【正文】 控制汽包水位；當(dāng)負荷上升到某一負荷值時，上水截止閥和旁路給水截止閥全關(guān)，主給水截止閥全開，通過主給水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)給水量。這樣 , 當(dāng)負荷變化時 ,水位穩(wěn)定值是靠主調(diào)節(jié)器 PI1 來維持的，在這里可以根據(jù)對象在外擾下虛假水位的嚴(yán)重程度來適當(dāng)加強蒸汽流量信號的作用強度 ,從而改變負荷擾動下的水位控制品質(zhì)。主調(diào)節(jié)器的輸出信號和給水流量 ,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大于給水流量信號 ,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） 由于在負荷擾動時 ,水位的最大偏差 (第一個波幅 ) 往往出現(xiàn)在擾動發(fā)生后不久 (虛 假內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 23 水位現(xiàn)象造成 ),這個水位最大偏差的數(shù)值決定于擾動的大小 , 擾動的速度和鍋爐的特性 , 蒸汽流量信號加強后的控制作用對水位的最大偏差起不了多大作用。串級三沖量系統(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? 來調(diào)整 *1? 。 等效主調(diào)節(jié)器的積分時間 *11T 就是 PI1 調(diào)節(jié)器的積分時間 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 ,給水流量反饋裝置的傳遞函數(shù)W? 可任意設(shè)置一個數(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 保持試探時的值 ,以保證內(nèi)回路的穩(wěn)定性 。 ② 由被控對象 ? ?SWOW ,水位測量變送器 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 , 就能使在負荷變化時的水位保持在允許范圍內(nèi) , 通常都用蒸汽流量信號和給水流量信號靜態(tài)配合原則選擇 D? 。 ④ 前饋通道的分析和整定 對于圖 所示的串級三沖量給水 控制系統(tǒng) , 當(dāng)反饋回路經(jīng)過正確整定 , 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 來表示。當(dāng)外來控制信號 V 改變時 ,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 說明書（畢業(yè) 論文 ） 17 圖 單級三沖量給水系統(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)進行分析?？梢娊o水流量信號作為反饋信號 ,其主要作用是快速消除來自給水側(cè)的內(nèi)部擾動。汽包水位是被控變量 ,是主沖量信號，蒸汽流量，給水流量是兩個輔助沖量信號。但是如果給水壓力本身有波動時 ,雙沖量控制也不能克服給水量波動的影響。 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 說明書（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 容積下降 。負 荷突然減小時 ,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 ,水位反應(yīng)存在一定的遲延時間。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 ,但水位一開始并不立即增加 ,這是因為溫度較低的給水進入省煤器及水循環(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象的擾動。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（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。儀表及自動控制系統(tǒng)設(shè)備包括微型計算機和溫度計、壓力表、水位 計、流量計、負壓表等儀表、煙氣氧量表、自動調(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、螺旋除渣機、刮板出渣機、重型鏈條除渣機、水力除灰渣系統(tǒng)、沉灰池、渣場、渣斗、橋式抓斗起重機、推灰渣機等。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、磨煤機、粗粉分離器、細粉分離器、排粉風(fēng)機等?！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)成燃料燃燒場所的各種組成部件，包括爐膛（燃燒室）和爐前煤斗、煤閘門、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)代社會國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，我國現(xiàn)階段 70%以上的電能是利用蒸汽推動汽輪機發(fā)電機組發(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，然后蒸汽沿管道進入汽輪機膨脹做功，帶動發(fā)電機一起高速旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)電。在蒸汽不斷作功的過程中，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，高速流動的蒸汽推動汽輪機的葉片轉(zhuǎn)動從而帶動發(fā)電機。煤炭是 由皮帶輸送機從煤場 ,通過電磁鐵、碎煤機然后送到煤倉間的煤斗內(nèi) ,再經(jīng)過給煤機進入磨煤機進行磨粉，磨好的煤粉通過空氣預(yù)熱器來的熱風(fēng)，將煤粉打至粗細分離器，粗細分離器將合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤機），經(jīng)過排粉機送至粉倉，給粉機將煤粉打入噴燃器送到鍋爐進行燃燒。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)電機便把汽 輪機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?dāng)汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時便帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。過熱蒸汽有很高的壓力和溫度，因此有很大的熱勢能。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)機的作用下通過煙囪排入大氣。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 一個電廠有 十 幾個輔助車間，過去在每個車間都設(shè)一個控制室，采用 PLC 實現(xiàn)順內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 4 序控制，值班人員多達 100～ 200 人，不少電廠輔助車間實際達到的自動化水平不高。 ? 現(xiàn)場總線控制系統(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)合火電廠單元機組控制系統(tǒng)的特點， 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 隨著計算機技術(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 個網(wǎng)絡(luò)、 3個監(jiān)控點，待今后條件成熟時再減少控制點。 電力集團企業(yè) MIS 和電網(wǎng)運營系統(tǒng)與火電廠的廠級 MIS 相連，而電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)則通過發(fā)電端的遠程發(fā)送單元 (RTU)與網(wǎng)內(nèi)火電廠的的廠級 SIS 相連，進行 1 級或 2 級調(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 電廠將進入信息網(wǎng)絡(luò)化時代 未來 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入信息網(wǎng)絡(luò)時代，火電廠乃至電力系統(tǒng)和電力企業(yè)集團將形成生產(chǎn)過程自動化和管理現(xiàn)代化的信息網(wǎng)絡(luò)。 “十一五 ”期間，我國將迎來電網(wǎng)建設(shè)的新高潮。其中，水電達到 12857 萬千瓦，約占總?cè)萘?%；火電達到 48405萬千瓦，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 說明書（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 tur n，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 說明書（畢業(yè) 論文 ） III 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................... I Abstract....................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計 說明書 （ 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： 202040503245 專 業(yè)： 測控技術(shù)與儀器 班 級：測控 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 說明書（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 電力資源在國民經(jīng)濟中是一項不可或缺的能源，在熱電廠的生產(chǎn)過程中，最基本的工藝過程是用鍋爐生產(chǎn)蒸汽，使汽輪機運轉(zhuǎn)，進而帶動發(fā)電機發(fā)電。本設(shè)計的主要工作包括：對象特性分析、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荷中心，需經(jīng)長距離運進燃料，它生產(chǎn)的電能供給比較集中的用戶。 經(jīng)過了 100 多年電力行業(yè)的發(fā)展， 截止 2