【正文】 ............................ 8 2 火電廠汽包水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總述 ................................................................................... 8 汽包水位的影響因素 ......................................................................................... 9 汽包水位的控制方案設(shè)計(jì) ............................................................................... 11 本 章小結(jié) ........................................................................................................... 12 3 汽包水位監(jiān)測(cè)界面設(shè)計(jì) ............................................................................................. 13 基于 visual basic 界面設(shè)計(jì) ................................................................. 13 basic 簡(jiǎn)介 ........................................................................ 13 監(jiān)測(cè)界面控件介紹 ................................................................................ 14 汽包水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)界面總體概況 ................................................................... 20 界面硬件選型 ................................................................................................... 23 水位傳感器 ............................................................................................ 23 流量傳感器 ............................................................................................ 24 電機(jī)選型 ................................................................................................ 26 變頻器選型 ............................................................................................ 27 接觸器選型 ............................................................................................ 27 熔斷器選型 ............................................................................................ 27 功率三極管選型 .................................................................................... 28 溫度傳感器 ............................................................................................ 28 壓力傳感器 ............................................................................................ 28 設(shè)備清單 ........................................................................................................... 29 本章小結(jié) ........................................................................................................... 29 4 單片機(jī)選型設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 30 STC15F2K60S2 單片機(jī)總體介紹 ..................................................................... 30 STC15F2K60S2 單片機(jī)最 小系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................. 31 時(shí)鐘電路 ................................................................................................ 32 復(fù)位電路 ................................................................................................ 32 本章小結(jié) ........................................................................................................... 33 5 Modbus 串口通訊協(xié)議 ................................................................................................ 33 通訊系統(tǒng)組成設(shè)計(jì) ........................................................................................... 33 通訊系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................... 34 機(jī)通訊 模塊設(shè)計(jì) ................................................................................ 35 單片機(jī)通訊模塊設(shè)計(jì) ............................................................................ 36 本章小結(jié) ........................................................................................................... 37 全文總結(jié)與展望 ............................................................................................................. 37 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................... 37 附錄 1 .............................................................................................................................. 39 翻譯 ................................................................................................................................. 47 英文原文 .................................................................................................................. 47 中文譯文 .................................................................................................................. 59 致 謝 ............................................................................................................................. 69 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 課題背景 火電廠蒸汽鍋爐是十分重要的動(dòng)力設(shè)備，供給滿足運(yùn)行要求的合格穩(wěn)定蒸汽產(chǎn)品是其主要任務(wù)，用以相應(yīng)符合需求。本身就十分復(fù)雜的控制對(duì)象的鍋爐，為了能夠滿足負(fù)荷需求，必須保證提供合格的蒸汽品質(zhì)，所以與其相應(yīng)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須能夠做到滿足各主要工藝參數(shù)需求。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，對(duì)于鍋爐汽包水位的監(jiān)視與調(diào)節(jié)非常重要，汽 包水位需要控制在正常范圍內(nèi)，使鍋爐能夠穩(wěn)定安全運(yùn)行。 控制給水流量和蒸汽量之間的動(dòng)態(tài)平衡是鍋爐汽包水位調(diào)節(jié)控制的主要任務(wù)，保證鍋爐汽包水位在正常運(yùn)行允許的范圍內(nèi)，是保證安全生產(chǎn)運(yùn)行的首要條件，鍋爐汽包水位從側(cè)面反映了鍋爐給水與負(fù)荷之間的平衡關(guān)系，是鍋爐安全運(yùn)行的一個(gè)重要指標(biāo)參數(shù)。 就傳統(tǒng)控制方法而言是以各種分離器為單元，加以各種檢測(cè)裝置將被控參數(shù)實(shí)時(shí)的參數(shù)監(jiān)測(cè)并反饋給控制器，再根據(jù)控制算法完成相應(yīng)算法運(yùn)算并驅(qū)使調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)完成對(duì)應(yīng)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制目的。但是由于這種控制方式的局限性，必須考慮各分立器件的性能 影響，系統(tǒng)各部分相互依賴影響較大，自動(dòng)化水平和控制效果并不能十分理想，另外故障也頻頻產(chǎn)生，對(duì)系統(tǒng)的長(zhǎng)期安全、高效運(yùn)行不利?，F(xiàn)在廣泛使用的控制技術(shù)還有 DCS 集散控制系統(tǒng) [2]，雖然這種控制方式被廣泛運(yùn)用，但本身適合多控制回路同時(shí)工作的復(fù)雜系統(tǒng)，另外高昂的價(jià)格也給汽包水位這樣的控制系統(tǒng)帶來(lái)困擾，因此對(duì)于汽包水位控制系統(tǒng)需要考慮其成本再進(jìn)一步進(jìn)行選擇。 PLC 是 70 年代發(fā)展起來(lái)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 [2]， 在冶金、機(jī)械、能源等各種領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī) 功能性能的發(fā)展更新，無(wú)論是在操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、更甚是通訊能力上都有了突飛猛進(jìn)的提高，極大的強(qiáng)化了 PLC 通訊能力，使 PLC 編程軟件和技巧明顯得到豐盈，強(qiáng)化了 PLC 的過(guò)程通訊能力。因此， PLC 技術(shù)可以適用于各種從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的控制。近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù) —— PLC 控制鍋爐技術(shù)。它集 PLC軟件、硬件，鍋爐節(jié)能，自動(dòng)控制等技術(shù)于一體。在電廠鍋爐控制中，很好的改善了鍋爐運(yùn)行環(huán)境并且減輕了操作人員工作負(fù)擔(dān)。 為能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鍋爐運(yùn)行過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)、自動(dòng)控制等多項(xiàng)功能，采用PLC 控制技術(shù)是不錯(cuò)的選擇。由于被控量是汽包水 位，而汽包給水流量作為調(diào)節(jié)量，因此對(duì)汽包水位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、反饋，通過(guò) PLC 對(duì)反饋信號(hào)和給定信號(hào)的比較，然后應(yīng)用相應(yīng)控制算法對(duì)二者偏差進(jìn)行運(yùn)算，再將運(yùn)算結(jié)果輸送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 實(shí)現(xiàn)給水流量的調(diào)節(jié)，使汽包內(nèi)部達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，保證汽包水位變化相應(yīng)的就能夠在正常允許范圍內(nèi)。 國(guó)內(nèi)外汽包水位監(jiān)測(cè)發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)外汽包水位測(cè)量手段發(fā)展概況 國(guó)內(nèi)外電廠目前常采用的水位測(cè)量方法有以下幾種：云母水位計(jì)測(cè)量、電接點(diǎn)水位計(jì)、壓差式水位計(jì)、多測(cè)孔接管技術(shù)、核子汽包水位計(jì)、激光法汽包水位計(jì)。每種測(cè)量方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)，通常要根據(jù) 電廠實(shí)際情況采用合理的測(cè)量手段。例如鍋爐啟動(dòng)初期汽包水位要以云母水位計(jì)和電接點(diǎn)水位計(jì)為準(zhǔn)。因?yàn)榫偷卦颇杆挥?jì)是根據(jù)連通管原理直接與汽包連通，它不需要媒介和傳遞，直觀而可靠地指示汽包水位。電接點(diǎn)水位計(jì)是根據(jù)汽和水