引起砌体结构墙体裂缝的因素很多，既有地基、温度、干缩，也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。根据工程实践和统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。而最为常见的裂缝有两大类，一是温度裂缝，二是干燥收缩裂缝，简称干缩裂缝，以及由温度和干缩共同产生的裂缝。
温度裂缝
温度的变化会引起材料的热胀、冷缩，当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时，墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上，如在门窗洞边的正八字斜裂缝，平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝，以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。导致平屋顶温度裂缝的原因，是顶板的温度比其下的墙体高得多，而砼顶板的线胀系数又比砖砌体大得多，故顶板和墙体间的变形差，在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大，中间渐小，顶层大，下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定，不再继续发展，裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。
干缩裂缝
1.3温度、干缩及其它裂缝
对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝，面对非烧结类块体，如砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体，也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝，其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合，或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象，而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求，以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。如对砼砌块、灰砂砖等新型墙体材料，没有针对材料的特殊性，采用适合的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施，仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施，必然造成墙体出现较严重的裂缝。
2砌体裂缝的控制
2.1裂缝的危害和防裂的迫切性
2.2裂缝宽度的标准问题
实际上建筑物的裂缝是不可避免的。此处提到的墙体裂缝宽度的标准(限值)，是一个宏观的标准，即肉眼明显可见的裂缝，砌体结构尚无这种标准。但对钢筋砼结构其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性，如裂缝宽度对钢筋腐蚀，以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。我国到现在为止对外部构件(墙体)最危险的裂缝宽度尚未作过调查和评定。但根据德国资料，当裂缝宽度≤0.2mm时，对外部构件(墙体)的耐久性是不危险的。
对砌体结构来说，墙体的裂缝宽度多大是无害呢这是个比较复杂的问题。因为它还涉及到可接受的美学方面的问题。它直接取决于观察人的目的和观察的距离。对钢筋砼结构，裂缝宽度＞0.3mm，通常在美学上是不能接受的，这个概念也可用于配筋砌体。而对无筋砌体似乎应比配筋砌体的裂缝宽度标准放宽些。但是对于客户来讲二者是完全一样的。这实际上是直观判别裂缝宽度的安全标准。
3现有控制裂缝的原则和措施
长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法，并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上，形象地引出“防”、“放”、“抗”相结合的构想，这些构想、措施有的已运用到工程实践中，一些措施也引入到《砌体规范》中，也收到了一定的效果，但总的来说，我国砌体结构裂缝仍较严重，纠其原因有以下几种。
3.1设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施
长期以来住房公有制，人们对砌体结构的各种裂缝习以为常，设计者一般认为多层砌体房屋比较简单，在强度方面作必要的计算后，针对构造措施，绝大部分引用国家标准或标准图集，很少单独提出有关防裂要求和措施，更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。因为裂缝的危险仅为潜在的，尚无结构安问题，不涉及到责任问题。
3.2我国《砌体规范》抗裂措施的局限性
由此可见，《砌体规范》的抗裂措施，如温度区段限值，主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的，而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋，基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2～0.4mm/m，无筋砌体的温度区段不能越过10m；对配筋砌体也不能大于30m。在这方面，国外已有比较成熟的预防和控制墙体开裂的经验，值得借鉴：一是在较长的墙上设置控制缝(变形缝)，这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同，而是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形，又能隔声和防风雨，当需要承受平面外水平力时，可通过设置附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多。如英国规范对粘土砖为10-15m，对砼砌块及硅酸盐砖一般不应大于6m；美国砼协会(ACI)规定，无筋砌体的最大控制缝间距为12-18m，配筋砌体控制缝间距不超过30m。二是在砌体中根据材料的干缩性能，配置一定数量的抗裂钢筋，其配筋率各国不尽相同，从0.03%～0.2%，或将砌体设计成配筋砌体，如美国配筋砌体的最小含钢率为0.07%，该配筋率又抗裂，又能保证砌体具有一定的延性。
4防止墙体开裂的具体构造措施建议
本文在综合了国内外砌体结构抗裂研究成果的基础上，结合我国当前的具体情况，提出的更具体的抗裂构造措施。它是对“防”、“放”、“抗”的具体体现。笔者认为这些措施可根据具体条件选择或综合应用。该措施已反映到我院为大庆油田砌块厂编制的《砼砌块建筑构造图集》中。
4.1防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂，宜采取下列措施
4.1.1屋盖上设置保温层或隔热层；
4.1.2在屋盖的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不大于30m；
4.1.3当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时，宜设置分隔缝，分隔缝的宽度不应小于20mm，缝内用弹性油膏嵌缝；
4.1.4建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3-88第5.3.2条的规定外，宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不宜大于30m。
4.2防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一：
4.2.1设置控制缝
4.2.1.1控制缝的设置位置
(1)在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝；
(2)在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝；
(3)在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝；
(4)在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝；
(5)竖向控制缝，对3层以下的房屋，应沿房屋墙体的全高设置；对大于3层的房屋，可仅在建筑物1-2层和顶层墙体的上述位置设置；
(6)控制缝在楼、屋盖处可不贯通，但在该部位宜作成假缝，以控制可预料的裂缝；
(7)控制缝作成隐式，与墙体的灰缝相一致，控制缝的宽度不大于12mm，控制缝内应用弹性密封材料，如聚硫化物、聚氨脂或硅树脂等填缝。
4.2.1.2控制缝的间距
1对有规则洞口外墙不大于6mm；
2对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍；
3在转角部位，控制缝至墙转角的距离不大于4.5m；
4.2.2设置灰缝钢筋
1在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝，钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm；
2在楼盖标高以上，屋盖标高以下的第二或第三道灰缝，和靠近墙顶的部位；
3灰缝钢筋的间距不大于600mm；
4灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm；
5灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片，网片的纵向钢筋不小于25，横筋间距不宜大于200mm；
6对均匀配筋时含钢率不少于0.05%；局部截面配筋，如底、顶层窗洞上下不小于38；
7灰缝钢筋宜通长设置，当不便通长设置时，允许搭接，搭接长度不应小于300mm；
8灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中，锚固长度不应小于300mm；
9灰缝钢筋应埋入砂浆中，灰缝钢筋砂浆保护层，上下不小于3mm，外侧小于15mm，灰缝钢筋宜进行防腐处理；
10当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时，其配筋量应按计算确定，其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm；
11不配筋的外叶墙应设控制缝，控制缝间距不宜大于6m；
12设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。
4.2.3在建筑物墙体中设置配筋带
1.在楼盖处和屋盖处；
2.墙体的顶部；
3.窗台的下部；
4.配筋带的间距不应大于2400mm，也不宜小于800mm；
5.配筋带的钢筋，对190mm厚墙，不应小于2ф12，对250～300mm厚墙不应小于2ф16，当配筋带作为过梁时，其配筋应按计算确定；
6.配筋带钢筋宜通长设置，当不能通长设置时，允许搭接，搭接长度不应小于45d和600mm；
7.配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固，锚固长度不应小于35d和400mm；
8.当配筋带仅用于控制墙体裂缝时，宜在控制缝处断开，当设计考虑需要通过控制缝时，宜在该处的配筋带表面作成虚缝，以控制可预料的裂缝位置；
9.对地震设防裂度≥7度的地区，配筋带的截面不应小于190mm×200mm，配筋不应小于410；
10.设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m；
4.3也可根据建筑物的具体情况，如场地土及地震设防裂度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等，综合采用上述抗裂措施。
参考文献
2结合施工组织及施工工艺，控制工程成本
3做好市场材料及市场工艺价格的，建立寻价体系
分析材料的周期变化规律，结合技术曲线的分析及市场经济的运行状况，委托人的通货膨胀或通货收缩状态，研究判断不同地区、不同材料的短期及中斯走向，在参照价格信息的基础上，增加理性分析的因素，把握材料的走向趋势，将其分析成果应用在开发生产中。
4建议采用工程量清单形式确定工程造价
工程量清单是指按照招标文件和施工图纸的要求与规定，依据统一的工程量计算规则，结合现行预算定额子目分项要求，将拟建招标工程的全部项目和内容，按工程部位、性质或构件分部分项，并计算实物工程量，列成清单，作为招标文件的组成部分，供投标单位受苦填写单价的一种工程量计价方法。目前市场上常用形式是将脚手架使用费、遇、模板使用费等非实体性消耗费用，以及企业管理费、利润和此部分的税金列于开办费中，一般开办费为总价包干不变，工程量清单中的单价只包含了实体性消耗中的直接费及其税金，此部分价款随工程量的培养而变化。采用工程量清单的形式，对建设单位而言，首先工程单价易与市场价进行竞争性比较，挤掉单价中的水份，堵住漏洞；其次可控制设计变更引起的工程价款的增加，变更培养的工程量，只能引起实体性消耗中的直接费及其税金部分的变化，非实体性消耗费用及企业管理费、利润及此部分的税金，仍保持原有水平。总之，采用工程量清单对于建设单位来说是一项既易于操作，又利于成本控制的有效途径。
5做好反索赔工作
空压机在工业生产中有着广泛地应用。在供水行业中，它担负着为水厂所有气动元件，包括各种气动阀门，提供气源的职责。因此它运行的好坏直接影响水厂生产工艺。
空压机的种类有很多，但其供气控制方式几乎都是采用加、卸载控制方式。例如我厂使用的南京三达活塞式空压机、美国寿力螺杆压缩机和Atlas螺杆式空压机都采用了这种控制方式。根据我们多年的运行经验，该供气控制方式虽然原理简单、操作简便，但存在能耗高，进气阀易损坏、供气压力不稳定等诸多问题。
2空压机加、卸载供气控制方式简介
作者以美国寿力LS-10型固定式螺杆空压机电控原理图(如图3所示)为例,对加、卸载供气控制方式进行简单介绍。
若所需气量低于额定排气量，排气压力上升，当超过设定的最小压力值Pmin(也称为加载压力)时，压力调节器动作，将控制气输送到进气阀，通过进气阀内的活塞，部分关闭进气阀，减少进气量，使供气与用气趋于平衡。当管线压力继续上升超过压力调节开关(SP4)设定的最大压力值Pmax(也称为卸载压力)时，压力调节开关跳开，电磁阀YV4掉电。这样，控制气直接进入进气阀，将进气口完全关闭;同时，放空阀在控制气的作用下打开，将分离罐内压缩空气放掉。
当管线压力下降低于Pmin时，压力调节开关SP4复位(闭合)，YV4接通电源，这时通往进气阀和放空阀的控制气都被切断。这样进气阀重新全部打开，放空阀关闭，机组全负荷运行。
3加、卸载供气控制方式存在的问题
3.1能耗分析
我们知道，加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在Pmin～Pmax之间来化。Pmin是最低压力值，即能够保证用户正常工作的最低压力。一般情况下，Pmax、Pmin之间关系可以用下式来表示:
Pmax＝(1＋δ)Pmin(1)
δ是一个百分数，其数值大致在10%～25%之间。
而若采用变频调速技术可连续调节供气量的话，则可将管网压力始终维持在能满足供气的工作压力上，即Pmin附近。
由此可知，在加、卸载供气控制方式下的空压机较之变频系统控制下的空压机，所浪费的能量主要在2个部分:
(1)压缩空气压力超过Pmin所消耗的能量
在压力达到Pmin后，原控制方式决定其压力会继续上升(直到Pmax)。这一过程中必将会向外界释放更多的热量，从而导致能量损失。
另一方面，高于Pmin的气体在进入气动元件前，其压力需要经过减压阀减压至接近Pmin。这一过程同样是一个耗能过程。
(2)卸载时调节方法不合理所消耗的能量
通常情况下，当压力达到Pmax时，空压机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态，同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。
3.2其它不足之处
(1)靠机械方式调节进气阀，使供气量无法连续调节，当用气量不断变化时，供气压力不可避免地产生较大幅度的波动。用气精度达不到工艺要求。再加上频繁调节进气阀，会加速进气阀的磨损，增加维修量和维修成本。
(2)频繁采用打开和关闭放气阀，放气阀的耐用性得不到保障。
4恒压供气控制方案的设计
针对原有供气控制方式存在的诸多问题，经过上述对比分析，本人认为可应用变频调速技术进行恒压供气控制。采用这一方案时，我们可以把管网压力作为控制对象，压力变送器YB将储气罐的压力P转变为电信号送给PID智能调节器，与压力设定值P0作比较，并根据差值的大小按既定的PID控制模式进行运算，产生控制信号送变频调速器VVVF，通过变频器控制电机的工作频率与转速，从而使实际压力P始终接近设定压力P0。同时，该方案可增加工频与变频切换功能，并保留原有的控制和保护系统，另外，采用该方案后，空压机电机从静止到旋转工作可由变频器来启动，实现了软启动，避免了启动冲击电流和启动给空压机带来的机械冲击。
具体的控制系统流程图如图1所示。
变频与工频电源的切换电路如图2所示;空压机电控原理图如图3所示;变频调速控制系统接线图见图4。
5系统元器件的选配及系统的安装与调试
5.1元器件的选型
(1)变频器
LS-10型固定式螺杆压缩机电机型号:LS286TSC-4，功率22kW，频率50Hz，额定电压380V，额定电流42A，4极，转速1470r/min，我们选用一台“台达牌”VFD300B43A型变频器。因为LS-10型空压机是一种大转动惯量负载，因此选用加大一级变频器(30kW)，变频器的外部接线如图5所示。
a)变频器的主要参数
l输出:最大适用电机输出功率30kW，输出额定容量45.7kVA，输出额定电流60A，输出频率范围0.10~400Hz，过载能力为额定输出电流的150%，运行60s，最大输出电压对应输入电源。
l输入:3相，380~460VAC，50/60Hz，电压容许变动范围±10%，频率容许变动范围±5%。输入电流60A，采用强迫风冷。
(2)该变频器的主要特点:
a)采用了新一代电力元件IGBT作为驱动交流电动机的核心元件，应用高速微处理器实现正弦波脉宽调制(SPWM)技术，具有无传感器矢量控制及电压/频率(V/f)控制。
b)配有RS-485接口，可与计算机联结，构成计算机监控、群控系统。
c)自动转矩补偿。e)禁止电机反转。
(2)PID智能控制器
兰利牌PID智能控制器一个，型号:AL808，单路输入、输出，输出为4~20mA模拟信号，测量精度0.2%，厂家:深圳市亚特克电子有限公司。
(3)压力变送器
压力变送器一个型号:DG1300-BZ-A-2-2，量程:0~1Mpa，输出4~20mA的模拟信号。精确度0.5%FS。厂家:广州森纳士压力仪器有限公司。
1)安装
控制柜安装在空压机房内，与原控制柜分离，但与压缩机之间的主配线不要超过30m。控制回路的配线采用屏蔽双绞线，双绞线的节距在15m以下。另外控制柜上装有换气装置，变频器接地端子按规定不与动力接地混用，以上措施增强了系统的稳定性、可靠性。
(2)调试
a)变频器功能设定
00-09设定为00(V/f电压频率控制)
01-00最大操作频率:设定为50Hz(对应最大电压380V)
01-01最大频率:设定为50Hz(等于电机额定频率)
01-07上限频率:设定为48Hz
01-08下限频率:设定为40Hz
02-00设定为02，即由外部4~20mA输入(ACI)
02-01设定为01:运行指令由外部端子控制
02-02设定为00(以减速制动方式停止)
02-04设定为01:禁止反转
02-07设定为00:ACI断线时减速至0Hz
06-04设定为:150%(过载保护)，其它功能遵照变频器出厂设定值。
b)PID参数的整定
由于用于控制变频器，根据在不允许输出信号频繁变化的应用系统中应选择PI调节方式原则，因此只能采用PI调节方式，以减少对变频器的冲击。
(3)调试中其他事项
从图4可以看出，整套改造装置并不改变空压机原有控制原理，也就是说原空压机系统保护装置依然有效。并且工频/变频切换采用了电气及机械双重联锁，从而大大的提高了系统的安全、可靠性。
6结束语
经过一系列的反复调整，最终系统稳定在40.5~42.5Hz的频率范围，管线压力基本保持在0.62Mpa，供气质量得到提高。改造后空压机的运行安全、可靠，同时达到了水厂用气的工艺要求。
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关键词：锅炉燃烧控制HoneywellDCS稳态优化控制
为了达到提高燃烧效率这个目的，采用HoneywellS9000系统构建集散控制系统，建立一个锅炉、汽机和电网、热网的监控系统，对系统中状态实施全面监测，无疑是一个很好的解决办法。该系统可将监测数据存入管理数据库，以便操作人员快速准确地了解系统运行状态，同时也使得管理人员能够分析运行情况，做出生产管理决策。通过对一些主要的过程变量实施自动控制，使得整个系统通史完全、有效地运行。在此基础上，对节能影响很大的锅炉燃烧系统建立稳态参数优化模型，并求得锅炉燃烧稳态优化模型参数。在这个优化结果的指导下，便可进行锅炉燃烧优化控制。
1基于HoneywellDCS的锅炉、汽机、电网、热网运行参数监控系统
美国Honeywell模块自动化控制系统是一种介于大型集散系统、单回路控制器可编程控制器之间的中小型控制系统。S9000系统是基于9000系列多回路控制器的优秀系统，它集所有主要控制硬件于一体，从而在一个使用方便且有效的单元中实现回路控制、逻辑控制、数据采集以及操作员接口等功能。Honeywell系统的网络通讯功能为开放式系统提供了灵活性，操作员/工程师以及过程控制器由基于TCP/IP协议的Ethernet网络连接，它们之间可以互通信息，也可与上层的工厂级计算机通讯。通过这一开放式系统的通讯平台容易建立管理级应用，与上层的工厂计算机系统资源进行信息交换，可以随时获得整个系统的信息。这一重要特性增强了用户快速做出有效决策的能力。所以采用HoneywellS9000系统对热电厂汽机、锅炉和电网、热网的运行参数进行监控，用四个监视屏幕显示各种监控参数的实时数据、历史趋势图、故障报警等。
汽机主要监控参数有：转速、功率、主蒸汽温度、主汽门前压力、主汽门后压力、蒸汽流量、蒸汽流量累计、抽汽压力、抽汽流量累计、抽汽温度、抽汽流量、排汽真空、过冷度、排汽温度、凝结水温等；锅炉主要监控参数有：汽包压力（控制）、主蒸汽压力（控制）、给水压力、主蒸汽流量、给水流量、减温水前流量、减温水后流量、汽包水位（控制）、炉膛负压（控制）、炉膛温度、炉膛出口温度、含氧量、低温预热器左压力、低温预热器右压力、高温预热器左压力、高温预热器右压力、一次风压力（控制）、二次风压力、燃油流量、回油流量、燃油压力、排汽温度、燃油温度、引风机开度、引风机电流、送风机开度、送风机电流、给煤机电流、给煤机转速等；电网主要监控参数有：各汽机电压、电流和有功功率、电网电流、电压、有功功率、无功功率等；热网主要监控参数有：主要用户的蒸汽流量、蒸汽压力等。
2锅炉燃烧系统稳态参数优化
2.1优化模型及其求解
由燃料燃烧及热工控制的研究和实际实践可知，保持煤与风的合理配比，可以提高锅炉的热效率；控制与鼓风量相适应的引风量，使锅炉具有适宜的炉膛负压，可以避免因喷火或漏风而引起的热效率降低。当燃烧效率最高、热损失最小时，可得到最大的节能效果，对环境的污染也最小。由此可见，如何使燃烧过程工作在最佳燃烧区，从而达到最大热效率是燃烧控制的根本任务和难点所在。由燃煤链条锅炉的运行特点可知，燃烧过程的优劣主要取决于煤层厚度、链条运行速度和送风量、引风量的合理控制。
为此，构造一个优化模型，主要输入量是送风量、引风量和给煤量，输出量是氧含量、炉膛负压和主蒸汽压力。其目标函数是追求能量消耗最小，决策量是送风量（送风挡板开度）、引风量（引风挡板开度）和给煤量。在进行优化的过程中要满足锅炉运行的基本约束，即各个决策变量在一定的范围以内变化，且主蒸汽压力要控制在一个给定的范围之内。优化模型为：
minz=c1x1+c2x2+c3x3(1)
其中，yf_min sf_min mei_min ly_min c1,c2,c3分别为送风量、引风量、给煤量的单位价格； x1,x2,x3分别为送风量、引风量、给煤量； yl是主蒸汽压力，它是x1,x2,x3和主蒸汽流量的函数； 函数f（x1,x2,x3,fh）是一个用BP神经网络表示的模型； yf_min、yf_max分别表示送风量的最小、最大限制值； sf_min、sf_max分别表示引风量的最小、最大限制值； mei_min、mei_max分别表示给煤量的最小、最大限制值； yl_min、yl_max分别表示主蒸汽压力的最小、最大限制值。 在这个优化模型中，主蒸汽压力和送风量、引风量、给煤量以及主蒸汽流量之间的关系是一个非线性关系，使用一个四层的前馈神经网络来描述。而当优化出决策变量，求得最佳氧含量和炉膛负压之值时，也需要构造一个神经网络，通过建立氧含量和送风量、引风量、给煤量以及主蒸汽流量之间的关系，炉膛负压之值时，也需要构造一个神经网络，通过建立氧含量和送风量、引风量、给煤量以及主蒸汽流量之间的关系，炉膛负压送风量、引负量、给煤量以及主蒸汽流量之间的关系来进步求得它们的最佳值。 使用罚函数方法求这个模型的解时，需将上面的模型重新写为如下的无约束最小化形式： 公式 其中，g1(x1,x2,x3,yl)=x1-yf_min g2(x1,x2,x3,yl)=yf_max-x1 g3(x1,x2,x3,yl)=x2-sf_min g4(x1,x2,x3,yl)=sf_max-x2 g5(x1,x2,x3,yl)=x3-mei-min g6(x1,x2,x3,yl)=mei_max-x3 g7(x1,x2,x3,yl)=yl-yl_min g8(x1,x2,x3,yl)=yl_max-yl Mi(i=1,2,…，8)是罚函数系数。 优化模型（1）的求解步骤为： （1）取Mi(i=1,2,…，8)初始值为1000，允许误差为ε，k=1； （2）求无约束极值问题优化模型（2）的最优解； （3）对其一个j(1≤j≤8)，有：-gj(x1,x2,x3,yl)≥ε，则： Mk+1,j=10×Mk,j，令k=k+1，转第2步，否则停止迭代。 2.2四层前馈神经网络模型及其训练 函数f(x1,x2,x3,fh)是一个用神经网络表示的BP模型，表示主蒸汽压力和送风量、引风量、给煤量以及主蒸汽流量之间的关系。这个神经网络是一个4×10×10×1的前馈神经网络：输入层有四个输入量（送风量、引风量、给煤量以及主蒸汽流量）；第四层输出层，有一个输出量（主蒸汽压力）；第二和第三层是中间层，各有十个神经元。网络的训练就是确定网络的连接权，使代价函数量小，采用的是变步长反向传播（BackPropagation）的学习算法。 在优化程序中，使用主蒸汽压力和送风量、引风量、给煤量以及主蒸汽流量之间的关系模型作为一个结束参加优化。同时在获得了模型的优化结果以后，为了同底层控制系统连接，通过建立含量和送风量、引风量、给煤量以及主蒸汽流量之间的关系模型，炉膛负压和给煤量、引风量、送风量以及主蒸汽流量之间的关系模型获得底层控制系统的给定值。这两个模型也是使用同样的神经网络模型来表示的。算法完成一样，仅仅是输入输出数据不一样，训练出来的模型表示了不同的关系。 3实时控制系统及其稳态优化 实时控制部分由Honeywell系统构成。为了保证系统长期稳定运行，燃烧控制采用模糊控制律。系统框图如图1所示。主蒸汽压力控制采用压控制方式；送风量控制保证空气预热后送风压力在一定范围内，在送风压力允许的条件下，按照风煤比偏差调节送风量，维持烟气氧含量在一定的范围内，风煤比根据负荷的变化而变化，实现经济燃烧；引风量控制使炉膛负压保持常值。其中，随负荷变化的最优风煤比是通过锅炉稳态优化程序计算再加上实际经验得到的。 图1锅炉燃烧控制框图 在控制算法的选择上，为了保证控制系统稳定运行，使用了模糊控制算法。实际控制作用有三种形式：（1）手动操作，在这种情况下，基准控制量跟随阀位信号变化；（2）设置偏差死区及变化率死区，当被控制参数偏差及其变化率在死区范围内时，投入后自动按照前馈变量进行控制；（3）偏差或者偏差变化率超过死区以后，进行模糊控制。所有控制方式在计算实际输出时都采用加权输出，即按照下式计算： Xc=Xco+KeXce+KcXcc+KfXt（3） 式中，Xc为控制变量；Ke为偏差权值；Kc为变化率权值；Kf为前馈权值；Xce、Xcc、Xt分别为按偏差、变化率及前馈变量查找控制表格所得的控制变量。 采用设置偏差死区及其变化率死区措施，使系统允许被控制量参数在一定范围内变化，从而使执行机构避免不必要的频繁动作；采用权值输出，使系统可以进一步设置权值表，针对不同情况进行处理，改善控制品质。 4锅炉燃烧系统稳态参数优化运行结果 锅炉燃烧系统稳态参数优化程序具备如下功能： ·建立炉膛负压风送风量、引风量、给煤量和主蒸汽流量之间的关系模型； ·建立烟汽氧含量同送风量、引风量、给煤量和主蒸汽流量之间的关系模型； ·建立主蒸汽压力风送风量、引风量、给煤量和主蒸汽流量之间的关系模型； 关键词：散热器检测;控制策略；反馈控制；前馈控制 1散热器检测系统 散热器检测的主要任务是保持散热器水流量一定时，在高中低温三种工况下分别测量其进出口水温和周围空气温度，由此计算并拟合出散热量的计算公式。测量的准确性主要取决于上述三个参数的控制精度，国家散热器检测标准[1]要求把进口水温度的波动控制在±0.2℃的范围内，而散热器所在检测小室的空气温度要控制在±0.1℃内。高中低三个工况下的水温要分别维持在95±0.2℃，75±0.2℃和55±0.2℃；空气温度则为18±0.1℃。这样的精度要求是很高的。 系统如图1所示。供水温调节系统包括一次和二次两个加热水箱。一次加热器把流出散热器的低温水加热到比较高的温度，二次加热器将水加热到最终温度。散热器所在小室为铁壳，而小室所在房间绝热。铁壳与房间内的环境用通过蒸发器和加热器的送风来控制，调节加热器功率可改变送风温度，从而将散热器周围空气温度维持在要求值。 2原有控制方案及存在的问题 原有控制系统根据一次加热水箱的出口水温通断控制一次加热丝，使其维持在比工况设定值低5℃的温度上下波动；而二次加热丝依据散热器的入口水温实施PID调节，最终将水温控制在设定值±0.2℃的范围内。空气系统根据小室温度PID调节空气加热丝的加热量，将其调整到18±0.1℃。这一方法，能把很好地控制小室空气温度。对于流量适中的散热片，也能将供水温度控制在±0.2℃范围内的目标。但当换上流量很小或者很大的散热器时，供水温度难以稳定，无法完成测量。这严重限制了散热器检测室的检测能力。虽然经过反复的参数调试，问题仍然没有得到解决。 3系统分析 对于散热器检测台来说，散热片最小流量值为20Kg/hr，最大可达200Kg/hr，流量变化比达到10。一组PID参数值很难在如此大流量范围变化时保持鲁棒性。加上原控制系统中没有流量测点，无法实现按流量变化调节PID参数的算法，所以导致流量较大和较小的散热器无法稳定。而且多组PID参数的调试工作量很大，这也直接降低了该方法的实用性。 （1） 其中是主要扰动，是调节手段，而则为输出量。列出传递函数[2]可得： （2） 由特征方程的根可知，微分方程的通解在静态时趋于0；因为非周期函数可以看作是幅值无穷小而具有一切频率成分的无穷多个谐波之和，所以将入口水温作傅里叶变换后，对于输入量的每项谐波，输出量都有相同频率的谐波与之对应，出口温度也是由这无穷多个谐波叠加而成。 输入输出量中的同频率谐波均为正弦函数，可用复数符号来表示，可令： （3） 为扰动通道的幅频特性函数，而其幅值特性函数为： （4） 由此可见，对于特定频率的入口水温扰动，当流量一定时，如果恰当选择值，可以实现对入口温度的波幅的缩小，从而可将出口温度的波幅限制在我们所需的范围内。 在散热器检测系统中，加热器容积约为100升，按照最大流量200Kg/hr计算，＝1800。而入口水温波动的频率不高，一般周期为10分钟，可得： 。所以，如果恒定加热丝的加热量后，要使出水口温度稳定在±0.2℃内，只要进口水温在±3.8℃内波动即可。因为对一次加热器实行通断控制很容易将一次出水温度维持±3.8℃甚至更小的的波幅内，这样的热水进入二次加热器后，再利用上面的特性即可实现对供水温度的精确控制。 另外，水系统还用一台冷水机组将散热片出口的高温水降至常温，从而引入检测室内的小水流量计，测定流量。水冷机组根据被冷却出水温度启停。对于水系统来说，这是一个主要的扰动。但是因为对于每一工况，散热器出口水温和过冷水机组后的水温基本不变，所以这一部分冷负荷可以采用前馈思想，根据不同的工况由二次加热器给定值补偿，从而进一步减小供水温度的静差，保证将供水温度严格控制在设定值±0.2℃的范围内。 4模拟和实验数据 上面的理论推导和结论，同时得到了数值模拟和实际运行数据的支持。图3所示为Matlab对稳定后的加热器进出口水温的模拟[3]。虚线进口水温波动线是幅值为3.8的正弦曲线，当加热量为定值时，代表出水温度的实线的波动范围被控制在了±0.2℃内。这很好了证明了理论分析的正确性。 另外，在流量为150kg/hr时，用上面的逻辑控制检测系统运行稳定后，现场用惠普数采仪每隔10秒对一次加热器出口水温和散热器进口水温进行采集，分别绘制温度图如下： 从图中看出，一次加热器出口水温度的波幅约为0.4℃，当二次加热量控制为定值时，散热器入口温度的波动幅度只有0.03℃，远远超过了国家标准要求的精度。当流量在大范围内改变时，系统同样能很好地稳定，所以数值模拟和实验数据都证明了上述控制方法的有效性。 5总结和通用控制策略的提出 针对类似的散热器检测水系统，上面的控制策略不仅调试简单，避免了繁琐的PID参数调节过程，调节精度很高，而且大流量范围内的鲁棒性好，无需增加流量测量装置。控制策略可以概括如下： 二次加热器采用前馈控制，根据不同工况补偿冷水机组带走的冷负荷，但对每一工况的加热量为定值； 一次加热器采用反馈控制，根据当前出水温度值合理给定温度高低限和间断投入的热量，保证适当的一次水出口温度的波动幅值和频率。 同时，从控制角度又能对类似系统的设计提出下面的指导，即： 依据流量的范围确定一二次加热水箱的蓄水量，一般来说应该选的稍大一些，以突出其对温度波动的减幅作用； 根据值合理选择加热器的功率，尤其对一次加热器，其总功率以及加热丝通断分组情况要以能提供适当的一次出水温度波动范围（主要指标）和频率为原则。