【正文】 使汽包內(nèi)部的物料達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，從而使汽包水位的變化在允許范圍之內(nèi)，保證鍋爐的安全運(yùn)行，生產(chǎn)出合格穩(wěn)定的高質(zhì)量蒸汽，以滿(mǎn)足負(fù)荷的需要。如果水位過(guò)低，則會(huì)破壞水循環(huán)，引起水冷壁管的破裂，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成干鍋，損壞汽包鍋爐。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 控制方案設(shè)計(jì)42 控制方案設(shè)計(jì)鍋爐是重要的動(dòng)力設(shè)備，其任務(wù)是供給合格穩(wěn)定的蒸汽，以滿(mǎn)足負(fù)荷的需要。在此基礎(chǔ)之上對(duì)整定結(jié)果進(jìn)行仿真，并對(duì)整定結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整判斷其可行性，為后續(xù)的軟件設(shè)計(jì)工作打下基礎(chǔ)。為整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)以及穩(wěn)定、可靠運(yùn)行打下基礎(chǔ)。根據(jù)各個(gè)因素對(duì)鍋爐汽包水位的影響采用汽包水位三沖量方案，達(dá)到控制鍋爐汽包水位穩(wěn)定的目的。實(shí)踐證明，無(wú)論是電站鍋爐，或者是工業(yè)鍋爐，用人工操作調(diào)節(jié)水位，既不安全，也不經(jīng)濟(jì)，其最有效的方法是實(shí)現(xiàn)給水自動(dòng)調(diào)節(jié)。?(2)保持給水量穩(wěn)定。水位過(guò)高或過(guò)低，都是不允許的。水位過(guò)高會(huì)影響汽水分離裝置的正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致蒸汽帶水增加，使過(guò)熱器管壁和氣輪機(jī)葉片結(jié)垢，造成事故。給水自動(dòng)調(diào)節(jié)也叫水位自動(dòng)調(diào)節(jié)，其主要任務(wù)是：(1)維持鍋爐水位在允許的范圍內(nèi)，使鍋爐的給水量適應(yīng)于蒸發(fā)量。采用 PLC 控制技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐運(yùn)行過(guò)程的自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等多項(xiàng)功能。它是 PLC 軟、硬件、自動(dòng)控制、鍋爐節(jié)能等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。因此，無(wú)論是單機(jī)還是多機(jī)控制、生產(chǎn)流水線控制及過(guò)程控制都可以采用 PLC 技術(shù)。PLC 是 70 年代發(fā)展起來(lái)的中大規(guī)模的控制器，是集 CPU、RAM、ROM、I/O 接口與中斷系統(tǒng)于一體的器件 [3]，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、能源、交通等各種行業(yè)。但是這種控制方式受分立器件的性能影響大，系統(tǒng)各部分之間影響較大，自動(dòng)化水平不高，控制效果并非十分理想，而且容易出現(xiàn)故障。工業(yè)蒸汽鍋爐汽包水位控制的任務(wù)是控制給水流量使其與蒸發(fā)量保持動(dòng)態(tài)平衡，維持汽包水位在工藝允許的范圍內(nèi)，是保證鍋爐安全生產(chǎn)運(yùn)行的必要條件，鍋爐汽包水位也是鍋爐運(yùn)行中一個(gè)重要的監(jiān)控參數(shù)，它間接地體現(xiàn)了鍋爐負(fù)荷和給水之間的平衡關(guān)系。保持鍋爐汽包水位在正常范圍內(nèi)是鍋爐運(yùn)行的一項(xiàng)重要的安全性能指標(biāo)，由于負(fù)荷、燃燒狀況及給水流量等因素的變化，汽包水位會(huì)經(jīng)常發(fā)生變化 [1]。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 目錄III鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘 要………………………………………………………….ⅠABSTRACT………………………………………………….Ⅱ1 緒 論 .................................................................................................1 汽包水位控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................1 汽包水位調(diào)節(jié)的任務(wù) ................................................................................2 本設(shè)計(jì)的主要工作 ....................................................................................22 控制方案設(shè)計(jì) .....................................................................................3 虛假水位的形成及對(duì)策 ............................................................................3 汽包水位的影響因素 ................................................................................4 汽包水位的控制方案設(shè)計(jì) ........................................................................63 硬件選型 ...........................................................................................14 及相關(guān)模塊選型 ................................................................................14 電機(jī)的選型 ..............................................................................................14 變頻器的選型 ..........................................................................................15 水位傳感器的選型 ..................................................................................15 流量傳感器的選型 ..................................................................................16 接觸器的選型 ..........................................................................................17 熔斷器的選型 ..........................................................................................17 功率三極管的選型 ..................................................................................18 變壓器的選型 ..........................................................................................18 設(shè)備清單 ................................................................................................194 硬件設(shè)計(jì) ...........................................................................................20河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 目錄IV 系統(tǒng)總體線路設(shè)計(jì) ..................................................................................20 控制線路設(shè)計(jì) .........................................................................................225 參數(shù)整定與仿真 ................................................................................24 PID 算法簡(jiǎn)介 ...........................................................................................24 三沖量控制系統(tǒng)參數(shù)整定 .....................................................................24 三沖量控制系統(tǒng)仿真分析 .....................................................................306 軟件設(shè)計(jì) ...........................................................................................34 程序流程設(shè)計(jì) ..........................................................................................34 GX DEVELOPER 程序設(shè)計(jì) .......................................................................36結(jié)束語(yǔ) ...................................................................................................42參考文獻(xiàn) ...............................................................................................43致謝 .......................................................................................................44附錄 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)原理圖 .................................................45河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 1 緒論11 緒 論蒸汽鍋爐是企業(yè)重要的動(dòng)力設(shè)備，其任務(wù)是供給合格穩(wěn)定的蒸汽產(chǎn)品，以滿(mǎn)足負(fù)荷的需要。鍋爐是一個(gè)十分復(fù)雜的控制對(duì)象，為保證提供合格的蒸汽產(chǎn)品以適應(yīng)負(fù)荷的需要，與其配套設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)必須滿(mǎn)足各主要工藝參數(shù)的需要。因此鍋爐汽包水位應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加以嚴(yán)格控制以保證鍋爐的安全運(yùn)行。傳統(tǒng)的控制方法是以各種分立器件的應(yīng)用為基礎(chǔ)，利用各種檢測(cè)器件對(duì)被控參數(shù)實(shí)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)并反饋給控制器件，再根據(jù)自動(dòng)控制理論的有關(guān)算法完成相應(yīng)的運(yùn)算并驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)的動(dòng)作，從而達(dá)到自動(dòng)控制的目的。現(xiàn)在廣泛使用的控制技術(shù)還有 DCS集散控制系統(tǒng) [2]，但由于 DCS 系統(tǒng)適合有多個(gè)控制回路同時(shí)工作的復(fù)雜系統(tǒng)，而且集散控制系統(tǒng)往往價(jià)格昂貴，對(duì)于像汽包水位這樣的控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)性?xún)r(jià)比太高，因此對(duì)于汽包水位控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)并非理想的選擇。隨著計(jì)算機(jī)在操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、通信能力上的飛速發(fā)展，大大增強(qiáng)了 PLC 通信能力，豐富了 PLC 編程軟件和編程技巧，增強(qiáng)了 PLC 過(guò)程控制能力。PLC 控制鍋爐技術(shù)是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)。作為鍋爐控制裝置，其主要任務(wù)是保證鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。它的被控量是汽包水位，而調(diào)節(jié)量則是汽包給水流量，通過(guò)對(duì)汽包水位的實(shí)河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 1 緒論2時(shí)檢測(cè)并進(jìn)行反饋，PLC 對(duì)反饋信號(hào)和給定信號(hào)進(jìn)行比較，然后根據(jù)控制算法對(duì)二者的偏差進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)給水流量的調(diào)節(jié)，使汽包內(nèi)部的物料達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，汽包水位變化在允許范圍之內(nèi)。鍋爐的水位是影響安全運(yùn)行的重要因素。水位過(guò)低，則會(huì)破壞汽水正常循環(huán)，以致燒壞受熱面。所以，正常運(yùn)行時(shí)汽包水位應(yīng)在給定值的 30mm 上下范圍波動(dòng)。給水量穩(wěn)定，有助于省煤器和給水管道的安全運(yùn)行。 本次設(shè)計(jì)的主要工作有：（1） 設(shè)計(jì)鍋爐汽包水位控制方案 從鍋爐汽包水位的動(dòng)態(tài)性能入手，分析影響鍋爐汽包水位的主要因素，并對(duì)這些因素對(duì)鍋爐汽包水位動(dòng)態(tài)性能的影響進(jìn)行理論研究。（2） 硬件設(shè)備的選型與設(shè)計(jì)根據(jù)所設(shè)計(jì)的控制方案合理地選擇檢測(cè)元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制設(shè)備以及其它必要設(shè)備，并在此基礎(chǔ)之上根據(jù)控制方案合理地進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)。（3） 控制算法的參數(shù)整定與仿真根據(jù)被控對(duì)象的特點(diǎn)以及它的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性按照工程整定的方法進(jìn)行控制器的參數(shù)整定，設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器的各個(gè)參數(shù)。（4）PLC 程序根據(jù)參數(shù)整定和仿真的結(jié)果利用相關(guān)軟件進(jìn)行 PLC 梯形圖程序設(shè)計(jì)，最終實(shí)河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 1 緒論3現(xiàn)控制算法。汽包水位是影響鍋爐安全運(yùn)行的重要參數(shù)，如果水位過(guò)高，會(huì)破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致蒸汽帶水增多，增加在管壁上的結(jié)垢和影響蒸汽質(zhì)量。所以鍋爐汽包水位過(guò)高過(guò)低都可能造成重大事故。本設(shè)計(jì)的鍋爐選用 AⅡ型號(hào)的鍋爐。它可以應(yīng)用在電廠發(fā)電、化工廠、食品廠、大型廠礦、集中供熱等方面。 “虛假水位”的產(chǎn)生是由于當(dāng)汽包壓力突降時(shí)，爐水飽和溫度下降到壓力較低時(shí)的飽和溫度，使