【正文】 鍋爐中的主要控制參數(shù) .......................................15 鍋爐參數(shù)之間的內(nèi)在關(guān)系 .................................... 15 鍋爐設(shè)備的控制系統(tǒng) .............................................16 鍋爐汽包水位控制 .......................................... 16 鍋爐燃燒系統(tǒng)的控制 .........................................16 過熱蒸汽系統(tǒng)的控制 ........................................ 17 相關(guān)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性 .............................................18 汽包水位的動(dòng)態(tài)特性 ........................................ 18 壓力的動(dòng)態(tài)特性 ............................................ 20 第 4 章 鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) .............................................23 設(shè)計(jì)方案 ..................................................... 23 汽包水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................23 燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ....................................... 24 過熱蒸汽溫度控制 ..........................................25 工程的組態(tài) .....................................................26 基于 MCGS 組態(tài)軟件的人機(jī) 界面圖 ............................26 組態(tài)過程 ..................................................28 腳本程序說明 ...................................................31 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 .......................................................32 監(jiān)控系統(tǒng)的功能 .............................................32 實(shí)施方式 ...................................................34 第 5章 MCGS 環(huán)境下系統(tǒng)的模擬運(yùn)行結(jié)果 .................................. 36 第 6 章 儀表選型、清單及概算 .........................................40 儀表選型 .......................................................40 執(zhí)行器 ....................................................40 溫度測(cè)量?jī)x表的選型 ........................................ 40 壓力測(cè)量?jī)x表的選型 .........................................41 液位測(cè)量?jī)x表的選型 .........................................41 儀表清單 ........................................................43 工程概算 ....................................................... 43 第 7 章 結(jié)束語 ....................................................... 44參考文獻(xiàn) ............................................................ 45 致 謝 ............................................................... 47 第 1 章 引 言 鍋爐研究的背景和意 義 工 業(yè)鍋爐是采暖供熱系統(tǒng)的核心設(shè)備，它的主要任務(wù)是安全可靠、經(jīng)濟(jì)有效 地把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)而將熱能傳遞給水，生產(chǎn)出滿足需要的蒸汽或 熱水。作為控制類學(xué)科的典型實(shí)驗(yàn)對(duì)象 —— 鍋爐控制系統(tǒng)也成了遠(yuǎn)程 實(shí)驗(yàn)研究的焦點(diǎn)。采用微計(jì)算機(jī)控制，能對(duì)鍋爐進(jìn)行過程的自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng) 控制等多項(xiàng)功能 。 MCGS 工控組態(tài)軟件是一 套 32 位工控組態(tài)軟件，可穩(wěn)定運(yùn)行于 Windows95/98/NT 操作系統(tǒng)，集動(dòng)畫顯示、 流程控制、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制與輸出、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、雙機(jī)設(shè)備、工程報(bào)表、 數(shù)據(jù)與曲線等諸多強(qiáng)大功能于一身，并支持國(guó)內(nèi)外眾多數(shù)據(jù)采集與輸出設(shè)備，廣 泛應(yīng)用于石油、電力、化工、鋼鐵、礦山、冶金、機(jī)械、紡織、航天、建筑、材 料、制冷、交通、通訊、食品、制造與加工業(yè)、水處理、環(huán)保、智能樓宇、實(shí)驗(yàn) 室等多種工程領(lǐng)域。 （ 2） 利用豐富的 “ 動(dòng)畫組態(tài) ” 功能， 快速構(gòu)造各種復(fù)雜生動(dòng)的動(dòng)態(tài)畫面。 復(fù)雜的工程作業(yè)， 運(yùn)行流程都是多分支的。 使 這種充分利用 “ 面 向?qū)ο?” 的技術(shù)，大大提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)充性。組態(tài)時(shí)，可把 制作完好的對(duì)象（包括圖形對(duì)象，窗口對(duì)象，策略對(duì)象，以至位圖文件等等） 以元件的形 式存入圖庫(kù)中， 也可把元件庫(kù)中的各種對(duì)象取出， 直接為當(dāng)前的工程所用。用戶在 MCGS 組態(tài)環(huán)境中完成動(dòng) 畫設(shè)計(jì)、設(shè)備連接、編寫控制流程、編制工程打印報(bào)表等全部組態(tài)工作后，生 成 擴(kuò)展名為 .mcg 的工程文件，又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)，其與 MCGS 運(yùn)行環(huán)境一起， 構(gòu)成了用戶 應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為 “ 工程 ” MCGS 運(yùn)行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境， 由可執(zhí)行程 支持， 其存放于 MCGS 目錄的 Program 子目錄中。所謂動(dòng)畫屬性，實(shí)際上是反映圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍性等狀 態(tài)的特征參數(shù)。 MCGS 的操作方式 （ 1）系統(tǒng)工作臺(tái)面 它是 MCGS 組態(tài)操作的總工作臺(tái)。 （ 2）組態(tài)工作窗口 它是創(chuàng)建和配置圖形對(duì)象、數(shù)據(jù)對(duì)象和各種構(gòu)件的工作環(huán)境，又稱為對(duì)象的編 輯窗口。 為了便于用戶操作，許多輸入框的右側(cè)帶有 “ ？ ”“▲”“?” 等標(biāo)志符號(hào)的選 、 、 項(xiàng)按鈕，鼠標(biāo)單擊此按鈕，彈出一系列表框，鼠標(biāo)雙擊所需要的項(xiàng)目，即可將其 設(shè)置于輸入框內(nèi)。參見 “MCGS 組態(tài)軟件用 戶指南 ” 。 （ 2）工程立項(xiàng)搭建框架： MCGS 稱為建立新工程。前一部分類似于 “ 畫畫 ” ，用戶通過 MCGS 組態(tài)軟件中提供的基本圖形元素及 動(dòng)畫構(gòu)件庫(kù)，在用戶窗口內(nèi) “ 組合 ” 成各種復(fù)雜的畫面。 （ 9）工程完工綜合測(cè)試：最后測(cè)試工程各部分的工作情況，完成整個(gè)工程的 組態(tài)工作，實(shí)施工程交接。 主要的輸出變量是汽包水位，蒸汽壓力，過熱蒸汽溫度，爐膛負(fù)壓，過?？諝獾?。維持汽 包水位在給定范圍內(nèi)室保證鍋爐安全運(yùn)行的重要條件之一，是鍋爐運(yùn)行的重要指標(biāo)。當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，通過控制燃料量 使蒸汽壓力穩(wěn)定。 5 C 以內(nèi)。假若能將減溫器安裝在過熱器的出口， 顯然控制通道的滯后小的多。 （ 2） 給水量對(duì)水位的影響，即控制通道的動(dòng)態(tài)特性 在給水流量作用下，水位的階躍響應(yīng)如圖 所示。但是需要指出的是氣壓的動(dòng)態(tài)特性是與汽輪機(jī)調(diào) 速運(yùn)行系統(tǒng)的運(yùn)行情況有關(guān)的。因?yàn)槠湟?，在不同的?fù)荷下，兩流量的最優(yōu)比值是不 相同的；其二，燃料成分（如含水分，灰分的量）有可能變化；其三，流量測(cè)量 的不準(zhǔn)確。因此過?？諝饬繉?duì)不 同的燃料都有一個(gè)最優(yōu)值，以滿足經(jīng)濟(jì)燃燒的要求 [10]。 汽包水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 前面我們已經(jīng)說過液位對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的重要性，這里我們就不做敘述了。因此燃燒系統(tǒng)對(duì)于壓力的穩(wěn)定要求 很高，所以我們可以考慮用壓力去控制燃燒，在本文 中我們采用的是爐膛負(fù)壓與 飽和蒸汽壓力組成串級(jí)控制去控制燃燒系統(tǒng)。這 個(gè)方案是兩個(gè)溫度的串級(jí)控制，但是該方案設(shè)計(jì)的前提是減溫器到過熱器之間有預(yù)留孔，允許安裝測(cè)溫元件去測(cè)量溫度 [11]。 圖 是對(duì)應(yīng)鍋爐監(jiān)控續(xù)窗口的屬性中 的腳本程序。每個(gè)軟設(shè)備對(duì)應(yīng)一個(gè)控制器的 PID 的關(guān)聯(lián)與設(shè)定。 診斷故障與報(bào)警管理：主控中心可以顯示、管理、傳送鍋爐運(yùn)行的各種報(bào)警信號(hào)，從而使鍋爐的安 全防爆、安全運(yùn)行等級(jí)大大的提高。 計(jì)算運(yùn)行參數(shù)：鍋爐運(yùn)行的某些運(yùn)行參數(shù)不能夠直接測(cè)量，如年運(yùn)行負(fù)荷量、 蒸汽耗量、補(bǔ)水量、冷凝水返回量、設(shè)備的累積運(yùn)行時(shí)間等。 報(bào)警組態(tài)：按工藝要求定義各報(bào)警點(diǎn)，并設(shè)置報(bào)警點(diǎn)的高低限，越限時(shí)會(huì)在報(bào)警 總貌畫面顯示并發(fā)出聲光信號(hào)。 第 5章 MCGS 環(huán)境下系統(tǒng)的模擬運(yùn)行結(jié)果 前面我們已經(jīng)說過整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行是以點(diǎn)火為信號(hào)的，即當(dāng)點(diǎn)火等于 1 時(shí)系 統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)；點(diǎn)火等于 0 時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。 圖 鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警顯示 36 圖 鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)曲線 37 圖 鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)的歷史曲線 38 圖 鍋爐監(jiān)控控制系統(tǒng)的存盤數(shù)據(jù)顯示 第 6 章 儀表選型、清單及概算 儀表選型 執(zhí)行器 工作原理：在過程控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩部分組 成。物體的許多性質(zhì)和現(xiàn)象都與溫度有關(guān)，很多 重要的過程只有在一定的溫度范圍內(nèi)才能有效地進(jìn)行。因此， 對(duì)選 擇合適的儀表對(duì)生產(chǎn)過程有著重要的意義。但是這些是除了管道，還有鍋爐本身后的概 算。尤其在平時(shí)的學(xué)習(xí)和工作中，蘇成利老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài) 度，實(shí)事求是的工作作風(fēng)，甘于奉獻(xiàn)的高尚品德給我留下了深刻的印象，成為我 終生學(xué)習(xí)的楷模。 2 集中顯示操作，微機(jī)顯示屏取代了龐大的現(xiàn)實(shí)操作盤，過程信號(hào)以多種畫 面或數(shù)據(jù)形式顯示，運(yùn)行員利用鍵盤操作，實(shí)現(xiàn)集中管理大大提高了鍋爐系統(tǒng) 的效率，減少了錯(cuò)誤操作。 技術(shù)指標(biāo)：壓力范圍 100KPa～ 0～ 5KPa?60MPa?.300MPa 過載能力 2 倍 (更高可選 ) 工作電壓 15～ 36VDC（典型 24VDC） 信號(hào)輸出 4～ 20mA （電壓輸出可選） 滿量程輸出 4～ 20mA （電壓輸出可選） 綜合精度 0． 15%F． S 工作溫度范圍 30～ 85℃ 溫度補(bǔ)償范圍 25～ 80℃ 液位測(cè)量?jī)x表的選型 液位檢測(cè)是對(duì)設(shè)備和容器中液體量多少的度量。 溫度測(cè)量?jī)x：昌安科技有限公司的 WK— 1 系列溫濕度控