鍋爐水位汽溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、《過(guò)程控制》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1鍋爐水位汽溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1引言工業(yè)自動(dòng)化涉及的范圍極廣，過(guò)程控制是其中最重要的一個(gè)分支。因而，過(guò)程控制在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。鍋爐是眾多工業(yè)部門(mén)必不可少的重要?jiǎng)恿υO(shè)備。因此，鍋爐往往成了不少工廠不可缺少的一部分。因而，對(duì)鍋爐設(shè)備中的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析研究是必要的。鍋爐水位控制系統(tǒng)是鍋爐生產(chǎn)控制系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)。對(duì)鍋爐生產(chǎn)操作如果不合理，管理不善，處理不當(dāng)，往往會(huì)引起事故。這些事故中的大部分是由于鍋爐水

2、位控制不當(dāng)引起的，可見(jiàn)鍋爐水位控制在鍋爐設(shè)備控制系統(tǒng)中的重要性。2總體方案設(shè)計(jì)原則系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì)在整個(gè)工程方案設(shè)計(jì)中占有十分重要的地位，一個(gè)控制系統(tǒng)的成功與否主要取決于是否有一個(gè)設(shè)計(jì)優(yōu)良的控制方案。任何一種控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的都是為了滿足生產(chǎn)過(guò)程中的工藝要求，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，為實(shí)現(xiàn)此目的，設(shè)計(jì)加熱爐裝置的控制方案時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：（1）滿足要求最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，這是設(shè)計(jì)該控制系統(tǒng)的首要前提，也是設(shè)

3、計(jì)中最重要的一條原則。進(jìn)行設(shè)計(jì)前，需要深入了解被控對(duì)象，收集資料。（2）安全可靠保證控制系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的安全、可靠、穩(wěn)定，是設(shè)計(jì)中的重要原則。為了達(dá)到這一目的，在系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇、軟件編程方面應(yīng)進(jìn)行總體規(guī)劃和全面考慮。（3）經(jīng)濟(jì)實(shí)用在滿足控制要求的前提下，力求控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、維護(hù)方便?！哆^(guò)程控制》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3需要注意的是，對(duì)于DCS而言，偏差為設(shè)定值減去測(cè)量值，因?yàn)樵摥h(huán)節(jié)的輸入為測(cè)量值，當(dāng)測(cè)量值減少的時(shí)候，

4、偏差增加；當(dāng)測(cè)量值增加的時(shí)候，偏差減少，因此，該環(huán)節(jié)的符號(hào)一直為負(fù)。2.1.3控制器規(guī)律選擇原則控制器規(guī)律選擇原則工業(yè)過(guò)程中常見(jiàn)的控制規(guī)律有開(kāi)關(guān)控制、比例控制、比例積分控制、比例微分控制、比例積分微分控制等。過(guò)程工業(yè)中常見(jiàn)的參數(shù)有流量、液位、壓力和溫度，這些參數(shù)有些是重要的生產(chǎn)參數(shù)，有些是不太重要的參數(shù)，所以控制要求也是各有不同，控制規(guī)律的選擇要根據(jù)具體情況而定。有一些基本原則可以在選擇時(shí)加以考慮：（1）對(duì)于不太重要的參數(shù)，可以考慮采用

5、比例控制，甚至采用開(kāi)關(guān)控制；（2）對(duì)于不太重要的參數(shù)，但是慣性較大，又不希望動(dòng)態(tài)偏差較大，可考慮采用比例微分控制。但是對(duì)于系統(tǒng)噪聲較大的參數(shù)，例如流量，則不能選用比例微分控制；（3）對(duì)于比較重要的、控制精度要求比較高的參數(shù)，可采用比例積分控制；（4）對(duì)于比較重要的、控制精度要求比較高、希望動(dòng)態(tài)偏差小、被控對(duì)象的時(shí)間滯后較大的參數(shù)，應(yīng)該采用比例積分微分控制或者是先進(jìn)控制算法。2.2溫度溫度液位雙回路控制系統(tǒng)構(gòu)成液位雙回路控制系統(tǒng)構(gòu)成電熱鍋

6、爐溫度液位雙回路控制系統(tǒng)的組成如圖1所示。采用PLC作控制器兩個(gè)控制回路分別實(shí)現(xiàn)鍋爐液位和鍋爐出水溫度的控制。因?yàn)殄仩t液位如果過(guò)低會(huì)發(fā)生干燒而發(fā)生嚴(yán)重事故，因此，系統(tǒng)還采用了低液位聯(lián)鎖控制。鍋爐液位控制過(guò)程：壓力變送器將鍋爐液位檢測(cè)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，送至PLC的模擬量輸入AI1進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，然后PLC根據(jù)給定的液位值與反饋值比較，利用其偏差進(jìn)行PID運(yùn)算，結(jié)果經(jīng)AO1輸出至變頻器，使頻率相應(yīng)變化，水泵轉(zhuǎn)速相應(yīng)變化，調(diào)節(jié)供水量，最終實(shí)現(xiàn)鍋爐