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汽包水位控制设计 1.工艺流程： 除氧水通过给水泵进入给水调节阀，通过给水调节阀进入省煤器，冷水在经过省煤器的过程中被由炉膛排出的烟气预热，变成温水进入汽包，在汽包内加热至沸腾产生蒸汽，为了保证有最大的蒸发面因此水位要保持在锅炉上汽包的中线位置，蒸汽通过主蒸汽阀输出。 空气经过鼓风机进入空气预热器，在经过空气预热器的过程中被由炉膛排出的烟气预热，变成热空气进入炉膛。煤经过煤斗落在炉排上，在炉排的缓慢转动下煤进入炉膛被前面的火点燃，在燃烧过程中发出热量加热汽包中的水，同时产生热烟气。 在引风机的抽吸作用下经过省煤气和空气预热器，把预热传导给进入锅炉的水和空气。通过这种方式使锅炉的热能得到节约。降温后的烟气经过除尘器除尘，去硫等一系列净化工艺通过烟囱排出。 图2-1工业锅炉工艺流程 2.系统设计任务 该系统通过PID控制调节电子调节阀的开度，以使锅炉液位按给定值变化。且当系统干扰变化时，液位能最终稳定在给定值。 该液位监控系统由水箱控制对象系统、I/O接口板、计算机和组态王软件组成。 单级三冲量控制系统具有如下优点：相对单冲量和双冲量控制系统，其控制品质最好，能有效地满足系统对快速性、稳定性、准确性的要求，能有效地避免“虚假水位”现象。 综上所述，本系统应选用水位串级控制。主回路用于直接控制水位，主调节器一般都采用比例积分动作，维持水位不变。副回路是流量系统，副调节器可以用比例或比例积分动作。结合题意设计系统框图如下： 其中，Hr——水位设定值 W——给水量 H——水位值 Gc1（s）——主控制器 Gc2（s）——副控制器 Gp（s）——被控对象传递函数 Kd——蒸汽流量检测变送器放大倍数 Kw——给水流量检测变送器放大倍数 Kh——水位检测仪表放大倍数 在组态王内部是以I/O变量来存储外部信号的状态和数值的，必须把这些不同的变量与外部信号之间的对应关系做出明确的定义，才能够正确的设计出控制程序。对于锅炉液位控制系统，有两个摸拟信号需要输入到计算机：锅炉液位。工业控制机有一个模拟信号需要输出到电动调节阀。 输入信号：（1）汽包液位 （2）流量 输出信号：调节阀的动作 其中汽包液位和流量可以为模拟量，调节阀的动作是开关量。 3、计算机控制系统设计 硬件 DCS控制系统（体系结构） 组成：监控层——操作员站、工程师站 控制层——IPC+过程通道（ADAM5000） 现场层——现场设备（传感器、变送、执行器）——（模拟信号、开关信号）硬件选型 列表说明： 气动调节阀 型号 厂家 输入型号 行程 作用 分配IO点，例如 L1，水箱液位，4-20mA，0-10m，备注 传送器选型 由于该设计的目的是控制气泡水位平衡，而整个控制系统的基础为水位的精确测量，只有水位的测量精确，才能使整个系统的稳定性更好，控制质量更高。合理的选择水位传感器是整个控制系统的关键。已知汽泡水位应该控制在80cm，根据过程控制仪表选择原则：所选传送器的最大量程应为：0到160cm。而且汽泡水位应该控制在80cm左右，因此所选传感器精度应该高于0.5%FS,因此满足该测量精度才可以满足要求。 再者液位变送器的选择还要考虑到其灵敏度，其对信号的反应速度要足够快，因为这样可以提高系统的工作效率，使系统能够快速的调节，扰动的影响，增强系统的调节作用，是系统更稳定。 采用型号为：CYB31—II系列变送器其主要参数为： 量程：0～100cm（水位高度） 精确度：±0.5%FS 输出信号：4～20mA (二线制) 0～5V,1～5V,0～10V(三线制) 供电电压：24V（12～36V） 负载电阻：R=（U-12.5）∕0.02-RD 防护等级：IP67 响应时间：≤1ms 使用时可使用24V直流电源供电以保证传感器的正常工作。 （2）执行器选型 此系统的执行器选择控制阀，因为它可以直接改变给水量，反应时间短，有利于系统控制品质的改善，它是控制系统一个非常重要的环节，它接收控制器的输出信号，执行最终任务，气动控制阀分为气开和气关两种形式。 控制阀开关形式的选择应根据一下三个方面考虑： 1)从工艺生产安全的角度考虑。主要考虑当漏气或控制阀门出现故障时，应避免破坏设备和伤人。事故情况下控制阀处于关闭状态危害性小，则应选气开发， 例如，加热炉燃料一般选择气开阀，以保证在控制阀失气时能处于全关状态切断进炉燃料，从而避免加热炉温度过高造成事故。 2）从介质特性上考虑。如果介质是易凝，易结晶，易聚合的的物料，控制阀开关形式选择应考虑介质的这些特性。防止控制