鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 論文

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1、鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘要………………………………………………………….ⅠABSTRACT………………………………………………….Ⅱ1緒論11.1汽包水位控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀11.2汽包水位調(diào)節(jié)的任務(wù)21.3本設(shè)計(jì)的主要工作22控制方案設(shè)計(jì)32.1虛假水位的形成及對(duì)策32.2汽包水位的影響因素42.3汽包水位的控制方案設(shè)計(jì)63硬件選型143.1PLC及相關(guān)模塊選型143.2電機(jī)的選型143.3變頻器的選型153.4水位傳感器的選型153.5流量傳感器的選型163.6接觸器的選型173.7熔斷器的選型173.8功率三極

2、管的選型183.9變壓器的選型183.10設(shè)備清單194硬件設(shè)計(jì)20IV4.1系統(tǒng)總體線路設(shè)計(jì)204.2控制線路設(shè)計(jì)225參數(shù)整定與仿真245.1PID算法簡(jiǎn)介245.2三沖量控制系統(tǒng)參數(shù)整定245.3三沖量控制系統(tǒng)仿真分析306軟件設(shè)計(jì)346.1程序流程設(shè)計(jì)346.2GXDeveloper程序設(shè)計(jì)36結(jié)束語42參考文獻(xiàn)43致謝44附錄鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)原理圖45IV河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1緒論1緒論1.1汽包水位控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀蒸汽鍋爐是企業(yè)重要的動(dòng)力設(shè)備，其任務(wù)是供給合格穩(wěn)定的蒸汽產(chǎn)品，以滿足負(fù)荷的需要。鍋爐是

3、一個(gè)十分復(fù)雜的控制對(duì)象，為保證提供合格的蒸汽產(chǎn)品以適應(yīng)負(fù)荷的需要，與其配套設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)必須滿足各主要工藝參數(shù)的需要。保持鍋爐汽包水位在正常范圍內(nèi)是鍋爐運(yùn)行的一項(xiàng)重要的安全性能指標(biāo)，由于負(fù)荷、燃燒狀況及給水流量等因素的變化，汽包水位會(huì)經(jīng)常發(fā)生變化[1]。因此鍋爐汽包水位應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加以嚴(yán)格控制以保證鍋爐的安全運(yùn)行。工業(yè)蒸汽鍋爐汽包水位控制的任務(wù)是控制給水流量使其與蒸發(fā)量保持動(dòng)態(tài)平衡，維持汽包水位在工藝允許的范圍內(nèi)，是保證鍋爐安全生產(chǎn)運(yùn)行的必要條件，鍋爐汽包水位也是鍋爐運(yùn)行中一個(gè)重要的監(jiān)控參數(shù)，它間接地體現(xiàn)了

4、鍋爐負(fù)荷和給水之間的平衡關(guān)系。傳統(tǒng)的控制方法是以各種分立器件的應(yīng)用為基礎(chǔ)，利用各種檢測(cè)器件對(duì)被控參數(shù)實(shí)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)并反饋給控制器件，再根據(jù)自動(dòng)控制理論的有關(guān)算法完成相應(yīng)的運(yùn)算并驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)的動(dòng)作，從而達(dá)到自動(dòng)控制的目的。但是這種控制方式受分立器件的性能影響大，系統(tǒng)各部分之間影響較大，自動(dòng)化水平不高，控制效果并非十分理想，而且容易出現(xiàn)故障?，F(xiàn)在廣泛使用的控制技術(shù)還有DCS集散控制系統(tǒng)[2]，但由于DCS系統(tǒng)適合有多個(gè)控制回路同時(shí)工作的復(fù)雜系統(tǒng)，而且集散控制系統(tǒng)往往價(jià)格昂貴，對(duì)于像汽包水位這樣的控制系統(tǒng)來說性價(jià)比太高，因此對(duì)于

5、汽包水位控制系統(tǒng)來說并非理想的選擇。PLC是70年代發(fā)展起來的中大規(guī)模的控制器，是集CPU、RAM、ROM、I/O接口與中斷系統(tǒng)于一體的器件[3]，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、能源、交通等各種行業(yè)。隨著計(jì)算機(jī)在操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、通信能力上的飛速發(fā)展，大大增強(qiáng)了PLC通信能力，豐富了PLC編程軟件和編程技巧，增強(qiáng)了PLC過程控制能力。因此，無論是單機(jī)還是多機(jī)控制、生產(chǎn)流水線控制及過程控制都可以采用PLC技術(shù)。PLC控制鍋爐技術(shù)是近年來開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)。它是PLC軟、硬件、自動(dòng)控制、鍋爐節(jié)能等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。作為

6、鍋爐控制裝置，其主要任務(wù)是保證鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。采用PLC控制技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐運(yùn)行過程的自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等多項(xiàng)功能。它的被控量是汽包水位，而調(diào)節(jié)量則是汽包給水流量，通過對(duì)汽包水位的實(shí)時(shí)檢測(cè)并進(jìn)行反饋，PLC對(duì)反饋信號(hào)和給定信號(hào)進(jìn)行比較，2河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1緒論然后根據(jù)控制算法對(duì)二者的偏差進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)給水流量的調(diào)節(jié)，使汽包內(nèi)部的物料達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，汽包水位變化在允許范圍之內(nèi)。1.2汽包水位調(diào)節(jié)的任務(wù)給水自動(dòng)調(diào)節(jié)也叫水位自動(dòng)調(diào)節(jié)，其主要任務(wù)是：(1

7、)維持鍋爐水位在允許的范圍內(nèi)，使鍋爐的給水量適應(yīng)于蒸發(fā)量。鍋爐的水位是影響安全運(yùn)行的重要因素。水位過高會(huì)影響汽水分離裝置的正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致蒸汽帶水增加，使過熱器管壁和氣輪機(jī)葉片結(jié)垢，造成事故。水位過低，則會(huì)破壞汽水正常循環(huán)，以致燒壞受熱面。水位過高或過低，都是不允許的。所以，正常運(yùn)行時(shí)汽包水位應(yīng)在給定值的30mm上下范圍波動(dòng)。(2)保持給水量穩(wěn)定。給水量穩(wěn)定，有助于省煤器和給水管道的安全運(yùn)行。實(shí)踐證明，無論是電站鍋爐，或者是工業(yè)鍋爐，用人工操作調(diào)節(jié)水位，既不安全，也不經(jīng)濟(jì)，其最有效的方法是實(shí)現(xiàn)給水自動(dòng)調(diào)節(jié)。1.3本設(shè)計(jì)的主

8、要工作本次設(shè)計(jì)的主要工作有：（1）設(shè)計(jì)鍋爐汽包水位控制方案從鍋爐汽包水位的動(dòng)態(tài)性能入手，分析影響鍋爐汽包水位的主要因素，并對(duì)這些因素對(duì)鍋爐汽包水位動(dòng)態(tài)性能的影響進(jìn)行理論研究。根據(jù)各個(gè)因素對(duì)鍋爐汽包水位的影響采用汽包水位三沖量方案，達(dá)到控制鍋爐汽包水位穩(wěn)定的目的。