基于mcgs的热电厂锅炉控制系统组态 汽包水位控制系统 --大学毕业(论文)设计说明书
基于MCGS的锅炉温度控制系统设计_毕业设计1 精品
西南科技大学专业方向设计报告课程名称：自动化专业方向设计设计名称：基于MCGS的锅炉温度控制系统设计姓名：赵XX学号: 2010XX班级：自动10XX班指导教师：王顺利起止日期： 2013.10.20——2013.11.15 西南科技大学信息工程学院制方向设计任务书学生班级：自动10XX班学生姓名：赵XX 学号：2010XXXX 设计名称：基于MCGS的锅炉温度控制系统设计起止日期：2013.10.20——2013.11.15 指导教师：王顺利方向设计学生日志基于MCGS的锅炉温度控制系统设计摘要：锅炉是工业生产中主要的供热设备。
电力、机械、冶金、化工、民用都需要锅炉提供热量，但是根据行业的不同，对锅炉的大小规模不尽相同。
作为重要的工业设备，在保证其安全和稳定运行的情况下则应考虑其自动生产，提高自动运行能力及工作效率。
本设计基于AE2000B实验设备上模拟现场锅炉温度控制系统，通过西门子S7-200 PLC作为控制器，MCGS 作为上位机，通过通信链接对锅炉温度进行实时监控，同时设计系列联锁，保证系统安全运行。
关键词: 锅炉温度 AE2000B PLC MCGSBased on the MCGS boiler temperature control system design Abstract：The boiler is the main heating equipment in the industrial manufacture.The electric power, the machinery, the metallurgical industry ,the chemical industry and the civil all need the heat the boiler offers. However, according to different industries, The size of the boiler varies from one to another. As an important industrial equipment, if we could ensure its safe and stable operation ,we should consider its automatic production and improve the automatic ability and its working efficiency. This design is based on AE2000B experimental device to simulate the spot boiler temperature control system by using the Siemens S7-200 PLC as the controller and the MCGS as upper machine. Meanwhile, the communication link will supervise the boiler temperature timely and the interlocking series will guarantee the safe operation of the system.Keywords: boiler temperature AE2000B PLC MCGS1 设计目的和意义锅炉生产在国民是工业中占据着重要的地位，早期的锅炉自动化程度很低，监控系统不完善，导致系统故障不断，但是锅炉因为适合各种行业仍然被广泛使用，锅炉的广泛使用使锅炉现代化成为必然。
基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计_毕业设计论文正文 精品
基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计1 绪论1.1锅炉燃烧控制项目的背景改革开放以来，我国经济社会快速发展，生产力水平不断提高，在生产中，锅炉起着十分重要的作用，尤其是在火力发电中发挥重要作用的工业锅炉，是提供能源动力的主要设备之一。
锅炉产生的蒸汽可以作为蒸馏，干燥，反应，加热等各过程的热源，另外也可以作为动力源驱动动力设备。
工业过程中对于锅炉燃烧控制系统的要求是非常高的，要求锅炉燃烧控制系统必须满足控制精度高，响应速度快[1]。
作为一个非常复杂的设备，锅炉同时具有了数十个包括了扰动、测量、控制在内的参数，参数之间有着复杂的关系，并且相互关联[2]。
而锅炉燃烧过程中的效率问题、安全问题一直是大众关注的重要方面。
1.2锅炉燃烧控制的发展历史对于锅炉燃烧的控制，已经经历了四个阶段[3~5](1）手动控制阶段因为20世纪60年代以前，电力电子技术和自动化技术还没有得到完全发展，技术尚不成熟，因此，这个时期工业人员的自动化意识不强，锅炉燃烧的控制方式一般多采用纯手动的方法。
这种控制方法，要求进行控制的操作工人依靠他们的经验决定送风量，引风量，给煤量的多少，然后利用手动的操作工具等操控锅炉，该方法控制的程度完全取决于操作工人的经验。
因此，要求操作工人必须具有非常丰富的经验，这样无疑大大提高了操作工人的劳动强度，由十人的主观意识，所以事故率非常大，同时，也不能保证锅炉高效稳定的运行。
（2）仪器继电器控制阶段随着科技的不断进步，自动化技术以及电力电子技术快速提高，国内外以继电器为基础的自动化仪表工业锅炉控制系统也得到发展，并且广泛应用于实际生产过程。
在上个世纪60年代前期，我国锅炉的控制系统开始得到迅速发展;到了60年代的中后期，我国引进了国外全自动的燃油锅炉的控制系统；到了上个世纪的70年代末，我国逐渐自主研发了一些工业锅炉的自动化仪器，同时，在工业锅炉的控制系统方面也在逐步推广应用自动化技术。
在仪表继电器控制阶段，锅炉的热效率得到了提高，并且大幅度的降低了锅炉的事故率。
毕业设计-基于mcgs组态的反应炉自动控制设计
过程控制工程课程设计任务书设计名称：基于MCGS组态的反应炉自动控制设计设计时间：2015/9/1-2015/9/10姓名：班级：学号：指导教师：摘要加热反应炉是许多企业中的重要设备之一，为了避免事故的发生，实现安全生产，有必要对它的状态进行实时数据监控。
通过MCGS组态软件设计上位机监控画面，实时监控各参数。
本设计利用组态MCGS组态技术，使加热反应炉进行进料和排料，进气和排气，加热等自动控制，还可以进行数据实时报表输出，并可以对加热反应炉内水位变化进行实时曲线显示输出和历史曲线显示输出，并显示出报警信息，这样能预防和减少生产过程中的安全事故的发生，提高了人身的安全系数。
当意外发生或事故发生了以后，可以通过对历史数据报表和曲线观察分析，迅速总结经验，加强管理，从而避免今后再次发生类似的意外情况或事故，达到安全生产的目的。
关键词：加热反应炉，MCGS组态控制，监控画面ABSTRACTHeating furnace is one of the most important equipment for many enterprises.In order to avoid accidents and produce safely,it is necessary to monitor its production state in real time.Through the monitoring screen of MCGS configuration software technology,enterprises can monitor various parameters in real time.This design uses MCGS technology,automating feeding and nesting,intake and exhaust,heating of heating furnace.It can also output the data report in real time and shows alarm information,which can prevent and reduce the likelihood of accidents in the production process;enhance personal safety factor.When accidents happened,experience can be quickly summed up through the existed data report and curve analysis.According to them,enterprises strengthen the management,avoiding similar accidents in the future and achieve the purpose of safety production.Keywords: heating reactor, MCGS control, Monitoring menu目录第1章绪论 (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2 MCGS组态软件的优点 (1)1.3组态软件的状况及发展趋势 (2)第2章控制系统设备简介 (4)2.1加热反应炉简介 (4)2.1.1反应炉控制的过程 (4)2.1.2加热反应炉原理图 (4)2.1.3加热反应炉的I/O分配 (5)2.2 MCGS组态软件的介绍 (5)2.2.1组态软件的功能及特点 (5)2.2.2 MCGS组态软件的系统构成 (6)第3章控制画面的创建 (8)3.1 工程的建立 (8)3.2 变量的定义 (9)3.2.1 变量的分配 (9)3.2.2 变量的定义步骤 (10)3.3控制画面的设计与制作 (12)3.3.1 画面建立 (12)3.3.2 画面编辑步骤 (13)3.4动画连接 (14)3.5控制程序的编写 (16)3.5.1 定时器控制的使用。
基于MCGS的锅炉液位监控系统
1.引言锅炉液位是保证锅炉正常运行的一个重要参数,锅炉液位过低会影响蒸汽产生量,也容易烧干而发生严重事故;液位过高则又会造成蒸汽夹带有水并有溢出的危险,因此,操作人员必须严格控制锅炉液位的高低。
传统的液位控制多采用经典的PID或PI控制。
他们对于液位变化不明显、系统不受干扰或干扰不频繁、幅度不强的情形是有效的;然而,实际工业生产过程中的液位系统通常是时变的,并且具有滞后特性,这时常规的PID或PI控制很难保证控制精度,而且参数调整也比较麻烦[4]。
M CGS组态软件能快速地开发并组建高效的监控系统,但因其脚本语言简单,无法进行复杂的数值计算和分析,因此对整个系统多参数的综合优化控制问题的二次开发较困难,但它可通过OL E、OPC以及DDE技术向用户提供VB编程接口,用户可根据需要方便地扩充系统功能[2],。
M atlab是一套广泛应用于诸多领域的优秀软件,拥有大量稳定可靠的算法库,但编写界面的功能较差。
M CGS组态软件优秀的可视化画面制作技术与M atlab丰富的算法结合,相互弥补缺点、最大限度地发挥各自的优点。
既可实现实用的人机对话界面、应用多种高级算法,又可使系统开发效率大大提高,开发的程序更加稳定可靠,也可以按照要求变化更新算法。
因此,我们采用M CGS和M atlab来实现锅炉液位监控系统的开发,通过采用模糊自适应PID控制,有效地解决了锅炉液位控制过程中参数调节不方便,以及系统控制精度低等缺陷。
2.锅炉液位控制系统结构锅炉液位监控系统结构如图1所示,锅炉的给水、出水流量的测量采用L DG2S型电磁流量计和L DZ24B型电磁流量转换器配套使用,将流量信号转化为4～20mA的电流信号;将锅炉的液位、管道进水的压力通过PK2AAAA型压力变送器转化为4～20mA的电流信号;同时QSVP264K型电动调节阀反馈回阀位置的4～20mA电流信号,这些信号经过程控制实验台上的精密电阻(250Ω)转换为1～5V电压信号后传给A/D采集卡,数据采集卡选择中泰PC6333多功能输入输出出接口卡。
毕业设计论文：基于MCGS组态软件的水位控制系统
新疆工程学院课程设计题目：基于MCGS组态软件的水位控制系统目录前言 (1)1.设计概述 (2)1.1 设计任务介绍 (2)1.2 设计系统组成框图 (2)1.3 设计分析 (2)1.4. 设计所用软件介绍 (3)1.4.1什么是MCGS组态软件 (3)1.4.2 MCGS组态软件的系统构成 (3)1.4.3 MCGS组态软件的功能和特点 (5)1.4.4 MCGS组态软件的工作方式 (5)2 设计思路 (6)3 组态画面的设计 (7)3.1 工程建立 (7)3.2建立流程画面 (7)3.3 定义数据对象 (8)3.4.动画连接 (9)3.5模拟设备连接 (9)3.6 控制流程 (10)3.7 报警显示 (10)3.8 报表输出 (12)3.9 趋势曲线显示 (12)3.10 安全机制 (13)3.11 水位控制系统总效果 (15)4总结 (17)5参考文献 (18)前言计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，用户可以方便快捷地组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控及诊断、双机热备等先进技术，使系统更加安全可靠，在这方面，MCGS工控组态软件将为您提供强有力的软件支持。
MCGS是一种流行的组态软件开发环境，组态技术是计算机控制技术综合发展的结果，是技术成熟化的标志。
MCGS通用版组态软件主要完成通用工作站的数据采集和加工，实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出等日常性监控事务。
对工作站软件的要求主要是系统稳定可靠，能方便的代替大量的现场工作人员的劳动和完成对现场的自动监控和报警处理，随时或定时的打印各种报表。
由于组态技术的介入，计算机控制系统的应用速度大大加快了。
采用组态控制技术的计算机控制系统最大的特点是从硬件设计到软件开发都具有组态性，因此系统的可靠性和开发速度提高了，开发难度却下降了。
随着国内工业生产技术的进步以及自动化技术的发展,人们对自动化监控系统的需求越来越大,要求越来越高。
毕业设计基于PLC和组态技术的锅炉水温串级控制系统设计
摘要本设计论述了基于PLC和组态技术的锅炉内胆水温和夹套水温构成的串级控制系统的设计过程。
下位机编程软件采用SIEMENS公司的STEP 7软件，选用西门子S7-400PLC控制锅炉温度的控制系统，介绍了西门子S7-400PLC和系统硬件及软件的具体设计过程。
上位机组态画面软件采用SIMATIC WINCC，对其进行了简单介绍，并详细介绍了项目的创建、变量的新建、画面的组态。
上位机进行程序编写实现控制，下位机组态画面，建立人机界面，进行远程控制。
锅炉水温具有非线性、时变性、大滞后和不对称性等特点，采用传统的控制方法所得到的控制量的控制品质不高。
锅炉内胆与夹套构成串级控制。
由于串级控制具有有效改善过程的动态特性、提高工作频率、减小等效过程时间常数和加快响应速度等特点，所以在克服被控系统的时滞方面能够取得较好的效果。
串级控制中的主副回路是控制夹套和内胆的温度，温度是一个多变且不易控制的量，而PID控制在这方面具有突出的优点，很适合采用PID控制技术。
综合以上得到一个品质比较高的控制系统。
关键词PLC；组态技术；串级控制；锅炉水温；PID控制ABSTRACTThis design is discussed based on PLC and configuration technology of water temperature and clip boiler water tank consists of cascade control system design process. Lower level computer programming software using the SIEMENS company's STEP 7 software, choose SIEMENS s7-400plc control boiler temperature control system, introduces SIEMENS s7-400plc and system hardware and software, and the specific design process. Upper unit used in the software configuration screen WINCC, the SIMATIC simply introduced, and introduces the creation, variable of project construction, picture configuration. PC for programming realize control, lower frame) unit, establish normal screen man-machine interface, carries on the remote control.Boiler water temperature with nonlinearness, time delay and asymmetry wait for a characteristic, USES the traditional control method can get control portion control quality is not high. Boiler of the bladder and clip constitutes a cascade control. Due to the cascade control has effectively improve the dynamic characteristics, improve process working frequency, reducing the time constant and accelerate equivalent process characteristic, the response speed of the controlled system in overcome delay to the good result is achieved. Cascade control the principal deputy loop is control of the temperature of the clamping and bladder, temperature is a variable and not easy to control, and the amount of PID control in this respect has outstanding advantages, very suitable PID control technology. Comprehensive above gets a quality higher control system.Key words plc；configuration technology；cascade control；boiler water temperature；pid control目录1 引言 (4)1.1 系统的设计背景 (4)1.2 系统设计内容及技术要求 (5)1.3 系统的设计原理 (5)1.4 系统的整体设计方案 (6)2 串级控制系统设计 (7)2.1 串级控制系统的概述 (7)2.2 PID控制系统的简介 (8)2.3 PID控制器的参数整定 (10)3 硬件系统设计 (13)3.1 PLC的基本介绍 (13)3.2 S7-400简介 (14)3．3 其它器件介绍 (16)4 STEP 7简介及组态硬件、程序编写 (18)4.1 STEP 7简介 (18)4.2 STEP 7项目的创建 (20)4.3 组态硬件 (22)4.4 SETP 7编程介绍 (25)4.5 变量及系统程序 (26)5 WINCC简介及人机界面组态 (33)5.1 WinCC简介 (33)5.2 WinCC系统功能 (34)5.3 WinCC的项目创建及组态方法 (35)6 控制系统整体调试 (46)6.1 系统整体测试 (46)6．2 系统测试的结果 (47)结束语 (48)参考文献 (49)致谢 (51)1 引言1.1 系统的设计背景自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在电子技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。
锅炉汽包水位控制系统毕业论文
摘要锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要动力设备。
汽包水位是锅炉运行的主要指标，汽包水位过高过低都会影响运行的安全与经济性，必须严格加以控制。
本文主要是用MATLAB对锅炉汽包水位控制系统进行仿真研究。
建立了锅炉汽包水位对象的数学模型和控制系统，并用Matlab语言在计算机上编制锅炉汽包水位控制系统的仿真程序。
通过对象特性、最佳PID 参数整定、控制系统比较分析及鲁棒性仿真研究，本文了解了汽包水位对象特性、整定出了最佳PID参数、总结出了各种控制方案的特点与适用场合，并提出用模糊自适应整定PID控制器实现自适应控制的方案。
关键词：锅炉汽包水位；控制系统；仿真研究；MatlabAbstractBoiler is a essential power equipment in chemical industry, oil refining, electricity generation and other industrial production process. Boiler drum water level is a chief indicator of Boiler working, drum water level too high or too low will affect the safe operation and the economy, it must be strictly controlled. This article is mainly about the simulation study of boiler drum water level control system,established the mathematical model and control system of boiler drum water level, and made the simulation programs of boiler drum level control system using Matlab Language on the computer. Through the simulation study of object properties and the Best PID parameters tuning and the Analysis and comparison of control system and robust research, This article acquainted the object characteristics of the drum water level and found out the best PID parameters, summed up the characteristics of kinds of control programs, and proposed the control program of using fuzzy adaptive tuning PID controller .Key words: boiler drum water level; control system; simulation study; matlab目录第1章概述 (1)锅炉的种类 (1)锅炉的工艺流程 (1)锅炉的工艺参数和主要控制系统 (2)第2章锅炉汽包水位对象数学模型的归纳 (4)蒸汽负荷对水位的影响 (4)给水流量对水位的影响 (5)第3章锅炉汽包水位控制系统的方案分析 (7)单冲量控制系统 (7)双冲量控制系统 (8)三冲量控制系统 (9)第4章锅炉汽包水位控制系统程序设计与仿真研究 (11)仿真的目的和意义 (11)仿真软件和最佳PID参数整定方法 (11)锅炉汽包水位对象程序设计与仿真研究 (13)锅炉汽包水位控制系统程序设计与仿真研究 (17)各控制系统鲁棒性的仿真研究 (32)第5章用模糊自适应整定PID控制器实现自适应控制 (39)模糊自适应整定PID控制原理 (39)用模糊自适应整定PID控制实现自适应控制的初步设计 (41)结论 (44)附录 (45)第1章概述锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要动力设备。
基于plc热电厂锅炉水位控制设计毕业论文
基于plc的热电厂锅炉水位自动控制系统一、研究背景、现状和意义电厂热工过成采用自动化技术已有较长的历史，1766年波尔佐诺夫发明的锅炉给水调节装置、1764年瓦特发明的蒸汽机离心摆调速装置，是热能动力设备最早的自动控制装置，也是整个自动化领域的早期成果。
随着时代科学技术的发展，火力发电机组已由过去的中低压、中小容量发展到现在的高参数、大容量的单元机组，其生产过程的操作由运行人员手动控制到陆续采用各种自动控制装置，实现生产过程的自动控制，使火力发电厂的自动控制水平日益提高和发展【1】。
热工自动化控制技术是理论与技术相结合的一门学科，它的发展可分为理论与技术两个方面。
从理论上大致分为以下三个发展阶段：（1）20世纪50年代以前，一般以简单控制系统为主，机组容量小，自动化水平低。
理论基础是经典控制理论，它是用传递函数对被控对象进行数学描述，以根轨迹和频率法作为分析和综合系统的基本方法。
（2）20世纪60年代，生产设备走向大型化，生产系统日趋复杂，机组的运行与操作要求更为严格。
原来的简单控制已不能满足生产要求，理论上以状态空间分析方法为基础，出现了现代控制理论。
现代控制理论以线性系统为前提进行研究，这是控制理论质的飞跃。
但实际生产过程应用中，效果并不是十分理想。
（3）由于被控对象机理复杂，难以建立精确的数学模型，第三代控制理论的出现以满足生产要求。
以专家系统、神经网络控制和模糊控制为主，同时还有以专家系统、神经网络进行生产过程设备故障分析和性能分析。
从技术装备发展上来分，有以下三个阶段：（1）20世纪30 ~40年代，火力发电机组容量较小，热工生产过程主要是凭生产实践经验来控制，局限于一般的控制元件及机电式控制仪器，采用比较笨重的机电式仪表实现机、炉、电各自独立的分散的局部自动控制。
机、炉、电各控制系统之间没有或是很少有联系。
（2）20世纪50~60年代，出现了电动单元组合仪表和巡回检测装置，因而实现了机、炉作为一个单元整体来进行集中控制，仪表盘装在一起监视，从而使机、炉启停运行更为协调，对提高设备效率和强化生产过程有所促进，适应了工业生产设备日益大型化与连续化发展的需要。
基于MCGS的模拟锅炉温度控制系统的设计
基于MCGS的模拟锅炉温度控制系统的设计摘要：针对人工控制锅炉温度系统误差大、安全性低以及控制过程繁琐等问题，提出应用计算机与MCGS组态软件自动控制锅炉温度的方法解决了控制精度低与安全性的问题。
利用MCGS工程组态软件良好的人机界面、数据采集功能，结合脚本程序编写的便利性，利用MCGS良好的控制界面及模拟运行环境，运用脚本语言编写程序，采取PID算法实现对锅炉内胆水温的精确控制。
关键词：MCGS组态软件，PLC，锅炉内胆水温，PID算法，温度控制系统，上位机1 引言锅炉在日常生活生产中的影响非常大。
在工业锅炉里面燃烧化石燃料（比如说煤、石油、天然气等）产生的热水或水蒸汽的可直接提供工农业生产和生活所需要的热能。
以及电热锅炉，将电能转化为热能，把水加热至有压力的热水或蒸汽（饱和蒸汽），不少企业将电热锅炉应用于采暖、中央空调和热水供应。
在这种情况下，结合MCGS组态软件设计出一套针对温度的较为理想的控制系统其价值必定会具有非常深远的意义。
2 MCGS组态软件MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。
它的特点可以归结成以下几点：概念简单，易于理解和使用。
利用丰富的“动画组态”功能，快速构造各种复杂生动的动态画面。
引入“运行策略”的概念。
用户可以选用系统提供的各种条件和功能的“策略构件”，用图形化的方法构造多分支的应用程序，实现自由、精确地控制运行流程。
MCGS系统由五大功能部件组成，主要的功能部件以构件的形式来构造。
支持OLE Automation技术。
MCGS允许用户在Visual Basic中操作MCGS中的对象，提供了一套开放的可扩充接口，用户可根据自己的需要用VB编制特定的功能构件来扩充系统的功能。
（6）MCGS中数据的存储不再使用普通的文件，而是用数据库来管理一切。
（7）设立“对象元件库”，解决了组态结果的积累和重新利用问题。
毕业设计论文基于MCGS组态软件的水位控制系统
新疆工程学院课程设计题目基于MCG组态软件的水位控制系统目录前言 (1)1.设计概述 (2)1.1设计任务介绍 (2)1.2设计系统组成框图 (2)1.3设计分析 (2)14设计所用软件介绍 (3)1.4.1什么是MCGS组态软件 (3)1.4.2 MCGS组态软件的系统构成 (3)1.4.3 MCGS组态软件的功能和特点 (5)1.4.4 MCGS组态软件的工作方式 (5)2设计思路 (6)3组态画面的设计 (7)3.1工程建立 (7)3.2建立流程画面 (7)3.3定义数据对象 (8)3.4.动画连接 (9)3.5模拟设备连接 (9)3.6 控制流程 (10)3.7 报警显示 (10)3.8 报表输出 (12)3.9 趋势曲线显示 (12)3.10 安全机制 (13)3.11 水位控制系统总效果 (15)4 总结 (17)5 参考文献 (18)、八、•前言计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，用户可以方便快捷地组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控及诊断、双机热备等先进技术，使系统更加安全可靠，在这方面，MCG工控组态软件将为您提供强有力的软件支持。
MCGS 是一种流行的组态软件开发环境，组态技术是计算机控制技术综合发展的结果，是技术成熟化的标志。
MCGS 通用版组态软件主要完成通用工作站的数据采集和加工，实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出等日常性监控事务。
对工作站软件的要求主要是系统稳定可靠，能方便的代替大量的现场工作人员的劳动和完成对现场的自动监控和报警处理，随时或定时的打印各种报表。
由于组态技术的介入，计算机控制系统的应用速度大大加快了。
采用组态控制技术的计算机控制系统最大的特点是从硬件设计到软件开发都具有组态性，因此系统的可靠性和开发速度提高了，开发难度却下降了。
随着国内工业生产技术的进步以及自动化技术的发展,人们对自动化监控系统的需求越来越大, 要求越来越高。
毕业设计(论文)-基于MCGS组态软件的仿真实验监控平台设计
毕业设计（论文）-基于MCGS组态软件的仿真实验监控平台设计武汉科技大学本科毕业设计摘要应用组态软件设计一个仿真实验监控平台,实现对实际工程问题的过程控制,现在我们的具体问题是实现对水箱液位过程控制。
为了能设计一个解决实际工程问题的仿真实验监控平台,我们可以基于各种组态软件来设计这个仿真平台.而MCGS组态软件具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能等突出特点,它可以快速构造和生成上位机监控系统，并可稳定运行于多种操作系统.。
以MCGS组态软件为开发平台,设计一个仿真实验监控平台来实现对实际工程问题的控制.不仅能对水箱的液位进行监控,采集实验数据建立实验报表,而且能够脱机进行仿真实验、模拟控制。
为了能够很好的实现对水箱液位控制系统的仿真,综合考虑多方面的因素,本文将用MCGS组态软件设计一个仿真实验监控平台来对其进行实时控制.具体地,要将MCGS组态软件实现此方案。
在该系统中,利用MCGS组态软件完成数据采集、控制信息输出以及人机交互等工作，完成仿真实验监控平台的设计,最终达到对水箱液位实时监控,实验数据采集,报表的输出和数据的同步显示。
关键词: MCGS组态软件;液位系统;仿真实验I武汉科技大学本科毕业设计AbstractTo design a simulation experiment monitoring platform withapplication configuration software, realizing the actual engineering problems of process control, currently, our concrete problem is to achieve the temperature of the boiler and water tank level process control.In order to be able to solve real engineering problems to design a simulation experiment monitoring platform, we can base on a variety of configuration software to design this simulation platform. The MCGS configuration software has simple operation, perfect visibility, strong maintainability, high performance and other salient features. It can construct and generate host computer monitoring system quickly, and can be run on different kinds of operating systems steadily.With MCGS configuration software development platform, designing a simulation experiment monitor platform to achieve the process control of the actual engineering problems. Not only can monitor the level of the water tank and the temperature of the boiler, gathering the experiment data and establishing experiment reports, but also can do the off-line simulation experiment, simulation control.In order to control the water tank level and the water temperatureof boiler well. Take a comprehensive consideration on various factors; this article will design a simulation experiment monitoring platform with MCGS configuration software to achieve the real-time control for this system. Specifically, we should use MCGS configuration software to implement this program. In this system, realizing the data acquisition,controlling information output, as well as the human-machine interaction by the MCGS configuration software, and accomplishing the design of the simulation experiment monitoring platform, which can to achieve thelevel of the water tank and the water temperature of the boiler in real-time monitoring, experimental data collection, report forms of theoutput and synchronized curve display ultimately.Key Words: MCGS configuration software; liquid level system; simulation experimentII武汉科技大学本科毕业设计目录1 绪论 (1)1.1 过程控制仿真的意义 .................................................1 1.2 过程控制仿真概况 ................................................... 1 1.3 论文主要内容 ....................................................... 1 2 MCGS组态软件 .......................................................... 2 2.1 MCGS简介.. (2)2.2 MCGS的构成.........................................................22.2.1 MCGS组态软件的系统构成 (2)2.2.2 MCGS组态软件界面简介 ..........................................3 2.3 MCGS组态软件的功能和特点...........................................4 2.4 MCGS组态软件的工作方式............................................. 5 2.5 MCGS组态软件的操作方式............................................. 5 2.6 组建新工程的一般过程 ............................................... 7 3 液位系统的仿真实验设计原理 ............................................ 9 3.1 A3OO 系统工艺流程图 .................................................. 9 3.2 液位系统的工作原理 . (10)4 过程控制仿真实验平台设计 .............................................11 4.1 仿真实验平台设计基本流程 (11)4.1.1 建立一个MCGS新工程 ...........................................114.1.2 设计画面流程 ..................................................114.1.3 定义数据变量 ..................................................134.1.4 动画连接 ......................................................154.1.5 编写控制流程 ..................................................19 4.2 液位系统仿真实验设计结果 ........................................20 5 总结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 参考文献 (23)致谢 (24)III武汉科技大学本科毕业设计1 绪论1.1 过程控制仿真的意义在现在社会中, 基于组态软件的仿真实验监控平台在过程控制中的应用越来越广泛了, 基于组态软件的仿真平台既能对不同的工程和社会应用问题实现建模、仿真、分析和可视化,又能对一般工控过程系统进行实时仿真和监控仿真系统或与之进行数据交换和资源共享。
锅炉控制系统设计仿真毕业论文
锅炉控制系统设计仿真摘要工业锅炉作为我国工业生产和集中供热的重要能源转换设备，能耗巨大，长期处在高能耗、高污染的生产状态。
然而，目前我国大多数锅炉控制系统自动化不高、安全性低，效率普遍低于国家标准。
锅炉作为将一次能源转化为二次能源的重要设备之一，提高锅炉控制水平已势在必行。
本文针对锅炉系统参数时变、严重非线性、干扰因素复杂等特点，提出对汽包水位采用三冲量控制方式，对炉膛负压采用前馈PID控制，对最优风煤比采用双交叉限幅比值控制的控制策略。
在MATLAB环境下对几种控制系统进行了仿真。
仿真结果显示，三冲量控制、前馈PID和双交叉限幅比值控制具有良好的控制效果，减小了超调量，提高了上升时间，缩短了调节时间，与传统的PID控制器相比，更适合工业锅炉这种复杂的控制对象。
关键词：锅炉三冲量控制前馈PID控制双交叉限幅比值控制IAbstractAs central heating in industrial production and the important energy conversion equipment in China, industrial boiler consumes enormous energy，and stays at high energy consumption and pollution production status. However, at present the majority of automatic boiler control system is not high, the security is low and the efficiency is generally lower than the national standard. Because the boiler is one of the important equipment which converses primary energy into secondary energy, improving the level of boiler control is imperative.In view of many factors of the boiler system, such as time-varying parameters, severely nonlinear and complex interference factors and so on , this paper puts forward three control strategies, including using three-impulse control, utilizing feed forward PID control to hearth negative pressure, and adopting double crossover restricts the amplitude ratio control to the optimal air fuel ratio. Several control systems are simulated in the MATLAB environment. The simulation results shows that three-impulse control, feed forward PID control and double crossover restricts the amplitude ratio control have good control effect, which reduce the overshoot, improve the rise time and reduce adjustment time. Compared with the traditional PID controller, these control systems are more suitable for the industrial boiler, a kind of complex control object.Key words: The Boiler, Three-impulse Control，Feed forward PID Control, Double Cross Restricts the Amplitude Ratio ControlIIIII目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1．1 选题背景及意义 (1)1.2 国内外锅炉的运行水平 (1)1.3 制约我国锅炉发展的因数 (2)1.3.1 大多数锅炉制造厂技术力量仍然薄弱 (2)1.3.2 燃料的因素 (2)1.3.3 工业锅炉的标准体系 (2)1.3.4 市场机制的影响及科研开发投入的不足 (2)1.3本文研究的主要内容 (2)第2章锅炉系统的控制任务 (3)2.1 锅炉系统的工艺流程简介 (3)2.2 锅炉自动控制系统的任务 (4)2.3 PID控制规律介绍 (4)本章小结 (5)第3章汽包水位三冲量控制 (6)3.1 汽包水位系统介绍 (6)3.2 汽包水位的动态特性分析 (6)3.3 锅炉汽包水位的控制方案 (8)3.3.1 单冲量控制系统 (9)3.3.2 双冲量控制系统 (9)3.3.3 三冲量控制系统 (10)本章小结 (10)第4章炉膛负压控制 (11)4.1 控制和监视炉膛负压的意义 (11)4.2 炉膛负压控制 (11)本章小结 (12)第5章最优风煤比控制 (13)5.1 常规PID风煤比控制系统的缺陷 (13)5.2 双闭环交叉限幅比例控制 (13)5.3 温度串级控制 (14)5.4 控制过程分析 (15)本章小结 (16)第6章 MATLAB/Simulink仿真 (17)6.1 MATLAB软件介绍 (17)6.2 汽包水位控制MATLAB仿真 (17)6.3 炉膛负压控制仿真 (18)6.4 最优风煤比控制仿真 (19)本章小结 (20)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)II第1章绪论1.1选题背景及意义锅炉作为能源转换的重要设备，运行情况的好坏直接关系到能源的利用率高低。
本科毕业论文---基于智能pid的锅炉汽包水位控制系统设计
目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内发展概况 (2)2锅炉汽包水位对象的特点和分析 (3)2.1锅炉的工作过程 (3)2.2“虚假水位”现象 (3)3锅炉汽包水位控制系统的设计 (5)3.1确定控制目标 (5)3.1.1锅炉汽包水位控制系统中被控变量的选择 (5)3.1.2锅炉汽包水位控制系统中的控制变量（操纵量）的选择 (5)3.1.3锅炉汽包水位控制系统中的扰动 (5)3.2确定控制方案 (5)3.3设计模型的构造 (7)3.3.1对象模型的构造 (7)3.3.2汽包水位仿真系统的构造 (10)4控制系统的介绍与设计 (12)4.1串级控制系统 (12)4.1.1串级控制系统的组成 (12)4.1.2 串级控制系统的特点 (12)4.1.3 串级控制系统的设计 (13)4.2 前馈控制系统 (15)4.2.1前馈控制系统的特点 (15)4.2.2前馈控制系统的结构 (15)4.2.3前馈控制系统的设计 (18)5串级三冲量给水控制系统 (20)5.1串级三冲量调节系统的分析 (20)5.2 汽包水位串级三冲量PID控制系统 (21)5.3锅炉汽包水位的串级三冲量PID控制系统MATLAB仿真 (23)6.锅炉汽包水位的模糊控制 (25)6.1 模糊控制系统的组成 (25)6.1.1模糊控制器的工作原理 (26)6.1.2模糊PID控制器的设计 (27)6.2模糊控制系统的建模及仿真 (34)结束语 (40)致谢 (41)参考文献 (42)基于智能PID的锅炉汽包水位控制系统设计摘要锅炉是一种复杂的热工系统，它广泛应用在化工业、发电、造纸业、石油业，是工业生产的重要动力设备。
为了保证蒸汽的品质及锅炉本体及人身的安全，汽包水位是一个重要的参数。
在锅炉中，汽包水位是锅炉运行的重要指标，保持水位在一定范围内是保证锅炉安全运行的首要条件，水位过低，严重时会引起锅炉爆炸，水位过高，会降低蒸汽质量，损坏汽轮机叶片，所以必须对汽包水位进行严格控制。
锅炉汽包水位控制系统的设计毕业论文
过程控制系统实验报告专业 xxxxxx班级 xxxxxxxxx学生姓名 xxxxxx学号 xxxxxxxx锅炉汽包水位控制系统设计一、控制要求设计一个汽包水位控制系统;使汽包水位维持在90CM;稳态误差±0;5CM;以满足生产要求..二、完成的主要任务1.掌控锅炉生产蒸汽工及其工作流程2.对被控对象进行特性分析;画出汽包水位控制系统方框图和流程图3.选择被控参数和被控变量;说明其选择依据4.设计控制系统方案;如何选择检测仪表;说明其选择原则和仪表性能指标5.说明单回路控制系统4个环节的工作形式对控制过程6.对控制进行PID控制说明其参数整定理论7.对锅炉汽包水位进行simulink仿真;对参数进行整定;其仿真图要满足动态性能指标8.总结实验课程设计的经验和收获过程控制系统实验报告............................... - 0 -第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理............ - 3 -1.1 概述............................................ - 3 -1.2 锅炉生产蒸汽工艺简述 ............................ - 4 -1.3 锅炉生产蒸汽工作流程 ............................ - 4 - 第二章锅炉汽包水位控制系统的方案设计............... - 5 -2.1 对被控对象进行特性分析 ............................ - 5 -2.2汽包水位控制系统方框图和流程图..................... - 5 -2.2.1 液位控制系统的方框图.................................. - 5 -2.2.2 液位控制系统的方案图.................................. - 6 -2.3选择被控参数和被控变量............................. - 7 -2.4选择检测仪表;说明其选择原则和仪表性能指标 .......... - 7 -2.4.1传感器、变送器选择 ..................................... - 8 -2.4.2执行器的选择........................................... - 8 -2.4.3关于给水调节阀的气开气关的选择.. ....................... - 8 -2.4.4 关于给水调节阀型号的选择.. ............................. - 9 -2.4.5 给水流量蒸汽流量..................................... - 9 -2.5 四个环节的工作形式对控制过程............................... - 9 -第三章PID控制.................................... - 10 -3.1对控制进行PID控制.......................................... - 10 -3.2整定PID理论参数............................................ - 11 -第四章仿真...................................... - 12 -4.1对锅炉汽包水位进行simulink仿真................... - 12 -4.2对系统参数进行整定................................ - 14 -第四章结束语...................................... - 10 -第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理1.1概述随着电子产品的降价及自动化生产线工艺控制连续稳定优势的凸现;越来越多的企业准备将自己的核心生产线改成全自动化生产线或者对个别关键工艺参数采用自动控制..工业应用自控技术在中国的推广使用较晚;但近年来发展较快..国内现在做汽包水位自动控制系统方面的设计公司很多;但由于能够集工艺要求、自动化技术和电气技术三者于一体的设计不多;所以人们清楚地认识到自动控制技术在工业应用中的重要地位和作用..从传统的控制方式来看;结构简单成本低的方案不能有效的控制锅炉汽包“虚假水位”现象;而能够在一定程度上控制“虚假现象”;系统却过于复杂;成本较高..故三种基本结构应运而生：单冲量调节系统结构;单级三冲量调节系统结构;串级三冲量调节系统结构..低负荷阶段;由于疏水和排污等因素的影响;给水和蒸汽流量存在着严重的不平衡;而且流量太小时;测量误差大;故在低负荷阶段;一般采用单冲量调节方式..单冲量水位控制系统是以汽包水位作为唯一的控制信号;冲量即变量..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;系统框图如下所示：图1.1 液位控制系统方框图1.2锅炉生产蒸汽工艺简述水位控制系统的任务是使给水量与锅炉蒸汽量相适应;维持汽包水位在工艺规定的范围内..汽包水位反映了锅炉蒸汽流量与给水量之间的平衡关系;是锅炉运行中非常重要的监控参数..汽包水位过高;会影响汽水分离的效果;使蒸汽带液;过热器结垢;影响过热器的效率；如果使带液蒸汽进入汽轮机;会损坏汽轮机叶片..如果水位过低;会破坏水循坏而损坏锅炉;尤其是大型锅炉;一旦停止给水;汽包存水会在很短时间内完全汽化而造成重大事故;甚至引起爆炸..因此汽包水位需要严格控制..1.3锅炉生产蒸汽工作流程锅炉是工业过程中不可缺少的动力设备;锅炉的任务是根据外界负荷的变化;输送一定质量气压;气温和相应数量的蒸汽..锅炉是由“锅”和“炉”俩部分组成..“锅”就是锅炉的汽水系统;如图所示..由省煤器3、汽包4、下降管8、过热器5、上升管7、给水调节阀2、给水母管1及蒸汽母管6等组成..锅炉的给水用给水泵打入省煤器;在省煤器中;水吸收烟气的热量;使温度升高到本身压力下的沸点;成为饱和水然后引入汽包..汽包中的水经下降管进入锅炉底部的下联箱;又经炉膛四周的水冷壁进入上联箱;随即又回入汽包..水在水冷壁管中吸收炉内火焰直接辐射的热;在温度不变的情况下;一部分蒸发成蒸汽;成为汽水混合物..汽水混合物在汽包中分离成水和汽;水和给水一起在进入下降管参加循环;汽则由汽包顶部的管子引往过热器;蒸汽在过热器中吸热、升温到规定温度;成为合格蒸汽送入蒸汽母管..“炉”就是锅炉的燃烧系统;由炉膜、烟道、吸燃器、空气预热器等组成..锅炉燃料燃烧所需的空气由送风机送入;通过空气预热机;在空气预热机中吸收烟气热量;成为热空气后;与燃料按一定的比例进入炉膛燃烧;生成的热量传递给蒸汽发生系统;产生饱和蒸汽..然后经过过热器;形成一定的过热蒸汽;汇集到蒸汽母管..具有一定的压力的过热蒸汽;经过负荷设备调节阀供负荷设备使用..与此同时;燃烧过程中产生的烟气;其中含有大量余热;除了将饱和蒸汽变成过热蒸汽外;还预热锅炉给水和空气;最后经烟囱排入大气..第二章锅炉汽包水位控制系统的方案设计2.1 对被控对象进行特性分析在设计锅炉汽包水位控制的过程中首先从汽包锅炉入手;汽包锅炉有自然循环方式和强制循环方式两种;汽包锅炉自动控制的任务与直流锅炉几乎一样;也是主要包括四个方面：1保证系统安全运行；2保持燃烧的经济性；3保持炉膛负压在一定范围内；4运行中保证气轮机所需的蒸汽量;过热蒸汽压力和蒸汽温度的恒定..无论上一自然循环还是强制循环锅炉;其给水控制的任务都是为了保证锅炉负荷和给水的平衡关系..但是;汽包锅炉由于有了汽包的存在;使锅炉的运行方式、锅炉的结构、工作原理与直流锅炉不同;这就使实现控制的方式;采用被调量都有所区别..2.2汽包水位控制系统方框图和流程图2.2.1液位控制系统的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H的偏差;通过执行器去控经变送器送到水位调节器;调节器根据汽包水位测量值H与0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..系统方框图如下所示..图2.1 液位控制系统方框图这种控制系统结构简单;是典型的单回路控制系统..采用单冲量控制系统;进行PID调节一般就能满足生产要求..2.2.2液位控制系统的方案图以汽包水位为被控参数;给水量作为控制变量可构成如图所示的单回路水位控制系统;工程上也称为单冲量控制系统..这种系统的优点是所用设备少;结构简单;参数整定和使用维护方便..在如图所示的单冲量控制系统中;当锅炉蒸汽负荷流量突然大幅度增加时;由于假水位现象;调节器不但不及时开大给水阀来增加给水量;反而去关小调节阀的开度;减小给水量..这样由于蒸汽量增加、给水量减少使汽包存水量减少..等到假水位消失后;汽包水位会严重下降;甚至会使汽包水位降到危险的程度;以至发生事故..对于负荷变动较大的大、中型锅炉;单冲量控制系统不能保证水位稳定;难以满足水位控制要求和生产安全..而对小型锅炉;由于蒸汽负荷变化时假水位的现象并不明显;如果在配上相应的一些联锁报警装置;这种单冲量控制系统也能满足生产的要求;并保证安全生产..图2.2 液位控制系统方案图 2.3选择被控参数和被控变量被控参数：能在生产过程中借助自动控制保持恒定值或按一定规律变化的变量.. 控制变量：用来克服干扰对被控参数的影响;实现控制作用的变量..又称为操纵变量..最常见的操纵变量是介质的流量;也有以转速、电压等作为操纵变量的..本次实验设计的控制变量为出口流体的流量..控制变量的确定被控变量选定以后;应对工艺进行分析;找出所有影响被控变量的因素..在这些变量中;有些是可控的;有些是不可控的..1、在诸多影响被控变量的因素中选择一个对被控变量影响显著且便于控制的变量;作为控制变量；2、其它未被选中的因素则视为系统的干扰..2.4选择检测仪表;说明其选择原则和仪表性能指标调节器的选型与调节规律的选择对过程控制系统的控制品质有至关重要的影响;也是过程控制系统设计的核心内容之一..调节器的输出决定于被控参数的测量值与设定值之差;被控参数的测量值与设定值变化;对输出的作用方向是相反的..过程控制中;对于调节器的正反作用的定义为：当设定值不变时;随着测量值的增加;调节器的输出也增加;则称为“正作用”方式；同样;当测量值不变;设定值减小时;调节器输出增加;称为“正作用”方式..调节阀正、反作用方式的选择是在调节阀气开、气关方式确定之后进行的;其确定原则是使整个单回路构成负反馈系统..图2.2 液位控制系统流程图2.4.1传感器、变送器选择传感器、变送器完成对被控参数的检测;并将测量信号传送至控制器..测量信号是调节器进行控制的依据;被控参数迅速、准确地测量是实现高性能控制的重要条件..测量不准确或不及时;会产生失调、误调或调节不及时..因此;传感器、变送器的选择是过控系统设计中重要的一环..2.4.2执行器的选择过程控制使用最多的是由执行机构和调节阀组成的执行器..A 、调节阀工作区间的选择B 、调节阀的流量特性选择C 、调节阀的气开、气关作用方式选择2.4.3关于给水调节阀的气开气关的选择关于给水调节阀的气开气关的选择;一般都是从安全角度考虑的..如果高压蒸汽供给蒸汽透平压缩机的重要负荷;为保护这些设备以选用气开F ．C 阀为宜..如果蒸汽作为工艺生产中的热源时;为保护锅炉;以选用气关F ．O 阀为宜..综合起来考虑;一般选带保”+”-位装置F．IJ的给水阀;即事故状态该阀停在原位..2.4.4 关于给水调节阀型号的选择关于给水调节阀型号的选择..由于流经给水阀的除氧水压力为6．0MPa 温度为104℃ ;极宜产生汽蚀现象..对于轻度汽蚀;一般给水阀的阀芯阀座选用司钛莱合金堆焊即可..对于重度汽蚀;一般给水阀选用多级高压调节阀;使高压除氧水在流过调节阀多级节流孔后逐渐降压;而每级阀芯上只承担一部分压差;使节流后的压力在阀的部分恢复不到流体的饱和蒸汽压力;可以有效的避免汽蚀现象;也有效的防止了汽蚀引起的噪声振动和对阀芯阀座的侵蚀..2.4.5 给水流量蒸汽流量给水流量蒸汽流量的一次元件如果选用节流装置;则差压变送器输出的信号需经开方器后再输入到加法器进行信号叠加..这样可以减少非线性对系统调节品质的影响..若是选用流量变送器则不必加开方器..它们的显示仪表的量程应选择的相同;其范围应比额定蒸汽负荷大一些;以保证锅炉在额定负荷下的给水流量有波动的余地..2.5 四个环节的工作形式对控制过程确定调节系统的方案时;要根据对象的特性和工艺要求;选择合适的调节规律;使组成的调节系统满足预期的品质指标..调节器的调节规律;即它的输出量与输入量偏差值之间的函数关系..P = f e调节器的作用是根据偏差;按规定的调节规律产生输出信号;推动执行机构;对生产过程进行调节..1、比例控制P适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺上没有提出无差要求的系统;2、比例积分控制PI适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺参数不允许有余差的系统..3、比例微分控制PD适用于控制通道滞后较大的系统..例如加热较慢的温度控制系统..4、比例积分微分控制PID适用于容量滞后较大、负荷变化大、控制质量要求较高的系统;应用最普遍的是温度控制系统与成分控制系统..第三章PID控制3.1对控制进行PID控制求出系统的传递函数;画出液位控制系统方框图..在稳定状态下;水位测量信号等于给定值;水位调节器的输出;蒸汽流量及给水流量等三个信号;通过加法器得到的输出电流为:I0= K1 I1-K2 I2+ K3 I3式中;I1 为液位调节器的输出电流;I2 为蒸汽流量变送器的电流;I3 为给水流量变送器的电流;K1 、K2 、K3 分别为加法器各通道的衰减系数..设计K2 I2= K3 I3此时I0 正是调节阀处于正常开度时所需要的电流信号为了安全调节阀必须用气关阀 ..假定在某一时刻;蒸汽负荷突然增加;蒸汽流量变送器的输出电流I2 相应增加;加法器的输出电流I0 就减少; 从而开大给水调节阀..但是与此同时出现了假水位现象;水位调节器输出电流I1 将增大..由于进入加法器的两个信号相反; 蒸汽流量变送器的输出电流I2 会抵消一部分假水位输出电流I1 ; 所以; 假水位所带来的影响将局部或全部被克服..待假水位过去;水位开始下降;水位调节器输出电流I1 开始减小; 此时; 它与蒸流量信号变化的方向相反; 因此加法器的输出电流I0 减小; 意味着要求增加给水量; 以适应新的负荷需要并补充水位的不足..图3.1 液位控制系统方框图3.2整定PID理论参数调节器参数的工程整定方法在控制系统设计或安装完毕后;被控对象、测量变送器和执行器这三部分的特性就完全确定了;不能任意改变..只能通过控制器参数的工程整定;来调整控制系统的稳定性和控制质量..控制器参数的整定;就是按照已定的控制方案;求取使控制质量最好的控制器参数值..具体来说;就是确定最合适的控制器比例度P、积分时间TI;和微分时间TD..1稳定边界法临界比例度法属于闭环整定方法;根据纯比例控制系统临界振荡试验所得数据临界比例度Pm和振荡周期Tm;按经验公式求出调节器的整定参数..1 若置调节器Ti→∞;Td=0;比例度P →较大值;将系统投入运行..2 逐渐减小P ;加干扰观察;直到出现等幅减振荡为止..记录此时的临界值Pm和Tm..yT图3.2 液位控制系统图根据Pm 和Tm;按经验公式计算出控制器的参数整定值第四章仿真4.1对锅炉汽包水位进行simulink仿真稳定边界法：图4.1比例控制图图4.4 比例控制 simulink仿真结果图4.3系统PID仿真图图4.4 PID控制simulink仿真结果4.2对系统参数进行整定1 置调节器Ti→∞; Td=0;比例度P →较大值;将系统投入运行..2 逐渐减小P ;加干扰观察;直到出现等幅减振荡为止..记录此时的临界值Pm和Tm..3根据Pm和Tm;按经验公式计算出控制器的参数整定值..在控制系统设计或安装完毕后;被控对象、测量变送器和执行器这三部分的特性就完全确定了;不能任意改变..只能通过控制器参数的工程整定;来调整控制系统的稳定性和控制质量..控制器参数的整定;就是按照已定的控制方案;求取使控制质量最好的控制器参数值..具体来说;就是确定最合适的控制器比例度P、积分时间TI;和微分时间TD..1稳定边界法临界比例度法属于闭环整定方法;根据纯比例控制系统临界振荡试验所得数据临界比例度Pm和振荡周期Tm;按经验公式求出调节器的整定参数..1 若置调节器Ti→∞;Td=0;比例度P →较大值;将系统投入运行..2 逐渐减小P ;加干扰观察;直到出现等幅减振荡为止..记录此时的临界值Pm和Tm..第五章结束语这次的锅炉汽包水位控制系统设计;把课堂上学到的东西用了出来;因为每台锅炉都不一样;不能全部说清楚..这次课程设计是使用常规仪表对锅炉汽包水位进行自动控制的典型的方案;让我从中体会到了过程控制的内涵..也为接下来的考试打下了基础..同时感谢老师的精心指导;让我能顺利完成这次课程设计..。
毕设论文 于基mcgs的热电厂锅炉控制系统组态 汽包水位控制系统 说明书
内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：基于MCGS的热电厂锅炉控制系统组态---汽包水位控制系统学生姓名：邱玲学号：200440503245专业：测控技术与仪器班级：测控04-2班指导教师：左鸿飞基于MCGS的热电厂锅炉控制系统组态--汽包水位控制系统摘要电力资源在国民经济中是一项不可或缺的能源，在热电厂的生产过程中，最基本的工艺过程是用锅炉生产蒸汽，使汽轮机运转，进而带动发电机发电。
而锅炉在发电等工业生产过程中是必不可少的重要的动力设备，因此，锅炉生产过程中的各个主要参数必须严格控制。
本设计结合锅炉的生产工艺要求，针对锅炉汽包水位的动态特性，具体分析了单冲量、双冲量、三冲量锅炉汽包水位控制系统，并对其性能特点进行深入的分析和比较，最终选择了三冲量。
本设计的主要工作包括：对象特性分析、系统方案分析比较和选择、硬件组成、软件控制方案以及控制组态等。
关键词：汽包水位；三冲量；集散控制系统；MCGS组态软件the boiler control system configuration of the hotpower plant based on MCGS--drum water level control systemAbstractThe power resource is one kind of necessary energy in the national economy，and the most basic craft process is that using the boiler to produce steam and let the vapor to turn，then driving the generator to generate electricity.while the boiler is the essential motive equipment in the production processes such as generate electricity process.So，each parameter in the boiler production process must be strictly controled.Connecting with the craft requirement of the boiler，the design analyzes the one-variable、two-varisble、three-ariable boiler drum water level control system specificly aims at the dynamic characteristic of the boiler drum water level，and furtherly analyze their function and characteristics ，choosing the three-ariable control system in the end.The main work of this design includes：te object characteristic analysis、analyze compare and choose the system scheme、the hardware constitute、the software control scheme and control configuration etc.key words：drum water level；three-ariable；total distributed control system；MCGS configuration目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................... 错误！未定义书签。
汽包水位毕业论文---基于PLC工业锅炉汽包水位控制系统的设计
关键词: 汽包水位； 模糊PID； 三冲量
Abstract
The boiler is numerous essential important power equipment of industrial department. So, the boiler has often become an indispensable part of many factories. Therefore, it is essential for automatic control system in the boiler equipment to research. The water level control system of the boiler is that the boiler produces the most important link in the control system. If the production operation of the boiler is unreasonable, it is improper to de the accident. The majority in these accidents is caused because of improper in control the water level of the boiler. That can see the importance in the equipment control system of the boiler of control of water level of steam dome of the boiler. The auto-control of the drum water level is very important. The drum water level is an important variable to be controlled, it is hard to get the mathematic model of the water level with adjust process. It is characteristic of nonlinearity, instability and time lag. The traditional control mode of three-variable in the drum water level most use PID, the effect of it can be improved. The fuzzy control does not need precise mathematic model of the controlled object, it only needs the experience of operator and the date of operating it has good robustness and it fit to control the system wit h nonlinearity and lag. Keywords: Drum water level, Fuzzy-PID, Three-variable
MCGS水位控制系统毕业设计
唐山学院课程设计书专业(年级、班)09生产过程自动化技术设计人黄彬彬学号 609021201指导教师王蕊辅导教师王蕊2011年 12 月 23 日（设计结束日）引言 (3)1工程分析 (4)1.1工程框架： (4)1.2图形制作： (4)1.3流程控制： (4)1.4安全机制： (4)2制作工程 (4)2.1建立画面 (4)2.2编辑画面 (5)2.3定义数据对象 (6)3动画连线 (7)3.1设备连接 (7)3.2编写控制流程 (9)4报警显示 (10)4.1定义报警 (10)4.2制作报警显示画面 (10)4.3报警数据浏览 (11)5报表输出 (12)5.1实时报表 (12)5.2历史报表 (13)6曲线显示 (13)6.1实时曲线 (13)6.2历史曲线 (14)7 MCGS安全机制 (15)7.1定义用户和用户组 (15)7.2系统权限管理 (15)7.3操作权限管理 (15)7.4保护工程文件 (15)总结 (16)参考文献 (17)引言MCGS即"监视与控制通用系统"，英文全称为Monitor and Control Generated System。
MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。
用MCGS通用版完成水罐1、水罐2水位控制系统的设计、仿真运行。
设计要求：1）建立水位控制系统工程文件；2）设计水位控制系统工程画面，实现动画控制效果；3）进行模拟设备连接，实现动画水位控制系统自动运行；4）完成水位控制系统的报警显示与报警数据输出制作。
1工程分析1.1工程框架：2个用户窗口：水位控制、数据显示；4个主菜单：系统管理、数据显示、历史数据、报警数据；4个子菜单：登录用户、退出登录、用户管理、修改密码；5个策略：启动策略、退出策略、循环策略、报警数据、历史数据。
1.2图形制作：水位控制窗口：水泵、调节阀、出水阀、水罐、报警指示灯：由对象元件库引入；管道：通过流动块构件实现；水罐水量控制：通过滑动输入器实现；水量的显示：通过旋转仪表、标签构件实现；报警实时显示：通过报警显示构件实现；动态修改报警限值：通过输入框构件实现。
基于MCGS的热电厂锅炉控制系统组态燃烧控制系统
题目：基于MCGS的热电厂锅炉控制系统组态---燃烧控制系统毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
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作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：基于MCGS的热电厂锅炉控制系统组态---汽包水位控制系统学生姓名：***学号：************专业：测控技术与仪器班级：测控04-2班指导教师：***基于MCGS的热电厂锅炉控制系统组态--汽包水位控制系统摘要电力资源在国民经济中是一项不可或缺的能源，在热电厂的生产过程中，最基本的工艺过程是用锅炉生产蒸汽，使汽轮机运转，进而带动发电机发电。
而锅炉在发电等工业生产过程中是必不可少的重要的动力设备，因此，锅炉生产过程中的各个主要参数必须严格控制。
本设计结合锅炉的生产工艺要求，针对锅炉汽包水位的动态特性，具体分析了单冲量、双冲量、三冲量锅炉汽包水位控制系统，并对其性能特点进行深入的分析和比较，最终选择了三冲量。
本设计的主要工作包括：对象特性分析、系统方案分析比较和选择、硬件组成、软件控制方案以及控制组态等。
关键词：汽包水位；三冲量；集散控制系统；MCGS组态软件the boiler control system configuration of the hotpower plant based on MCGS--drum water level control systemAbstractThe power resource is one kind of necessary energy in the national economy，and the most basic craft process is that using the boiler to produce steam and let the vapor to turn，then driving the generator to generate electricity.while the boiler is the essential motive equipment in the production processes such as generate electricity process.So，each parameter in the boiler production process must be strictly controled.Connecting with the craft requirement of the boiler，the design analyzes the one-variable、two-varisble、three-ariable boiler drum water level control system specificly aims at the dynamic characteristic of the boiler drum water level，and furtherly analyze their function and characteristics ，choosing the three-ariable control system in the end.The main work of this design includes：te object characteristic analysis、analyze compare and choose the system scheme、the hardware constitute、the software control scheme and control configuration etc.key words：drum water level；three-ariable；total distributed control system；MCGS configuration目录摘要 (I)Abstract ....................................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章引言 (1)1.1 电力行业发展现状与趋势 (1)1.1.1 热电厂发展趋势 (1)1.1.2 热力发电厂生产流程[2] (4)1.2锅炉设备的工艺和分类[2] (7)1.2.1 锅炉设备的工艺 (7)1.2.2锅炉分类 (9)第二章锅炉汽包水位控制系统 (10)2.1 锅炉汽包水位的动态特性[4] (10)2.2锅炉汽包水位控制系统的基本方法 (13)2.3单级三冲量和串级三冲量汽包水位控制系统的分析和整定[5] (15)2.3.1单级三冲量汽包水位控制系统的分析和整定 (15)2.3.2串级三冲量给水控制系统的分析和整定 (20)2.4 控制给水的手段 (23)第三章锅炉汽包水位控制系统的硬件设计 (26)3.1分散控制系统[11] (26)3.1.1分散控制系统基础 (27)3.1.2分散控制系统基本功能 (30)3.1.3分散控制系统的特点 (30)3.2锅炉汽包水位控制系统硬件图 (31)3.3硬件选型 (32)第四章汽包水位控制系统的MCGS组态 (37)4.1组态软件产生的背景 (37)4.1.1组态软件MCGS的简介[17] (38)4.1.2 MCGS组态软件的系统构成 (38)4.1.3 MCGS组态软件的特点 (40)4.2汽包水位控制系统的MCGS组态 (41)4.2.1定义数据变量 (41)4.2.3报警显示与报警数据 (42)总结 (47)参考文献 (48)致谢 (49)第一章引言1.1 电力行业发展现状与趋势火电厂是利用煤、石油、天然气等固体、液体燃料燃烧所产生的热能转换为动能以生产电能的工厂。
按燃料的类别可分为燃煤火电厂、燃油火电厂和燃气火电厂等。
按功能又可分为发电厂和热电厂。
发电厂只生产并供给用户以电能；而热电厂除生产并供给用户电能外，还供应热能。
按服务规模可分为区域性火电厂、地方性火电厂以及流动性列车电站。
区域性电厂装机容量较大，一般建造在燃料基地，如大型煤矿附近，又称坑口电厂，其电能通过长距离的输电线路供给用户。
地方性电厂多建在负荷中心，需经长距离运进燃料，它生产的电能供给比较集中的用户。
火电厂还按蒸汽压力分为低压电厂（蒸汽初压力约为0.12～1.5兆帕（MPa））、中压电厂(2～4MPa）、高压电厂（6～10MPa）、超高压电厂（12～14MPa）、亚临压力电厂（16～18MPa ）和超临界压力电厂（22.6MPa）。
在全世界范围内，火电厂的装机容量约占总装机容量的70％，发电量约占总发电量的80％，中国火电厂的装机容量占总装机容量的74.27％，发电量占总发电量的79.7％，可见火电厂对国民经济的发展和人民生活水平的提高都起着重大作用。
1882年，中国在上海建成一座装有1台12KW直流发电机的火电厂，这是中国第一座火电厂。
经过了100多年电力行业的发展，截止2006年底，全国发电装机容量达到62200万千瓦。
其中，水电达到12857万千瓦，约占总容量20.67%；火电达到48405万千瓦，约占总容量77.82%。
全国220千伏及以上输电线路回路长度达到28.15万公里，220千伏及以上变电设备容量达到98131万千伏安。
从电力生产情况看，2006年全国发电量达到28344亿千瓦时。
其中，水电发电量4167亿千瓦时，约占全部发电量14.70%；火电发电量23573亿千瓦时，约占全部发电量83.17%；核电发电量543亿千瓦时，约占全部发电量1.92%。
“十一五”期间，我国将迎来电网建设的新高潮。
到2010年，国家电网在跨区域电网建设方面，交流特高压输电线路建设规模将达到4200千米，变电容量达到3900万千伏安，跨区送电能力达到7000万千瓦；在城乡电网建设方面，220千伏及以上交直流输电线路要超过34万千米，交流变电容量超过13亿千伏安。
1.1.1热电厂发展趋势在本世纪最后十几年左右的时间里，我国热电厂自动化技术应用和发展，尽管经历过挫折和重重困难，但仍以前所未有的速度发展。
可以预见，进入21世纪，我国热电厂自动化技术应用很可能将以更快的速度发展，这是由于世界高科技飞速发展，世界进入信息时代。
㈠热电厂将进入信息网络化时代未来21世纪的最初10年，火电厂必将随着不可抗拒的潮流加速进入信息网络时代，火电厂乃至电力系统和电力企业集团将形成生产过程自动化和管理现代化的信息网络。
⑴厂级生产过程自动化和管理现代化系统(简称厂级自动化系统)由厂级监控信息系统(Supervisory information system in plant level,简写SIS)和厂级管理信息系统(Management information system in plant level,简写MIS)组成。
SIS主要处理全厂实时数据，完成厂级生产过程的监控和管理，厂级故障诊断和分析，厂级性能计算、分析和经济负荷调度等；MIS主要为全厂运营、生产和行政的管理工作服务，主要完成设备和维修管理、生产经营管理(包括电力市场报价子系统)、财务管理等。
SIS和MIS 可以是设置在一个网络中的2个功能，共用计算单元和数据服务器，SIS网与MIS网用网关(G)或其它接口分隔成2个网，分别设置相应的计算单元和数据服务器，以提高SIS网的安全性。
电力集团企业MIS和电网运营系统与火电厂的厂级MIS相连，而电网调度系统则通过发电端的远程发送单元(RTU)与网内火电厂的的厂级SIS相连，进行1级或2级调度，也可采用传统方法连接到网络站监控系统。
随着光缆在各地区，乃至全国范围内的铺设，有可能不再需要RTU，而可以由专用Intrenet网实现上述通信。
⑵辅助车间监控系统一个火电厂有十几个辅助车间，国外已有通过网络集中到1个控制室进行集中控制的做法。
过去国内都是一个辅助车间内由PLC和上位机构成一个网络，在车间控制室内控制。
目前趋向于采用适度集中控制的方案，例如全厂形成煤、灰、水3个网络、3个监控点，待今后条件成熟时再减少控制点。
辅助车间网络通过网关连接到上层网——厂级SIS网，不连接到单元机组DCS网，再将信息引到SIS网的做法，因为这样增加了DCS负荷，降低了单元机组监控可靠性，很难处理单元机组公用车间运行管理不同的矛盾，而且单元机组对大量辅助车间信息也没有需要。
㈡单元机组自动化将展现新的特点火电厂单元机组的自动化水平，无论国外和国内，都是比较高的。
未来10年左右时间里，可以断定，单元机组自动化必将在下列几个方面进一步向前发展：⑴控制系统全计算机化，控制室紧凑小型化单元机组实现全CRT监控，传统监控盘台将取消，控制室(2台单元机组)面积由目前的350～4000m2，降到150 m2以下。