汽包锅炉三冲量水位控制系统的设计.docx

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1、兵中取4大于毕业设计说明书论文题目:年 级:院 系:20t/h汽包锅炉三冲量水位控制系统的设计11级电气班机电工程与自动化学院 学生姓名：李嘉程指导教师：袁秀英二、工作过程1、工艺流程图如图l-4o报警消音报警消音20吨锅炉工艺流程图2007-5-22 14:51:58软水箱加膛负压手动锅炉工艺流程图中使低凝停止 手动给水压力给水调节阀给水流量出口水温进口水温鼓风风压预热器出口风温沈阳华天基曼龙自动化锅炉运行曲线汽包水位61.49 .图1-4 20t/h锅炉工艺流程图工作过程蒸汽锅炉的工作包括三个同时进行的过程，即：燃料的燃烧过程，火焰、烟 气向炉水和蒸汽的传热过程和水被加热、汽化的过程。燃料

2、的燃烧过程燃料的燃烧过程是指燃料在炉膛内，在一定的温度下，与空气中的氧气发生 化学反响（燃烧）放出热量的过程。燃烧进行得是否充分，是锅炉运行是否正常 的根本条件之一。要保证良好的燃烧，必须有温度足够高的气氛环境，必须要保 证在适量的空气下空气与燃料的良好混合，以及燃料在燃烧过程中要有足够的时 间。为了使锅炉的燃烧能稳定持续地进行下去，还应该连续不断地供给燃料、空 气和排除烟气与灰渣。火焰、烟气向炉水和蒸汽的传热过程它是燃料燃烧后放出的热量，通过炉膛内布置的水冷壁等辐射受热面、烟道 内布置的对流受热面，将热量传给炉水和蒸汽的过程。传热过程在炉膛内主要以高温辐射的方式进行。在对流烟道内由于烟温逐渐

3、 降低，烟气向受热面的放热主要以对流的方式进行；而受热面金属内部，主要以 导热的方式将热量由高温侧传到低温侧，再由炉水等工质的流动循环将热量吸收。 传热过程能否很好地进行，直接影响到锅炉运行的平安性和经济性。当受热面烟 气侧有积灰和烟怠或在受热面水侧沉积水垢时，会导致受热面金属壁温升高、过 热而损坏，同时将导致锅炉热效率下降，造成燃料浪费。水被加热、汽化的过程指炉水从受热面金属吸收热量变成饱和水进而变为汽水混合物，并在锅炉内 进行汽水别离，以洁净的蒸汽从锅炉出口输出的过程。第三节工业锅炉的自动调节任务工业锅炉的生产任务是根据负荷设备的要求，生产具有一定参数（压力和温 度）的蒸汽和热水。为了满足

4、负荷设备的要求，保证锅炉本身运行的平安性和经 济性，工业锅炉具有以下自动调节任务： 一、控制蒸汽压力的稳定蒸汽压力是衡量蒸汽供求关系是否平衡的重要指标，是蒸汽的重要工艺参数。 蒸汽压力过高或过低，对于金属导管和负荷设备都是不利的。压力太高，会加速 金属的蠕变，压力太低，就不可能提供给负荷设备符合质量的蒸汽。在锅炉运行 过程中，蒸汽压力降低，说明负荷设备的蒸汽消耗量大于锅炉的蒸发量；蒸汽压 力升高，说明负荷设备的蒸汽消耗量小于锅炉的蒸发量。因此，控制蒸汽压力， 是平安生产的需要，是维持负荷设备正常工作的需要，也是保证燃烧经济性的需 要。二、控制炉膛的负压在规定范围内锅炉极常运行中，炉膛压力应保持

5、在1020Pa的负担范围之内。负压过大， 漏风严重，总的风量增加，烟气热量损失增大，同时引风机的电耗增加，不利于 经济燃烧；负压偏正，炉膛要向外喷火，不利于平安生产，有害于环境卫生。所 以炉膛负压必须进行自动凋节。三、保持汽包水位在规定范围内锅炉汽包水位高度，关系着汽水别离的速度和生产蒸汽的质量，也是确保安 全生产的重要参数。随着科学技术的飞速开展，现代的锅炉要向蒸发量大，汽包 容积相对减小方向开展。这样，要使锅炉的蒸发量随时适应负荷设备的需要量， 汽包水位的变化速度必然很快，稍微、不注意就容易造成汽包满水，或者烧成干 锅。在现代锅炉操作中，即使是缺水事故，也是非常危险的，这是因为水位过低,

6、就会影响自然循环的正常进行，严重时会使个别上水管形成自由水面，产生流动 停滞，致使金属管壁局部过热而爆管。无论满水或缺水都会造成事故。因此，必 须对汽包水位进行自动调节，将水位严格控制在规定的范围之内。四、稳定蒸汽的温度过热蒸汽的温度是生产工艺确定的重要参数，蒸汽温度过高会烧坏过热器水 管，对负荷设备的平安运行带来不利因素。因为新型的蒸汽锅炉，一般金属强度 的平安系数设计得比拟下，超高温严重还会使汽轮机或其他负荷设备膨胀过大， 使汽轮机的轴向推力增大而发生事故。蒸汽温度过低会直接影响负荷设备的使用, 对汽轮机来说，会影响它的效率，一般情况，进汽温度每降低5,效率降低1%。 因此，从平安生产和技

7、术经济指标上看，必须对蒸汽的温度进行自动调节，使蒸 汽温度保持在额定值范围之内。五、维持经济燃烧要使锅炉燃烧过程出现最正确工况，提高锅炉的效率和经济性，必须使空气和 燃料维持适当的比例。对于燃油锅炉，现代的运行水平可以将燃烧室里的自由氧 控制在0.51%之内，即过剩空气为2. 45%左右。将过剩空气降低到近于理想 水平而又不出现CO和冒黑烟，这就需要快速而精确地对燃烧过程进行自动调节， 使空气和油呈现最正确的配比。否那么，势必增加热量损失，降低经济技术指标，并 造成对周围环境的污染。本设计任务是控制汽包水位在规定范围内。汽包水位控制的原理是，使锅炉 给水量始终跟着蒸发量，维持汽包水位在锅炉生产

8、允许的范围内。汽包及蒸发管 储存着蒸汽和水，储存量的多少，是以被控制量水位表征的，通常情况下汽包的 流入量是给水量，流出量是蒸汽量，当给水量等于蒸汽量时，汽包水位就恒定不 变，反之那么反。第二章水位特性分析引起水位变化的主要扰动是蒸汽流量、给水量和燃料量。第一节 给水流量W扰动下水位的动态特性在给水流量阶跃扰动时，水位H的响应曲线如图2-1所示。给水流量增加后，系统中存在着两种作用。其一是物质不平衡的作用，即给水流量大于蒸汽流量。物质不平衡使水位上 升。但由于给水管路的存在，增加的水量到达汽包需要时间，使得水位的上升存 在纯滞后70。物质不平衡造成的影响如曲线H1。增加的给水到达汽包后，还存在

9、另一种作用即气泡的作用。新进入汽包的给 水温度低于汽包水，这局部水会吸收汽包热量，导致汽泡量减少，水位下降，如 曲线H2。但由于气泡的数量有限，水位下降到一定程度后，将停止。这两种作用同时影响水位，最终水位的变化就是曲线H。即给水流量增加后经 过t0时间水位才开始变化。但在开始变化的阶段，即tc阶段，两种作用相互制 约基本平衡，水位变化较慢。之后水位才按照正确的速度上升。tc称容量滞后， 是由于气泡的影响造成的。图2-1给水量扰动下的水位曲线纯滞后和容量滞后会使得调节作用不能及时加到汽包，导致调节滞后，控制 品质变差。锅炉的给水管路越长，纯滞后越大。锅炉的蒸发量越大，给水温度越低，容 量滞后越

10、大。第二节 蒸汽流量D扰动下水位的动态特性 在蒸汽流量D扰动下水位变化的阶跃响应曲线如图2-2所示。图22蒸汽流量扰动下的水位曲线蒸汽流量增加后，系统中同样存在着两种作用。蒸汽流量大于给水流量，物质不平衡使水位下降，如H1。蒸汽流量增加导致短期内汽泡大量增加，水位下降，如H2。这两种作用同时影响水位，最终水位的变化就是H。与给水通道不同，开始阶 段气泡的作用造成的水位上升大于物质不平衡造成的水位下降。导致在tD阶段， 水位上升，之后才下降。第三节 燃料量B扰动下水位的动态特性当锅炉燃料量发生扰动(增加)时，炉内吸热量增加而使锅炉内蒸发加强， 这时如果汽轮机的负荷没有增加，那么汽轮机侧调节汽门开

11、度不变。随着炉内热负 荷的增加，锅炉出口蒸汽压力增大，同时蒸汽流量也增大，负荷量大于给水流量, 会造成工质流入和流出不平衡。由此可知，水位应该下降，但是因为蒸发量增大, 锅炉内汽水总容积随之增加，那么出现了虚假水位现象。燃料量扰动下的水位响应 曲线如图(2-3)所示：相对于蒸汽流量扰动，燃烧率扰动下的“虚假水位”，水位上升幅值比拟小, 迟延时间较长。B图2-3燃料量扰动下的水位曲线第三章控制方案选择汽包锅炉水位控制系统根据锅炉容量、负荷变化情况等不同，常采用以下几 种方案。第一节位式控制方案方案：如图3-1位式控制系统方框图。系统以锅炉水位为唯一的调节信号， 当锅炉水位高于设定的高水位时，控制

12、电路接通并关闭给水泵。当水位低于设定 的低水位时，控制电路接通并开启给水泵。这种控制系统使水位在设定的高低水 位之间变化，在一定程度上保证了锅炉给水系统的平安。特点：由于位式控制系统采用简单的启停水泵的方式来对水位进行控制，给 水流量或者为0,或者为100%,因而水位波动较大，控制品质较差，一般应用于 小型锅炉，且对控制品质要求不高的场合。然而，由于其控制原理和系统结构简 单，整定方便，所以系统本钱较低。D B图3-1位式控制系统方框图第二节单冲量调节方案方案：如图3-2单冲量控制系统方框图。单冲量水位控制系统以汽包水位作 为唯一的控制信号。冲量即变量。水位测量信号经变送器送到水位调节器，调节

13、 器根据汽包水位测量值H与给定值H0的偏差，通过执行器去控制给水调节阀以改 变给水量，保持汽包水位在允许的范围内。单冲量水位控制系统由汽包、变送器、 调节器、执行器及调节阀等组成。特点：这种控制系统结构简单，是典型的单回路定值控制系统。给水流量可 以在0100%内进行调整，因此调节品质好于位式控制。对于小型锅炉，采用PID 控制算法，调节品质可以到达需求。但是，对于“虚假水位”现象较为严重的中大型锅炉，单冲量系统存在如下 不可解决的问题：1、当负荷变化产生“虚假水位”时，将使控制器反向误动作。例如，蒸汽负 荷突然大幅度增加时，将产生迅速上升的“虚假水位”，此时控制器由于只能判 断到水位上升，因

14、此就会关小给水阀，而实际上应该要开大给水阀，以使“虚假 水位”下降。反之亦然。这种控制方式将使水位波动较大，控制品质变差，严重 时还会使汽包水位严重下降而发生事故。因此，单冲量控制系统不能克服“虚假 水位”带来的严重后果。2、负荷变化时，控制作用缓慢。也就是说，单冲量系统对负荷的变化不灵敏。 从负荷变化到水位变化需要一段时间，再由水位变化到调节阀动作又会有一段时 间滞后，如果各个变化的时间常数较大，那么必然会造成较大的偏差，导致控制品 质下降。3、对给水系统的扰动不能及时克服。当给水流量出现扰动时; 必须要等到水 位发生变化后才能进行控制，因此不能及时克服给水流量变化产生的干扰。为了解决上述这

15、些问题，可以同时再参考蒸汽流量和给水流量的变化，来控 制给水调节阀，这就构成了双冲量或三冲量控制系统。D B图3-2单冲量控制系统方框图第三节 双冲量调节方案方案：如图3-3双冲量控制系统方框图。双冲量水位控制系统是在单冲量水 位控制系统的基础上加入了以蒸汽流量信号为前馈信号的锅炉汽包水位控制系 统。如图3-3,由于引入了蒸汽流量前馈信号，当蒸汽量变化时，就有一个与蒸 汽量同方向变化的给水流量信号，可以减少或抵消由于“虚假液位”现象而使给 水量与蒸汽量相反方向变化的错误动作。使调节阀一开始就向正确的方向动作。 因而能极大的减小给水量和水位的波动，缩短过度过程时间。特点：引入蒸汽流量来校正不仅可

16、以补偿“虚假水位”所引起的误动作，而 且能使给水调节阀的动作及时，从而提高控制质量。但这里的前馈仅为静态前馈, 假设要考虑两条通道在动态上的差异，那么还需要引入动态补偿环节。系统在负荷变 化频繁的工况下能较好地完成水位控制任务。在给水压力比拟平稳时，采用双冲 量控制就能到达控制要求。双冲量水位自动控制系统存在的问题是：1、对于给水系统的扰动不能直接补偿。当给水量发生扰动时，要等到汽包水 位信号变化时才能通过调节器操作执行调节，滞后时间长，水位波动大。因此， 如果给水母管压力经常有波动，给水调节阀前后压差不能保持；2、调节阀的工作特性不是完全线性的，因此，要做到静态补偿就比拟困难。 为此，我们可

17、将给水流量信号引入，构成三冲量控制系统。D图3-3双冲量控制系统方框图第四节三冲量调节方案方案：如图3-4三冲量控制系统方框图。三冲量锅炉汽包给水自动控制系统, 是以汽包水位H为主控制信号，蒸汽流量D为前馈控制信号，给水流量W为反响 控制信号组成的控制系统。其原理如图3-5所示。三冲量控制系统采用蒸汽流量进行前馈控制。当负荷（蒸汽流量）突然发生 变化，蒸汽流量信号能使给水调节阀一开始就向正确方向移动，即当蒸汽流量增 加时，给水调节阀开大，抵消了由于“虚假水位”引起的反向误动作。当水压变 化使给水流量改变时，调节器能迅速消除干扰。特点：从系统方框图可以看出，三冲量水位控制系统有两个闭合回路：一个

18、 是由给水流量W、给水变送器、调节器和调节阀组成的内回路；另一个是由汽包水 位对象和内回路构成的主回路。蒸汽流量D及其蒸汽变送器未包含在这两个闭合 回路之内。但它的引入可以改善控制质量，且不影响闭合回路工作的稳定性。所 以三冲量控制的实质是前馈加反响的控制系统。三冲量控制系统具有如下优点：1、相对单冲量后双冲量控制.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。2、能有效地防止“虚假水位”现象。正由于三冲量控制系统具有上述优点，所以其在实际中的应用最多。D B图3-4三冲量控制系统方框图第五节本系统方案单冲量液位控制是汽包液位自动控制中最简单最基本的一种形式，是典型的

19、单回路定值控制系统，但它不能克服“虚假液位”的影响，而且没有给水流量信号 的反响,所以液位波动较大。双冲量液位控制系统是在单冲量控制的基础上，引进 蒸汽流量作为前馈信号。该控制系统的特点是：引入的蒸汽流量前馈信号可以消除 “虚假液位”对调节品质的不良影响,双冲量液位控制系统适用于小型而且给水压 力较稳定的锅炉。当给水压力经常有波动,给水调节阀前后压差不易保持正常时， 不宜采用双冲量控制；另外在大型锅炉的控制中,锅炉容量越大,压力越来越高,汽 包的相对容水量就越小，允许波动的储水量就更少。为了把液位控制平稳,在双冲 量液位调节的基础上引入了给水流量信号，由液位汽流量和给水流量就构成了三 冲量液位

20、控制系统,在这个系统里,汽包液位是被控变量,是主冲量信号,蒸汽流 量、水流量是两个辅助冲量信号。三冲量液位控制系统抗干扰能力强，适用于大中 型中压锅炉。本系统采用单级三冲量水位控制系统。图3-6为常用的单级三冲量水位控制 系统图。给水调节器接受汽包水位H、蒸汽流量D和给水流量W三个信号（所以称 三冲量控制系统）。其输出信号去控制给水流量，其中汽包水位是被调量，所以 水位信号称为主信号。为了改善控制品质，系统中引入了蒸汽流量的前馈控制和 给水流量的反响控制，当蒸汽流量增加时，调节器立即动作，相应地增加给水流 量，能有效地克服或减小虚假水位所引起的调节器误动作。因为调节器输出的控 制信号与蒸汽流量

21、信号的变化方向相同，所以调节器入口处，主蒸汽流量信号VD 为正极性的。当给水流量发生自发性扰动时（例如给水压力波动引起给水流量的 波动），调节器也能立即动作，控制给水流量使给水流量迅速恢的变化方向相反, 因此调节器入口处水位信号VH应定义为负极性。但由于汽包锅炉的水位测量装置 平衡容器本身已具有负号的静特性，所以进入调节器的水位变送器信号VH应 为正极性，如图3-6所示。过热器图3-6单级三冲量水位控制系统图(DBC 一差压变送器；7 一开方器；PID 一给水调节器；aD、a W一给水流量 信号和蒸汽流量信号的灵敏度2014年6月第四章系统设备选型第一节控制器的选型一、常用控制器锅炉控制系统常

22、用控制器有DCS和PLC两大类。1、DCS （分布式控制系统）DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System）,在国内 自控行业又称之为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以 通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机（Computer）、通讯 （Communication） 显示（CRT）和控制（Control）等4C技术,其基本思想是分散控 制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。DCS通常采用假设干 个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过 网

23、络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接， 收集生产数据，传达操作指令。因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控 制集中管理。2、PLC （可编程逻辑控制器）可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而 设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、 定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制 各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业 控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原那么而设计。可编程控制器具有以下优点：可靠性高（平均无故障时间3-5万小时）被公认为最可

24、靠的工控设备之一。编程简单、易学，熟悉继电器电路图的电气技术人员只需几天时间就可以 掌握。功能强、适应性广，通过修改程序适应工艺条件的变化。体积小、结构紧凑、安装、维护方便。本系统选用PLC为控制器。二、PLC选型1、世界著名厂家的可编程控制器如下表所列:生产厂可编程控制器ABSLC500松下FPO系列PLCOMRONCJ1系列PLCSIMATICS7-400/M7-400 PLC三菱A系列PLCGE FanucPACX3i 系列 PLC西门子S7002、本系统采用美国GE Fanuc自动化公司的PACX3i系列PLC可编程控制器实 现对汽包水位的自动化控制。该系列PLC模块具有本钱低、性能高

25、、平安性好、 运行速度快、易于组态和便于安装等特点，它的CPU具有十分强大的功能，内装 PID,结构化编程，中断控制，间接寻址及各种功能模块，能方便地完成各种复杂 的操作。本系统选用的PLC模块如下表所示：序号模块型号-数 量功能备注1CPUIC695CPU3101控制器系统控制核心2电 源IC695PSD0401供电给背板上所有模块供电3通 信1C695ETM0011通信以太网通信4DIIC694MDL655132点数字量输入其它控制用5DOIC694MDL754132点数字量输出其它控制用6AIIC695ALG60018点模拟量输入水位控制用（实际用3个）7AO1C695ALG70414点

26、模拟量输出水位控制用（实际用1个）8背板IC695IIS012112槽底板模块固定和模块通信3、接线端子定义(DIC695PSD040如图4-1电源模块IC695PSD040接线端子。+24V和- 24V的电源，接地以及 MOV端子可以接单根的14到22AWG的电线。如图4-2为其现场接线图。从电源和接地来的电线接到电源模块上的端子如 图所示。每个端子可接一 AWG14-AWG 22电线。如果同一的直流电源用于向系统中 两个或者更多的RX3i电源供电时，每个电源的极性必须一致。否那么可能将导致人 员伤亡或者设备的损坏。而且，每个背板必须共用一个系统接地。图4-2 IC695PSD040现场接线

27、图4-1 IC695PSD040接线端子IC695ALG600如图4-3为模拟量输入模块IC695ALG600,图4-4为其接线图。模块特征：模块功能由软件配置，无需跳线设置；具有六种A/D转换滤波频率，各通道可单独设置；基于不同的滤波频率，具有快速的模拟量采集速度；对于多数输入类型具有开路检测功能，对于热电阻具有短路检测功能;4级报警:低、低/低、高、高/高；模块故障诊断功能；具有通道报警和故障中断配置。图 4-3 IC695ALG6002线制热电阻接线图Channel IN*Channel iRTNChannel IN-Channel IN*Channel iRTNChannel IN-电

28、流输入电压输入Channel EXC*Channel IN*Channel IN-3线或4线热电阻接线图Channel EXC* 1ExotatonChmdlN*Q1Sense*OIChannel INQRTD RdumSense -电压、电流输入接线图热电阻输入接线图图 4-4 IC695ALG600 接线图(3)IC695ALG704如图4-3为模拟量输出模块IC695ALG704,图4-4为其接线图。IC695ALG704提供4路可配置的电压/电流模拟量输出通道,且必须由外部24V 电源供电。模块输出范围为：0至20mA电流或10V电压。图 4-5 IC695ALG704ChaMH2Vo

29、ttogeOut。Chennd 2 Cynent Out。ChaMH2VottogeOut。Chennd 2 Cynent Out。Chmei 1 OutQmei 1 QmfltOutCommaChmeiSVoKaeOvlCMmd 3 Qrert Out图 4-6 IC695ALG704 接线图第二节汽包水位检测仪表的选型工业锅炉生产过程中，水位的测量和控制，是锅炉平安运行的重要局部之一。一、常用检测方法常用的水位测量仪表有差压式水位计、电接点水位计和电极式水位控制器等。 本系统选择差压式水位计进行汽包水位的检测。差压式水位计的原理是把水位高度的变化转换成差压变化。差压式水位计测 量水位的关键

30、是水位与差压之间的转换，将汽包水位转换成差压信号，一般通过 平衡容器来实现的，常用的双室平衡容器结构如图4-7所示。图4-7双室平衡容器结构图正压头是从宽容器中引出，负压头是从置于宽容器中的汽包水测连通管中引 出。宽容器中水面高度是一定的，当水面要加高时，水便通过汽测连通管溢入汽 包；要降低时，有争气冷凝水来补充。因此，当宽容器中水的中变一定时，正压 头为定值。负压管与汽包是连通的，因此负压管中输出压头的变化反映了汽包水 位的变化。二、本系统选用仪表1、双室平衡容器如图4-8所示。图4-8双室平衡容器其主要参数如下:压力：6. 4MPa温度：-20540C图4-9差压变送器中心距：640mm

31、1000mm 440mm测量范围：320mmH20、500mmH20 220mmH20材质：316ss. 304ss、ICrl8Ni9Ti制造商：建湖县中泰仪表阀门差压变送器如图4-9。其主要参数如下：输出信号：420MA.DC二线制（模拟）供电电源：1245V.DC量程比：10:1或100:1测量精度：调校量程的0.遇，0. 2%环境温度：-29C+93c （放大器）-29+65 （带显示表头）环境湿度：095%迁移特性：最大正迁移量500%,最小负迁 移量600%制造商：淮安市明泰仪表第三节蒸气流量检测仪表的选型本系统采用孔板装置加差压变送器来进行 蒸汽流量的检测，选用与水位变送器相同厂家

32、 产品，只需给厂家提供工作温度、压力、流量 范围等参数，厂家会提供选型服务。孔板结构如右图所示。原理及结构：充满管道的流体，当他们流经管道内的流量孔板时，流体将在 流量孔板的节流处形成局部收缩，从而使流苏加快，静压力降低，于是在标准孔 板前后便产生了压力或叫压差，介质流量愈大，在流量孔板前后产生的压差也就 愈大，所以可通过测量压差来测量流体流量的大小。第四节 给水流量检测仪表的选型本系统给水流量的检测也采用孔板装置加差压变送器的方法，选型与上述的 方法一致。第五节变频器的选型本系统用变频器接收PLC输出的水位控制信号并将其转化为频率，从而改变 水泵的转速，到达调节给水流量，控制水位的目的。如右

33、图为西门子MM430变频器，图4-10为其接 线端子图。MM430是全新一代标准变频器中的风机和泵类变 转矩负载专家。功率范围7.5kW至250kW。本系统用 水泵额定功率22KW, MM430完全可以满足使用需要。图4-10 MM430接线端子图第五章系统电路设计第一节电源分配线路第二节水泵主电路的连接L14 L24 L34变频器LI L2 L3R S T水泵摘要1ABSTRACT2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

34、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第三节IC695PSD040的连接直流稳压电源)C24V+ DC24V-IC695PSD040第四节变送器与AI模

35、块的连接水位变送器与IC695ALG600的连接蒸汽流量变送器与IC695ALG600的连接给水流量变送器与IC695ALG600的连接第五节AO模块与变频器的连接IC695ALG70432500。OOMM430AIN-AIN+第六章系统程序设计第一节硬件配置系统硬件配置如下:Bflm：白廊h* ga Slot 0jg Slot 1|g Slot 2g Slot 31Q Slot 4|g Slot 5Q Slot 6g Slot 7g Slot 8|Q Slot 9|g Slot 101Q Slot 11:Q Slot 12H -fV Lowi cHardware ConfigurationR

36、ack 0 (IC695CHS012)CCC695PSD040)(IC695CPU310)(Used With Slot 1)(IC695ETM001)0CCC694MDL754)0CIC695ALG600)(IC695ALG704)0CEC694MDIJ655)00根据系统接线，还应对ALG600的CH2、CH4、CH6以及ALG704的CH2做如下 设置：ALG600 的 CH2：InfoViewer_MAIN (0.7) IC695ALG600 1 (0.8) IC695ALG704Settings Channel 1 Channel 2 | Channel 3 | Channel 4

37、Channel 5 Chaime：ParametersEs叩日TypeVoltage/CurrentE冲汜4rnA to 20mAChannel Value Format32 Bit Floating PointHigh Scale Value (Eng Units)20.0Low Scale Value (Eng Units)4.0High Scale Value (A/D Units)20.0Low Scale Value (A/D Units)4.0ALG600的CH4和CH6与CH2配置相同。ALG704 的 CH2：Info.MAIN (0.7) IC695ALG600 1 (0.8

38、) IC695ALG704Settings Channel 1 Channel 2 Channel 3 Channel 4 Power ConsumptionParametersVoltage/CurrentSangaOmA to 20mA。网nW坎或杷FamaGutpuN D比武剧32 Bit Floating PointForce To Default ValueHigh Scale Value (Eng Units)20.0Low Scale Value (Eng Units)High Scale Value (A/D Units)0.020.0Low Scale Value (A/D

39、Units)0.0第二节1/0分配序号名称地址模块备注1水位AI2IC695ALG600420nlA,来自水位变送器2蒸汽流量AI4IC695ALG600420mA,来自蒸汽流量变送器3给水流量AI6IC695ALG600420mA,来自给水流量变送器4变频器控 制AQ2IC695ALG704020mA,送变频器5SB_AUTO11IC695MDL655DC24V电平，来自按钮SB1,启动自动运 行6SB_MAN12IC695MDL655DC24V电平，来自按钮SB3,启动手动运 行7SB_STOP13IC695MDL655DC24V电平，来自按钮SB2,停止运行第三节程序结构一、程序结构系统

40、分主程序和初始化子程序两局部。0- LogicProgram Blocks主程序国上电爱位后.#FST SCNXS00001国自动运行状态SB AUTOXI00001AUTO EOMZM00001国手动运行状态SB MANXI00003MAY EOMXM00002网初始化程序CALL INISB STOP1/FXI00002SB STOP1/卜ZI00002A(JTO_ROM-o-ZM00001MAM_EOMXM0000211111425262728293016171819F REAL .F REAL .123456789101112131415161718192021三、子程序MOVE IN

41、T _1 75-IN Q- HO 回送蒸长流量分流生数=05-MOVE REAL _1 0.8 -IN Q- KD 回送给水流量分流余数=04,MOVE REAL _1 0.4 -IN Q- KW结束语本设计在袁秀英老师的悉心指导和严格要求下已完成，从课题到方案的选择, 再到具体选型和编程，无不凝聚着袁老师的心血和汗水，在三年的学习和生活期 间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向袁秀英袁 老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积品圭步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认 真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以表达。正是有了 他们的悉心

42、帮助和支持，才使我的毕业设计工作顺利完成，在此向天津职业大学, 机电学院的全体老师表示由衷的谢意。感谢他们三年来的辛勤栽培。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1/0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37参考文献1宋海勇,董永卿,化工自动化及仪表,2004, 31 (1) : 70-72.2杨仕桥.汽包水位测量分析及补偿J.电力建设,2000年第7期.3侯子良.锅炉水位测量系统系.北京：中国电力出版社,2005. 251-278.4朱克.基于PLC技术的锅炉水位保护系统系华中电力，2005, 14(05).27-

43、35.5薛美盛,吴刚,孙德敏等.工业过程的先进控制J.化工自动化及仪表,2002, 29:1-9.6金晓明，王树青.工业过程先进控制的概念设计J.化工自动化及仪表,2000, 27(4) :1-5.7周梅芳,金向平,陈偕雄.基于PLC的智能PID控制方法及其应用J.化工自动化及仪表, 2003, 30(4) : 62-67.专业相关的英文资料与翻译Special Function RegistersA map of the on-chip memory area called the Special Function Register (SFR) space is shown in Table

44、 1.Note that not all of the addresses are occupied, and unoccupied addresses may not be implemented on the chip. Read accesses to these addresses will in general return random data, and write accesses will have an indeterminate effect.User software should not write Is to these unlisted locations, since they may be used in future products to invoke new features. In that case, the reset or inactive values of the new bits will always be 0.Timer 2 Registers: Control and status bits are contained in registers T2C0N (shown in Table 2) and T2M0D (shown in Tab