锅炉汽包水位控制系统的设计

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工业锅炉汽包水位控制系统的设计

ＫｅｙｗｏｒｄｓｄｒｕｍｌｉｑｕｉｄｌｅｖｅｌｃｏｎｔｒｏｌＰＩＤＭＡＴＬＡＢ
工业蒸汽锅炉是一个复杂的控制对象，为了保证
确度的要求，汽包水位控制系统可以设计成单冲量调节，双冲量调节系统和三冲量调节系统。
没定值、当前与过去输出值，进行ＰＩＤ运算，计算出当前控制量去控制进水阀门，进而调节进水量。（１）主控制器的设计在计算机控制系统中，最常见的控制器有两种：一
保证锅炉安全运行的必要因素。近年来，锅炉汽包水
位的控制得到了很大的发展，笔者在前人研究的基础
升，在这个过程中，通过压力传感器测量液位，将液位信号转变成电压信号，经过放大和Ａ／Ｄ转换之后，送到控制器，单片机根据设定液位与实际液位值的偏差、
２０１３年第２期位控制系统的设计
刘秀芝
（山东科技大学信电学院，山东青岛摘要２６６５９０）
该文先分析了蒸汽锅炉汽包水位控制的目标，设计出了以单片机为核心，压力传感器、Ａ／Ｄ转换器、放大补偿电路、多路开关、硬件看
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ．Ｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｉｎｇｏｆｈｅｔｈａｒｄｗｇｒｅｙｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＴｈｅＰＩＤｃｏｎｔｏｌｒａｌｇｏｒｉｔｈｍＷａｓｕｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅ

锅炉汽包水位控制系统的设计

位变化的主要扰动是蒸汽流量的变化和给水流量的变化。如果只考虑主要扰动，那么，汽包水位对象的动态特性可用方程式表示为：
＋＋：
下联箱图１锅炉的汽水系统
１汽包水位在给水流量作用下的动态特性．１给水量是锅炉的输入量，如果蒸汽负荷不变，那么在给水流量发生变化时，汽包水位对象的微分方程式可以表示为：
ＧａｓｒｖｎｅｗｉＳＲｔｏａｄｂｓｄｏｅｒｓａｃｉｄｎｓｐｉｔｕｈｔｈｔｌｐｒｅｔｇｆｏｙｒｈｃｎｕＰｏｉｃｔＩＳｍｅｈｄ，ｎａｅｎｔｅｅｒｈｆｉｇ，ｏｎｓｏｔａｅｔａｅｃｎａｅｏｌｍｏｐｉｈｈｎｔｔｏｐ
在工艺允许的范围内。维持锅炉汽包水位在规定的范围内，是保证锅炉
给水母管
安全生产运行的必要条件，也是锅炉正常生产运行的主要指标之一。因此．锅炉控制要求水位波动尽可能小．同时要求控制信号尽量平稳。
１锅炉汽包水位特性
工业锅炉汽水系统结构见图１。汽包及蒸发管系统中储藏着蒸汽和水，储藏量的多少是以被控量水位来表征的。汽包的流人量是给水量，流出量是蒸汽量，当给水量等于蒸发量时，汽包水位就能恒定不变。Ｉ弓起水
中图分类号：Ｋ２Ｔ２
文献标识码：Ａ
工业锅炉是工业生产和生活上应用广泛的热能动力设备。锅炉汽包水位是锅炉正常运行的主要指标。水位过高会影响汽水分离，产生蒸汽带液现象；水位过低会影响汽水循环．如不及时调节，可能导致锅炉事故。工业锅炉汽包水位控制的任务是跟踪锅炉的蒸发量并维持汽包水位

「单片机锅炉汽包水位控制系统设计」

「单片机锅炉汽包水位控制系统设计」单片机锅炉汽包水位控制系统是一种利用单片机控制技术设计的锅炉汽包水位控制系统。

本文将对该系统进行详细设计。

一、系统功能需求分析1.实时监测锅炉汽包的水位情况。

2.根据水位情况及设定的水位范围，控制进水和排水装置的开闭。

3.发出报警信号，提醒操作人员处理异常情况。

二、系统硬件设计1.传感器选择：选择合适的水位传感器，如浮球传感器，根据具体需求选择。

2.进水和排水装置：选择适当的进水和排水装置，并根据实际情况设计相应的控制电路。

3.控制单元：使用单片机作为控制核心，通过编程实现水位控制和报警功能。

4.人机界面：设计合适的人机界面，如液晶屏显示水位情况及相关信息。

三、系统软件设计1.初始化设置：设置初始水位范围，进水和排水装置的控制参数。

2.检测水位：利用传感器实时检测水位，并将水位信息传输给控制单元。

3.水位控制：根据水位情况和设定的水位范围，控制进水和排水装置的开闭。

4.报警处理：当水位超过上限或低于下限时，发出报警信号，提醒操作人员处理异常情况。

5.人机交互：通过人机界面显示水位情况及相关信息，提供操作界面和参数设置功能。

四、系统运行流程设计1.系统初始化：设置初始水位范围、进水和排水装置控制参数。

2.水位检测：系统实时检测水位，获取水位信息。

3.水位控制：根据水位情况和设定范围，控制进水和排水装置的开闭。

4.检测报警：判断水位是否超过上限或低于下限，若是则触发报警。

5.报警处理：发出报警信号，提醒操作人员及时处理异常情况。

6.人机交互：通过人机界面显示水位情况及相关信息，提供操作界面和参数设置功能。

五、系统可靠性设计1.设计合适的传感器保护措施，避免传感器损坏影响系统正常运行。

2.设计冗余控制策略，确保系统失效时能够自动切换到备用控制。

3.对系统进行适当的稳定性和可靠性测试，并在实际使用中及时维护和保养。

六、系统特点1.采用单片机控制技术，具有较高的控制精度和灵活性。

锅炉汽包水位控制系统设计

锅炉汽包水位控制系统设计锅炉汽包水位控制是工业生产中极其重要的环节之一，对于保证锅炉运行的安全、稳定、经济具有十分重要的意义。

本文将对锅炉汽包水位控制系统设计进行阐述。

锅炉汽包是锅炉系统中用于调节锅炉水位的装置，也是一种储存水量的容器。

锅炉汽包通常会在锅炉的高处，且容量较大，同时也具有缓冲作用和膨胀作用。

锅炉汽包水位控制的主要目的是为了保证锅炉工作时的水位稳定，防止因水位不稳定而引起的事故或设备损坏。

1.水位控制方式选择锅炉汽包水位控制的方式通常有三种：手动控制、自动控制、程控系统。

手动控制方式是通过人工调整水位来控制，缺点是易造成人为误操作；自动控制是通过水位控制器对水位的感应和控制，优点是精度高、效率高；程控系统是利用PLC等控制器对水位进行控制和监测，可以实时监测水位变化，减少操作人员的工作量。

水位控制器的选择应该根据锅炉的实际情况进行选择，按照锅炉的类型、规模、水位控制方式等来选择。

具体可选择容易维护、控制精度高，适用于复杂环境的水位控制器。

3.气动执行机构选择气动执行机构是水位控制器的核心部件，主要功能是根据控制信号对锅炉汽包进水和排水进行控制。

在选择时应注意气动执行机构的工作电压、输出信号等等，并根据自身情况进行选择。

4.水位控制系统的组成水位控制系统主要由水位控制器、气动执行机构、水位控制阀和电气控制柜等四部分组成。

其中，水位控制器具有实时感应水位的功能，并对水位进行自动控制；气动执行机构负责执行水位控制器的控制信号，对锅炉汽包进水和排水进行控制；水位控制阀起到控制锅炉汽包进水和排水的作用；电气控制柜是整个系统的电源管理中心，负责实现水位控制器和气动执行机构的联动控制。

水位控制系统的调试是保证系统正常运行的基础，需要根据系统的实际情况进行调试，并记录下调试时的相关参数。

在调试中需要注意的是，锅炉汽包水位应该维持在合理的范围内，避免出现水位太高或太低的情况。

1.水位控制精度的提高为了保证锅炉的正常运行，对水位控制精度的提高显得尤为重要。

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。

锅炉汽包水位控制系统(过程控制仪表课程设计)

过程控制仪表课程设计题目锅炉汽包水位控制系统指导教师高飞燕班级自动化071学号20074460107学生姓名丁滔滔2011年1月5号附录：仪表配接图 (20)锅炉汽包水位控制系统1.系统简介：控制系统一般由以下几部分组成图1 自动控制系统简易图锅炉水位系统如下图：图2 单冲量控制系统原理图及方框图其单位阶跃响应图如下：图3 蒸汽流量干扰下水位阶跃曲线通过电容式液位计将检测来的液位信号变送给成标准信号，再输送给控制器，调节器再通过执行机构和阀来控制进水量，从而达到自动控制锅炉水位。

2．锅炉控制系统：2.1锅炉：锅炉是火力发电厂中主要设备之一。

它的作用是使燃料在炉膛中燃烧放热，井将热量传给工质，以产生一定压力和温度的蒸汽，供汽轮发电机组发电。

电厂锅炉与其他行业所用锅炉相比，具有容量大、参数高、结构复杂、自动化程度高等特点。

2.2过热器和再热器：蒸汽过热器是锅炉的重要组成部分，它的作用是将饱和蒸汽加热成为具有一定温度的过热蒸汽，并要求在锅炉负荷或其他工况变动时，保证过热气温的波动处在允许范围内。

提高蒸汽初压和初温可提高电厂循环热效率，但蒸汽初温的进一步提高受到金属材料耐热性能的限制。

蒸汽初压的提高随可提高循环热效率，但过热蒸汽压力的进一步提高受到汽轮机排气湿度的限制，因此为了提高循环热效率及降低排气湿度，可采用再热器。

通常，再热蒸汽压力为过热蒸汽压力的20%左右，再热蒸汽温度与过热蒸汽温度相近。

过热器和再热器内流动的为高温蒸汽，其传热性能差，而且过热器和再热器又位于高烟温区，所以管壁温度较高。

如何使过热器和再热器管能长期安全工作是过热器和再热器设计和运行中的重要问题。

在过热器和再热器的设计及运行中，应注意下列问题:⑴运行中应保持汽温的稳定，汽温波动不应超过±（5～10）℃。

⑵过热器和再热器要有可靠的调温手段，使运行工况在一定范围内变化时能维持额定的汽温。

⑶尽量防止和减少平行管子之间的偏差。

2.3省煤器和空气预热器：省煤器和空气预热器通常布置在锅炉对流烟道的尾部，进入这些受热面的烟气温度已较低，因此常把这两个受热面称为尾部受热面或低温受热面。

锅炉汽包水位控制系统的设计与仿真

ａｒｏｎｈｅｓｒｉｅｌｆ．ｎｄｐｏｌｇｔｅｖｃｉｅＫｅｒｓ：ｅｍｒｍａｅｅｅ，ｙｗｏｄＳｔａｄｕｗｔｒｌｖｌＴｈｒｅｉｐｕｌｅＳｉｕｌｅｍｓｓ，ｍｉｎｋ
ＺＨＡＮＧｃｉＧＯＮＧＺｉａ，ＺｈｅｇｌＨＵＡＮＧａｎｉ，ＬｉｎｇｐｉＷＡＮＧａｉｅ，Ｓｈｏｌ
（．１ＨｕａｏｉｃａＫｅｂｒｔｒｆＨｅｌｈＭａｎｅａｃｏｅｈｎｃｌＥｑｉｍｅｔｎｎＰｒｖｎｉｌｙＬａｏａｏｙｏａｔｉｔｎｎｅｆｒＭｃａｉａｕｐｎ，
ＨｕｎｎｎｉｅｓｔｃｅｅａｄＴｅｈｌｇｙ，ａｔｎ４１２０Ｃｈｉａ；ａＵｖｒｉｙｏｆＳｉｎｃｎｃｎｏｏＸｉｎｇａ１１，ｎ
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Ａｂｓｒｃ：ｎｏｒｒｔｏｌｈｅｐｏｅｓｄｕｒｎｇｏｒｔｏｎｏｏｉｒｔｓａｒｉｔｏｔａｔＩｄｅｏｓｖｅｔｒｂｌｍｉｐｅａｉｆｂｌｓ，ｈｉｐｐｅｎｒｄｕｃｄａａｅｔａｄｒｅｅｄｖｎｃｄｓｅｍｕｍｏｉｅｂｌｒｃｔｏｙｔｍｔｈｒｅｉｐｕｌｅｅｄｗａｔｒＡｃｏｄｉｏｔｏｋｉｇｐｒｎｃｐｌｔａｄｒｏｎｒｌｓｓｅｗｉｈｔｅｍｓｓｆｅｅ．ｃｒｎｇｔｈｅｗｒｎｉｉｅｏｆｓｅｍｕｍｏｉｅｏｒｙｓｅｉｈｂｌｒｃｎｔｏｌｓｔｍｗｔｔｅｍｐｕｓｓｅｄｗａｅｔＳｉｕｉｓｍｕａｉｎｆｃｔｏｙｓｅｓｄｅｉｎｅ．Ａｔａｔｈｅｃｔｏｓｔｍｉｓｍｕａｅｈｒｅｉｌｅｆｅｔｒ，ｈｅｍｔｎｋｉｌｔｏｏｏｎｒｌｓｔｍｉｓｇｄｌｓ，ｔｏｎｒｌｙｓｅｓｉｌｔｄ

锅炉汽包水位控制系统的设计过程控制系统实验报告

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..................... - 6 -2.2.1 液位控制系统的方框图.................................. - 6 -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。

锅炉汽包水位控制系统设计

课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数实现功能在工业生产中经常要对锅炉汽包的液位进行控制，为了能够精确控制液位高度，保证正常生产，要求设计液位闭环反馈控制系统，能抑制流量波动，且系统无余差。

本设计要求设计一个锅炉汽包液位闭环反馈控制系统，采用适合的控制算法，输入设定水位值，并实时显示当前水位。

设计任务及要求1、确定控制方案并绘制P&ID图、系统框图；2、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号和参数；3、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式；4、若设计由计算机实现的数字控制系统，应给出系统硬件电气连接图及程序流程图；5、在实验室进行计算机软件仿真，并给出仿真结果；6、按规定的书写格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上测量范围：20～100cm ；控制精度：±0.5cm ；控制液位：80cm；最大偏差：1cm。

1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。

（2天，分散完成）2、确定系统的控制方案，绘制P&ID图、系统框图。

（1天，实验室完成）3、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号和参数。

（2天，分散完成）4、确定控制器的控制规律、控制器正反作用方式以及保证系统无余差。

（实验室1天）5、仿真分析或实验测试、答辩。

（3天，实验室完成）6、撰写、打印设计说明书（1天，分散完成）摘要关键词：目录第1章绪论 (1)第2章课程设计的方案 (2)2.1概述 (2)2.2虚假水位的行程及对策 (2)2.3汽泡水位的影响因素 (2)2.4汽泡水位控制方案设计 (3)第3章硬件设计 (7)3.1液位传送器选型 (7)3.2流量传送器选型 (7)3.3执行器选型 (8)3.4控制器器选型 (9)第4章锅炉汽泡水位的模型及仿真 (11)4.1仿真分析 (11)4.2仿真分析 (12)第5章课程设计总结 (15)参考文献 (16)第1章绪论锅炉烧水会产生高温高压的蒸汽，其温度可以达到1000多度，这样的蒸汽可以作为强大的动力源，蒸汽锅炉的作用是供给稳定的蒸汽产品，为保证提供合格的蒸汽产品来适应负荷的需要，与其配套的控制系统必须满足各工艺参数。

锅炉汽包水位可靠性控制系统的研究与应用

两ＣＵ板的运算结果，当结果不一致时向ＣＵ板ＰＰ发出运行自检程序的命令，确定故障ＣＵ板；（）Ｐ２控制两ＣＵ板在子任务级同步；（）除故障ＣＵＰ３切Ｐ
５０
锅炉汽包水位可靠性控制系统的研究与应用
《化工装备技术》３卷第１２１第１期００年
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１３故障敏感观测器及故障诊断逻辑ＦＩ．Ｄ系统
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统一写成如下形式
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陆建东等．双微机容错系统分析和设计［］．华中理工大Ｊ
学学报，１９，６９０．
吴爱国，段广ｆＩ．线性系统对偶Ｌｅｂｒｒ观测器设ｕｎｅｇｅ
汁［］．制理论与应用，２０，３Ｊ控０８．
汽包
图１串级三冲量水位控制方案
Ｉ１锅炉水位控制方案．
锅炉水位控制的目的是克服炉负荷变化所引起的 “ 假水位 ” 的影响以及各种干扰对水位的影响，

基于PLC的锅炉汽包水位控制系统设计

摘要汽包水位是影响锅炉安全运行的一个重要参数，汽包水位过高或者过低的后果都非常严重，因此对汽包水位必须进行严格控制。

PLC技术的快速发展使得PLC广泛应用于过程控制领域并极大地提高了控制系统性能，PLC已经成为当今自动控制领域不可缺少的重要设备。

本文从分析影响汽包水位的各种因素出发，重点分析了锅炉汽包水位的“假水位现象”，提出了锅炉汽包水位控制系统的三冲量控制方案。

按照工程整定的方法进行了PID参数整定，并进行了仿真研究。

根据控制要求和所设计的控制方案进行硬件选型以及系统的硬件设计，利用PLC编程实现控制算法进行系统的软件设计，最终完成PLC在锅炉汽包水位控制系统中应用。

关键词：汽包水位三冲量控制PLC PID控制ABSTRACTThe steam drum water level is a very important parameter for the boiler safe operation, both high and low steam drum water level may lead to extremely serious consequence; therefore it must be strictly to be controlled. With the rapid development of PLC technology, it can widely be applied to the process control domain and enhances the performance of control system enormously. PLC has already become the essential important equipment in automatic control domain.Based on the analysis of all kinds of factors which influence steam drum water level, “unreal water level phenomenon”is analyzed specially, and three impulses control plan for steam drum water level control system is proposed. According to the needs of control, the selection of control requirements hardware and system hardware design as well as system software design are carried out. Finally the application of PLC in boiler steam drum water control system is completed.Key words:Steam drum water level Three impulses control PLC PID control目录1绪论 (1)1.1汽包水位控制系统的发展现状 (1)1.2本设计的主要工作 (2)2控制方案设计 (4)2.1汽包水位的影响因素 (4)2.2汽包水位的控制方案设计 (7)3硬件选型 (13)3.1水位传感器选型 (13)3.2流量传感器的选型 (14)3.3电机的选型 (16)3.4变频器的选型 (17)3.5接触器的选型 (17)3.6熔断器的选型 (18)3.7功率三极管的选型 (18)3.8PLC及相关模块的选型 (19)3.9硬件工作原理 (22)4硬件设计 (25)4.1系统总体线路设计 (25)4.2控制线路设计 (27)5控制算法及参数整定 (29)5.1PID算法简介 (29)5.2三冲量控制系统参数整定 (30)6软件设计 (37)6.1程序流程设计 (37)6.2DeviceNet网络组态 (39)6.3RSLogix5000程序设计 (42)7监控界面设计 (48)8结束语 (51)参考文献 (53)致谢 (53)附录 (55)1绪论1.1汽包水位控制系统的发展现状蒸汽锅炉是企业重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽产品，以满足负荷的需要。

锅炉汽包水位三冲量控制系统的设计

给水流量Ｗ的扰动是影响汽包水位的主要因素，它来自控制侧，属于内部扰动。给水流量Ｗ扰动下水位变化的阶跃响应曲线如图１所示。图１中，Ｈ１为不考虑水面下汽泡容积变化的响应曲线，是由汽包内部的物料不平衡引起的；Ｈ２为给水过冷度（给水温度低于汽包内饱和水温度）所引起的水位变化，给水过冷度越大，Ｈ２变化的幅度越大；Ｈ为水位受到给水流量Ｗ阶跃扰动后的实际响应曲线，可认为是由Ｈ１和Ｈ２合
· １５５ ·
合成的。当蒸汽流量突然减小时，水位变化则是先下降再上升。
幅度，且是产生 “虚假水位 ”的根源，引入蒸汽流量作为前馈信号，以改善外部扰动时的控制品质。控制系统的构成如图３所示。
图２蒸汽流量扰动下水位的阶跃响应曲线
成的。由Ｈ曲线可看出给水扰动的特点是：当给水扰动刚加入时，由于给水过冷度的影响，水位Ｈ的变化很慢，经过一段时间之后，汽包内部的物料不平衡起主要作用了，水位逐渐增加，最后变为按一定速度直线上升，如果给水流量和蒸汽流量不能平衡，水位将不能稳定。
图１给水流量扰动下水位的阶跃响应曲线
２基本控制思路汽包水位控制的中心任务是控制给水流量，使给
水流量与蒸发量保持动态平衡，汽包水位维持在一定范围内。由于汽包水位的调节具有一定的延迟性和惯性，当给水流量、蒸发流量发生阶跃变化时，汽包水位不能立即跟着作线性变化，经过综合考虑，设计了基于ＤＣＳ系统的锅炉三冲量给水控制系统：控制通道在给水侧，给水流量作为系统的调节变量，给水流量扰动在控制系统的闭合回路里；蒸汽流量只影响水位波动的

锅炉汽包水位控制系统工艺流程

锅炉汽包水位控制系统工艺流程一、背景介绍锅炉是工业生产中常用的设备之一，其作用是将水加热成蒸汽，为工业生产提供动力。

在锅炉运行过程中，汽包水位的控制是非常关键的，如果水位过高或过低都会对锅炉的安全运行产生影响。

因此，锅炉汽包水位控制系统的设计和运行是非常重要的。

二、锅炉汽包水位控制系统工艺流程1. 水位计的安装在锅炉汽包中安装水位计是控制水位的前提。

水位计通常安装在汽包侧面，通过测量水位计上下两个电极之间的电阻值来判断汽包水位的高低。

2. 控制系统的设计控制系统的设计是锅炉汽包水位控制的核心。

控制系统通常由水位计、控制器、执行器三部分组成。

水位计用于测量汽包水位，将水位信号传输给控制器；控制器接收水位信号，根据设定值进行比较，计算出误差，再将误差信号传输给执行器；执行器根据误差信号控制进水阀门的开度，从而实现对汽包水位的控制。

3. 系统的调试和运行在系统安装完成后，需要进行调试和运行。

首先，需要对系统进行校准，包括水位计的校准和控制器的校准。

然后，进行系统的调试，通过调整进水阀门的开度来控制汽包水位的高低。

最后，进行系统的运行，监测汽包水位的变化，及时调整进水阀门的开度，保持水位在安全范围内。

三、实例某工厂的一台锅炉汽包水位控制系统出现故障，导致汽包水位过高，严重影响了锅炉的正常运行。

经过检查，发现是水位计的电极出现了故障，导致水位计无法正常测量汽包水位。

工程师及时更换了故障的水位计电极，并对控制系统进行了校准和调试，最终成功恢复了锅炉的正常运行。

四、总结锅炉汽包水位控制系统是保障锅炉安全运行的重要组成部分。

在设计和运行过程中，需要严格遵守相关规定和标准，确保系统的可靠性和稳定性。

同时，需要定期进行维护和检修，及时发现和排除故障，保证系统的长期有效运行。

锅炉汽包液位控制系统matlab设计

锅炉汽包液位控制系统matlab设计一、引言锅炉汽包液位控制是锅炉控制系统中的重要组成部分，其作用是保证锅炉运行安全稳定。

本文将介绍如何使用MATLAB设计锅炉汽包液位控制系统。

二、锅炉汽包液位控制系统的基本原理锅炉汽包液位控制系统的基本原理是通过对水泵、给水阀、汽阀等设备进行控制，使得锅炉内部的水位保持在一定范围内。

具体来说，当锅炉内部水位过低时，需要通过水泵将水加入到锅炉中；当锅炉内部水位过高时，则需要通过给水阀和汽阀来调节蒸汽排放量和给水量。

三、MATLAB设计锅炉汽包液位控制系统的步骤1. 建立模型在MATLAB中，我们可以使用Simulink工具箱来建立模型。

首先，我们需要确定模型所需的输入和输出信号。

在这里，我们需要输入给水流量和蒸汽流量，并输出液位信号。

2. 设计PID控制器PID控制器是一种常用的控制器类型，在这里也可以使用该类型的控制器来进行设计。

在MATLAB中，我们可以使用Simulink中的PID 控制器模块来进行设计。

需要注意的是，在设计PID控制器时，需要根据实际情况进行参数调整。

3. 进行仿真在完成模型和控制器的设计后，可以进行仿真以验证系统的性能。

在MATLAB中，我们可以使用Simulink中的仿真功能来进行仿真。

4. 调整参数根据仿真结果，可以对模型和控制器参数进行调整以优化系统性能。

5. 实现控制最后，在完成模型和控制器参数调整后，我们可以将其应用到实际系统中进行控制。

四、总结本文介绍了如何使用MATLAB设计锅炉汽包液位控制系统，包括建立模型、设计PID控制器、进行仿真、调整参数和实现控制等步骤。

通过该方法，我们可以有效地提高锅炉运行安全稳定性。

锅炉汽包水位控制系统设计知识讲解

锅炉汽包水位控制系统设计过程控制系统实验报告专业 ******班级 ******学生姓名 ******学号 ******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120cm，稳态误差±0.4cm，满足生产要求。

G(s)=1/(s^3+10s^2+29s+20),σ%<20%,Ts<10s,Ess=0.二、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目录第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理1了解锅炉生产蒸汽工艺及其工作流程-------------------------------------------31.1锅炉汽包水位自动控制的意义--------------------------------------------------3 1.2了解锅炉生产蒸汽工艺及其工作流程-----------------------------------------3 第二章锅炉汽包水位控制系统方案的设计2.1液位控制系统的方框图------------------------------------------------------------5 2.2液位控制系统的方案图------------------------------------------------------------5 2.3检测变送器的选择------------------------------------------------------------------6 2.4调节阀的选择------------------------------------------------------------------------6 2.5仪器性能指标的计算---------------------------------------------------------------6 2.6调节器的选择------------------------------------------------------------------------8 2.7调节器作用方向的选择------------------------------------------------------------8 第三章 PID控制3.1控制规律的比较--------------------------------------------------------------------93.2 PID参数的整定--------------------------------------------------------------------10第四章仿真4.1 simulink 仿真---------------------------------------------------------------------114.2 系统参数整定--------------------------------------------------------------------13第五章心得体会-----------------------------------------------------------15第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理1. 了解锅炉生产蒸汽工艺及其工作流程1.1锅炉汽包水位自动控制的意义锅炉汽包水位自动调节的任务是使给水量跟踪锅炉的蒸发量，并维持汽包中的水位在工艺允许的范围内。

锅炉汽包水位控制系统

锅炉汽包水位控制系统摘要：锅炉是过程工业中必不可少的动力设备，锅炉控制装置，其主要的任务是保证锅炉的安全、稳定运行，同时减轻工作人员的劳动强度，确保人员的人身安全。

锅炉的汽包水位是影响锅炉安全运行的重要参数，因此控制好汽包液位是很有必要的。

关键词：单冲量水位控制，CR-604锅炉专用液位计。

一、锅炉的工艺过程：锅炉是过程工业中必不可少的动力设备。

它所产生的蒸汽不仅可以供生产过程作为热源，而且还可以作为蒸汽透平的动力源。

随着工业生产过程规模的不断扩大，生产过程不断强化，作为全厂动力和热源的锅炉设备，亦向大容量、高参数。

高效率方向发展。

为确保锅炉生产的安全操作和稳定运行，对锅炉设备的自动控制也提出了更高的要求。

锅炉控制装置中的汽包水位是影响锅炉安全运行的重要参数，水位过高会导致蒸汽带水进入过热器并在过热器内结垢，影响传热效率，严重的将引起过热管爆管；水位过低又将破坏部分水冷壁的水循环，引起水冷壁局部过热而爆管。

锅炉给水调节对象可以用如下所示图1表示。

图1 锅炉给水调节系统框图二、影响汽包水位因素：2.1汽包水位H的主要有给水量W在给水量W的阶跃扰动下，水位H的响应曲线可以用图2来说明。

如把汽包及水循环系统当作单容量水槽，水位的响应曲线应该如图中的直线H1。

考虑到给水温度低于汽包内的饱和水温度，当它进入汽包后吸收了原有的饱和水中的一部分热量，使锅炉的蒸汽量下降，水面以下的汽包总体积Vs也相应减小，导致水位下降。

Vs对水位的影响可以用图中的曲线H2表示。

水位H的实际响应曲线是H1和H2的总和。

从图中可知，响应过程有一段迟延时间τ。

给水的过冷度越大，纯迟延时间也越大。

给水扰动下的传递函数可以近似表示为式中Ko为响应速度，即给水流量变化单位流量时，水位的变化速度2.2汽轮机的耗汽量D在耗气量D的阶跃扰动下，水位H的响应过程可以用图2来说明。

当耗气量D突然阶跃增加时，一方面改变了汽包内的物质平衡状态，使水位下降，图中H1表示把汽包当作单容对象时水位应有的变化；另一方面，由于耗气量D的增加，迫使锅内汽包增多；同时由于燃料量维持不变，汽包压力Pd下降，使水面以下的蒸汽泡膨胀，总体积Vs增大，从而导致汽包水位的上升，如图中H2所示。

锅炉汽包水位设计讲解

黄山学院自动化专业设计目录第一章绪论 (2)1．1锅炉工作过程简介 (2)第二章锅炉汽包水位动态特性分析 (3)2.1汽包水位在给水流量W作用下的动态特性 (3)2.2汽包水位在蒸汽流量D扰动下的动态特性 (4)第3章锅炉汽包水位的控制方案 (6)3.1单冲量控制方式 (6)3.2双冲量控制方式 (6)3.3三冲量控制方式 (7)3.4本设计的控制方式 (8)第4章仪器仪表的选择与参数的整定 (9)4.1差压变送器的选择 (9)4.2流量变送器的选择 (10)4.3液位变送器的选择 (12)4.4温度变送器的选择 (13)4.5工程整定 (15)第五章 PLC选型 (16)第六章设计小结 (17)参考文献: (18)附录1 ............................................................................................................................................... 错误！未定义书签。

附录2 ............................................................................................................................................... 错误！未定义书签。

附录3 ............................................................................................................................................... 错误！未定义书签。

附录4 ............................................................................................................................................... 错误！未定义书签。