【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)對象的動態(tài)特性 .............................................18 汽包水位的動態(tài)特性 ........................................ 18 壓力的動態(tài)特性 ............................................ 20 第 4 章 鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 .............................................23 設(shè)計方案 ..................................................... 23 汽包水位控制系統(tǒng)設(shè)計 ........................................23 燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計 ....................................... 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 界面圖 ............................26 組態(tài)過程 ..................................................28 腳本程序說明 ...................................................31 系統(tǒng)簡介 .......................................................32 監(jiān)控系統(tǒng)的功能 .............................................32 實施方式 ...................................................34 第 5章 MCGS 環(huán)境下系統(tǒng)的模擬運行結(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 溫度測量儀表的選型 ........................................ 40 壓力測量儀表的選型 .........................................41 液位測量儀表的選型 .........................................41 儀表清單 ........................................................43 工程概算 ....................................................... 43 第 7 章 結(jié)束語 ....................................................... 44參考文獻 ............................................................ 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)濟有效 地把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，進而將熱能傳遞給水，生產(chǎn)出滿足需要的蒸汽或 熱水。作為控制類學(xué)科的典型實驗對象 —— 鍋爐控制系統(tǒng)也成了遠(yuǎn)程 實驗研究的焦點。采用微計算機控制，能對鍋爐進行過程的自動檢測、自動 控制等多項功能 。 MCGS 工控組態(tài)軟件是一 套 32 位工控組態(tài)軟件，可穩(wěn)定運行于 Windows95/98/NT 操作系統(tǒng)，集動畫顯示、 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、雙機設(shè)備、工程報表、 數(shù)據(jù)與曲線等諸多強大功能于一身，并支持國內(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、實驗 室等多種工程領(lǐng)域。 （ 2） 利用豐富的 “ 動畫組態(tài) ” 功能， 快速構(gòu)造各種復(fù)雜生動的動態(tài)畫面。 復(fù)雜的工程作業(yè)， 運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)的可維護性和可擴充性。組態(tài)時，可把 制作完好的對象（包括圖形對象，窗口對象，策略對象，以至位圖文件等等） 以元件的形 式存入圖庫中， 也可把元件庫中的各種對象取出， 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 畫設(shè)計、設(shè)備連接、編寫控制流程、編制工程打印報表等全部組態(tài)工作后，生 成 擴展名為 .mcg 的工程文件，又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫，其與 MCGS 運行環(huán)境一起， 構(gòu)成了用戶 應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為 “ 工程 ” MCGS 運行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運行環(huán)境， 由可執(zhí)行程 支持， 其存放于 MCGS 目錄的 Program 子目錄中。所謂動畫屬性，實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)工作臺面 它是 MCGS 組態(tài)操作的總工作臺。 （ 2）組態(tài)工作窗口 它是創(chuàng)建和配置圖形對象、數(shù)據(jù)對象和各種構(gòu)件的工作環(huán)境，又稱為對象的編 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)志符號的選 、 、 項按鈕，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 動畫構(gòu)件庫，在用戶窗口內(nèi) “ 組合 ” 成各種復(fù)雜的畫面。 （ 9）工程完工綜合測試：最后測試工程各部分的工作情況，完成整個工程的 組態(tài)工作，實施工程交接。 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)室保證鍋爐安全運行的重要條件之一，是鍋爐運行的重要指標(biāo)。當(dāng)負(fù)荷變化時，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） 給水量對水位的影響，即控制通道的動態(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態(tài)特性是與汽輪機調(diào) 速運行系統(tǒng)的運行情況有關(guān)的。因為其一，在不同的負(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，流量測量 的不準(zhǔn)確。因此過?？諝饬繉Σ? 同的燃料都有一個最優(yōu)值，以滿足經(jīng)濟燃燒的要求 [10]。 汽包水位控制系統(tǒng)設(shè)計 前面我們已經(jīng)說過液位對于整個系統(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控制去控制燃燒系統(tǒng)。這 個方案是兩個溫度的串級控制，但是該方案設(shè)計的前提是減溫器到過熱器之間有預(yù)留孔，允許安裝測溫元件去測量溫度 [11]。 圖 是對應(yīng)鍋爐監(jiān)控續(xù)窗口的屬性中 的腳本程序。每個軟設(shè)備對應(yīng)一個控制器的 PID 的關(guān)聯(lián)與設(shè)定。 診斷故障與報警管理：主控中心可以顯示、管理、傳送鍋爐運行的各種報警信號，從而使鍋爐的安 全防爆、安全運行等級大大的提高。 計算運行參數(shù)：鍋爐運行的某些運行參數(shù)不能夠直接測量，如年運行負(fù)荷量、 蒸汽耗量、補水量、冷凝水返回量、設(shè)備的累積運行時間等。 報警組態(tài)：按工藝要求定義各報警點，并設(shè)置報警點的高低限，越限時會在報警 總貌畫面顯示并發(fā)出聲光信號。 第 5章 MCGS 環(huán)境下系統(tǒng)的模擬運行結(jié)果 前面我們已經(jīng)說過整個系統(tǒng)的運行是以點火為信號的，即當(dāng)點火等于 1 時系 統(tǒng)處于運行狀態(tài)；點火等于 0 時系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。 圖 鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)報警顯示 36 圖 鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)的實時曲線 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)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(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)才能有效地進行。因此， 對選 擇合適的儀表對生產(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，實事求是的工作作風(fēng)，甘于奉獻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，微機顯示屏取代了龐大的現(xiàn)實操作盤，過程信號以多種畫 面或數(shù)據(jù)形式顯示，運行員利用鍵盤操作，實現(xiàn)集中管理大大提高了鍋爐系統(tǒng) 的效率，減少了錯誤操作。 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℃ 溫度補償范圍 25～ 80℃ 液位測量儀表的選型 液位檢測是對設(shè)備和容器中液體量多少的度量。 溫度測量儀：昌安科技有限公司的 WK— 1 系列溫濕度控