【正文】 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 31 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1]辛廣 路 ,孫濤等 .鍋爐運(yùn)行與操作指南 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [2]王毅 ,張?jiān)缧５?.過(guò)程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021. [3]王劃一 ,楊西俠等 .自動(dòng)控制原理 [M].北京 :國(guó)防工業(yè)出版社 ,2021. [4]劉祥玲 ,許思龍 ,劉壽忠 .循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)用和發(fā)展 [J].熱機(jī)技術(shù) , 2021,93(4):4248. [5]牛培峰 ,周麗芹 ,李國(guó)勝等 .大型國(guó)產(chǎn)循環(huán)流化床鍋爐的汽溫自適應(yīng)串級(jí)控制系統(tǒng) [J].動(dòng)力工程 ,2021. [6]張?？?.循環(huán)流化床鍋爐的控制現(xiàn)狀 [J].山西電力 ,2021， 6(1)： 11— 12 [7]張燕秦 ,徐向東 .循環(huán)流化床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究 [J].電站系統(tǒng)工程 ,2021,19(5)： 50～ 52. [8]王巖 .論鍋爐汽包液位的三沖量調(diào)節(jié) [J].計(jì)量技術(shù) ,2021,3:33～ 35 [9]牛培峰 ,孫健 ,柴天佑 .循環(huán)流化床鍋爐熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)與展望 [J].動(dòng)力工程 ,1988,18(6):22～31. [10]吳明永 ,楊素娟等，基于 PLC的鍋爐串級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng) [J].研究與開發(fā) ,2021， 06:1～ 4 [11]楊景祺 ,趙偉杰 ,郭榮 ,章偉杰 ,循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)的分析 與設(shè)計(jì) [J].動(dòng)力工程 ,2021,25(4):520～ 522. 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S7200直接連入以太網(wǎng)，通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離的交換數(shù)據(jù)，與其他的 S7200進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 [19]。 PLC通過(guò)檢測(cè)鍋爐的汽包水位來(lái)給出控制信號(hào)去控制閥門等輸出設(shè)備，為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能，如系統(tǒng)狀態(tài)及變量圖形顯示、參數(shù)修改等，還擴(kuò)展了一塊 TD200觸摸顯示屏， TD200是西門子公司專門針對(duì) S7200所設(shè)計(jì)的一個(gè)人機(jī)界面。 CPU222的 I/O點(diǎn)數(shù)是 8/6，選用了 EM235模塊，它是 A/D轉(zhuǎn)換模塊可以具有 4個(gè)模擬量輸入 /1個(gè)模擬量輸出， 12位 A/D。 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 25 頁(yè) 第五章 循環(huán)流化床鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 汽包水位控制軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)主要是用西門子 PLC S7200CPU222 作為控制器來(lái)進(jìn)行控 制，主要是對(duì)燃煤的鍋爐汽包水位進(jìn)行保護(hù)控制，根據(jù)水位的變化對(duì)進(jìn)出水口閥門進(jìn)行操作，利用 PLC 中所帶有的 PID 調(diào)節(jié)器對(duì)汽包水位進(jìn)行調(diào)節(jié)，再利用起遠(yuǎn)程傳輸?shù)墓δ?，將監(jiān)測(cè)水位的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳到監(jiān)控主機(jī)上。文本信息的顯示用選擇 /確認(rèn)的方法，最多可顯示 80 條信息，每條信息最多 4 個(gè)變量的狀態(tài)。 5．寫入器 寫入器的功能是實(shí)現(xiàn) PLC 和 EPROM 之間的程序傳送，是將 PLC 中 RAM 區(qū)的程 序通過(guò)寫入器固化到程序存 儲(chǔ)卡中，或?qū)?PLC 中程序存儲(chǔ)卡中的程序通過(guò)寫入器傳送到 RAM區(qū)。 4．程序存儲(chǔ)卡 為了保證程序及重要參數(shù)的安全，一般小型 PLC 設(shè)有外接 EEPROM 卡盒接口，通過(guò)該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入 PLC，也可將 PLC 內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接 EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。編程器主要用來(lái)進(jìn)行用戶程序的編制、存儲(chǔ)和管理等，并將用戶程序送入 PLC 中，在調(diào)試過(guò)程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測(cè)。 1．基本單元 S7200 系列 PLC 中可提供 4 種不同的基本型號(hào)的 8 種 CPU 供選擇使用，其輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配見表 表 S7200 系列 PLC 中 CPU22X 的基本單元 型 號(hào) 輸入點(diǎn) 輸出點(diǎn) 可帶擴(kuò)展模塊數(shù) S7200CPU221 6 4 S7200CPU222 8 6 2個(gè)擴(kuò)展模塊 78路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 10路模擬量 I/O 點(diǎn) S7200CPU224 14 10 7個(gè)擴(kuò)展模塊 168路數(shù)字量 I/O點(diǎn)或 35路模擬量 I/O點(diǎn) S7200CPU226 24 16 2個(gè)擴(kuò)展模塊 248路數(shù)字量 I/O點(diǎn)或 35路模擬量 I/O點(diǎn) S7200CPU226XM 24 16 2個(gè)擴(kuò)展模塊 248路數(shù)字量 I/O點(diǎn)或 35路模擬量 I/O點(diǎn) 2．?dāng)U展單元 S7200 系列 PLC 主要有 6 種擴(kuò)展單元，它本身沒有 CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展 I/O 點(diǎn)數(shù)， S7200 系列 PLC 擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配如表 所示。 S7200 系列 PLC 可提供 4 種不同的基本單元和 6 種型號(hào)的擴(kuò)展單元。 S7200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。 該型號(hào)的執(zhí)行器其公稱通徑可在 25300mm 之間；其流量特性為等百分比特性。具有體積小、力矩大、抗堵轉(zhuǎn)、控制精度高等特點(diǎn)。有轉(zhuǎn)矩開關(guān)保護(hù)，可防止因閥門產(chǎn)生過(guò)大轉(zhuǎn)矩而損壞閥桿 。旋轉(zhuǎn)閥門（如球閥、蝶閥）和風(fēng)門開關(guān)或調(diào)節(jié)控制。 PSQ 系列角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以 90176。適用于除小口徑，角型、三通連接外的大部分場(chǎng)合，是替代進(jìn)口產(chǎn)品的最佳產(chǎn)品，特別適用于泥漿和含有纖維性介質(zhì)，以及含有微小固體懸浮物介質(zhì)的調(diào)節(jié)，廣泛應(yīng)用于造紙業(yè)、制糖、石油、化工、冶金等行業(yè)的工業(yè)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)中。 ZDJV 型的 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 無(wú)需另配伺服放大器，有輸入控制信號(hào)（ 420mADC 或 15ADC）及單相電源即可控制運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力、流量、溫度、液位等參數(shù)的調(diào)節(jié)。 一般情況下，由于等百分比特性的調(diào)節(jié)閥能適應(yīng)負(fù)荷變化范圍較大的場(chǎng)合，因 此在工程上常常優(yōu)先選用。因此是自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端部件，而調(diào)節(jié)閥則是執(zhí)行器中最廣泛使用的形式，執(zhí)行器的好壞直接影響到調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常工作 [2]。 執(zhí)行 器的選擇 在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中，執(zhí)行器起著十分重要的作用，是自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。 ②測(cè)量范圍 : 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 21 頁(yè) 測(cè)量 液體 流速下限（ m/s） 流速上限（ m/s） 氣體（含蒸汽） 7 70 液體 7 ③額定壓力： 、 、 ④流體溫度： 40℃～ 250℃ (普通型 )， 100℃～ 350℃ (普通型 ) ⑤輸出信號(hào)：脈沖輸出、 4～ 20mA 電流輸出， RS485 通訊等三種輸出可供選擇 ⑥電氣接口： M20* 防護(hù)等級(jí)： IP65 ⑦表體處理：傳感器表體采用不銹鋼噴砂，放大器外殼采用噴塑?？稍诤軐挼牧髁糠秶鷥?nèi)精確測(cè)量氣體、液體和蒸汽的流量而不受流體物理性質(zhì)的影響。其特點(diǎn)是壓力損失小 ,量程范圍大 ,精度高 ,在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。 流量變送器的選擇 本次設(shè)計(jì)中，需要蒸汽流量測(cè)量變送器和給水流量測(cè)量變送器，我都選用渦街流量變送器，因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無(wú)需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測(cè)量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測(cè)量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計(jì)的理想替代產(chǎn)品。測(cè)量時(shí)除了導(dǎo)波管外，無(wú)需套管 /豎管，測(cè)量 不受泡沫、波動(dòng)、湍流甚至攪拌機(jī)葉片等狀態(tài)影響，測(cè)量數(shù)據(jù)與工況（過(guò)程溫度、過(guò)程壓力、介質(zhì)密度）的變化無(wú)關(guān)，可快速跟蹤液面。該產(chǎn)品使用了新型外殼， 將接線板 和測(cè)量線路板分別置于兩個(gè)室中，其角度更適于接線、組態(tài)和觀察顯示數(shù)據(jù)。 這次設(shè)計(jì)中我采用的是 GWLF 導(dǎo)波雷達(dá)液位變送器 [10]，它的工作原理是：導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)是依據(jù)時(shí)域反射原理 (TDR)為基礎(chǔ)的雷達(dá)液位計(jì)，雷達(dá)液位計(jì)的電磁脈沖以光速沿鋼纜或探棒傳播，當(dāng)遇到被測(cè)介質(zhì)表面時(shí)，雷達(dá)液位計(jì)的部分脈沖被反射形成 回波并沿 相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置，發(fā)射裝置與被測(cè)介質(zhì)表面的距離同脈沖在其間的傳播時(shí)間成正比，經(jīng)計(jì)算得出液位高度。 變送器的選擇 變送器是將被測(cè)工藝參數(shù)，通過(guò)其傳感元件的檢測(cè)，轉(zhuǎn)換部件的放大和變換，輸出一個(gè)統(tǒng)一的相應(yīng)的氣壓或電流信號(hào)，再傳送到指示記錄儀、運(yùn)算器和調(diào)節(jié)器，供指示、記錄和調(diào)節(jié)。 G－ N210 根據(jù) 勞斯穩(wěn)定判據(jù)計(jì)算可知： 只要保證 E210 TTKKKKTKKK ? G= ?)21(239。21021 ??? TTKKKTT F= ?21239。 設(shè) : C= ?? 2139。210212212139。21032139。210221239。 系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)傳遞函數(shù)如下： （ 1）在控制輸入下的閉環(huán)傳遞函數(shù) 令 0)( ?sN 有 20212110201021 )()()()(1 )()()()( )( KKsGsGsGKKsG sGKsGsGsR sC r ??? （ 2） 擾動(dòng)輸入下的傳遞函數(shù) 可依據(jù)“不變性”原理來(lái)確定前饋控制器，即達(dá)到完全補(bǔ)償時(shí) 0)( ?sCN （ 3） 整個(gè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)如下： 20212110201021 )()()()(1 )()()()( )( KKsGsGsGKKsG sGKsGsGsR sC ??? ?????? ? KKKKsTTKKKKsTTKKKKTKKKsTTKKKTTsTTKKKTT sTTsTTKKK 39。 其調(diào)節(jié)過(guò)程：根據(jù)串級(jí)控制系統(tǒng)選擇主、副控制器的正、反作用的原則，水位控制器 LC 選反作用，流量控制器 FC 為正作用，調(diào)節(jié)閥為氣關(guān)閥。 在確定調(diào)節(jié)閥為氣關(guān)的前提下，按單回路控制系統(tǒng)，可以確定 FC（即為副調(diào)節(jié)器）為正作用。副調(diào)節(jié)器除接受主調(diào)節(jié)器輸出信號(hào) IH外，還接受水量反饋信號(hào) Iw和蒸汽量信號(hào) ID，組成了一個(gè)三沖量的串級(jí)控制系統(tǒng)，其中副調(diào)節(jié)器的作用是通過(guò)內(nèi)回路進(jìn)行蒸汽流量 D 和給水流量 W 的比值調(diào)節(jié)，并快速消除給水側(cè)的擾動(dòng)。加強(qiáng)蒸汽流量信號(hào)怕作用，在于減少控制過(guò)程中第一個(gè)波幅以后的水位波動(dòng)幅度和縮短控制過(guò)程的時(shí)間，蒸汽流量信號(hào)也不需要過(guò)分加強(qiáng) [15]。因此，前饋裝置的選擇將不受靜態(tài)特性無(wú)差條件的限制，可根據(jù)鍋爐“虛假水位”的嚴(yán)重程度來(lái)確定，從而改善負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)控制過(guò)程的質(zhì)量。故應(yīng)按照不變性原理來(lái)設(shè)計(jì)，即保證系統(tǒng)輸出與作用在系統(tǒng)上的擾動(dòng)完全無(wú)關(guān) [3]。 ① 副調(diào)節(jié)器采用 PI 調(diào)節(jié)規(guī)律，其傳遞函數(shù)： )11()(111 STKsG ?? 式中： 1K 為積分速