【正文】 閥全開(kāi)，通過(guò)旁路給水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)給水量，控制汽包水位；當(dāng)負(fù)荷上升到某一負(fù)荷值時(shí)，上水截止閥和旁路給水截止閥全關(guān)，主給水截止閥全開(kāi)，通過(guò)主給水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)給水量。這樣 , 當(dāng)負(fù)荷變化時(shí) ,水位穩(wěn)定值是靠主調(diào)節(jié)器 PI1 來(lái)維持的，在這里可以根據(jù)對(duì)象在外擾下虛假水位的嚴(yán)重程度來(lái)適當(dāng)加強(qiáng)蒸汽流量信號(hào)的作用強(qiáng)度 ,從而改變負(fù)荷擾動(dòng)下的水位控制品質(zhì)。主調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)和給水流量 ,蒸汽流量都作用到副調(diào)節(jié)器 PI2 上。一般使蒸汽流量信號(hào)大于給水流量信號(hào) ,即 wwDD K ???? ? K 1 （ 214） 如果給水流量變送器和蒸汽流量變送器的斜率相等 ,則 wD K?? ? K 1 （ 215） 由于在負(fù)荷擾動(dòng)時(shí) ,水位的最大偏差 (第一個(gè)波幅 ) 往往出現(xiàn)在擾動(dòng)發(fā)生后不久 (虛 假內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 23 水位現(xiàn)象造成 ),這個(gè)水位最大偏差的數(shù)值決定于擾動(dòng)的大小 , 擾動(dòng)的速度和鍋爐的特性 , 蒸汽流量信號(hào)加強(qiáng)后的控制作用對(duì)水位的最大偏差起不了多大作用。串級(jí)三沖量系統(tǒng)中的等效主調(diào)節(jié)器的比例帶 WW???? 1*1 ? ,可以改變 PI1 調(diào)節(jié)器的比例帶 1? 來(lái)調(diào)整 *1? 。 等效主調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間 *11T 就是 PI1 調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間 11T 。即用試探的方法選擇副調(diào)節(jié)器的比例帶 δ 2, 以保證內(nèi)回路不振蕩為原則 ,在試探時(shí) ,給水流量反饋裝置的傳遞函數(shù)W? 可任意設(shè)置一個(gè)數(shù)值 ,得到滿意的 δ 2 值 ,如果 W? 以后有必要改變 ,則應(yīng)相應(yīng)地改變 δ2 值 , 使2??W 保持試探時(shí)的值 ,以保證內(nèi)回路的穩(wěn)定性。 ② 由被控對(duì)象 ? ?SWOW ,水位測(cè)量變送器 H? ,主調(diào)節(jié)器 PI1 和副回路組成主回路。前饋環(huán)節(jié)只要取用比例特性 , 就能使在負(fù)荷變化時(shí)的水位保持在允許范圍內(nèi) , 通常都用蒸汽流量信號(hào)和給水流量信號(hào)靜態(tài)配合原則選擇 D? 。 ④ 前饋通道的分析和整定 對(duì)于圖 所示的串級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng) , 當(dāng)反饋回路經(jīng)過(guò)正確整定 , 確定了給水流量反饋裝置的傳遞系數(shù) W? 及調(diào)節(jié)器參數(shù) δ , Ti 的數(shù)值后 , 系統(tǒng)的方框圖就可以用圖 來(lái)表示。當(dāng)外來(lái)控制信號(hào) V 改變時(shí) ,調(diào)節(jié)器幾乎立即成比例地改變給水流量 W,使 WVV? ,即 WWV ??? ,或WWVW ?? 1? ,因此主回路等效圖如圖 所示。 δ 和 Ti的數(shù)值以保證內(nèi)回路不振蕩為原則 , 一般 Ti≤ 100 s。 ② 內(nèi)回路的分析和整定 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 17 圖 單級(jí)三沖量給水系統(tǒng)的內(nèi)回路方框圖 內(nèi)回路方框圖如圖 所示 , 可以把內(nèi)回路作為一般的單回路系統(tǒng)進(jìn)行分析?？梢?jiàn)給水流量信號(hào)作為反饋信號(hào) ,其主要作用是快速消除來(lái)自給水側(cè)的內(nèi)部擾動(dòng)。汽包水位是被控變量 ,是主沖量信號(hào)，蒸汽流 量，給水流量是兩個(gè)輔助沖量信號(hào)。但是如果給水壓力本身有波動(dòng)時(shí) ,雙沖量控制也不能克服給水量波動(dòng)的影響。 L C蒸 汽L T （ 液 位 變 送 器 ）正 作 用 調(diào) 節(jié) 器給 水氣 關(guān) 閥省 煤 器汽包 圖 鍋爐汽包液位的單沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 14 為此 ,圖 采取了鍋爐汽包液位的雙沖量控制 ,它在單沖量的基礎(chǔ)上 ,再加一個(gè)蒸汽沖量 ,以克服 “ 虛假液位 ” 。隨著汽包壓力的升高 ,汽水混合物中汽泡的比例將減小 ,又使得汽水總?cè)莘e下降 。負(fù)荷突然減小時(shí) ,水位卻先下降 ,然后逐漸上升 ,即 “ 虛假水位 ” 現(xiàn)象。所以給水流量的擾動(dòng) ,水位反應(yīng)存在一定的遲延時(shí)間。在給水流量突然增加的瞬間 ,鍋爐的蒸發(fā)量還未改變 ,給水流量大于蒸發(fā)量 ,但水位一開(kāi)始并不立即增加 ,這是因?yàn)闇囟容^低的給水進(jìn)入省煤器及水循環(huán)系統(tǒng)的 流量增加了 ,從原有的飽和汽水混合物中吸取了一部分熱量 ,使水面下的汽泡容積有所減少。 鍋爐汽包水位的動(dòng) 態(tài)特性 [4] 汽包水位是汽包中的貯水量和水面下的汽泡容積所決定的，因此凡是引起汽包中貯水量變化和水面下的汽包容積變化的各種因素都是給水控制對(duì)象的擾動(dòng)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 10 第二章 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng) 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)是確保鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。 ㈥ 按循環(huán)方式分類，自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐。 ㈡ 按鍋爐出口工質(zhì)壓力分類，常壓熱水鍋爐、低 壓鍋爐、中壓鍋爐、高壓鍋爐、超高壓鍋爐、亞臨界鍋爐、超臨界鍋爐。儀表及自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)備包括微型計(jì)算機(jī)和溫度計(jì)、壓力表、水位計(jì)、流量計(jì)、負(fù)壓表等儀表、煙氣氧量表、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥以及控制系統(tǒng)等。除灰渣設(shè)備包括馬丁除渣機(jī)、螺旋除渣機(jī)、刮板出渣機(jī)、重型鏈條除渣機(jī)、水力除灰渣系統(tǒng)、沉灰池、渣場(chǎng)、渣斗、橋式抓斗起重機(jī)、推灰渣機(jī)等。蒸汽系統(tǒng)的作用是將合格的蒸汽送往用戶或鍋爐自用汽，蒸汽系統(tǒng)設(shè)備包括蒸汽管、附件、分汽缸等。燃料的加工設(shè)備包括破碎機(jī)、磨煤機(jī)、粗粉分離器、細(xì)粉分離器、排粉風(fēng)機(jī)等?！盃t”是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿娜剂舷到y(tǒng)，它是指構(gòu)成燃料燃燒場(chǎng)所的各種組成部件，包括爐膛（燃燒室）和爐前煤斗、煤閘門(mén)、爐排、除渣板、分配送風(fēng)裝置等組成的燃燒設(shè)備。 鍋爐廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代社會(huì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，我國(guó)現(xiàn)階段 70%以上的電能是利用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電而獲得的。鍋爐用燃料燃燒放出的熱能將水加熱成具有一定壓力和溫度的蒸汽，然后蒸汽沿管道進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)一起高速旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)電。在蒸汽不斷作功的過(guò)程中，蒸汽壓力和溫度不斷降低，最后排入凝汽器并被冷卻水冷卻，凝結(jié)成水。由于蒸汽不斷膨脹，高速流動(dòng)的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。煤炭是由皮帶輸送機(jī)從煤場(chǎng) ,通過(guò)電磁鐵、碎煤機(jī)然后送到煤倉(cāng)間的煤斗內(nèi) ,再經(jīng)過(guò)給煤機(jī)進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)行磨粉，磨好的煤粉通過(guò)空氣預(yù)熱器來(lái)的熱風(fēng)，將煤粉打至粗細(xì)分離器，粗細(xì)分離器將合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤機(jī)），經(jīng)過(guò)排粉機(jī)送至粉倉(cāng)，給粉機(jī)將煤粉打入噴燃器送到鍋爐進(jìn)行燃燒。除了上述的主要系統(tǒng)外，火電廠還有其它一些輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，如燃煤的輸送系統(tǒng)、水的化學(xué)處理系統(tǒng)、灰漿的排放系統(tǒng)等。這樣，發(fā)電機(jī)便把汽輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)便帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。過(guò)熱蒸汽有很高的壓力和溫度，因此有很大的熱勢(shì)能。在鍋爐爐膛四周密布著水管，稱為水冷壁。潔凈的煙氣在引風(fēng)機(jī)的作用下通過(guò)煙囪排入大氣。大型火電廠為提高燃煤效率都是燃燒煤粉。按其功用可分為兩類，即凝汽式電廠和熱電廠。 發(fā)電廠是把各種動(dòng)力能源的能量轉(zhuǎn)變成電能的工廠。 ㈢ 輔助車間高度集中控制 一個(gè)電廠有 十 幾個(gè)輔助車間，過(guò)去在每個(gè)車間都設(shè)一個(gè)控制室，采用 PLC 實(shí)現(xiàn)順內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 4 序控制，值班人員多達(dá) 100～ 200 人，不少電廠輔助車間實(shí)際達(dá)到的自動(dòng)化水平不高。 ? 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) (FCS) DCS 的本質(zhì)是監(jiān)控集中，控制分散，故又稱集散控制系統(tǒng) (TDCS)， FCS 的全數(shù)字化通信將引起真正的革命。 ② 功能配置 縱觀 DCS 發(fā)展史，結(jié)合火電廠單元機(jī)組控制系統(tǒng)的特點(diǎn)， DCS 功能配置將與物理配置走正好相反的方向，正在趨向再適度集中一點(diǎn)的方向發(fā)展。 ? 監(jiān)控系統(tǒng)的功能配置和物理配置 ① 物理配置 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)將由以前的全部集中到一個(gè)控制樓里的配置方式，逐步趨向于采用適度物理分散配置的原則。目前趨向于采用適度集中控制的方案，例如全廠形成煤、灰、水 3 個(gè)網(wǎng)絡(luò)、 3個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，待今后條件成熟時(shí)再減少控制點(diǎn)。 電力集團(tuán)企業(yè) MIS 和電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)與火電廠的廠級(jí) MIS 相連，而電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)則通過(guò)發(fā)電端的遠(yuǎn)程發(fā)送單元 (RTU)與網(wǎng)內(nèi)火電廠的的廠級(jí) SIS 相連，進(jìn)行 1 級(jí)或 2 級(jí)調(diào)度，也可采用傳統(tǒng)方法連接到網(wǎng)絡(luò)站監(jiān)控系統(tǒng)。 ㈠ 熱 電廠將進(jìn)入信息網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代 未來(lái) 21 世紀(jì)的最初 10 年，火電廠必將隨著不可抗拒的潮流加速進(jìn)入信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，火電廠乃至電力系統(tǒng)和電力企業(yè)集團(tuán)將形 成生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化的信息網(wǎng)絡(luò)。 “十一五 ”期間，我國(guó)將迎來(lái)電網(wǎng)建設(shè)的新高潮。其中，水電達(dá)到 12857 萬(wàn)千瓦，約占總?cè)萘?%；火電達(dá)到 48405萬(wàn)千瓦，約占總?cè)萘?%。火電廠還按蒸汽壓力分為低壓電廠（蒸汽初壓力約為 ～ 兆帕（ MPa））、中壓電廠 (2～ 4MPa）、高壓電廠（ 6～ 10MPa）、超高壓電廠（ 12～ 14MPa） 、亞臨壓力電廠（ 16～ 18MPa ）和超臨界壓力電廠（ ）。發(fā)電廠只生產(chǎn)并供給用戶以電能；而熱電廠除生產(chǎn)并供給用戶電能外，還供應(yīng)熱能。 關(guān)鍵詞： 汽包水位；三沖量；集散控制系統(tǒng)； MCGS組態(tài)軟件內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） II the boiler control system configuration of the hot power plant based on MCGS drum water level control system Abstract The power resource is one kind of necessary energy in the national economy， and the most basic craft process is that using the boiler to produce steam and let the vapor to turn，then driving the generator to generate the boiler is the essential motive equipment in the production processes such as generate electricity ， each parameter in the boiler production process must be strictly controled. Connecting with the craft requirement of the boiler， the design analyzes the onevariable、twovarisble、 threeariable boiler drum water level control system specificly aims at the dynamic characteristic of the boiler drum water level， and furtherly analyze their function and characteristics ， choosing the threeariable control system in the main work of this design includes： te object characteristic analysis、 analyze pare and choose the system scheme、 the hardware constitute、 the software control scheme and control configuration etc. key words： drum water level； threeariable； total distributed control system； MCGS configuration 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） III 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) （ 畢業(yè) 論文） 題 目： 基于 MCGS 的熱電廠鍋爐控制系統(tǒng)組態(tài) 汽包水位控制系統(tǒng) 學(xué)生姓名： 邱玲 學(xué) 號(hào)： 20xx40503245 專 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 班 級(jí)：測(cè)控 042 班 指導(dǎo)教師： 左鴻飛內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） I 基于 MCGS 的熱電廠鍋爐控制系統(tǒng)組態(tài) 汽包水位控制系統(tǒng) 摘 要 電力資源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中是一項(xiàng)不可或缺的能源，在熱電廠的生產(chǎn)過(guò)程中，最基本的工藝過(guò)程是用鍋爐生產(chǎn)蒸汽，使汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。本設(shè)計(jì)的主要工作包括：對(duì)象特性分析、系統(tǒng)方案分析比較和選擇、硬件組成、軟件控制方案以及控制組態(tài)等。按功能又可分為發(fā)電廠和熱電廠。地方性電廠多建在負(fù)荷中心，需經(jīng)長(zhǎng)距離運(yùn)進(jìn)燃料，它生產(chǎn)的電能供給比較集中的用戶。 經(jīng)過(guò)了 100 多年電力行業(yè)