【文章內容簡介】 知道了給水控制對象的影響因素，得出它具有的特點：存在一定延遲和慣性，有“虛假水位”出現(xiàn)。所以在設計汽包給水控制系統(tǒng)時，應考慮采用以蒸汽流量D為前饋控制，以改善給水控制系統(tǒng)的控制品質。故采用更加合理的控制方案——三沖量方式控制，三沖量方式控制系統(tǒng)。[11]本章主要從火電廠汽包水位監(jiān)測系統(tǒng)的總體出發(fā)，介紹了汽包水位的影響因素有三大類：給水流量擾動影響、蒸汽流量擾動影響、燃料量擾動影響。掌握影響汽包水位因素后，通過對癥下藥制定汽包水位控制的方案策略，從而對后續(xù)設計作出鋪墊。3 汽包水位監(jiān)測界面設計基于第二章控制方案的設計，選取汽包上水段過程，進行汽包水位控制段界面設計以及汽包狀態(tài)監(jiān)測界面設計。，即汽包上水段。利用Visual Basic ，主要包括給水泵、閥門、調門、省煤器、汽包、連接管路、汽包水位標以及各參數(shù)指示。 鍋爐給水控制圖 basic basic Visual ，簡稱VB[12]。其基礎的編程語言是Basic，其優(yōu)點在于替代了原本復雜困難的編程、軟件開發(fā)的工具，使工作變得簡單輕松。VB取代傳統(tǒng)的輸入全部代碼劣勢，將部分代碼編程轉換成可視化編程，將常用代碼以控件形式固定出來，例如TextBox（文本框）、CommandButton(按鈕)等等。這樣會省去大量繁瑣的代碼編寫，所以選擇VB作為汽包水位監(jiān)測界面設計的編程具有很大的優(yōu)勢。VB特點：（1）VB是以人為本、利用事件驅動、可以看見的框架式的高級程序設計語言；（2）以Windows環(huán)境作為開發(fā)環(huán)境，符合潮流。（3）打破傳統(tǒng)編程機制，獨特的操作編程供使用者使用。VB的優(yōu)點：（1） 簡單易學、效率高，各種自帶工具可供選擇使用；（2） 強大的功能，幾乎可與一些專業(yè)的開發(fā)軟件齊頭。 AⅡ，即單鍋筒縱置式，額定蒸發(fā)量35t/h,燃燒煤種AⅡ類煤種。 AⅡ鍋爐主要參數(shù) 型號 AⅡ安裝方式組合安裝循環(huán)方式自然循環(huán)額定蒸汽溫度194℃額定蒸汽壓力額定蒸發(fā)量35t/h額定水位300mm額定供水量35m3/h燃料消耗量額定給水溫度20℃VB擁有強大的控件可視化編程功能，無需繁瑣的繪圖過程，利用控件即可將鍋爐給水控制系統(tǒng)形象的建立起來。其中，需要用到的控件包括Label(標簽)、CommandButton(按鈕)、Shape(圖形)、Line(線)、VScrollBar(垂直滾動條)、MSm(通訊)。對于MSm(通訊)控件將會在第五章進行詳細介紹，在此先進行界面內所用到的其他控件進行介紹。（1） Shape(圖形)控件 Shape控件用來表示汽包和省煤器。由于VB不屬于專業(yè)的繪圖工具，所以對于圖形的形象性描述不像CAD那么準確，所以利用Shape控件能夠簡單的表示汽包和省煤器。 控件屬性設置為2Oval，即橢圓屬性。 界面部件汽包 Shape控件屬性設置值控件屬性設置為4Rounded Rectangle,。 省煤器部件 Shape控件屬性設置值（2） Label（標簽）及TextBox（文本框）控件 Label控件的作用主要是用來在窗體中增加文字說明。比如在汽包水位監(jiān)測系統(tǒng)中，主要是作為監(jiān)控參數(shù)名稱，閥門名稱，工質流程去向等的說明解釋。而TextBox控件可以接收發(fā)送文字信息，非常方便。在此，文本框的作用是接收顯示監(jiān)測系統(tǒng)的各個參數(shù)，例如壓力、流量等。 Label和TextBox控件（3）VScrollBar(垂直滾動條) VScrollBar控件的作用主要是用來指示汽包水位標尺，通過滾動條的的位置顯示水位的高低，另外為了增加顯示的準確性，在水位標尺旁設立文本框，實時顯示汽包水位數(shù)值。 VScrollBar控件屬性設置值（4）CommandButton（按鈕）控件CommandButton控件的作用主要是作為閥門和命令按鈕的作用，在監(jiān)測系統(tǒng)中從目管來水經(jīng)過主給水門、主給水調節(jié)、旁路給水調節(jié)包括進入省煤器和汽包緊急放水閥門都會用到 CommandButton控件。同樣一些命令按鈕，如“發(fā)送”、“接收”按鈕，都是通過 CommandButton控件來實現(xiàn)的。 部分閥門 主給水門 CommandButton屬性設置值（5）Line（直線）控件Line控件同來繪制系統(tǒng)流程管道。形象的將各個獨立的控件連接起來，構成完整的回路。對于汽包水位監(jiān)測系統(tǒng)界面的介紹，由于對水位的控制調節(jié)本質上是對給水的調節(jié)，應根據(jù)上水過程依次對界面進行介紹。系統(tǒng)中包括汽包、省煤器、主給水泵幾大設備，期間設有各種調節(jié)閥、手動閥、電動門等控制調節(jié)裝置。首先從母管來水通過主給水泵將工質推進給水回路，經(jīng)過主給水門調節(jié)一定的壓力、流速、流量以滿足進入汽包水的先決條件。那么對于主給水門的調節(jié)就應當需要一個彈出窗口，對其進行調節(jié)開度。 主給水門調節(jié)界面之后主給水去處一分為二，一路通往汽包方向，一路去減溫水。由于去減溫水那路不是本課題所關心的內容，固在這里就不做介紹。，去汽包方向給水又分成三路：含有兩個手動閥門路；含有一個電動門和一個調節(jié)門路即旁路調節(jié)路；還有一路含有一個電動門、一個調節(jié)門和一個手動門。但是要說明的是這三路不是同時工作，在不同的階段需要用到不同管路。不同閥門擁有不同的調節(jié)方式，這三路中總的來說就包含三種閥門：手動、電動、調節(jié)。針對這三種不同的閥門響應也設計出三種不同的彈出窗口。、電動門、調節(jié)門界面緊接著給水進入省煤器進行預熱，再進入汽包。汽包上水過程就此結束。另外，由于汽包水位是動態(tài)變化的，難免會因為某種因素導致汽包水位的不正?，F(xiàn)象[13]。那么對于監(jiān)測系統(tǒng)來說，汽包水位不正常需要及時報警給運行人員，運行人員作出緊急的控制調節(jié)。所以本界面還有設計出報警提示，例如當汽包水位過高或過低時，會彈出報警提示信息。當運行人員點擊確定時，會自動彈出“緊急放水門D”界面窗口，作出合理的調整，需要說明的是，當水位過高時，“緊急放水門D”會自動打開，當水位降至正常值時又會自動關閉。如果要進行汽包個體的監(jiān)測，則需要點擊按鈕“汽包水位”方可進行汽包內部參數(shù)的監(jiān)控，對于汽包水位的高度、壓力的測量分別使用三個壓力計、水位計進行測量，每個測量器都會有其測量參數(shù)顯示到界面。為了更加方便的進行調節(jié)，在“汽包水位”界面還設有“增加”和“降低”按鈕，能夠回到主控界面，即汽包上水界面來調節(jié)汽包水位。界面其余部分就是汽包工作時各參數(shù)的顯示，以及水位標尺。前一節(jié)有說過。在此就不再作出贅余的介紹了。本設計最為關鍵點就是做好水位穩(wěn)定的動態(tài)測量，所以，能否準確快速的測量水位是我們要完成的任務。好的測量數(shù)據(jù)會有好的控制結果，壞的控制質量必然是因為差的測量效果導致的。所以，選擇合理的水位傳感器測量水位顯得尤為重要。根據(jù)鍋爐的選型可以知道汽包水位的控制范圍，由于選用儀表的準則是被測量參數(shù)應為控制儀表量程的2/3測量才最為準確。因此，本設計選用水位傳感器量程應在400mm～450mm，又已知汽包水位正常值在300mm177。50mm,根據(jù)儀表的量程制定測量儀表的精度應為10/450=%FS以上。CN213系列傳感器采用國外先進的技術水平，微處理電路，擁有多種多樣的形式、材料、型號，能夠滿足各種形式的液位測量。該型號傳感器的技術參數(shù)如下： CN213型號水位傳感器技術參數(shù)測量范圍0～500mm測量精度≤177。%FS過載壓力最大量程的2～5倍溫度補償20～80℃輸出（標配）4～20mA(RL≤500Ω)膜片材質316l、Hc、Ta接液材料1Cr18Ni9Ti、PVC、PTFE介質溫度20～85℃溫度漂移177。1%/55℃（零點和量程）使用環(huán)境環(huán)境溫度：20～85℃ 相對濕度：≤85%供電177。10%外殼保護等級IP65顧名思義，流量傳感器是用來測量給水流量和蒸汽流量的傳感器。合適的流量信號對于系統(tǒng)控制有利而無害，因此選用合適的流量傳感器測量系統(tǒng)控制量能夠改善系統(tǒng)控制，使控制質量有所提升。為滿足適用于本設計鍋爐型號，選用LUGB240304YD2N 渦街流量傳感器[14]，其功能特點如下：（1） 間接測量，具有穩(wěn)定的性能，安全可靠性高；（2）可長期使用，對于維護要求不高；（3）范圍度寬達：15：20：1；（4）有很多樣式連接、使用簡單、上手；（5）在規(guī)格雷諾數(shù)內，受外界影響??；（6）適配性強。： LUGB240304YD2N 渦街流量傳感器技術參數(shù)采用標準Q/YHC4012001 JB/T680793測量介質氣體、液體、蒸氣標準口徑法蘭卡裝式口徑規(guī)格12350、680、100法蘭連接式口徑規(guī)格12150、200、250、300插入式口徑規(guī)格200～2000流量測量測量范圍104～4106，氣體5～50m/s，～7m/s測量范圍精度法蘭卡裝式、法蘭式為1級，插入式測量精度為1級，被測介質溫度常溫25～100℃高溫25～150℃、25～250℃、25～300℃工作壓力1..6Mpa,輸出信號脈沖電壓高電平4～5V，～）脈沖占空比：50%，傳輸距離：100m標準電流DC420m允許外接負載電阻小于600Ω（電源DC24V）,傳輸距離為3000m。儀表使用環(huán)境溫度：25～+55℃ 溫度：590% RH50℃內螺紋1Cr18Ni9Ti、鋁合金電源DC12V177。10%，DC24V177。10%， 。防爆等級本安iallcT1T5,隔爆型ExdllBT4防護等級Ip65 工況液、氣體流量范圍通徑液體氣體DNmmm3/hm3/h15530202532151504022220504503535060606008091209090010014200140140012522280220220015038400300300020065700500500025012012001100110003001801800150015000同理根據(jù)鍋爐型號參數(shù)，滿測量不超過52m3/h，,對應測量范圍在450m3/h，能夠滿足設計測量范圍。由于所選型號傳感器是汽、液兩相測量傳感器，所以可以測量蒸汽流量， m3/h，對應測量范圍在530m3/h，滿足設計要求。介紹完水位傳感器和流量傳感器之后，開始對動力設備電機進行選型，選擇合適的電機型號用于鍋爐供水，提供有效的動力支持，完成鍋爐上水任務要求，汽包上水合格。以鍋爐參數(shù)為準，計算電機功率如下： ()經(jīng)計算可知應該選用略高于正常工作狀態(tài)下功率的電機，為了便于選型可以將電機功率定在100Kw的電機。YJTG315S4三相異步電動機能夠滿足設計要求，可根據(jù)技術要求調整其額定功率為100Kw。變頻器是不可或缺的裝置，選用恰當?shù)淖冾l器是電機能否正常工作給汽包供水的關鍵，從上一節(jié)電機選型可知額定功率大約在100Kw,由具體分析可知電機在某種工況時其能夠保持與50Hz三相交流電下工作時電流基本一致。由以上分析結果選用三菱變頻器公司生產(chǎn)的變頻器其型號代碼為RA740110KwCHT：電壓380V、頻率50HZ、電流216A。可以驅動50HZ、100Kw的電機，給出合適的輸入，就可以作出相應輸出并能夠間接的控制其輸出頻率，過載能力完全可以滿足電機功率要求，而且此型號變頻器在節(jié)能方面帶有獨特的節(jié)能設計，最佳勵磁控制和節(jié)能監(jiān)視功能，有效的節(jié)省能源，內置的串行通訊口，符合設計要求。接觸器作為重要的啟、停元件，交流電動機的啟、停需要接觸器來完成，那么選擇合理的型號的接觸器，對于交流電動機很重要。其工作電流計算如下： （）NCK525/2~40/2接觸器主要用于400V交流電壓，40A交流電流的電路中，作為通、斷電路之用，選用五套此型號接觸器同時工作能夠滿足一臺380V三相交流電機的工作要求。當系統(tǒng)在異常工作時引起的電流過大，會嚴重損壞系統(tǒng)安全。所以為了能夠保證系統(tǒng)在非正常情況下的過流現(xiàn)象，采取熔斷保護，即選用熔斷器。本系統(tǒng)總的工作電流在150A左右，可設定過流保護為200A，完全可以滿足保護系統(tǒng)要求。因此選用型號為SSOC(NCF)3的10Kv切負荷熔斷器，自主設置電流200A。功率三極管用于接觸器控制線路中，接觸器控制線路如下： 接觸器控制線路三極管有導通和截止兩種狀態(tài)。上圖控制線路中，當PLC數(shù)字量以高電平輸出時導通，接觸器閉合，否則，三級管處于截止狀態(tài)，接觸器斷開。為滿足設計要求，選用I3DD8 型三極管，其工作電流為510A。本設計選用的溫度傳感器為帶PT100熱電阻的溫度變送器，這種傳感器常用于高溫測量，例如測量蒸汽溫度，可以輸出420ma的模擬量信號，能夠滿足給水溫度、省煤器溫度、主蒸汽溫度的測量。本設計選用的壓力傳感器為深圳市東本工業(yè)自動化設備有限公司生產(chǎn)的VPRF2和VNF系列型號的壓力傳感器，主要用于蒸汽壓力、汽包壓力和給水壓力的測量。VPRF2系列傳感器能夠測量1Mpa20Mpa的壓力范圍，可調節(jié)電壓信號05v，用于測量蒸汽壓力和汽包壓力。VNF系列型號的壓力傳感器，可測量壓力范圍為1000Kpa17000Kpa，可調電壓信號05v，用于測量給水壓力。主要硬件設備清單如下： 主要硬件設備清單設備名稱型號額定電壓額定電流額定功率數(shù)量水位傳感器CN213型24DCV3流量傳感器LUGB