毕业设计---工业锅炉水位微机控制系统设计

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1、（论文） 1 1 引言 1.1 设计的目的和意义 工业锅炉是能源转换和能源消耗的重要设备。 由于我国工业锅炉生产操作水平落后， 造 成大量的热能丢失，经济效益很低。随着科学技术的发展，计算机的逐步普及，工业锅炉开 始采用微型机算计控制。实践证明，工业锅炉实现微型计算机控制，是锅炉安全生产，提高 热效率，节约能源的一大创举，也为锅炉生产开辟了广阔的前景。 锅炉控制的被调量是汽包水位，而调节量则是给水流量，通过对给水流量的调节, 使 汽包内部的物料达到动态平衡， 变化在允许范围之内， 虽然锅炉汽包水位对蒸汽流量和给水 流量变化的响应呈积极特性，但是在负荷(蒸汽流量)急剧增加时，表现却类似逆响应特性

2、， 即所谓的虚假水位。造成这一原因是由于负荷增加时，导致汽包压力下降，使汽包内水的沸 点温度下降，水的沸腾突然加剧，形成大量汽泡，而使水位抬高。 汽包水位控制系统，实 质上是维持锅炉进出水量平衡的系统。 它是以水位作为水量平衡与否的控制指标， 通过调整 进水量的多少来达到进出平衡， 将汽包水位维持在汽水分离界面最大的汽包中位线附近， 以 提高锅炉的蒸发效率，保证生产安全。 1.2 应解决的主要问题 本设计主要解决传感器的选择（温度，压力，水位） 、输出道的设计和软件程序的设计。 其所能达到的技术指标为（1）可以对锅炉水位，蒸汽量和给水量分别采集（2）通过单片机 控制，使锅炉汽包水位维持在正常的

3、范围内（3）具有键盘显示功能（4）具有报警功能当水 位超过上限或下限时，能及时报警。目前国内外随便科学技术技术的发展，都采用三冲量水 位自动调节系统，该控制引进蒸汽流量和给水流量信号作为控制信号，系统动作及时，有较 强的抗干扰能力，因此得到广泛的应用。 1.3 国内外发展现状 目前在国内外主要用微型机算机控制系统来控制锅炉。微型机算机控制系统的特点是， 其控制功能要通过内部的控制程序来实现， 人们只需要改变这些程序， 就可以更改锅炉设备 的控制功能， 以适应新的控制要求而不需要改动硬件系统。 这种灵活性在硬联逻辑系统中是 没有的。因此，掌握微型计算机应用系统的设计和研制技术，是开发微型计算机应

4、用的一个 重要课题。 在国内主要有，单、双、三冲量控制系统来控制锅炉汽包水位。 （论文） 2 单冲量控制系统以锅炉锅筒水位为唯一信号的锅炉给水连续调节。该系统由水位变送 器，伺服放大器，执行器和给水调节阀组成。水位变送器将水位信号送到调节器，调节器根 据实测水位和给定值的偏差，经过运算放大后输出调节信号，驱动执行器改变调节阀开度， 改变锅炉上水量，使水位控制在容许范围内。 在单冲量水位自动调节的基础上， 加入蒸汽流量作为前馈信号， 便构成所谓的双冲量水 位自动调节系统。 前馈控制的主要特点是根据扰动的大小直接调节， 使调节作用在扰动发生 的同时起作用， 从而减小扰动造成的被控参数的变化。 引入蒸汽流量前馈信号可以消除虚假 水位对水位控制的不良影响，减小或抵消由于虚假水位现象而造成的调节误动作。 在双冲量水位自动调节的基础上，为解决给水压力不稳而造成调节性下降的问题，引 入给水流量作为调节器的反馈信号。 它采用蒸汽流量作为前馈信号， 克服负荷变化引起的外 扰动，减少假水位引起的调节器误动作；用给水流量作为反馈信号，克服内扰影响，稳定给 水量，可以进一步改善给水调节质量。 由常规仪表和调节