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-文庫吧資料
2024-09-08 18:01本頁面
【正文】 CEM232計 算 機(jī)變 頻 器 電 機(jī)圖 系統(tǒng)軟件設(shè)計： 整個控制系統(tǒng)的軟件包括以下幾部分 : 液位的實時采集，電機(jī)調(diào)速，算法的控制 ( 這里采用 PID 算法 )等功能。該型號變頻器具有豐富靈活的控制接口，可以通過控制信號方便 地改變變頻器的工作特性。由電機(jī)的選型可以知道電機(jī)在 50Hz 三相交流電下工作時電機(jī)的功率大約是 100Kw， 我們可以選擇羅克韋爾公司的 1336PlusII 系列 1336FB150 型號的變頻器。濟(jì)南華力貝爾機(jī)電設(shè)備有限公司 生產(chǎn)的YJTG 三相變頻調(diào)速電機(jī)專門為變頻調(diào)速設(shè)計可以根據(jù)技術(shù)要求訂貨設(shè)定其額定電壓為 380V 額定功率為 100Kw。% ⑦ 輸出信號： 低電平： 01V；高電平：大于 4V；占空比為 50% : 4～ 20mA(三線制 ) （ 3）輸出控制電路 PLC 根據(jù)采樣的相對液位數(shù)值對其進(jìn)行相應(yīng)規(guī)則的計算、處理、判斷后，得出控制結(jié)果，輸出相應(yīng)的控制信號，模擬量輸出模塊我們選擇 EM232，它有兩個模擬量輸出點，可滿足要求。測量可能范圍，雷 諾數(shù) 8， 000～ 7，000000 ⑥ 精度等級：液體，指示值的 177。上海正博自動化儀表有限公司生產(chǎn)的 LUGB99 型渦街流量計 是一種基于卡門渦街原理流體振動式新型 流量計 ，它具有測量范圍廣、壓損小、性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高和安裝、使用方便等優(yōu)點 ， 廣泛應(yīng)用于封閉工業(yè)管道中液體、汽體和蒸汽介質(zhì)體積和質(zhì)量流量的測量。它采用專門設(shè)計的放大線路板和特殊的溫度補(bǔ)償工藝，性能穩(wěn)定可 靠。 江蘇威騰自控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的微差壓變送器（ WT1151/3351DR）可滿足變送要求。合理的選擇水位傳感器在水位控制系統(tǒng)的設(shè)計中有關(guān)鍵作用。本 系統(tǒng)需要輸入的模擬量有： 給 水流量信號、水位信號、蒸汽流量信號，需要輸出的數(shù)字量有： 變頻器控制信號，所以只需要選擇模擬量輸入模塊 EM231， EM231 具有四個 模擬量輸入點，可以剛好滿足需要。 PLC 自誕生以來，由于其可靠的性能、高的性價比、強(qiáng)大的功能等眾多的優(yōu)點而受到了廣泛的應(yīng)用，本系統(tǒng)也采用 PLC。 主 調(diào) 節(jié) 器 副 調(diào) 節(jié) 器 被 控 對 象主 變 送 器二次一次－－設(shè) 定 值執(zhí) 行 器副 變 送 器副 被 控 對 象圖 三沖量控制系統(tǒng)的方框圖 三沖量控制系統(tǒng)由于控制器有不同的位置，又可以有多種不同控制方案，以下為常見的三種方案，如圖 。系統(tǒng)控制流程圖如圖 。三沖量控制系統(tǒng)動作及時，有較強(qiáng)的抗干擾能力，在較大的擾動時也能有效地控制水位的變化，顯著地改善了控制系統(tǒng)的品質(zhì)。 在鍋爐汽包水位三沖量控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了水位、蒸汽流量信號以外，又增加了一個供水流量信號，顯然，當(dāng)蒸汽負(fù)荷不變，供水量因壓力波動而變化時，加法器的輸出相應(yīng)變化，直接調(diào)整給水流量的大小。 盡管雙沖量控制克服了蒸汽壓力變化帶來的擾動，卻不能克服供水壓力變化 的干擾，當(dāng)供水壓力變化時，同樣會引起供水流量的變化，會導(dǎo)致汽包水位的波動，雙沖量控制系統(tǒng)只有在汽包水位變化后才由控制器進(jìn)行調(diào)整，控制不內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文 7 及時。水位信號從系統(tǒng)的輸出端返回到輸入端，因此屬于反饋控制；蒸汽流量信號未經(jīng)反饋而直接與水位控制器的輸出信號相加，因此是前饋控制。 這里的“雙沖量”是指汽包水位信號和蒸汽流量信號 2 個變量。產(chǎn)生上述“假水位”的主要原因是蒸汽負(fù)荷量的波動而造成“閃蒸”現(xiàn)象，如果把蒸汽流量作為前饋信號引入控制系統(tǒng)，及時知道其變化情況，就可以克 服這個主要的擾動。而氣泡的體積比其液態(tài)時的體積大很多倍，結(jié)果出現(xiàn)汽包內(nèi)的水位不降反升的假象，即出現(xiàn)“假水位”。影響鍋爐汽包水 位的主要擾動是蒸汽負(fù)荷的波動，因為用戶的蒸汽需要量是在不斷變化的。 鍋爐汽包水位單沖量控制系統(tǒng)是一個典型的單回路控制系統(tǒng)，其被控變量是汽包水位，操縱變量是鍋爐的給水流量。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文 6 第二章 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的設(shè)計 目前，鍋爐汽包水位常采用單沖量、雙沖量及三沖量控制方案。因此，必須對汽包水位進(jìn)行嚴(yán)格的控制。過高會影響汽水分離效果，蒸汽過濕，飽和水蒸汽將會帶水過多，導(dǎo)致過熱器管壁結(jié)垢并損壞，使過熱蒸汽的溫度嚴(yán)重下降，若以此過熱蒸汽帶動汽輪機(jī)，將因蒸汽帶液損壞汽輪機(jī)的葉片，造成運行的安全事故。給水量對汽包水位的影響存在慣性區(qū)，但基本是線性的。 影響汽包水位的主要因素是給水量和蒸汽流量，其他因素都可以作為干擾因素另作考慮。例如，給水流量增加時，由于冷水的溫度低，會使汽包內(nèi)的蒸發(fā)量減少，導(dǎo)致蒸汽壓力下降。例如，當(dāng)熱量平衡被破壞，蒸汽壓力發(fā)生變化后，會影響到汽包水面下蒸發(fā)管中的汽水混合物的體積，使汽內(nèi)蒙古科技大學(xué)過程控制課程設(shè)計論文 4 包水位發(fā)生變化。上述的物料平衡和熱量平衡是相互關(guān)聯(lián)、互相影響的。 鍋爐的正常運行必須要保持物料（水）平衡和熱量平衡。 圖 鍋爐
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