹持在同一平面上。屏式过热器布置在对流过热器前面，以降低对流过热器入口烟温，避免对流过热器结渣。屏式过热器的汽温变化特性介于辐射与对流过热器之间，所以变化也比较平稳。
图1-1是布置在不同烟温区域内的过热器的汽温特性示意图。从图中可以看出，当锅炉负荷从33%增加到满负荷时，曲线1所示的屏式过热器的汽温变化非常平稳，仅上升了10℃；曲线2和3所示的对流过热器的汽温上升了42℃和50℃；而曲线4代表的辐射过热器的汽温却大幅下降了。由于屏式过热器具有过热汽温平稳的特点，在现代大型锅炉上广泛地采用了这种过热器。
为了得到较好的传热效果，最好把屏式过热器布置在烟温为950―1050℃的烟道中。屏式过热器进口烟温的选择，应保证燃料进入屏式过热器前已燃尽，否则在屏区再燃烧会严重影响管屏的工作安全。根据已采用屏式过热器的许多锅炉运行实践证明，它能够在1000―1300℃烟温区内可靠工作，并具有良好的汽温变化特性。
过热器的基本结构
图1-1 布置在不同烟温区域内的过热器气温特性
1-布置在烟温1200℃区域的屏式过热器；2、3-布置在烟温为
1000℃
和900℃区域内的对流过热器；4-布置在燃烧室内的辐射过热器
300MW单元机组是现在是我国火力发电机组的主力型号，多采用亚临界参数及中间再热。330MW机组锅炉的过热器，具体结构见图1-4所示。此过热器具有以下特点：由于过热蒸汽参数高，需要布置更多受热面，因此炉膛内布置大量屏式过热器。采用辐射式、半辐射式和对流过热器联合过热系统，以获得良好的过热蒸汽温度变化特性。低温过热器采用逆流布置，以便获得较大的传热温差，从而节约钢材。
采用两级喷水减温，这样做的目的有两个，一是为了使汽温调节更灵敏，减小热惯性，二是为了保护过热器。第一级喷水减温器布置在前屏过热器之后，调节量较大且调节惰性大，用来调节因负荷、给水温度和燃料性质变化而引起的汽温变化，为粗调。另外它还有保护屏式过热器和对流过热器受热面的作用。第二级喷水减温器布置在高温对流过热器（末级过热器）之前，这一级热惯性小，可保证出口汽温能得到迅速调节。减温器共有四只，每级安装两只，每只喷水量为每级喷水量的一
半。减温水源为自制冷凝水。
蒸汽流程为：饱和蒸汽由汽包引出后经一部分顶棚过热器进入侧墙和后墙包覆过热器，流出后在联箱内混合，进入低温对流过热器，出来后再经过另一部分顶棚过热器进入前屏过热器，流出后经过第一级喷水减温器减温，再进入后屏过热器，流出后经过第二级减温器减温，进入高温对流过热器完成最后一次过热后，送往汽轮机。
图1-2 300MW机组过热器系统图
1-汽包；2-前屏过热器；3-后屏过热器；4-顶棚过热器； 5-侧墙包覆过热器；6-后墙包覆过热器；7-低温对流过热器； 8-第一级减温器；9-第二级减温器；10-高温对流过热器
过热蒸汽温度控制的意义与任务
锅炉过热蒸汽温度是影响机组生产过程安全性和经济性的重要参数。现代锅炉的过热器是在高温、高压的条件下工作的，过热器出口的过热蒸汽温度是机组整个汽水行程中工质温度的最高点，也是金属壁温的最高处。过热器采用的是耐高温高压的合金刚材料，过热器正常运行的温度已接近材料所允许的最
高温度。如果过热蒸汽温度过高，容易损坏过热器，也会使蒸汽管道、汽轮机内某些零部件产生过大的热膨胀而毁坏，影响机组的安全运行。如果过热蒸汽温度过低，将会降低机组的热效率，一般蒸汽温度降低5-10℃，热效率约降低1%，不仅增加燃料的消耗量，浪费能源，而且还将使汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加，加速汽轮机叶片的水蚀。另外，过热汽温的降低还会导致汽轮机高压级部分蒸汽的焓值减小，引起反动度增大，轴向推力增大，也对汽轮机安全运行带来不利的影响。所以，过热蒸汽温度过高或过低都是生产过程所不允许的。
过热蒸汽温度控制对象的动静态特性
静态特性
1、锅炉负荷与过热汽温的关系
锅炉负荷增加时，炉膛燃烧的燃料增加，但是，炉膛中的最高的温度没有多大的变化，炉膛辐射放热量相对变化不大，因此炉膛温度增高不大。这就是说负荷增加时每千克燃料的辐射放热百分率减少，而在炉膛后的对流热区中，由于烟温和烟速的提高，每千克燃料的对流放热百分率将增大。因此，对于对流式过热器来说，当锅炉的负荷增加时，会使出口汽温的稳态值升高；辐射式过热器则具有相反的汽温特性，即当锅炉的负荷增加时，会使出口汽温的稳态值降低。如果两种过热器串联配合，可以取得较平坦的汽温特性，但一般在采用这两种过热器串联的锅炉中，过热器出口蒸汽温度在某个负荷范围内，仍随锅炉负荷的增加有所升高。
2、过剩空气系数与过热汽温的静态关系
过剩空气量改变时，燃烧生成的烟气量改变，因而所有对流受热面吸热随之改变，而且对离炉膛出口较远的受热面影响显著。因此，当增大过剩空气量时将使过热汽温上升。
3、给水温度与汽温关系
提高给水的温度，将使过热汽温下降，这是因为产生每千克蒸汽所需的燃料量减少了，流过过热器烟气也就减少了。也可以认为：提高给水温度后，在相同燃料下，锅炉的蒸发量增
加了，因此过热汽温将下降。则是否投入高压给水加热器将使给水温度相差很大，这对过热汽温有显著的影响。
4、燃烧器的运行方式与过热汽温的静态关系
在炉膛内投入高度不同的燃烧器或改变燃烧器的摆角会影响炉内温度分布和炉膛出口烟温，因而也会影响过热汽温，火焰中心相对提高时，过热汽温将升高。
动态特性
目前，火电机组厂广泛采用喷水减温方式来控制过热蒸汽温度。影响汽温变化的因素很多，但主要有蒸汽流量、烟气传热量和减温水量等。在各种扰动下，汽温控制对象是有烟池、惯性和自平衡能力的。
1、蒸汽流量扰动下的蒸汽温度对象的动态特性
大型锅炉都采用复合式过热器，当锅炉负荷增加时，锅炉燃烧率增加，通过对流式过热器的烟气量增加，而且烟气温度也随负荷的增大而升高。这两个因素都使对流式过热器的气温升高。然而，当负荷增加时，炉膛温度升高的并不明显，由炉膛辐射传给过热器的热量比锅炉蒸汽量增加所需热量少，因此使辐射式过热器出口温度下降。可见，这两种型式的过热器对蒸汽流量的扰动的反映恰好相反，只要设计上配合得当，就能使过热其出口汽温随蒸汽流量变化的影响减小。因此在生产实践中，通常把对流式过热器与辐射式过热器结合使用，还增设屏式过热器，且对流方式下吸收的热量比辐射方式下吸收的热量多，综合而言，过热器出口汽温是随流量D的增加而升高的。动态特性曲线如图1-3（a）所示。
蒸汽流量扰动时，沿过热器长度上各点的温度几乎是同时变化的，延迟时间较小，约为15s左右。
图1-3 在扰动下温度的变化曲线
2、烟气侧热量扰动下蒸汽温度对象的动态特性
当燃料量、送风量或煤种等发生变化时，都会引起烟气流速和烟气温度的变化，从而改变了传热情况，导致过热器出口温度的变化。由于烟气传热量的改变是沿着整个过热器长度方向上同时发生的，因此汽温变化的迟延很小，一般在15-25s之间。烟气侧扰动的汽温响应曲线如图1-3（a）所示。它与蒸汽量扰动下的情况类似。
3、蒸汽温度在减温水量扰动下的动态特性
当减温水量发生扰动时，虽然减温器出口处汽温已发生变化，但要经过较长的过热器管道才能使出口汽温发生变化，其扰动地点（过热器入口）与测量蒸汽温度的地点（过热器出口）之间有着较大的距离，此时过热器是一个有纯滞后的多容对象。.动态曲线图如图1-3（b）所示。当扰动发生后，要隔较长时间才能是蒸汽温度发生变化，滞后时间比较大，滞后时间约为30-60s。
综上所述，可归纳出以下几点：
（1）过热器出口蒸汽温度对象不管在哪一种扰动下都有延迟和惯性，有自平衡能力。而且改变任何一个输入参数（扰动），
其他的输入参数都可能直接或间接的影响出口蒸汽温度，这使得控制对象的动态过程十分复杂。
（2）在减温水流量扰动下，过热器出口蒸汽温度对象具有较大的传递滞后和容量滞后，缩减减温器与蒸汽温度控制点之间的距离，可以改善其动态特性。
（3）在烟气侧热量和蒸汽流量扰动下，蒸汽温度控制对象的动态特性比较好。
过热蒸汽温度控制系统的基本结构与工作原理
这里以330MW机组分散控制系统的过热蒸汽温度控制系统为例，对其系统结构和工作原理进行介绍。
该330MW机组的过热蒸汽温度控制采用二级喷水减温控制方式。过热器设计成两级喷水减温方式，除可以有效减小过热蒸汽温度在基本扰动下的延迟，改善过热蒸汽温度的调节品质外，第一级喷水减温还具有防止屏式过热器超温、确保机组安全运行的作用。
本机组过热器一、二级喷水减温器的控制目标就是在机组不同负荷下维持锅炉二级减温器入口和二级减温器出口的蒸汽温度为设定值。
过热器一级减温控制系统
过热器一级减温控制系统的原理简图如图1-4所示。该系统是在一个串级双回路控制系统的基础上，引入前馈信号和防超温保护回路而形成喷水减温控制系统。主回路的被控量为二级减温器入口的蒸汽温度，其实测值送入主回路与其给定值进行比较，形成二级减温器入口蒸汽温度的偏差信号。主回路的给定值由代表机组负荷的主蒸汽流量信号（代表机组负荷信号）经函数器f(x)产生，其含义为给定值是负荷的函数。运行人员在操作员站上可对此给定值给予正负偏置。主回路的控制由
PID1来完成。主回路控制器接受二级减温器入口蒸汽温度偏差信号，经控制运算后其输出送至副回路。
副回路的被控量为一级减温器出口的蒸汽温度。其温度的测量值送入副回路与其给定值进行比较，形成一级减温器出口蒸汽温度的偏差信号。副回路的给定值是由主回路控制器的输出与前馈信号叠加形成。副回路采用PID2调节器，它接受一级减温器出口蒸汽温度的偏差信号。
图1-4 过热器一级减温控制系统
由于机组的负荷会改变，控制对象的动态特性也随之而变，为了在较大的负荷变化范围内都具备较高的控制品质，在大型机组的蒸汽温度控制中，可充分利用计算机分散控制的优点，
将主、副调节器设计成自动随着负荷的变化不断地修改整定参数的调节器，上述蒸汽温度控制系统就是如此。
二级减温控制系统
过热器二级减温控制系统的原理简图如图1-5所示。该系统与一级减温控制系统的结构基本相同，也是一个串级双回路控制系统，不同之处在于：主、副调节器输入的偏差信号不同，采用的前馈信号也不同。
二级减温控制系统的主回路的被控量为二级过热器的出口蒸汽温度，该蒸汽温度与主回路的给定值进行比较，形成二级过热器出口蒸汽温度偏差信号，主回路的给定值由运行人员手动设定，对于300MW机组在正常负荷时，给定值一般为540℃。
图1-5 过热器二级减温控制系统
副回路的被控量为二级减温器出口蒸汽温度，其温度的测量值送入副回路与其给定值比较，形成二级减温器出口蒸汽温度的偏差信号。副回路给定值是上主回路控制器的输出与前馈信号叠加而形成的。
二级过热器蒸汽温度控制是锅炉出口蒸汽温度的最后一道控制手段，为了保证汽轮机的安全运行，要求尽可能提高锅炉出口蒸汽温度的调节品质。因此，二级减温控制的主回路前馈信号采用了基于焓值计算的较为完善的方案。其前馈信号有主蒸汽温度和压力的给定值的函数，还有主蒸汽流量代表机组负荷以及送风量、燃烧器火嘴摆动倾角等。
除了以上内容外，二级减温控制系统的其他部分以及工作原理与一级减温控制系统完全相同。
再热汽温控制系统
再热汽温控制的任务
为了提高大容量、高参数机组的循环效率，并防止汽轮机末级蒸汽带水，需采用中间再热系统。提高再热汽温对于提高循环热效率是十分重要的，但受金属材料的限制，目前一般机组的再热蒸汽温度都控制在560℃以下。另一方面，在锅炉运行中，再热器出口温度更容易受到负荷和燃烧工况等因素的影响而发生变化，而且变化的幅度也较大，如果不进行控制，可能造成中压缸转子与汽缸较大的热变形，引起汽轮机振动。
再热蒸汽温度控制系统的任务是将再热蒸汽温度稳定在设定之上。此外，在低负荷、机组甩负荷或汽轮机跳闸时，保护再热器不超温，以保证机组的安全运行。
再热汽温的控制方法
再热蒸汽温度调节采用摆动火嘴加喷水减温的控制方式。 按设计，再热蒸汽温度正常情况下由喷燃器火嘴倾角的摆动来控制。也就是说，再热器汽温控制的减温水阀门平常是全关的，它对再热汽温只起一种辅助的或保护性质的调节作用。
1、摆动火嘴：
摆动燃烧器火嘴倾角是设计用来调节再热汽温的正常手段，它是一个带前馈信号的单回路调节系统。在锅炉A，B侧末级再热器出口联箱上各装有两个出口蒸汽温度测点，可由运行人员在OIS上手动选择每侧的某一测点或两个测点的平均值作为本次再热汽温控制使用。
根据主蒸汽流量经函数发生器给出的随机组负荷变化的再热汽温设定值，与运行人员手动设定值经小值选择器后与再热蒸汽测量值进行比较，偏差进入控制器。控制器设计为SMITH预估器和PID调节器互相切换的方式，两者只能由一个起控制作用，可由热控工程师通过软件调节。为了提高再热汽温在外扰下的调节品质，控制回路设计了机组负荷和送风量经函数发生器给出的前馈信号。根据再热汽温的偏差经控制器的控制运算后在加上前馈信号，形成了对燃烧器火嘴倾角的控制指令，这个指令信号分四路并列输出去驱动炉膛四角的燃烧器火嘴倾角。当进行炉膛吹扫时，火嘴倾角将被自动连锁到水平位置。
2、喷水减温：
喷水减温只起辅助或保护性质的减温作用。每侧的再热汽温有两个测量信号，当摆动火嘴在自动控制状态时，喷水减温的再热汽温设定在摆动火嘴控制系统设定值的基础上加上根据摆动火嘴控制指令经函数发生器给出的偏置量，意在当摆动火嘴有调节与低时抬高喷水减温控制系统设定值以确保喷水减温阀门关死。当摆动火嘴控制指令接近下限而将失去调节余地时，该偏置量应该减小到零以便再热汽温偏高时喷水阀门接替摆动火嘴的减温手段。
由于喷水减温系统只是设计用作辅助调节手段，故系统设计比较简单，再热汽温设定值与测量值的偏差经PID调节器后直接作为喷水减温阀门开度指令，控制器未设计SMITH预估器，也未设计任何前馈信号。
图1-6 再热汽温控制SAMA图
汽温调节的概念和方法
维持稳定的汽温是保证机组安全和经济运行所必须的。汽温过高会使金属应力下降，将影响机组的安全运行；汽温降低则会机组的循环的效率。据计算，过热器在超温10℃到20℃下长期运行，其寿命会缩短一半；而汽温降低10℃会使循环若效应降低％，运行中一般规定汽温额定值的波动不能超过－10℃～+5℃。因此，要求锅炉设置适当的调温手段，以修正运
行因素对汽温波动的影响。
对汽温调节方法的基本要求是：调节惯性或延迟时间小，调节范围大，对热循环热效率影响小，结构简单可靠及附加设备消耗少。
汽温的调节可归结为两大类：蒸汽侧的调节和烟气侧的调节。所谓蒸汽侧的调节，是指通过改变蒸汽的热焓来调节温度。例如喷水式减温器向过热器中喷水，喷入的水的加热和蒸发要消耗过热蒸汽的一部分热量，从而使汽温下降，调节喷入的水量，可以达到调节汽温的目的。烟气侧的调节，使通过改变锅炉内辐射受热面和对流受热面的吸热量分配比例的方法（例如调节燃烧器的倾角，采用烟气再循环等）或改变流经过热器的烟气量的方法（如调节烟气挡板）来调节过热蒸汽温度。
从蒸汽侧调节汽温
汽温调节通常采用喷水减温作为主要调节手段。由于锅炉给水品质较高，所以减温器通常采用给水作为冷却工质。喷水减温的方法是将水呈雾状直接喷射到被调过热蒸汽中去与之混合，吸收过热蒸汽的热量使本身加热，蒸发，过热，最后也成为过热蒸汽的一部分。被调温的过热蒸汽由于放热，所以汽温降低，达到了调温的目的。
喷水减温调节操作简单，只要根据汽温的变化适当的变更相应的减温水调节阀门开度，改变进入减温器的减温水量即可达到调节过热汽温的目的。当汽温偏高时，开大调节门增加减温水量；当汽温偏低时，关小调节阀门减少减温水量，或者根据需要将减温器撤出运行。
单元机组的锅炉对汽温要求较高，故通常装置两级以上的喷水减温器，在进行汽温调节时必须明确每级减温器所担负的任务。第一级布置在分隔屏过热器之前，被调参数是屏式过热器出口汽温，其主要任务是保护屏式过热器，防止壁管超温。由于该减温器距末级过热器的出口尚有较长距离，相对来说，它对出口汽温的调节时滞较大，而且由于蒸汽流经后几级过热器后，汽温的变化幅度较大，误差也大，所以很难保证出口蒸
汽温度在规定的范围内。因此，这级减温器只能作为主蒸汽温度的粗调节。该锅炉第二级喷水减温器设在末级对流过热器进口，被调参数是主蒸汽出口温度，由于此处距主蒸汽出口距离近，且此后蒸汽温度变化幅度也不大，所以第二级喷水减温的灵敏度高，调节时滞也小，能有效的保证主蒸汽出口温度符合要求，因而该级喷水调节是主蒸汽的细调节。第二级喷水减温器往往分两侧布置，以减小过热汽温热偏差。正常工况时，一、二级喷水量的比例为总喷水量的75％和25％，在高加全部切除时，其比例为95％和5％。
喷水减温器调节汽温的特点是，只能使蒸汽减温而不能升温。因此，锅炉按锅炉额定负荷设计时，过热器受热面的面积是超过需要的，也就是说，锅炉在额定负荷下运行时过热器吸收的热量将大于蒸汽所需要的过热热量，这时就必须用减温水来降低蒸汽的温度使之保持额定值。由于一般组合过热器汽温特性都呈对流特性，所以当锅炉负荷降低时，汽温也下降，这时减温水就应减小，对于定压运行的单元机组，由于蒸汽失去汽温调节手段，因而主汽温就不能保持规定值，故锅炉不宜在此情况下做定压运行，而应采用滑压运行，以保证过热蒸汽有足够的过热度。喷水减温调节主蒸汽温度在经济上是有一定损失的。一方面由于在额定负荷时过热器受热面积比实际需要值大，增加了投资成本；另一方面因一部分给水用作减温水，使进入生煤器的水流量减少，因而锅炉排烟温度升高。增加了排烟损失。同时喷水减温的过程，也是一个熵增的过程。故而有可用能的损失。但是，由于喷水减温设备简单，操作方便，调节又灵敏，所以仍得到广泛应用。
再热器不宜采用喷水减温调节汽温。因为喷水减温器将增加再热蒸汽的数量，从而增加了汽轮机中，低压缸的蒸汽流量，即增加了中低压缸的出力。如果机组的负荷一定，将使高压缸出力减小，减少高压缸的蒸汽流量。这就等于部分的用低压蒸汽循环代替高压蒸汽循环做功，因而必然导致整个机组热经济性的降低。再热器喷水减温器的主要目的是当出现事故工况，
再热器入口汽温超过允许值，可能出现超温损坏时，喷水减温器投入运行，借以保护再热器。在正常运行情况下，只有当采用其他温度调节方法尚不能完全满足要求时，再热器喷水减温器才投入微量喷水，作为再热汽温的辅助调节。
从烟气侧调节汽温
1、改变火焰中心位置。改变火焰的中心位置可以改变炉内辐射吸热量和进入过热器的烟气速度，因而可以调节过热汽温。当火焰中心位置抬高时，火焰离过热器较近，炉内辐射吸热量减少，炉膛出口烟温升高，则过热汽温将升高。火焰中心位置降低时，则过热汽温降低。改变火焰中心位置的方法有：
（1）调整喷燃器的倾角。采用摆动式燃烧器时，可以用改变其倾角的办法来改变火焰中心沿炉膛高度的位置，从而达到调节汽温的目的。在高负荷时，将喷燃器向下倾斜某一角度，可以使火焰中心位置下移，使进入过热器区的烟气温度下降，减小过热器的传热温差，使汽温降低。而在低负荷时，将喷燃器向上倾斜适当角度，则可以使火焰中心位置提高，使汽温升高。摆动式燃烧器的调温幅度较大，调节灵敏，设备简单，投资费用少，并且没有功率损耗。目前使用的摆动式燃烧器上下摆动的转角为±20°，一般用10°～20°器的倾角的调节范围不可过大，否则可能会增大不完全燃烧损失或造成结渣等。如果向下的倾角过大时，可能会造成水冷壁下部或冷灰斗结渣。若向上的倾角过大时，会增加不完全燃烧损失并可能引起炉膛出口的屏式过热器或凝渣管结渣。同时在低负荷时若向上的倾角过大，还可能发生炉膛灭火。摆动式燃烧器可用于过热蒸汽的调温，也可用于再热蒸汽的调温。当摆动式燃烧器作为再热汽温的主调方式时，它将以再热汽温为信号，改变燃烧器的倾角。 为了保持炉膛火焰的均匀分布，此时四组燃烧器的倾角应一致并同时动作。当燃烧器倾角已达到最低极限值时，再热汽温仍然高于额定值时，再热器事故喷水减温器将自动投入运行，以保持汽温和保护再热器。
（2）改变喷燃器的运行方式。当沿炉膛高度布置有多排喷
燃器时，可以将不同高度的喷燃器组投入或停止工作，即通过上、下排喷燃器的切换，来改变火焰中心位置。当汽温高时应尽量先投用下排的燃烧器，汽温低时可切换成上排喷燃器运行，也可以采取对距过热器位置不同的喷燃器进行切换的方法，当投用靠近炉膛后墙的喷燃器时，由于这时火焰中心位置离过热器近火焰行程短，将使炉膛出口的烟温相对的高些。而切换成前墙或靠近前墙的喷燃器运行时，则火焰中心位置离过热器相对的远些，炉膛出口烟温就相对的低些。
（3）变化配风工况。对于四角布置切圆燃烧方式，在总风量不变的情况下，可以用改变上、下排二次风分配比例的办法来改变火焰中心位置。当汽温高时，一般可开大上排二次风，关小下排二次风，以压低火焰中心。当汽温低时，一般则关小上排二次风，开大下排二次风，以抬高火焰中心。进行调整时，应根据实际设备的具体特性灵活掌握。
2、改变烟气量。若改变流经过热器的烟气量，则烟气流速必然改变，使对流传热系数变化，从而改变了烟气对过热器的放热量。烟气量增多时，烟气流速大，使汽温升高；烟气量减少时，烟气流速小，使汽温降低。改变烟气量即改变烟气流速的方法有：
（1）采用烟气再循环。采用烟气再循环调节汽温的原理是从尾部烟道（通常是从省煤器后）抽出一部分低温烟气，用再循环风机送回炉膛，并通过对再循环烟气量的调节来改变流经过热器的烟气流量，改变烟气流速。此外，当送入炉膛的低温再循环烟气量改变时，还使炉膛温度发生变化，炉内辐射吸热与对流吸热的比例将改变，从而使汽温发生变化。由此，改变再循环烟气量，可以同时改变流过过热器的烟气流量和烟气含热量，因而可以调节汽温。
（2）烟气旁路调节。采用这种方法是将过热器处的对流烟道分隔成主烟道和旁路烟道两部分。在旁路烟道中的受热面之后装有烟气挡板，调节烟气挡板的开度，即可改变通过主烟道的烟气流速，从而改变主烟道中受热面的吸热量。由于高温对
流烟道中烟气的温度很高，烟气挡板极易变形或烧坏，故这一方法只用于布置在锅炉尾部对流烟道中的低温过热器或低温再热区段，而在我国目前的超高压机组中，则仅用于低温再热器区段。采用烟气旁路来调节再热汽温时，还会影响到过热汽温。为了增加再热汽温的调节幅度并减小对过热汽温的影响，应使主烟道中的再热器有较大的受热面，而旁路烟道中的过热器受热面则应小些。
（3）调节送风量。调节送风量可以改变流经过热器的烟气量，即改变烟气流速，达到调节过热汽温的目的。调节送风量首先必须满足燃烧工况的要求，以保证锅炉机组运行的安全性和经济性。而用以调节汽温，一般知识作为辅助手段。当汽温问题成为运行中的主要矛盾时，才用燃烧调节来配合调节汽温。利用送风量调节汽温是有限度的，超过了范围将造成不良后果。因为过多的送风量不但增加了送、吸风机是耗电量，降低了电厂的经济性，而且增大了排烟热损失，降低锅炉热效率。特别是燃油锅炉对过剩空气量的控制就更为重要。过剩空气量的增加，不但加速空气预热器的腐蚀，还有可能引起可燃物在尾部受热面的堆积，导致尾部受热面再燃烧。
第二章 过热汽温控制系统的基本方案
目前，过热汽温的控制方案很多，而且随着自动控制技术和计算机技术的不断发展，新的控制方法不断出现，汽温控制的质量也不断提高。传统的汽温控制系统有两种：串级汽温控制系统和采用导前微分信号的汽温控制系统。由于过热汽温控制通道的迟延和惯性很大，被调量信号反应慢，因此选择减温器后的汽温作为局部反馈信号，形成了上述的两种双回路控制系统。下面将分别加以介绍。
串级汽温控制系统
单回路控制系统是各种复杂控制系统的基础，由于其控制简单而得到广泛应用。但随着工业技术的不断更新，生产不断强化，工业生产过程对工业参数提出了越来越严格的要求，并且由于生产过程中各参数间的关系复杂化及控制对象迟延和惯性的增大，都使得单回路控制系统显得无能为力，因而产生了许多新的.、较复杂的控制系统，如串级控制、导前微分控制、复合控制、分段控制、多变量控制等。串级控制系统对改善控制品质有独到之处，本节将对其组成、特点及整定进行讨论
串级汽温控制系统的基本结构及原理
火电厂过热汽温串级控制系统的结构图2-1所示：
图2-1 过热汽温串级控制系统
该汽温串级控制系统中，有主、副两个调节器。由于汽温对象具有较大的延迟和惯性，主调节器多采用PID控制规律，其输入偏差信号为I?2-I?0，输出信号为IT1，副调节器采用PI或P控制
规律，接受导前汽温信号I?1和主调节器输出信号IT1，输出为IT2。当过热汽温升高时，I?2增加，主调节器输出IT1减小，副调节器
输出IT2增加，减温水量增加，过热汽温下降。在主、副调节器
均具有PI控制规律的情况下，当系统达到稳定时，主、副调节器的输入偏差均为零，即：
I?2=I?0；I?1=IT1
由此也可以认为主调节器的输出IT1是导前汽温I?1的给定
过热汽温串级控制系统的原理方框图如图2-2所示，具有内外两个回路。内回路由导前汽温变送器、副调节器、执行器、减温水调节阀及减温器组成；外回路由主汽温对象、汽温变送器、主调节器及整个内回路组成。系统中以减温器的喷水作为控制手段，因为减温器离过热器出口较远，且过热器管壁热容
较大，主汽温对象的滞后和惯性较大。若采用单回路控制主汽温q1(即将q1作为主信号反馈到调节器PI1,PI1直接去控阀门开
度)无法取得满意的控制品质。为此再取一个对减温水量变化反映快的中间温度信号q2作为导前信号，增加一个调节器PI2组成
如图2-2所示的串级控制系统。调节器PI2根据q2信号控制减温
水阀，如果有某种扰动使汽温q2比q1提早反映（例如：内扰为喷
水量W的自发性变化），那么由于PI2的提前动作，扰动引起的q2波动很快消除，从而使主汽温q1基本不受影响。另外，PI2的
给定值受调节器PI1的影响，后者根据q1改变q2的给定值，从而
保证负荷扰动时，仍能保持X满足要求。可见，串级系统中采用了两级调节器，各有其特殊任务。
图2-2 过热汽温串级控制系统的原理方框图
串级汽温控制系统的设计
为充分发挥串级控制系统的优点，在设计实施控制系统时，还应适当合理的设计主、副回路及选择主、副调节器的控制规律。
1、主、副回路的设计原则
（1）副参数的选择，应使副回路的时间常数小，控制通道短，反应灵敏。通常串级控制系统是被用来克服对象的容积迟延和惯性。副回路应该把生产系统的主要干扰包括在内，应力
求把变化幅度最大、最剧烈和最频繁的干扰包括在副回路内，以充分发挥副回路改善系统动态特性的作用，保证主参数的稳定。因此，在设计串级控制系统时，应设法找到一个反应灵敏的副参数，使得干扰在影响主参数之前就得到克服，副回路的这种超前控制作用，必然使控制质量有很大的提高。
（2）副回路应包含被控对象所受到的主要干扰。串级控制系统对进入副回路的扰动有很强的克服能力，为发挥这一特殊作用，在系统设计时，副参数的选择应使得副回路尽可能多的包括一些扰动。但这将与要求副回路控制通道短，反应快相矛盾，应在设计中加以协调。在具体情况下，副回路的范围应当多大，取决于整个对象的容积分布情况以及各种扰动影响的大小。副回路的范围也不是愈大愈好。太大了，副回路本身的控制性能就差，同时还可能使主回路的控制性能恶化。一般应使副回路的频率比主回路的频率高的多，当副回路的时间常数加在一起超过了主回路时，采用串级控制就没有什么效果了。
（3）主、副对象的时间常数应适当匹配。由于串级系统中主、副回路是两个相互独立又密切相关的回路。如果在某种干扰作用下，主参数的变化进入副回路时，会引起副回路中参数振幅增加，而副参数的变化传到主回路后，又迫使主参数变化幅度增大，如此循环往复，就会使主、副参数长时间大幅度波动，这就是所谓串级系统的“共振现象”。一旦发生了共振系统就失去控制，不仅使系统控制品质恶化，如不及时处理，甚至可能导致生产事故，引起严重后果。为确保串级系统不受共振现象的威胁，一般取
Td1??3~10?Td2
(2-1)
式子中：Td1为主回路的振荡周期；Td2为副回路振荡周期，要满
足式子（2-1），除了在副回路设计中加以考虑之外，还与主、副调节器的整定参数有关。
2、主、副调节器的选型
串级控制系统中，主调节器和副调节器的任务不同，对于
它们的选型即控制规律的选择也有不同考虑。
（1）副调节器的选型
副调节器的任务是要快速动作以迅速消除进入副回路内的扰动，而且副参数并不要求无差，所以一般都选P调节器，也可采用PD调节器，但这增加了系统的复杂性，在一般情况下，采用P调节器就足够了，如果主、副回路频率相差很大，也可以考虑采用PI调节器。
（2）主调节器的选型
主调节器的任务是准确保持被调量符合生产要求。凡是需采用串级控制的生产过程，对控制的品质都是很高的，不允许被调量存在静差。因此主调节器必须具有积分作用，一般都采用PI调节器。如果控制对象惰性区的容积数目较多，同时又有主要扰动落在副回路以外的话，就可以考虑采用PID调节器。
3、主、副回路调节器调节规律的选择原则
（1）主参数控制质量要求不十分严格，同时在对副参数的要求也不高的情况下，为使两者兼顾而采用串级控制方式时，主、副调节器均可以采用比例控制。
（2）要求主参数波动范围很小，且不允许有余差，此时副调节器可以采用比例控制，主调节器采用比例积分控制。
（3）主参数要求高，副参数亦有一定要求这时主、副调节器均采用比例积分形式。
串级汽温控制系统的整定
在如图2-3所示的串级系统中，因为两个调节器串在一起，在一个系统中工作，相互之间或多或少的有些影响，因此在串级系统的整定要比简单系统复杂些。
图2-3 串级控制系统方框图
1、两部整定法
当串级系统中副回路的控制过程比主回路快的多时，可按下述步骤分别独立整定主、副调节器参数。
（1）先整定副调节器
当副回路受到阶跃扰动时，在较短时间内副回路控制过程就告结束。在此期间，主回路基本上不参加动作，由图2-3得整定副回路时的方框图，如图2-4 （a）所示。可按单回路系统的整定方法整定副调节器WT2?s?。
（2）整定主调节器
当主回路进行控制时，副回路几乎起理想随动作用，由图2-3可得
R2(s)?Y2(s)Wm2(s)
从而求得副回路的闭和传递函数
Y2(s)1?R2(s)Wm2(s)
（2-2）
图2-4 主副调节器分别独立整定时的方框图
即在主回路中副回路可看作一个比例环节，由此画出整定主回路时的方框图，如图2-4（b）所示。可按单回路系统的整定方法整定主调节器WT1?s?的参数。
按上述步骤整定系统后，通常应满足?2?3?1（?1、?2分别为
主、副回路主导衰减振荡成分的频率）。要达到此要求整定时应考虑以下几个问题：
① 对象的动态特性。控制对象前区动态特性W02(s)与整个控制对象的动态特性W0(s)?W01(s)W02(s)相比，应有较小的迟延和惯性。
② 调节器类型的选择。副调节器WT2(s)可选用P（或PD）调节器，主调节器应选用PI调节器，以使副回路有较高的衰减振荡频率。
③ 整定指标的选择。副回路可取较低的稳定性裕量（例如
。 ??）而主回路则取较高的稳定性裕度（例如??）
另外，按此方法整定串级系统时还应考虑控制对象惰性区动态特性的求取。在图2-4中，控制对象导前区的特性W02(s)可直接由实验测得，而惰性区的特性W01(s)不一定能直接由实验获得，但整个控制对象的动态特性W0(s)?W01(s)W02(s)总是可以由实验测得，因此对象惰性区的动态特性W01(s)原则上可以由W0(s)和W02(s)算出：
W01(s)?W0(s)
W02(s)
（2-3）
例如：锅炉过热蒸汽温度控制对象及其导前区的动态特性常
可表示为W0(s)?W01(s)W02(s)?K0?1(s)??(s)(1?T0s)n0
（2-4）
W02(s)??2(s)K2??(s)(1?T2s)n2
（2-5）
式中：?为减温水阀门的开度。利用级数展开和低阶近似，惰性区的动态特征可表示为： W01(s)??1(s)??2(s)K1
(1?T1s)n1
（2-6）
式中 K1?K0;T1?nT
K2??nT;n1?n0T0?n2T2n0T02?n2T22200222?n0T0?n2T22
如果控制对象及其导前区动态特性可以用式（2-4）、（2-5）来表示，而且有n2?2和n0?3，那么当 n0T0?3n2T2时（n0T0和n2T2分别为W0(s)和W02(s)分母中s项的系数），可以满足主、副调节器按图2-4分别整定的条件，而惰性区对象表示为
W01(s)?K12?(1?T0s)n0(1?T0s)n0K0
（2-7）
这样避免了由W0(s)和W02(s)计算出W01(s)的麻烦，尤其用阶跃响应实验曲线整定主调节器时更为简便。因此在式（2-7）假定下
????????????Tc?0?Tc?1
（2-8）
式中：??/Tc?0为控制对性W0(s)阶跃响应实验曲线上?与Tc的比值，
它实际往往无法由实验曲线上直接获得（如在过汽温对象中）。
2、逐次逼近法
（1）先整定副调节器WT2(s)。在第一次整定副调节器时，断开主环，即按副回路单独工作时的单回路系统来整定副调节器WT2(s)的参数，记作?WT2(s)?1。
（2）根据?WT2(s)?1整定主调节器WT1(s)。由图2-5可以写出串级控制系统的特征方程为
1?WT1(s)WT2(s)W02(s)W01(s)Wm1(s)?01?WT2(s)W02(s)Wm2(s)
（2-9）
可得此时等效控制对象的传递函数为
*W01(s)?WT2(s)W02(s)W01(s)Wm1(s)
1?WT2(s)W02(s)Wm2(s)
（2-10）
按照单回路系统整定方法求出主调节器参数，记作?WT1(s)?1。
（3）据（2）得到的?WT1(s)?1，再整定副调节器WT2(s)，由图2-5写出串级控制系统的特征方程为
1?WT2(s)?W02(s)Wm2(s)?WT1(s)W02(s)W01(s)Wm1(s)??0 （2-11）
可得此时等效控制对象为
* W02(s)?W02(s)Wm2(s)?WT1(s)W02(s)W01(s)Wm1(s) （2-12）
然后根据单回路系统的整定方法求出副调节器的参数，记为?WT2(s)?2。
（4）如果?WT2(s)?2的参数值与第（1）步得到?WT2(s)?1的参数值
基本相同，那么整定就告完成。两个调节器的整定参数步骤分别为（1）和（2）中求得的参数，否则应根据?WT2(s)?2重复步骤（2）、
（3），直到出现两次整定结果基本相同为止。
3、补偿法
当控制对象导前区的动态特性与整个控制对象的动态特性相比，迟延和惯性不够小时，控制系统经整定后主、副回路的振荡频率差别不够大，这时就不能 用“两步整定法”整定，可以采用“补偿法”整定调节器参数。
图2-3所示的串级控制系统，在保持系统特征方程式不变的条件下，可把它的闭和回路等效的变换成图2-5所示:
图2-5 串级控制系统方框图的等效变换
从等效变换后方框图形式可以看出，如果为了分析串级系统的稳定性，可以把它看作一个单回路系统。在这个等效单回路系统中，调节器为?WT1(s)WT2(s)?控制对象为 W0*(s)?W02(s)?W01(s)?Wm2(s)
??1?? Wm1(s)WT1(s)?
（2-13）
因此，串级系统可按下述步骤进行整定：
（1）适当选择主调节器WT1(s)的参数，以造成一个动态特性较好的等效控制对象W0*(s)。从图2-5或式（2-13）的关系中可知，所造成的等效控制对象W0*(s)只能在控制对象原有的基础上?W01(s)、W02(s)?，通过选择WT2(s)WT1(s)的参数使它比较有利于控制。这就是“补偿法”整定的概念。
（2）选择好WT1(s)的参数得到了等效控制对象W0*(s)后，就可以按单回路系统整定调节器?WT1(s)WT2(s)?，从而得出副调节器WT2(s)的参数。用“补偿法”的概念整定串级控制系统时，不必考虑主、副回路之间相互影响的程度。虽然整定的结果并不能保证串级系统在最佳的条件下工作，但是它可以使系统具有足够的稳定性裕度，因而使整定后的串级系统具有正常运行的基本条件，在主、副调节器不能分别独立整定时，这可以作为整定串级控制系统的一种使用方法。
导前微分控制系统
在温度控制系统中，常用的一种便是导前微分控制系统。这种控制系统的结构特点是：只用了一个调节器，调节器的输入取了两个信号。一个信号是主汽温经变送器直接进入调节器的信号，另一个信号则是减温器后的温度经微分器后送入调节器的信号。在时间和相位上，后一个信号超前于主信号（主汽温信号），因此把这种系统称为导前微分控制系统。又因为它有两个信号直接送入到调节器，所以也称这样的系统为具有导前微分信号的双冲量控制系统。微分作用能反映输出量的变化趋势，因而能提前反映输出量的变化，把这种作用用于控制系统，能改善控制性能。
导前微分控制系统的组成及原理
采用导前微分信号的过热汽温控制系统如图2-6所示。这个系统引入了导前汽温?2的微分信号作为调节器的补充信号，以改
善控制质量。因为?2和主汽温?1的变化趋势是一致的，切?2的变化比?1快的多，因此它能迅速反映?1的变化趋势。引入了?2的微
分信号后。将有助于调节器的动作快速性。在动态时，调节器将根据?2的微分信号和?1与?1的给定值之间的偏差而动作；但在
静态时，?2的微分信号消失，过热汽温?1必然等于给定值。如果
不采用导前信号?2的微分信号，则在静态时，调节器将保持(?1??2)等于给定值，而不能保持?1等于给定值。
由图2-6所示的系统结构图我们可以画出导前汽温微分信号控制系统的原理方框图，如图2-7所示。它包括两个闭合的控制回路：
1、由控制对象的导前区W02(s)，导前汽温变送器r?2、微分器Wd(s)、调节器WT(s)、执行器KZ和减温水调节阀K?组成的副回路
（导前补偿回路）；
2、由控制对象的惰性区W01(s)、主汽温变送器r?1和副回路组成的主回路。
图2-6 导前汽温微分信号的双回路汽温控制系统
导前微分控制系统的分析
对于如图2-7所示的控制系统，当去掉导前汽温的微分信号时，系统就成为单回路控制系统，如图2-8（a）所示，控制对象W0(s)??W01(s)W02(s)?的迟延、惯性较大。当系统加入导前汽温微分信号后，调节器将同时接受两个输入信号，系统也成了双回路结构。但对于这个双回路系统作适当的等效变换后，发现仍可把它当作一个单回路系统来处理，如图2-8（b）所示。只是由于微分信号的引入改变了控制对象的动态特性。这个新的控制对象的输入仍然是减温水流量信号WB，但输出信号为?1*，等效控
制对象的传递函数可以根据方框图求得。其中：
?1*??1?d?2??2
dt??1
W(s)?*
0????W02(s)?W01(s)?Wd(s)?2?WB(s)??1???1*(s)
（2-14）
图2-7 采用导前汽温微分信号的双回路汽温控制系统原理框图
图2-8 采用微分信号改变控制对象特性的方框图
a――单回路系统方框图；b――双回路系统的等效方框图
在静态时，微分器输出为零，所以等效控制对象的输出在动态过程中，等效控制对象的输出中除了主汽温信号?1?1*??1；
外，还叠加了导前汽温?2的微分信号。由于?2的惯性迟延比?1小得多，因而等效对象的输出?1*的惯性迟延比?1小得多。因此加入
导前汽温微分信号的作用可以理解为改变了控制对象的动态特性，可见，等效控制对象是输出?1*比主汽温?1的响应有很大的改
善。所以，在控制对象惯性迟延较大的情况下导前汽温微分信号的双回路汽温控制系统是控制品质远比单回路控制系统好。
导前微分控制系统的整定
1、按补偿法进行整定
根据前面对系统的分析方法，我们可以得出补偿法的整定规则：整定微分器Wd?s?的参数（KD、TD）以形成一个等效对象，
这个等效对象的动态特性等于（或近似等于）在动态时为导前区的特性，在静态时为主汽温的特性，而调节器WT(S)的参数（?，
Ti）则按等效对象的特性整定（按一般单回路控制系统得到整定
方法）。
下面分析如何通过调整微分器的参数来获取等效对象的特性。
设主汽温对象的传递函数为
W0(s)?W02(s)W01(s)?K0
(1?T0s)n0
（2-15）
导前区汽温对象的传递函数为
W02(s)?K2
(1?T2s)n2
（2-16）
则等效对象的传递函数为
???K0K0W0*(s)?W02(s)?W01(s)?Wd(s)?2???Ws02??n2?(1?Ts)K2?1?2?
（2-17）
由上式可得
?K?Wd(s)??0?W01(s)??K2???1
??2
（2-18）
可见微分器的参数时根据控制对象的惰性区来整定的，用控制对象惰性区传递函数的求法，可得：
W01(s)?K1
(1?T1s)n1
则式（2-18）可写为
Wd(s)?K1?K0/K2 ????1KDTDs1?K1?1?n1?1?TDs(1?Ts)?1???2
(2-19)
假设汽温对象惰性区得传递函数时一阶的（即n1?1），则有
KDTDsTs??1K1T1s??1?K11?1?TDs1?T1s??21?T1s??2
比较等式两边的对应项可得
TD＝T1
KD＝K1??1??2
微分器按此组参数整定，则等效对象的传递函数为
W0*(s)?K0
(1?T2s)n2
则实现了完全补偿的预定目的。但是汽温对象的惰性区传递函数的阶次都是高于一阶的（通常n1?2），那么，式（2-19）等号两边就只能作到近似相等，而不能实现完全补偿。下面推导n1?2时，微分器参数的确定方法。
将式（2-19）等号的两边展开为幂级数的形式：
等式左边为
KDTDs2233?KDTDs?1?TDs?TDs?TDs?…? 1?TDs
等式右边为
?????11?1K1?1??K1n1????21?Ts?????21??n1?n1?1?22??nTs?T1s? ?112!??
令等式两边s的低阶项（二阶以下项）的系数相等
s2项 KDTD?K1??1nT ??2112KDTD?K1??1n1?n1?1?2T1 ??22
由此可以确定微分器的整定参数
KD?K1??12n1 ??2n1?1
TD?n1?1T12
（2-20）
按式（2-20）求得的Wd?s?参数仅能实现对象的近似补偿，即使
W0*(s)?W02(s)K0
在确定了等效对象的传递函数之后，对于调节器WT(s)的参数?和Ti应按等效对象W0*(s)来整定（按一般单回路系统的整定方法），其原理框图如图2-9所示。
图2-9 补偿法整定框图
补偿法是整定双回路系统的一种很实用的方法，用该方法整定系统时，可以不考虑内外回路之间的相互影响。
2、按等效为串级控制系统的整定方法来整定
采用导前汽温微分信号的控制系统等效为串级控制系统方框图见图2-9。整定步骤和前面已讨论过的串级控制系统相同。 当WT(s)?1?1????KDTDs1?和时，等效副调节器WT*2(s)为W(s)??d1?TDsTis?PI
调节器，传递函数为：
WT*2?s??1?1?1??? TDs?KD?
而等效主调节器WT*1?s?也是PI 调节器，传递函数为
1?1?W(s)??1?? KD?TDs?*T1
此时可根据对象导前区特性和主汽温特性，按串级控制系统的整定方法，分别求得等效副调节器WT*2(s)和等效主调节器WT*1(s)的各个参数，从而求得?、Ti、KD、TD 。
两种汽温自动控制系统的比较
前面讨论了串级过热汽温控制系统和导前汽温微分信号的双回路过热汽温控制系统，他们在实际应用中一般都能满足生产上的要求，但这两种控制系统在控制质量、系统构成、整定调试等方面各有特点。
1、把采用导前汽温微分信号的双回路控制系统转化为串级
控制系统来看待 时，其等效主、副调节器均为PI调节器。但对于实际的串级汽温控制系统，为了提高副回路的快速跟踪性能，副调节器应采用P或PD调节器，而主调节器应采用PI或PID调节器。因此，采用导前汽温微分信号的双回路系统的副回路，其快速跟踪和消除干扰的性能不如串级系统；在主回路中，串级系统的主调节器可具有微分作用，故控制品质也比双回路系统好，特别对于惯性、延迟较大的系统，双回路系统的控制质量不如串级系统。
2、串级控制系统主、副两个控制回路的工作相对比较独立，因此系统投运时 的整定、调试直观、方便。而有导前汽温微分信号的双回路控制系统的两个回路在参数整定时相互影响，不容易掌握
3、从仪表硬件结构上看，采用导前汽温微分信号的双回路系统较为简单。一般情况下，双回路汽温控制系统已能够满足生产上的要求，因此得到了广泛的应用。若被控对象的迟延较大，外扰频繁，而且要求有较高的控制质量，则应采用串级控制系统。
第三章 大迟延控制系统
在热工过程控制中，有的过程控制（对象特性）具有较大
的纯延迟，使得被调量不能及时反映系统所承受的扰动，且当过程控制通道或测量环节存在延迟时候，会降低系统的稳定性；另外纯迟延会导致被控制量的最大动态偏差增大，系统的动态质量下降，而且t/Tc之比越大越不容易控制。
解决具有纯迟延的过程控制是一个比较棘手的问题，对于闭环系统内的纯迟延若单单采用上述的串级控制等方案是无法保证其控制质量，且响应速度也和很慢，如果在控制精度很高的场合，则须采取其他控制手段，例如补偿控制，采样控制等等。本章仅就预估控制方法进行详细介绍。
Smith预估补偿器
对于有纯迟延过程的控制系统，调节器采用PID控制规律时，系统的静态和动态品质均下降，纯迟延愈大，其性能指标下降的愈大。Smith针对具有纯迟延的过程，提出在PID反馈控制的基础上引入一个预补偿环节，使控制品质大大提高。下面就对Smith预估补偿的原理进行更详细地介绍。
当采用简单回路控制时，如图3-1所示
图3-1 单回路控制系统
控制器的传递函数为WT(s)，对象的传递函数为
W0(s)=W0'(s)e-ts时，从设定值作用至被控变量的闭环传递函数是：
Y(s)WT(s)W0'(s)e-ts
=R(s)1+WT(s)W0'(s)e-ts
（3-1）
扰动作用至被控变量的闭环传递函数是：
Y(s)W0'(s)e-ts
=Fs1+WT(s)W0'(s)e-ts
（3-2）
如果分母中的e-ts项可以除去，情况就大有改善，迟延对闭环极点的不利影响将不复存在。
-tsSmith预估补偿方案主题思想就是消去分母中的e项，实
现的方法是把对象的数字模型引入到控制回路之内，设法取得更为及时的反馈信息，以改进控制品质，这种方案可按不同的角度进行解释说明，下面从内模（模型置于回路之内）的角度来介绍。Smith预估器补偿原理图如图3-2所示。
图3-2 Smith预估补偿控制原理图
在图3-2中W0'(s)是对象除去纯迟延环节e-ts以后的传递函数，Ws'(s)是Smith预估补偿器的传递函数，假若系统中无此补偿器，则由调节器输出m(s)到被调量Y(s)之间的传递函数为：
Y(s)=W0'(s)e-ts m(s)
上式表明，受到控制作用之后的被调量要经过纯迟延t之后才能返回到调节器。若系统采用预估补偿器，则调节器m(s)与反馈到调节器的Y'(s)之间传递函数是两个并联通道之和，即
Y'(s)=W0'(s)e-tst+Ws'(s)m(s)
（3-3）
为使调节器采集的信号Y'(s)不至迟延t，则要求式（3-3）为
Y'(s)=W0'(s)e-tst+Ws'(s)=W0'(s) m(s)
从上式便可得到预估补偿器的传递函数为：
Ws'(s)=W0'(s)(1-e-ts)
（3-4）
一般称式（4-4）表示的预估器为Smith预估器。其实施框图如图4-3所示，只要一个与对象除去纯迟延环节后的传递函数Ws'(s)相同的环节和一个迟延时间等于t的纯迟延环节就可以组成Smith预估模型，它将消除大迟延对系统过度过程的影响，使调节过程的品质与过程无迟延环节时的情况一样，只是在时间坐标上向后推迟的一个时间t。
图3-3 Smith补偿系统方框图
从图3-3可以推出系统的闭环传递函数为
''??s??Y(s)'??s1?WT(s)W0?s??WT(s)W0(s)e?W(s)e R(s)0??1?WT(s)W0'(s)??
（3-5） '0(s)e??s?WT(s)W0'(s)e??s??1?? '?1?WT(s)W0(s)?=W0'(s)e-ts[1-W1(s)e-ts]
WT(s)W0'(s) W1(s)='()()1+WTsW0s
式中W1(s)为无延迟环节时系统闭环传递函数。
Y(s)WT(s)W0'(s)e-ts
==W1(s)e-ts
'R(s)1+WT(s)W0(s)
（3-6）
由式（3-6）可见，对于随动控制经预估补偿，其特征方程中已消去了e-ts项，即消除了纯迟延对系统控制品质的不利影响。至于分之中的e-ts仅仅将系统控制过程曲线在时间轴上推迟了一个t，所以预补偿完全补偿了纯迟延对过程的不利影响。控制品质与被控过程无纯迟延完全相同。
对于定值控制，由式（3-5）可知，闭环传递函数由两项组成。第一项为扰动对象只有t>2t时才产生控制作用，当t?2?时无控制作用。所以Smith预估补偿控制应用于定值控制其效果不如随动控制。不过，从系统特征方程看，预估补偿方案对定值控制系统品质的改善还是有好处的。
下面以传递函数 W01?2e?50s为对象进行仿真研究： 1?90s
其调节器为PI调节器，即WT?s??1?1?1???。用衰减曲线法整??Tis?
定参数得??;Ti?55， 加上Smith预估器用MATLAB进行仿真，其结构图如图3-4所示，其仿真曲线如图3-5所示。
图3-4 史密斯预估器控制的系统Simulink结构图
把对象传递函数中的迟延时间由50s改为40s，再次进行仿真得到的仿真曲线如图3-6所示。
由仿真图3-5与图3-6相比较得到，由图3-5可以看出Smith预估器使控制品质大大提高，系统的特性非常好。但是它对模型的误差十分敏感，当系统参数变化时，由于控制参数不能随之而变化，不能对受控过程参数做出适时调整，从而时过程的品质指标恶化。适应性不强，也就是鲁棒性非常差。
由于主蒸汽温度被控对象的参数会随着时间的变化而产生变化，所以我们需要的是鲁棒性好的控制系统，要进一步探讨别的方法。
史密斯预估补偿器的改进
由于Smith预估器对模型的误差十分敏感，因而难于在热工过程控制中广泛应用，如何克服Smith预估器的这个不足至今仍使研究的课题之一。
图3-5 在对象参数准确情况下史密斯预估器控制阶跃响应的
图3-6 改变对象参数后的仿真图
抗干扰的Smith预估器
给煤机毕业论文 第5篇
摘要：关于机电一体化专业毕业设计的探讨毕慧明毕业设计是电视大学工科专业教学内容的一个重要环节，近年来，电视大学普遍开设了机电一体化专业。如何搞好机电一体化专业的毕业设计工作。这是我们各级电大面临的一个新的课题。
关键词：机电一体化大专毕业论文
尤其在当前高校学生就业压力增大，结构性矛盾突出的严峻形势下，让学生在毕业实习和毕业设计阶段接触社会，面向生产实际，在生产实际环境中提高素质，培养能力，增长才干，就显得尤为重要。在企业进行毕业实习，是工科学生实现这一过程的有效措施。但最近几年，毕业实习难度较大，一方面由于市场经济作用，接受实习单位难找；另一方面，在校学生数量增加，同时需要实习的学生较多，很难找到一个既能支持重视大学生的实习又有适合学生实习的条件和氛围的企业。因此，经常出现在实习阶段放“鸭子”的现象，无法保证毕业实践教学的正常开展。毕业实习的教学改革已是当务之急，势在必行。应该大胆探索、勇于创新，充分利用可用的条件，创造机会，寻找新的出路。在此，笔者提出以下几点思路。
一、以“顶岗实习”为基础，建立多个相对稳定的毕业实习基地
只有建立了稳定的毕业实习基地，相应的毕业实习教学工作才能得到开展和深入。毕业实习基地选择的原则是：
（1）要符合专业培养目标和方向；
（2）现场条件良好、工艺先进，设备齐全，管理规范；
（3）企业领导和相关部门重视，生产现场管理人员、技术人员等相关人员热心支持；
（4）有良好的食宿和学习条件。
毕业实习基地符合专业培养目标和方向，可使学生直接接触专业一线。良好的现场条件、先进的工艺设备、规范的管理、良好的企业工作氛围，适合教育人培养人，可使学生受到良好的现代企业教育，是学生取之不尽的宝贵财富。
选择合适的毕业实习基地，前提是企业对合作教育有积极性，重视大学生的实习，产学双方有互惠关系。可采用顶岗实习、工读结合等方式。企业从战略高度看待大学生的实习，把实习看作是考察挑选未来雇员的重要环节，能为学生提供良好的学习生活条件。
建立稳固的实习基地不是靠一纸协议或靠关系可以维持下去的，必须建立在扎扎实实的工作基础上。
（1）广泛收集信息，掌握业内动态，建立良好人际关系，选择合适的友好合作实习基地。
（2）互惠互利。产学双方互惠关系是搞好顶岗实习、工读结合的基础，这种互惠关系包括：企业的'人才需求，通过顶岗实习获得廉价劳动力；学校获得校外实习基地；学生通过顶岗实习提高自己的专业技能，并在毕业后转为公司正式员工；形成学校、企业、学生三方共赢的局面。
（3）加强管理。学生到社会企业中实习，在一定程度上加大了学校对学生的监管难度，因此学校对学生从严管理，加强安全纪律教育，显得尤为重要。通过签订学生实习安全保证协议书，确保实习期间的人生和企业设备安全消除企业的隐患，赢得他们的信任。
二、健全学生自主实习的毕业实习模式
目前我校的机电一体化专业还没有建立起稳固的实习基地，毕业实习大多由学生自找单位，自主联系实习地点，完成实习环节的教学内容。学生自主实习已成为当前大多高校学生毕业实习的主要模式。学生自主实习化整为零，变集中为分散，确实是解决当前实习“难”的有效办法。但自主实习如何组织管理，保证毕业实践的教学效果，是学校必须要面对的问题。
由于客观条件的多变性，学生自主实习往往存在较大的随意性，从而使实习的要求和效果难于保证。为此需要进行毕业实习、毕业设计的配套改革，健全毕业实习、毕业设计等教学法文件及相关管理制度，如毕业实习、毕业设计教学纲要、外出实习若干制度、组织领导与指导、课题选择与做法要求、成绩评定及组织纪律等。使毕业实习、毕业设计规范化、制度化，同时又给学生以正确导向，确保教学质量。
三、将毕业实践教学与学生就业结合起来，实现专业开放教学
笔者认为，根据社会用人单位情况及专业现实需要，学校应采取务实的态度，把毕业生就业工作纳入毕业实习教学工作中来，大力推行“顶岗实习”、“工读结合”模式。以稳定的校外实习基地为基础，将毕业实践教学与学生就业结合起来，实现专业开放教学。
这种模式的核心就是把企业实际的工程或实际存在的问题当作毕业实习题目，真题真做，充分锻炼学生。让学生带着题目、带着问题到企业去，通过一段时间顶岗实习、现场学习、调查、收集资料等，在企业技术工程师和指导教师的指导下，运用专业理论和技能，分析探讨专业实际问题，熟悉专业领域，对照毕业实习要求，提出解决问题的办法。
“顶岗实习”模式，是针对性很强的学生就业前演练，是学校、学生、企业三方利益的结合点，也是教育与生产相结合的切入点，同时也为学生就业创造了条件。这一新的模式是解决毕业实践环节教学的好形式。
（1）有利于教学与生产实际相结合，增强了理论联系实际的意识，使师生对生产实际问题的了解认识更加深刻。并可或多或少为企业做些实事，解决了企业的问题。
（2）有利于调动学生的积极性。“走马观花、抄抄写写”式的一般实习，引不起学生的兴趣，也难于提高教学质量，“顶岗实习”模式，给学生学以致用、表现自己、检验自己的机会。
（3）有利于培养锻炼学生的专业能力。“专题顶岗实习”模式要求学生以企业员工身份直接参与生产活动，运用所学知识，真刀真枪演练，提高了学生的专业水平和职业能力，使学生毕业后能较为顺利地适应工作岗位的要求。
四、结束语
毕业实习是一个复杂的教学系统，是一个多层次、多内容、多影响因素的跨地区的动态过程，实习的好坏受诸多因素的制约影响。面对现实和未来，只有大胆探索、勇于创新，实践教学改革才能闯出新路子。我们必须尽快研究、探讨，寻求对策，才能最终解决“实习难”等问题。
给煤机毕业论文 第6篇
摘要：机电一体化是一门综合学科，它包括机械、电气、信息、计算机等多种先进技术，在当前的各大煤矿企业中应用十分广泛。由于电子技术的迅速发展，传统的煤矿作业模式已不能满足企业发展的要求，而机电一体化这种运作模式可以很大程度上降低企业的生产成本，降低工人的劳动强度，提高生产效率，保障了施工作业的安全性。本文主要介绍机电一体化的技术原理、发展历程和特色优势以及它实践应用意义。
关键词：机电一体化；煤矿机械；应用研究
近年来煤矿工业的产业升级越来越明显，它对于高产、优质和高效的生产技术需求也有了一种新的需求。在生产力水平迫切需要提高的大背景下，机电一体化的出现给煤矿企业带来了希望，成为了当前各大煤矿企业普遍应用的生产运作模式。煤矿工业在传统工业中是一种比较传统和主打的产业，在新产业迅速崛起的今天，若要稳定巩固自身的地位，就要不断改进生产运作模式，不断引入最先进的生产技术和设备，降低工人的劳动强度，提高工作效率和生产质量，进而提高企业的经济效益。
1机电一体化的相关概述
技术原理
机电一体化即通过对电力电子、信息通信、计算机控制等先进技术的整合，同时借鉴微电子技术、智能软件技术的技术精华，实现不同技术形式之间的相互渗透与结合的一种广泛运用于煤矿生产活动中的科技匹配系统。机电一体化代表着煤工业技术中先进生产要素的结晶，以其系统化、智能化、微型化和人性化的诸多优势，广泛应用于煤矿企业的生产领域，并为各大企业带来较为丰厚的效益。实现传统工业优化升级的同时，将先进的机电一体化技术应用于煤矿机械中，还能节能降耗，实现可持续发展的生产目标。
发展历程
我国机电一体化起步较晚，其发展历程大致可以分为3个阶段：第一阶段，上个世纪60年代初，为满足国防的需求，在军工企业中科研人员开展了大量的实践研究，进而制造出一系列电子技术与机械系统相结合的技术载体，为机电一体化的研制开发奠定了稳定的基础。第二阶段，上世纪70年代开始，计算机、通信以及控制技术得到了快速发展，逐渐走向成熟，这些外部技术基础推动了机电一体化的进一步发展。第三阶段，起始于20世纪90年代，民用工业在国民经济体系中的地位逐渐增强，在众多科研院校、研究单位和企业的共同研究下，机电一体化技术得到了突飞猛进的发展，尽管与发达国家存在较大差距
特色优势
随着新兴科技产业的蓬勃崛起，科学与技术之间的融合逐渐增强，传统的能源经济的生产模式越发不能满足当前国家崛起的战略需要，因而实现技术体制的改革创新，促成机电一体化体制的构建，既是一种必要性的驱使，也具有得天独厚的特色优势。
2煤矿机械中机电一体化技术的应用分析
机电一体化技术在煤矿安监系统中的应用
煤矿安全生产监控系统是机电一体化技术的集中体现，但在我国起步很晚，1980年以后才逐渐开始在煤矿中得到应用，其原因主要有两个方面，一方面是因为上世纪80年代实现机电一体化的安监系统逐步成熟，开始得到应用，另一方面也是因为国外更为先进的'煤矿监控技术很大程度上促进、帮助了我国安全监控技术的发展。安全监控系统的应用在很大程度上降低了煤矿事故的发生，对于煤矿企业的安全生产无疑起到了重要的作用。
机电一体化技术在煤矿运输系统中的应用
随着机电一体化技术的逐步成熟，煤矿企业尝试了在井下运输系统中应用这一技术，如带式运输机。由于带式运输机运输距离长、功率大，机电一体化的应用可以在很大程度上排除安全隐患，其核心技术也在实践中得到了广泛的发展，并能够实现大倾角、长距离的安全运输，相配套的技术和关键元件也得到了产品研发与理论研究。
机电一体化技术在采煤机中的应用
煤矿机械自动化不仅能够提高工作效率，也能大大降低安全隐患，为此，机电一体化的采煤机被逐步研发应用。此类型采煤机采用电牵引，相比传统的液压牵引采煤机动力更强，煤层倾角较大、顶板突然来压导致采煤机下滑时，自身也可以实现制动。同时，机电一体化的采煤机结构上更为简单，整机效率高，可靠性强，在煤矿生产中的应用也越来越广泛。
提升机中的机电一体化技术应用
交直流全数字化提升机代表着煤矿机械中机电一体化技术的最高水平。在内装式提升机上，将驱动与滚筒的机械结构合二为一，总体整合了电力电子、机械、自动控制、通信等相关先进技术。采用总线方式的全数字化提升机不仅大大简化了电器安装，也使其达到了高度可靠的效果。
3机电一体化技术的应用意义
实现了煤矿开采的高效生产
煤矿机械机电一体化技术的应用，在很大程度上提高了矿山开采效率，改变了以往落后的生产方式和作业模式，提升其中的技术操作便捷性和安全性，极大降低了工作人员的劳动强度，同时提升了生产效率和劳动质量，实现了产业升级。
提高了矿山开采的经济效益
煤矿机械中机电一体化技术的成功应用大幅提高了煤炭产量，降低了矿山开采的生产费用，增加了煤炭企业的经济效益，并带动了相关经济产业的快速发展，推动了地方经济的蓬勃发展。
提高了安全的煤矿开采工作环境
良好的开采环境是安全生产的有力保证，随着机电一体化技术的大量推广应用，煤矿机械的效率大大提高的同时，在很大程度上也减少了安全隐患的发生。传统的破、装、运、支、处等生产环节的机械被现代化的设备逐步取代，将采矿工作人员从危险的开采工作中脱出来，降低了发生危险事故的几率，使矿工的人身安全得到了保证，防止了职业病与工伤的发生。
4结语
随着经济的发展和社会的不断进步，煤矿企业在发展中对机电一体化也提出了新的要求，这在一定程度上促进了机电一体化技术的发展和完善。当前的机电一体化技术中已经融入了网络、光纤以及人工智能等新技术，在很大程度上可以提高工作效率以及作业的安全性，确保煤矿企业健康稳定的发展。
参考文献：
[1]李道敏.机电一体化技术在煤矿机械中的应用研究[J].科技创新与应用，2015(29):116-117.
[2]王国利.机电一体化在煤矿机械中的应用探讨[J].能源与节能，2014(01):26-28.
[3]丁建峰.机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].科技风，2014(17):109.
给煤机毕业论文 第7篇
一、机电一体化概要
1、微型化微型化兴指的是机电一体化向设备的体积逐渐的缩小。比如最原始的时候的计算机，由几立方米到现在的手掌大小，无疑给人们带来了巨大的方便。各种机械的微型化都方便的运用到我们生活中的每一个角落。
2、绿色化工业的逐渐兴起为生活带来了丰富的物质与生活享受，却也带来了资源的减少、环境的破坏等一系列不可弥补的损害。人们都注意到人们赖以生存的环境遭到破坏，人们呼吁绿色的生活方式。绿色的产品在人们的需求下产生了。它能有效地减少对环境的污染，减少对人们身体的损伤，符合人们的发展目标。
3、系统化系统化的表现特征就是系统之间等够灵活地拆分并组合成一个新的系统，更加快速的地开发新的产品以适应市场的需求，这样才能实现产品与人的.有机结合。
二、道路压实机的应用
三、道路压实设备的机电一体化发展趋势
为了提高压路机的施工质量，机电一体化使必然的选择，但是在机电一体化的发展中还是有很多存在的问题没有得到解决，比如压路机的系统可靠性，压路机的工作环境非常的恶劣，压路机的系统是否能够满足各个施工环境是非常重要的，如果一个压路机只能适应一种作业环境将会浪费很大的设备资源，特别是对压路机的抗震性能是否能够适应。任何设备都会有故障的一天，系统是否能够检查出设备的故障性也是围为今一大难题。在现如今的压路机中的设备操作化也越来越简单，可谓是触一发二动全身，万一操作人员由于不正当的操作带来了很大的损失，这就得不偿失了所以在操作板上应当需要配置相应的联动措施，以增加设备的安全性能。随着科技的不断进步，电子元件实现了机械化的量产，价格是十分便宜的，但是压路机不是像汽车一样人人所必需的产品，虽然能够可靠了量产，但是不能够供需量很大，这造成了设备的销售价格大幅度的提高。
压路机的一体化极大地满足了工程中的需求，更加解放了操作人员频繁地操作，它不在需要人们频繁地操作各个手柄来实现工作的需要，也满足了工程中的质量需求。机电液一体化的研发，推动了压路机的发展方向，使压路机能够适应各种环境的需求，极大地缓解工程中对于设备的支出。压路机在我们的生活中扮演着重要的角色，只有发展压路机的机电液一体化，才能更好地为我们服务。
给煤机毕业论文 第8篇
【摘要】机电一体化是现代科学技术发展的必然结果，本文综述了国内外机电一体化技术的现状，分析了机电一体化技术的发展趋势。
【关键词】：机电一体化；现状；发展趋势
一、机电一体化的产生与应用
2世纪6年代以来，人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能后，刺激了机械产品与电子技术的结合。计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础。2世纪8年代末期，机电一体化技术和产品得到了极大发展。各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持，2世纪9年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中展露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。我国从2世纪8年代开始开展机电一体化研究和应用。取得了一定成果，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。机电一体化已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。
二、机电一体化的发展现状
机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。2世纪6年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的.结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。
2世纪7年代~8年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。
2世纪9年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中展露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法、机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，更为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。我国是从2世纪8年代初才开始在这方面研究和应用。_成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和21年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用也做了大量的工作，虽然取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。
三、机电一体化的发展趋势
(一)智能化趋势
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能。
(二)模块化趋势
模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样可利用标准单元迅速开发出新产品，也可以扩大生产规模，制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
(三)网络化趋势
计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产等领域都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐，因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。
(四)微型化趋势
微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，国外称其为微电子机械系统(MEMS)，泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术。
(五)绿色化趋势
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。
