基于plc的鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)設(shè)計_課程設(shè)計論文-預(yù)覽頁
【正文】 入大氣。汽包水位不僅受到給水流量的影響，而且也受到熱量變化的影響。 綜上所述，鍋爐的運行主要包括以下三個方面的過程控制系統(tǒng)： （ 1）汽包水位控制系統(tǒng)：是鍋爐安全運行的必要保證，它要維持汽包內(nèi)的水位在工藝允許的范圍內(nèi)； （ 2）燃燒系統(tǒng)的控制：通過使燃料量與空氣量保持一定的比值，以保證經(jīng)濟燃燒和鍋爐的安全運行，同時保證引風(fēng)量與送風(fēng)量相適應(yīng)，維持爐膛內(nèi)的負(fù)壓恒定不變，其最終目的是使燃料產(chǎn)生的熱量滿足蒸汽負(fù)荷的需要； （ 3） 過熱蒸汽系統(tǒng)的控制：這是一個溫度控制系統(tǒng)，其作用主要有 2 個：一是保持過熱器出口溫度在允許范圍內(nèi)；二是保證管壁的溫度不超過允許的工作溫度。 汽包水位是鍋爐運行的重要指標(biāo)，對鍋爐的安全運行非常重要，保持水位在一定范圍內(nèi)是保證鍋爐安全運行的首要條件，水位過高或過低， 都會給鍋爐及蒸汽用戶的安全 操作帶來不利影響。內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文 5 汽包水位控制系統(tǒng)的任務(wù)是維持給水量與蒸汽蒸發(fā)量的平衡 ，使汽包水位保持在允許的范圍內(nèi)。當(dāng)汽包水位偏離設(shè)定值時，變送器將測量到的信息送給控制器，按照特定的控制規(guī)律來增加或減少供水量，使汽包水位回到設(shè)定值?？刂破鳙@得的信息是“水位升高了”，本來該增加供水量，現(xiàn)在卻錯誤地減少供水量，嚴(yán)重時會使汽包水位下降到危險區(qū)內(nèi)以致發(fā)生事故。它是一個前饋 反饋控制系統(tǒng)。因此，當(dāng)供水壓力波動比較頻繁時，雙沖量控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量較差，這時可采用三沖量控制系統(tǒng)。對于現(xiàn)代大、中型鍋爐來說，對象控制通道的遲延和變化速度都比較大，“虛假水位”現(xiàn)象比較嚴(yán)重，工藝上對控制質(zhì)量的要求又比較高，因此，普遍采用具有蒸汽流量前饋信號及給水流量反饋信號和汽包水位主信號的三沖量水位控制系統(tǒng)。 ∑∑L C∑L CF CL C蒸 汽 給 水 水 位 蒸 汽 給 水 水 位 蒸 汽 給 水水 位方 案 一 方 案 二方 案 三圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文 9 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 (1) 主控制器的設(shè)計 在自動控制系統(tǒng)中，最常見的控制器有兩種： 一種是 PLC，另外一種是單片機。 （ 2) 檢測電路的設(shè)計 由于該設(shè)計的目的是控制水位穩(wěn)定，而整個控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)是對水位的準(zhǔn)確測量，因此水位能否準(zhǔn)確測量直接關(guān)系到控制質(zhì)量的優(yōu)劣。該型號變送器可以將微小差壓轉(zhuǎn)換成 4—— 20mA DC 信號。該流量計的 部分 技術(shù)參數(shù)如下： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文 10 ① 測量介質(zhì)：蒸汽、汽體、液體 ② 傳感器的感應(yīng)元件不直接與被測介質(zhì)接觸，性能穩(wěn)定、可靠性高 ③ 傳感器內(nèi)無可動部件，結(jié)構(gòu)簡單而牢固，壓損小、維擴量小、使用壽命長 ④ 范圍度寬達(dá) 10： 1～ 15： 1 ⑤ 測量范圍：正常工作范圍，雷諾數(shù)為 20， 000～ 7， 000， 000；輸出信號不受液體溫度、壓力、粘度及組份影響。 電機是鍋爐汽包供水的動力設(shè)備，電機的準(zhǔn)確選型關(guān)系到汽包能否準(zhǔn)確供水進而影響到汽包水位的 穩(wěn)定 ，經(jīng)查閱資料可知選用 功率為 100Kw 的三相異步電動機完全可以滿足工作要求 ，由于使用變頻調(diào)速不必選用繞線 型異步電動機，選用鼠籠型電機就可以滿足要求。 該 變頻器可以輸入 380V480V 50/60Hz 三相交流電 ， 輸出 380480V三相 交流電并通過控制信號控制其輸出頻率，其容量是 149Kw，可以 滿足設(shè)備內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文 11 功率要求。本系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)采用了總分的形式，即 PLC 一直在運行主控制程序，然后主控制程序根據(jù)各種 條件來運行和調(diào)用各子程序，用來實現(xiàn)各種功能。 在控制系統(tǒng)中，按照給定信號和反饋信號之間的偏差的比例（ P）、積分（ I）和微分（ D）進行控制的 PID 控制器是應(yīng)用最為廣泛的一種自動控制器。 比例系數(shù) 可以選負(fù)數(shù)，這主要是由執(zhí)行機構(gòu)、傳感器以及控制對象的特性決定的。積分作用的強弱取決 于 積分時間常數(shù) Ti。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文 14 微分調(diào)節(jié)作用對系統(tǒng)性能的影響 微分作用反映系統(tǒng)偏差信號的變化率 ， 具有預(yù)見性 ， 能預(yù)見偏差變化的趨勢 。此外微分反應(yīng)的是變化率 ， 當(dāng)輸入沒有變化時微分作用輸出為零 ，因此 微分作用不能單獨使用 ， 需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合組成 PD 或 PID 控制器。 （ 2）衰減曲線法 (閉環(huán)整定） 衰減曲線法與臨界比例法類似。 （ 4）現(xiàn)場實驗整定法 現(xiàn)場實驗整定法，實質(zhì)上是一種經(jīng)驗試湊法，所以也稱為經(jīng)驗法。 ⑵ 調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)的正負(fù)號 氣開式調(diào)節(jié)閥 Kv 為“ +”； 氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥 Kv 為“ ”。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文 16 總結(jié) 為期兩周的過程控制課程設(shè)計即將結(jié)束，這兩周感覺過的好快，也感覺過的好充實。 通過本 次設(shè)計使我們對以前所學(xué)的理論知識有了進一步地理解，深化了我們所學(xué)過的知識，并 增強了我們獨立分析和獨立解決工程實踐中的問題的能力以及用所學(xué)的知識進行工程設(shè)計的能力 。 雖然我們以前有過幾次動手鍛 煉的機會，但那遠(yuǎn)遠(yuǎn)還不能滿足我們作為當(dāng)代大學(xué)生的
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