2779.工业锅炉水位微机控制系统设计

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锅炉水位-汽温控制系统设计

锅炉水位-汽温控制系统设计1 引言工业自动化涉及的范围极广，过程控制是其中最重要的一个分支。

因而，过程控制在国民经济中占有极其重要的地位。

锅炉是众多工业部门必不可少的重要动力设备。

因此，锅炉往往成了不少工厂不可缺少的一部分。

因而，对锅炉设备中的控制系统进行分析研究是必要的。

锅炉水位控制系统是锅炉生产控制系统中最重要的环节。

对锅炉生产操作如果不合理，管理不善，处理不当，往往会引起事故。

这些事故中的大部分是由于锅炉水位控制不当引起的，可见锅炉水位控制在锅炉设备控制系统中的重要性。

2 总体方案设计原则系统控制方案设计在整个工程方案设计中占有十分重要的地位，一个控制系统的成功与否主要取决于是否有一个设计优良的控制方案。

任何一种控制系统设计的目的都是为了满足生产过程中的工艺要求，从而提高产品质量和生产效率。

因此，为实现此目的，设计加热炉装置的控制方案时，应遵循以下基本原则：（1）满足要求最大限度地满足被控对象的控制要求，这是设计该控制系统的首要前提，也是设计中最重要的一条原则。

进行设计前，需要深入了解被控对象，收集资料。

（2）安全可靠保证控制系统长期运行的安全、可靠、稳定，是设计中的重要原则。

为了达到这一目的，在系统方案设计、可靠性设计、设备选择、软件编程方面应进行总体规划和全面考虑。

（3）经济实用在满足控制要求的前提下，力求控制系统简单、经济、实用、维护方便。

（4）适应发展考虑到生产发展和工艺的改进，设计的控制系统应具有适当的扩展功能。

2.1 调节阀选型原则2.1.1 阀门开闭形式选择原则对于一个具体的控制系统来说，究竟选择气开阀还是气闭阀，要由具体的生产工艺来决定。

一般来说，要根据以下几条原则进行选择：①首先要从生产安全出发，即当气源供气中断、控制器故障无输出或调节阀膜片破裂、漏气等而使调节阀无法正常工作，使得阀芯回复到无能源的初始状态时，应能确保生产工艺设备的安全，不致于发生事故。

②从保证产品质量出发，当调节阀处于无能源状态而回复到初始位置时，不应降低产品的质量。

锅炉水位控制系统设计

The water heating boilerdesignis based on single chip microcomputer, are mainly in the design water level detection, temperature detection, pressure testing, button control, water level control and display part, fault alarm and so on several parts to achieve heating control. Mainly use groundwater level sensors, optical fiber temperature sensor is used to detect temperature, press with six control keys to achieve the healthy controls, with three 7 segment LED display to complete display part, use frequency converter to control the turning speed of the circulation pump, the pressure sensor is used to inspect pressure within the boiler. And by the modulus conversion signal is sent to MCU. The signal is compared with the internal setting values in the MCU, MCU on judgment whether to need to carry on the corresponding operation, whether it need to open the pump, to achieve control of the liquid surface, so as to realize the single chip microcomputer automatic control level. This design with the single chip microcomputer control is easy to realize the boiler liquid level, temperature and pressure control, and has low cost, part program is easy to debug, failure will not affect other parts of the work, convenient maintenance, etc.

dcs锅炉液位控制系统课程设计

dcs锅炉液位控制系统课程设计一、引言DCS锅炉液位控制系统是一种自动化控制系统，用于监测和调节锅炉中的液位。

在现代工业生产中，锅炉是不可或缺的设备之一，因此对锅炉液位控制系统的设计和优化显得尤为重要。

本文将从以下几个方面对DCS锅炉液位控制系统进行课程设计。

二、系统概述1. 系统结构：DCS锅炉液位控制系统由传感器、执行器、控制器和监视器等组成。

2. 系统功能：该系统主要实现对锅炉中水位的监测和调节，确保锅炉在安全运行的同时提高工作效率。

三、传感器设计1. 传感器原理：利用压力传感器检测水面高度，并将检测结果转换成电信号输出。

2. 传感器选型：选择精度高、稳定性好、抗干扰能力强的压力传感器。

3. 传感器安装：将传感器安装在锅炉侧面，保证与水面垂直，并采用密封结构防止蒸汽泄漏。

四、执行器设计1. 执行器原理：利用电机驱动阀门，控制水的流动。

2. 执行器选型：选择响应速度快、精度高、耐腐蚀性好的电动阀门。

3. 执行器安装：将执行器安装在锅炉出水管道处，保证与水流方向一致，并采用密封结构防止漏水。

五、控制器设计1. 控制器原理：利用PID算法对传感器输出信号进行处理，并输出控制信号给执行器。

2. 控制器选型：选择具有高性能处理能力、可编程性强、稳定性好的PLC作为控制器。

3. 控制算法：采用PID算法对液位进行调节，根据实际情况调整Kp、Ki和Kd参数。

六、监视系统设计1. 监视系统原理：实时监测锅炉液位变化，并将监测结果显示在监视屏幕上。

2. 监视系统选型：选择具有高分辨率、反应速度快、稳定性好的液晶显示屏。

3. 监视界面设计：设计直观明了的监视界面，包括液位曲线图和实时数值显示等。

七、总结DCS锅炉液位控制系统是一种重要的自动化控制系统，其设计和优化对于锅炉运行的安全和效率具有重要意义。

本文从传感器、执行器、控制器和监视系统等方面进行课程设计，对该系统的实现和应用提供了一定的参考。

锅炉汽包水位控制系统设计

锅炉汽包水位控制系统设计一、引言锅炉汽包水位控制系统是锅炉控制系统中的一个重要部分，它对保证锅炉运行安全稳定起着至关重要的作用。

水位过高或过低都会对锅炉运行产生不良的影响。

因此，本文将详细介绍锅炉汽包水位控制系统的设计方法和关键技术。

二、系统结构1.水位传感器：水位传感器是用来测量锅炉汽包中的水位高度的装置，常用的有浮子式水位传感器和电容式水位传感器，它能将水位高度转换成电信号传给水位控制器。

2.控制阀：控制阀根据水位控制器的信号来调整供给水的流量，保持锅炉汽包的水位稳定在设定水位范围内。

常用的控制阀有电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。

3.水位控制器：水位控制器是锅炉汽包水位控制系统的核心部件，它接收来自水位传感器的信号，并根据设定的水位范围和控制策略来输出控制信号给控制阀。

水位控制器采用PID控制算法，综合考虑系统响应速度和稳定性。

4.操作界面：操作界面提供了对水位控制系统的监控和调节功能，包括显示当前锅炉汽包水位、设定水位范围、控制方式选择等。

操作界面通常包括触摸屏和物理按键等。

三、系统设计1.水位传感器的选择：根据锅炉汽包的实际情况选择合适的水位传感器。

浮子式水位传感器适用于低压锅炉，安装简单可靠；电容式水位传感器适用于高压锅炉，具有高精度和抗干扰能力。

2.控制阀的选择：根据系统需要选择合适的控制阀。

电动调节阀适用于小型锅炉，可以实现精确的控制；气动调节阀适用于大型锅炉，具有快速响应和稳定性好的特点；液动调节阀适用于需要高压力和高流量的锅炉，具有良好的密封性能。

3.水位控制器的设计：根据锅炉汽包水位控制的需求，选择合适的水位控制器。

水位控制器应具有高可靠性、抗干扰能力和快速响应等特点。

在PID控制算法中，根据锅炉汽包水位变化的特性和系统响应要求来调节控制参数，提高控制系统的稳定性和响应速度。

4.操作界面的设计：操作界面应具有友好的人机交互界面，能够直观地显示当前水位、设定范围和系统运行状态。

2779.工业锅炉水位微机控制系统设计

温度传感器
AD转换
DA转换
调节阀
单
压力传感器
AD转换
看门狗
水位传感器
AD转换
片
键盘
蒸汽流量传感器
AD转换
显示
给水流量传感器
AD转换
机
报警
第三章硬件设计
主要包括最小系统设计，前向通道设计，后向通道设计，键盘显示电路设计，报警电路设计最小系统包括单片机选择，复位电路设计，时钟电路设计，看门狗电路单片机选择89C51，时钟电路为内部时钟电路，看门狗和复位电路如下图所示
谢谢
工业锅炉水位微机控制系统设计
学生：指导老师：
第一章引言
主要写明本设计的目的，意义，应解决的主要问题，国内外发展状况和本设计的指导思想
第二章设计方案
工业锅炉汽包水位的自动控制，根据锅炉容量大小，供给蒸汽（或热水）的使用要求不同，通常有单冲量自动控制系统、双冲量自动控制系统和三冲量自动控制系统三种形式
前向通道设计包括传感器的选择，和A/D转换芯片的选择
本设计采用ADC0809芯片。下图为ADC0809接线电路
后向通道包括D/A转换器选择，V/I芯片的选择，以及调节阀选择
键盘显示主要就两部分，键盘电路设计和显示电路设计
下图为DAC0832与单片机接线图
第四时中断子程序设计，采样子程序设计，键盘子程序设计和显示子程序设计以及滤波、标度变换和PID运算程序设计采样子程序包括2个采样子程序，子程序1对蒸汽流量和给水流量进行采集，子程序2是对温度压力，液位，蒸汽流量和给水流量进行采集。滤波采用算术平均滤波法下图为主程序流程图和采样子程序流程图
经分析比较，本设计采用三冲量水位控制系统,由于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，有较强的干扰能力，在较大的阶跃扰动时都能有效地控制水位变化。具体设计方案：以蒸汽流量为前馈信号，给水流量为控制的反馈信号，经AD转换后送入单片机，经单片机分析计算后输出控制信号，通过控制给水流量来控制锅炉水位，使锅炉水位维持在正常的范围内。同时系统对温度和压力信号进行采集和分析，可对超标量的进行报警，同时具有键盘、显示电路和看门狗电路具体框图

锅炉水位控制系统设计

课前准备：多媒体课件制作、演示实验设备调试、以4人/小组进行分组。

一、课程导引——控制系统调试的意义过程控制系统在投运前的一项重要工作就是系统调试，经过调试使控制器的PID参数得到整定，从而使控制系统在稳、准、快的三方面综合指标得到优化。

系统调试方法有多种，并且因系统结构的不同、工艺条件不同而使调试方法也有较大差别，这就要求我们认真学会基本的调试原则，同时还需多实践，不断积累经验，达到熟能生巧。

二、调试知识——控制系统品质指标和调试方法（35分钟）（一）控制系统品质指标要对控制系统实施调试，首先得清楚控制系统的品质指标评价方法，而闭环控制系统的品质指标主要由过渡过程性能反映。

1、闭环控制系统的过渡过程一个处于平衡状态的自动控制系统在受到扰动作用后，被控变量发生变化；与此同时。

控制系统的控制作用将被控变量重新稳定下来，并力图使其回到设定值或设定值附近。

一个控制系统在外界干扰或给定干扰作用下，从原有稳定状态过渡到新的稳定状态的整个过程，称为控制系统的过渡过程。

控制系统的过渡过程是衡量控制系统品质优劣的重要依据。

在阶跃干扰作用下，控制系统的过渡过程有如图1所示的几种形式。

图1 (b)为发散振荡过程，它表明这个控制系统在受到阶跃干扰作用后，非但不能使被控变量回到设定值，反而使它越来越剧烈地振荡起来。

显然，这类过渡过程的控制系统是不能满足生产要求的。

图1 (c)为等幅振荡过程，它表示系统受到阶跃干扰后，被控变量将作振幅恒定的振荡而不能稳下来。

因此，除了简单的位式控制外，这类过渡过程一般也是不允许的。

图1 (d)所示为衰减振荡过程，它表明被控变量经过一段时间的衰减振荡后，最终能重新稳定下来。

图1 (e)所示为非周期衰减过程，它表明被控变量最终也能稳定下来，但由于被控变量达到新的稳定值的过程太缓慢，而且被控变量长期偏离设定值一边，一般情况下工艺上也是不允许的，而只有工艺允许被控变量不能振荡时才采用。

2、过渡过程的质量指标从以上几种过渡过程情况可知，一个合格的、稳定的控制系统，当受到外界干扰以后，被控变量的变化应是一条衰减的曲线。

锅炉液位控制系统课程设计报告

摘要集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。

该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。

DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。

关键字：集散控制系统；微处理器；最优化控制目录1. 概述 (1)2.通用版及嵌入版MCGS组态软件 (5)2.1锅炉液位控制工程文件建立 (5)2.2锅炉液位控制画面设计 (11)3.被控对象设计 (17)3.1实验装置简介 (17)3.2被控对象特性说明（过程工艺分析） (18)3.3被控对象的结构设计 (18)3.4被控对象工艺流程图 (19)4.控制系统设计 (19)4.1控制系统原理分析及控制方案设计 (19)4.2一次仪表选型设计 (21)4.3 DCS选型设计 (25)5.DCS组态设计 (26)5.1 DCS硬件组态设计 (26)5.2 DCS软件组态设计 (28)5.3 DCS系统闭环运行调试结果分析与说明 (32)5.设计总结与体会 (34)6.参考文献 (35)1. 概述集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。

工业锅炉汽包水位模糊控制系统设计

ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本科毕业论文工业锅炉汽包水位模糊控制系统设计The Design of Fuzzy Control System of TheIndustrial Boiler Drum Water Level系（院）名称：电子信息与电气工程学院专业班级：自动化2008级1班学生姓名：xxx学号：2008020100xx指导教师姓名：邢春芳指导教师职称：副教授2012年5月毕业设计（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，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................................. I I 第一章概述 (1)1.1课题研究目的与意义 (1)1.2工业锅炉控制综述 (1)1.2.1工业锅炉的控制要求和工艺流程 (1)1.2.2锅炉设备系统 (2)1.2.3锅炉水位控制系统在锅炉生产控制系统中的重要性 (3)1.3课题研究的主要内容 (3)第二章汽包液位控制方案 (4)2.1汽包水位特性分析 (4)2.1.1汽包水位在给水流量扰动下的基本特性 (4)2.1.2汽包水位在蒸汽负荷扰动下的动态特性 (5)2.1.3汽包水位在燃料量扰动下的动态特性 (6)2.2汽包水位控制系统设计方案 (7)2.2.1单冲量水位控制系统 (7)2.2.2双冲量水位控制系统 (8)2.2.3三冲量水位控制系统 (9)2.2.4水位三冲量模糊控制 (10)2.2.5汽包水位控制系统方案的选择 (11)第三章模糊控制 (12)3.1模糊控制的产生与发展 (12)3.2模糊控制的基本原理 (12)3.2.1模糊控制系统组成 (12)3.2.2模糊控制器的基本结构 (13)3.3模糊控制器的设计的基本方法 (15)3.3.1模糊控制器的设计方法 (15)3.3.2模糊控制器的结构设计 (15)3.3.3模糊控制规则设计 (16)3.3.4精确量的模糊化 (17)3.3.5模糊推理 (19)3.3.6模糊量去模糊化 (20)3.3.7模糊控制查询表 (21)第四章锅炉汽包水位模糊控制器的设计 (22)4.1确定模糊控制器的结构 (22)4.2确定各变量的隶属度函数和赋值表 (22)4.3模糊控制规则的确定 (25)4.4模糊控制响应表的生成 (26)4.5仿真结果与分析 (27)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)工业锅炉汽包水位模糊控制系统设计摘要：锅炉是典型的复杂热工系统。

锅炉水位控制系统的设计

课程设计锅炉水位控制系统设计肖瑶20092554 通信工程09—1班王琼2012 年 6月 23 日设计题目学号专业班级学生姓名指导教师锅炉水位控制系统的设计一、课程设计题目二、课题任务与要求三、设计方案四、硬件系统说明与电路原理框图五、软件主要模块流程图六、课程设计总结七、参考文献一、课程设计题目为了确保锅炉的安全运行，防止发生满水、缺水事故，提高自动化程度和减轻工人的劳动强度，基于MCU的锅炉水位自动控制器系统便应运而生。

系统水位检测、控制的工作原理如下图所示。

图1 系统水位检测和控制的工作原理在锅炉内部不同高度安装5个金属电极A、B、C、D、E，电极A与电源低电平相连，B、C、D、E各串接电阻后与高电平相连。

在正常情况下，锅炉的水位应保持在正常水位上限L1和正常水位下限L2之间，当水位超出了这个范围控制器应能自动声光报警。

L11和L22分别是水位的上下极限，当水位超出了上下极限时，不但需要声光报警，还应紧急自动停止电机工作，以保证绝对安全。

电机带动水泵向锅炉供水，电机和水泵运行、发光LED和音响报警等操作，都是MCU 通过采集水位状态后进行控制处理的。

水泵供水时（电机启动运行），水位上升，当水位上升到上限L1位置时，由于水的导电作用，电极B、C、D均与A接通，都为低电平，此时，开始上限声光报警；若水位继续上升到上限极限L11位置时，电极E也与A接通，为低电平，此时，MCU除了控制声光报警外，水泵停止工作不再供水（电机紧急停止）；水泵停止供水后，水位开始下降，当水位下降到下限L2位置时，电极C、D、E均与A不通，都为高电平，只有电极B与A接通为低电平，此时，开始下限声光报警；若水位继续下降到下限极限L22位置时，电极B也与A不通，此时，MCU除了控制声光报警外，电机启动运行，恢复水泵供水。

二、课程任务与要求在实验室里，采用实验箱上的拨位开关的通断动作模拟水位传感器A、B、C、D、E表示的水位状态。

智能锅炉水位控制系统的设计与实现

智能锅炉水位控制系统的设计与实现随着人们对节能、环保和安全的需求日益增强，智能化成为了锅炉行业发展的新趋势。

智能锅炉水位控制系统的设计和实现是一个兼具技术和实际应用的重要问题。

本文将从需求分析、系统设计、硬件实现和软件编程四个方面展开探讨。

一、需求分析一般而言，锅炉水位控制的目的是控制水位保证锅炉正常运行。

传统的水位控制系统是根据水位高度使用浮球开关控制进水量，但由于存在诸多缺陷，如无法保证水位的精确度、故障率高、易受污物影响等，因此需要新的控制方法。

仅仅解决了传统水位控制系统的一些缺陷，还不能完全满足水位控制的高要求。

因此，在需求分析环节，需要考虑以下几个方面：1.系统的可靠性：系统应该具备硬件及软件两方面的可靠性，能够保证在各种情况下都能有效运行；2.系统的准确度：系统应该能够精确地控制水位，确保锅炉的正常运转；3.系统的稳定性：系统应该能够承受高温高压等极端条件，稳定运行不出现故障；4.系统的易操作性：系统的操作应该简单方便，可以通过人机交互的方式实现。

二、系统设计在需求分析的基础上，系统设计是智能锅炉水位控制系统的核心。

系统设计的主要目的是满足需求分析的四个方面，提高系统的准确性、可靠性、稳定性和易操作性。

在具体系统设计时，可以采用以下几个步骤：1. 根据需求分析，选择合适的硬件设备。

硬件设备包括水位传感器、PLC（可编程逻辑控制器）、调节阀和开关等，可以根据需求定制。

2. 采用模拟信号采集方式。

智能锅炉水位控制系统需要获取锅炉内部水位的大小，采用模拟信号采集方式可以更好地获取水位大小，提高水位控制的准确性。

3. 通过PLC实现控制策略。

PLC是智能锅炉水位控制系统的核心部件，可以根据锅炉运行状态和水位状况进行控制。

在此基础上，配合调节阀和开关等配件形成完整的系统控制策略，实现精确的水位控制。

4. 采用触摸屏实现人机交互。

传统的控制系统操作不够方便，采用触摸屏实现人机交互，可以更加方便快捷地操纵控制系统，提高了系统的易操作性。

工业锅炉水位微机控制系统设计(自动化专业优秀毕业设计)

摘要锅炉计算机控制是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软、硬件、自动控制和锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，作为锅炉控制装置，其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济的运行，减轻工作人员的劳动强度。

采用微计算机控制，能对锅炉进行自动检测、自动控制等多项功能。

由于我国工业锅炉生产操作水平落后，造成很多大量的热能丢失，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。

本设计采用三冲量水位控制系统，以锅炉水位为主控信号，蒸汽流量为前馈信号，给水流量为控制器的反馈信号。

通过单片机控制，使锅炉水位维持在正常的范围内，当水位超过上限或下限时，能及时报警并采取相应的措施。

关键词：三冲量控制汽包水位锅炉温度Abstract：In recent years ,computer control of boiler was a new technology.It is a union product with the close connection of micro-computer hardware and software, automatic control and the energy of boiler-saving technology. As a boiler control devices, their main task is to ensure that the boiler security, stability and economic operate, ease the labor intensity of ing of micro-computer control, the boiler can automatically detect,automatic control, and so on.Since the backward of our contry's industrial in boiler operation production, resulting in many lost a lot of heat.Practice shows that the industrial boiler controlled by micro-computer is not only a major undertaking in the boiler safety in production, increase thermal efficiency, energy conservation, but also for the production of boilers opened up a broad prospect.This design uses the control system of three-volume water level, the boiler water level as main control signal, the steam flow as the feed-forward signal, the water supply flow as feedback signalwater level by the Single Chip Machine control, to maintain the normal range of boiler. when the water level exceeds the limit or under the limit, it can be timely warning and take corresponding measures. Keywords: Three elements control Steam drum water level boiler temperature1 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。

锅炉液位控制系统设计

1 引言本设计是采用8051单片机为核心芯片,及其相关硬件来实现的锅炉液位控制系统,CPU 循环检测传感器输出状态,并用3位七段LED 显示示液位高度,检测液位等数据,实施报警安全提示,当锅炉液位低于用户设定的值时,系统自动打开泵上水,当水位到达设定值时,系统自动关闭水泵。

系统原理框图如下：图1 系统原理框图2 液位控制系统的硬件电路设计2.1 8051单片机引脚功能及复位，时钟电路计算机芯片MCS-51是一个电脑晶片,英特尔公司生产系列。

它是在MCS-48系列的基础上发展的高性能的8位单片机。

所出的系列产品有8051、8031、8751。

其代表就是8051。

其他系列的单片机都以它为核心,所以本设计采用的核心芯片是8051单片机。

整个系统电控部分以ATMEL 公司的8051为核心芯片，控制信号采集、处理、输出三个过程。

系统的原理是采用液位式传感器测量锅炉液位值,通过单片机的转换与分析在LED 上显示及输出控制;根据当前的液位值和用户设定的水位决定是否进行开关水泵,以及是否到达危险高、低水位,需要关闭阀门。

下图2是8051的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O 口，中断口线与P3口线复用。

现在我们对这些引脚的功能加以说明：液位单片机 D/A 广义被控对象伺服电机阀门水位检测变送 A/D 给定值 -—图2单片机引脚及时钟复位电路Pin40:正电源脚，正常工作或对片内EPROM抄写程序时，接+5V电源。

Pin19:时钟XTAL1脚，片内振荡电路的输入端。

Pin18:时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端。

8051的时钟有两种方式，一种是片内时钟振荡方式，但需在18和19脚外接石英晶体(2-12MHz)和振荡电容,振荡电容的值一般取10p-30p。

另外一种是外部时钟方式，即将XTAL1接地，外部时钟信号从XTAL2脚输入。

本设计采用外部时钟电路，外接晶振和电容组成振荡器。

锅炉水位PLC电气控制系统设计

锅炉水位PLC电气控制系统设计摘要：在锅炉运行中，水位是一个很重要的参数。

若水位过高，则会影响汽水分离的效果，使用电气设备发生故障；而水位过低，则会破坏汽水循环，严重时导致锅炉爆炸。

同时高性能的锅炉产生的蒸汽流量很大，而汽包的体积相对来说较小所以锅炉水位控制显得非常重要。

锅炉水位自动控制的任务，就是控制给水流量，使其与蒸发量保持平衡维持汽包内水位在允许的范围内变化。

关键词：锅炉水位；PLC电气控制；系统设计1锅炉的基本构成1.1气锅由上下锅炉和沸水管组成。

水在管内受外部烟气加热，因而管簇内发生自然的循环流动，并逐渐汽化，产生的饱和蒸汽聚集在锅筒里面。

下锅筒起着连接沸水管的作用，同时储水。

1.2 炉膛是使燃料充分燃烧并放出热能的设备。

燃料（煤，燃油或煤气）由传送设备直接送入炉内燃烧。

所需的空气由鼓风机送入，燃尽的灰渣被炉排带到除灰口。

落入灰斗中，得到的高温烟气依次经过各个受热面，将热量传递给水以后，由烟囱排到大气中。

1.3 过热器是将锅炉所产生的饱和蒸汽继续加热为过热蒸汽的换热器。

1.4 省煤器利用烟气余热加热锅炉给水，以降低排出烟气温度的换热器。

1.5 空气预热器是继续利用离开省煤器后的烟气余热，加热燃料燃烧所需要的空气的换热器。

通常，大、中型锅炉中均设有空气预热器。

2锅炉水位控制系统在锅炉生产控制系统中的重要性锅炉是一种受压又直接受火的特种设备，是工业生产中的常用设备。

对锅炉生产如果操作不合理，管理不善，处理不当，往往会引起事故，轻则停炉影响生产，重则造成爆炸，造成人身伤亡，损坏厂房、设备，后果十分严重。

因此，锅炉的安全问题是一项非常重要的问题，必须引起高度重视。

工业锅炉中最常见的事故有：锅内缺水，锅炉超压，锅内满水，汽水共腾，炉管爆破，炉膛爆破，二次燃烧，锅炉灭火等。

其中以锅炉缺水事故比例最高。

这些事故中的大部分是由于锅炉水位控制不当引起的，可见锅炉汽包水位控制在锅炉设备控制系统中的重要性。

锅炉水位控制方案

锅炉水位控制方案一、背景锅炉是工业生产中广泛使用的设备，用于产生蒸汽或加热水。

在锅炉运行过程中，水位的控制至关重要。

控制不当可能导致水位过高或过低，从而影响锅炉的安全性和正常运行。

因此，设计一个可靠有效的锅炉水位控制方案是十分重要的。

二、目标三、方案1. 电极式水位控制电极式水位控制是常见的一种控制方法。

它通过使用电极探头检测锅炉内的水位，并根据检测到的水位信号控制水位的调节阀。

该方案的优点是简单易行，可靠性高。

但需要定期检查电极的工作状态，并及时对电极进行清洗和维护，以确保准确的水位检测。

2. 超声波水位控制超声波水位控制是一种非接触式的水位检测和控制方法。

通过发送超声波信号，并利用超声波的反射或传播时间来测量水位的高度。

根据测量结果，可以控制水位调节阀以实现水位的自动控制。

该方案适用于高温、高压工况下的锅炉，具有精准度高、安装方便等优点。

3. 压力差水位控制压力差水位控制是一种使用压力传感器测量锅炉内外的压力差，并根据压力差的变化来控制水位的方法。

该方案简单可靠，适用于存在压力差的情况下。

然而，在压力差变化较大的情况下，可能会导致水位控制的不稳定性，需要进行适当的调整和校准。

4. 液位控制系统液位控制系统是一种使用液位传感器来测量锅炉的水位，并通过信号传输和处理来实现自动控制的系统。

该方案具有准确性高、稳定性好的优点，适用于对水位控制要求较高的场景。

但需要注意液位传感器的选择和维护，以确保准确的测量结果。

四、总结锅炉水位控制方案的选取应根据具体的应用场景和要求进行评估和选择。

不同的方法各有优缺点，需要根据实际情况进行权衡取舍。

在实施方案时，需要注意定期检查和维护相关设备，以确保水位控制的准确性和可靠性。

此外，合理的操作和维护锅炉设备也是保证水位控制有效的重要因素。

锅炉液位控制系统设计

《自动控制原理课程设计》课题：锅炉液位控制系统系别: 电气与控制工程学院专业：自动化姓名：学号:指导教师：电控学院2011年1月6日1、设计目的:通过课程设计使学生掌握如何应用微型计算机结合自动控制理论中的各种控制算法构成一个完整的闭环控制系统的原理和方法；掌握工业控制中典型闭环控制系统的硬件部分的构成的工作原理和设计及其使用方法；掌握控制系统中典型算法的程序设计方法；掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的PID 控制参数整定方法，进一步加强对课堂理论知识的理解与综合应用能力，进而提高解决实际工程问题的能力。

2、设计要求设计一个单回路液位控制系统，合理选择PID 控制规律，掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的PID 控制参数整定方法，进一步加强对课堂理论知识的理解与综合应用能力，进而提高解决实际工程问题的能力。

3、总体设计锅炉液位控制系统是以液位测量信号作为唯一的控制信号,即水位测量信号经变送器送到水位调节器，调节器根据测量值与设定值的偏差去控制给水调节阀，从而改变给水量以保持水位保持在允许的±5％误差范围之内。

锅炉液位控制系统是由锅炉内胆、变送器、调节器（控制器）、给水调节阀及相关电路组成，其工作原理如图所示.（一)、课题任务(1）确定总体方案：总体方案是只针对所设计的任务、要求和条件，根据已给定值图2 锅炉液位过程控制示意图经掌握的知识和资料从全局着眼，将总体功能要求合理地发、分配给若干单元电路，并画出一个能够表示各单元功能和总体工作原理的框图。

在分析比较各种资料的基础上，发挥自己的创造力，设想几种系统方案，从设计的合理性、技术的先进性、运行的可靠性和制作的经济性等方面,分别进行技术论证和经济效益的比较,最后确定总体方案。

（2)选择元器件：控制系统设计的关键之一是选择合适的元器件并组合成系统.因此，在设计过程中，不但要考虑传感变送器的选择,也要考虑执行期的选择，以及他们在控制系统中的作用。

锅炉水位控制系统的设计说明书

学号：毕业设计说明书G RADUATE D ESIGN设计题目：锅炉水位控制系统的设计学生姓名：专业班级：学院：指导教师：摘要锅炉是多数工业过程中常用的热能动力设备，工业锅炉控制系统是复杂的控制系统。

由于设备分散、管理不善或技术原因，使多数锅炉难以处于良好的工况，增加了锅炉的燃料消耗，降低了效率。

为确保安全，稳定生产，对锅炉的自动控制十分重要，其中汽包水位是一个非常重要的被控变量。

由于锅炉的水位调节过程具有非线性、不稳定性、时滞性等特点，对锅炉汽包水位的控制提出了更高的要求。

锅炉汽包水位控制系统的设计方案主要有三种，即单冲量、双冲量、三冲量：前两种方案有系统结构简单，成本低，不能有效的控制“虚假水位”现象等特点；与前两种方案相比，最后一种方案有系统结构复杂，成本高但能抑制“虚假水位”现象，控制效果好等特点。

本文在三种汽包水位控制系统方案的基础上较为系统地分析了PID控制、前馈控制和串级控制的基本原理、理论和实现，并且在串级三冲量汽包水位控制系统中做了三种控制算法的MATLAB仿真，最后对以上三种控制算法做了比较。

关键词：锅炉汽包水位；虚假液位；PID控制；MATLAB；AbstractBoiler is thermal power plant usually used in most industrial processes and Industrial boiler’s control system is a complex control system. Because of scattered equipment, poor management or technical reason, it is difficult to work in good condition for the majority of boilers and increased their fuel consumption and reduced the work efficiency. It is very important to control boiler automatically in safety and stabilization, and boiler’s drum water-level is an important variable to be controlled. Boiler’s water adjusting process has nonlinearity, instability and delay characters, so it makes higher demand for boiler’ s drum water-level control system.Designing models of boiler drum water-level control system mainly includes single-impulse, double-impulse and three-impulse: two former models of which have the features of simplicity and low-cost, but can not control false-water-level; last model of which has the features of complexity and high-cost compared with the two former models, but can control false-water-level and can reach good effective control. The author analyses the principle, theory and realization of the algorithms of PID control, feed forward control and cascade control systematically based on the model of three-impulse boiler's drum water-level control system and ; These algorithms in cascade three-impulse boiler's drum water-level control system are simulated with Simulink; Finally, above-mentioned three algorithms are compared.Key words: boiler's drum water-level; false-water-level; PID control; MATLAB;目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1.1锅炉概述[3] (2)1.2目前锅炉控制的研究现状 (3)1.3课题提出及意义 (5)1.3.1“虚假水位”现象 (5)1.3.2课题提出的意义及背景 (6)1.4 本文的主要工作 (7)第2章锅炉汽包水位PID控制系统的设计 (8)2.1锅炉控制系统[4][5][6] (8)2.1.1锅炉控制系统结构总图[7] (8)2.1.2锅炉燃烧控制系统 (9)2.1.3锅炉气温控制系统 (9)2.1.4锅炉给水控制系统 (10)2.1.5辅助控制系统 (10)第3章PID控制理论 (11)3.1 PID理论概述 (11)3.2 PID控制及其控制算法 (11)3.2.1PID控制概述 (11)3.2.2 PID控制 (12)3.2.2.1比例（P）控制 (12)3.2.2.2比例微分(PD)控制环节 (13)3.2.2.3积分(I)控制 (14)3.2.2.4比例积分(PI)控制 (15)3.2.2.5比例积分微分(PID)控制 (15)4.3本章小结 (16)第4章锅炉汽包水位特性及其控制 (17)4.1锅炉汽包水位系统介绍 (17)4.2锅炉汽包水位的特性 (18)3.2.1 汽包水位在给水流量W作用下的动态特性 (20)3.2.2 汽包水位在蒸汽流量D作用下的动态特性 (21)3.2.3 汽包水位在燃烧量B扰动下的动态特性 (23)3.3锅炉水位控制系统 (23)3.3.1 汽包水位单冲量控制系统 (23)3.3.2 汽包水位双冲量控制系统 (25)3.3.3 汽包水位三冲量控制系统 (26)4.4汽包水位常用控制方式的综合比较及结论 (30)第5章锅炉汽包水位控制的仿真实现 (32)5.1仿真工具简介 (32)5.1.1 关于MA TLAB (32)5.1.2 关于SIMULINK (33)5.2锅炉汽包水位的单冲量PID控制系统仿真 (34)5.3锅炉汽包水位的双冲量PID控制系统仿真 (36)5.4锅炉汽包水位的三冲量串级PID控制系统仿真 (39)结束语 (43)参考文献 (44)谢辞 (46)第1章绪论1.1锅炉概述[3]锅炉，简言之，由汽锅和炉子组成。

dcs锅炉液位控制系统课程设计

DCS锅炉液位控制系统课程设计一、引言在现代工业生产中，锅炉作为重要的能源供应设备，其稳定运行和安全控制是至关重要的。

而液位控制是锅炉运行过程中需要重点考虑的一个关键环节。

为了实现锅炉液位的精确控制和自动化管理，DCS（分布式控制系统）锅炉液位控制系统应运而生。

本文将对DCS锅炉液位控制系统的设计方案进行全面、详细、完整和深入的探讨。

二、系统设计方案2.1 系统架构设计2.1.1 控制层首先，DCS锅炉液位控制系统的控制层是整个系统的核心。

它包括控制器、采集模块、执行机构等关键组件。

控制器负责接收并处理传感器采集到的液位信号，根据设定的控制策略生成控制信号。

采集模块用于将各个液位传感器的模拟信号转换为数字信号，并传输给控制器。

执行机构则根据控制信号控制液位调节阀的开度，实现对锅炉液位的调节。

2.1.2 监视层监视层是DCS锅炉液位控制系统的重要组成部分，它用于监测和显示锅炉液位的实时状态。

监视层包括人机界面、监视器和告警系统。

人机界面提供用户友好的操作界面，使操作人员可以实时监控和控制液位系统。

监视器用于显示锅炉液位的实时数值和趋势曲线，帮助操作人员进行分析和判断。

告警系统可以及时发出警报并记录异常液位事件，保证系统的安全性。

2.2 系统功能设计2.2.1 液位测量与传输1.安装液位传感器，对锅炉液位进行实时测量。

2.将传感器测量到的模拟信号通过采集模块转换为数字信号。

3.使用通信模块将液位数据传输给控制器和监视层。

2.2.2 液位控制策略1.根据液位的测量值和设定值，控制器将生成控制信号。

2.控制信号通过执行机构，调节液位调节阀的开度。

3.控制策略可以根据实际运行情况进行优化和调整，以保持锅炉液位的稳定性和安全性。

2.2.3 液位监视与告警1.人机界面可以显示实时液位数值和趋势曲线，使操作人员可以及时了解液位的变化情况。

2.监视器可以发出警报并记录液位异常事件，如液位过高、过低等，以确保及时采取措施避免事故发生。