汽包锅炉三冲量水位控制系统的设计

论文题目：20t/h汽包锅炉三冲量水位控制系统的设计年级：11级电气(4)班院系：机电工程与自动化学院学生姓名：李嘉程指导教师：袁秀英2014年6月摘要..................................................................................................................1ABSTRACT...............................................................................................................2第一章锅炉基本知识.............................................................................................3第一节锅炉的概念和构成................................................................................3第二节工业燃煤蒸汽锅炉的主要结构...............................................................3第三节工业锅炉的自动调节任务......................................................................7第二章水位特性分析.............................................................................................9第一节给水流量W扰动下水位的动态特性.........................................................9第二节蒸汽流量D扰动下水位的动态特性.........................................................9第三节燃料量B扰动下水位的动态特性..........................................................10第三章控制方案选择...........................................................................................11第一节位式控制方案....................................................................................11第二节单冲量调节方案.................................................................................11第三节双冲量调节方案.................................................................................12第四节三冲量调节方案.................................................................................13第五节本系统方案........................................................................................14第四章系统设备选型...........................................................................................16第一节控制器的选型....................................................................................16第二节汽包水位检测仪表的选型....................................................................21第三节蒸气流量检测仪表的选型....................................................................22第四节给水流量检测仪表的选型....................................................................22第五节变频器的选型....................................................................................23第五章系统电路设计...........................................................................................24第一节电源分配线路....................................................................................24第二节水泵主电路的连接..............................................................................25第三节IC695PSD040的连接...........................................................................26第四节变送器与AI模块的连接......................................................................26第五节AO模块与变频器的连接......................................................................28第六章系统程序设计...........................................................................................29第一节硬件配置...........................................................................................29第二节l/O分配............................................................................................30第三节程序结构...........................................................................................30结束语................................................................................................................35参考文献.............................................................................................................36专业相关的英文资料与翻译...................................................................................37摘要汽包水位是影响锅炉安全运行的一个重要参数，汽包水位过高或者过低的后果都非常严重，因此对汽包水位必须进行严格控制。PLC技术的快速发展使得PLC广泛应用于过程控制领域并极大地提高了控制系统性能，PLC已经成为当今自动控制领域不可缺少的重要设备。本文从分析影响汽包水位的各种因素出发，重点分析了锅炉汽包水位的“假水位现象”，提出了锅炉汽包水位控制系统的三冲量控制方案。根据控制要求和所设计的控制方案进行硬件选型以及系统的硬件设计，利用PLC编程实现控制算法，最终完成PLC在锅炉汽包水位控制系统中应用。关键词：汽包水位三冲量控制PLCPID控制ABSTRACTThesteamdrumwaterlevelisaveryimportantparameterfortheboilersafeoperation,bothhighandlowsteamdrumwaterlevelmayleadtoextremelyseriousconsequence;thereforeitmustbestrictlytobecontrolled.WiththerapiddevelopmentofPLCtechnology,itcanwidelybeappliedtotheprocesscontroldomainandenhancestheperformanceofcontrolsystemenormously.PLChasalreadybecometheessentialimportantequipmentinautomaticcontroldomain.Basedontheanalysisofallkindsoffactorswhichinfluencesteamdrumwaterlevel,“unrealwaterlevelphenomenon”isanalyzedspecially,andthreeimpulsescontrolplanforsteamdrumwaterlevelcontrolsystemisproposed.Accordingtotheneedsofcontrol,theselectionofcontrolrequirementshardwareandsystemhardwaredesignaswellassystemsoftwaredesignarecarriedout.FinallytheapplicationofPLCinboilersteamdrumwatercontrolsystemiscompleted.Keywords:SteamdrumwaterlevelThreeimpulsescontrolPLCPIDcontrol第一章锅炉基本知识第一节锅炉的概念和构成一、锅炉的定义锅炉是将燃料的化学能转变成热能（具有一定参数的蒸汽和热水）的能量转换设备，同时是高温高压、具有爆炸危险的特种设备。锅炉是由锅和炉以及相配套的安全附件、自控装置、附属设备组成。锅是吸收热量，并将热量传给水的受热面系统，是锅炉中贮存或输送锅水或蒸汽的密闭受压部分，主要包括：锅筒（或锅壳）、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、对流管束、集箱（联箱）等。炉是指燃烧产生高温烟气，将化学能转化为热能的空间---炉膛。主要包括燃烧设备和炉墙等。总之，锅炉是产生蒸汽或热水的装置。由盛水的钢制容器和燃烧装置组成。它产生的热水和蒸汽用于生产、生活、发电等。二、锅炉的分类1、按用途不同，分为电站锅炉、工业锅炉、机车船舶锅炉、生活锅炉等。2、按容量的大小，分为大型锅炉、中型锅炉和小型锅炉。习惯上，把蒸发量大于l00t/h的锅炉称作大型锅炉；把蒸发量为20—100t/h的锅炉称为中型锅炉；把蒸发量小于20t／h的锅沪称为小型锅炉。3、按蒸汽压力的大小，可以分为低压锅炉（p≤2.5M