基于组态王的锅炉水位控制系统设计(3)

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1.2 引言

在锅炉中，水位是一个极其重要的参数。水位对锅炉的生产运行有着重要的影响，如果水位太高，它会影响分离器，导致电气设备故障；如果水位过低，它会破坏汽水自然循环，导致严重的锅炉爆炸。同时，高性能锅炉产生蒸汽流量较大，而且汽包体积比较小，所以锅炉水位控制尤为重要。锅炉水位自动控制的任务是控制给水流量，使其与蒸汽流量保持平衡，保持汽包水位在允许范围内。

目前，有成千上万的各种类型的锅炉，其中很大一部分仍然是使用传统的仪器控制。由于锅炉水位存在一定的反向现象，这种现象通常被称为假水位，而传统的工具所使用的算法来控制假水位的效果不理想，若要更好地控制假水位现象，使用传统仪器构成控制器，结构将过于复杂，成本相对较高的问题更为突出。因此研究新型水位控制系统使其能进一步提高水位控制的效果，同时又具有结构简单，容易实现特点，是十分必要的。

1.3 设计的主要工作

本次设计的主要工作有：

(1) 设计锅炉汽包水位控制方案

首先锅炉汽包水位主要受给水流量，蒸汽流量，燃料量三个因素的影响，根据这三个因素，结合锅炉汽包水位的动态性能，分析各个因素对汽包水位的影响，并对此进行理论研究，在这个前提下，根据这三个因素对汽包水位的影响设计PID串级三冲量控制方案，并对此进行理论分析，以达到最终锅炉水位维持在一个稳定值的目的。

(2) 硬件设备的选型与设计

硬件设备的选型与设计是要根据系统控制方案来选择和设计的，通过控制方案来选择合理的检测元件、控制设备、执行机构以及其他系统所需的必要设备，然后再根据系统控制方案来进行硬件设计，硬件设计必须合理有效，这是整个系统的完美实现的关键，硬件设计之后，再来完成设备与设备之间的接线与配置，并对设备进行安装与调试，这是为系统的稳定和可靠运行提供了基础。

（3）控制算法的参数整定

控制算法的参数整定主要是PID参数整定，根据给水流量、蒸汽流量、燃料量的特点以及动态和静态特性用工程整定的方法来对控制器的各个参数进行参数整定，并且来设计调节器上的各个参数，通过动态，静态特性曲线来对整定的结果进行仿真与模拟，来进一步的判断这个整定结果是否具有可行性。源:自*751~·论,文'网·www.751com.cn/

（4）软件设计及系统仿真

软件设计及系统仿真，软件是使用的组态王软件，所以要用组态王软件对锅炉水位控制系统进行系统仿真，通过参数整定出来的结果来进行系统仿真，给出系统仿真的结果，使组态王界面上能够显示系统的运行情况，并可以通过实时曲线了解其特性曲线，了解各个参数变化情况，也可以通过监控界面了对系统进行有效的调节与操作。

1.4 国内外研究现状与水平

1.5 工业锅炉的控制要求与工艺流程

作为化学、炼油、发电、造纸、造糖等工业工程中必不可少的动力设备，锅炉起着很重要的作用。尤其在一些现代化石油化工企业，通过建立热力站，我们可以处理材料的生产过程中，使能源以更合理的方式得到充分的利用，蒸馏塔，热交换器以及其他设备都需要锅炉来提供热源，不仅仅如此，管道保温加热也需要它提供热源，在生产过程中的风扇，压缩机，涡轮驱动也需要锅炉提供动力来源。控制蒸汽流量和给水流量维持在一个平衡是工业蒸汽锅炉汽包水位控制的主要任务，汽包水位维持在一个工艺允许的范围内，是锅炉运行正常生产的关键指标之一，也是保证锅炉安全运行的必要条件。