火电厂锅炉温度控制系统设计
电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统设计答辩稿
控 制 仪 表 的 选 择
主 副 回 路 的 选 择
主 副 调 节 器 选 择
控 制 器 的 选 择
பைடு நூலகம் 控制仪表的选择
控制仪表的主要类型大致分为电动或气动，电动I 型、II型、III型，单元组合仪表或是基地是仪表等。 常用的控制仪表有电动II型、III型。在串级控制系统 中，选用的仪表不同，具体的实施方案也不同。 电动III型和电动II型仪表就其功能来说基本相同， 但是其控制信号不相同，在本设计中选用电动III型仪 表。
电厂锅炉蒸汽温度串级控制系 统设计
指导老师： 姓名： 班级： 学号：
一、课题研究意义
二、锅炉简介
课题研究意义
蒸汽温度是锅炉安全、高效、经济运行的主要参 数，因此对蒸汽温度控制要求严格。过高的蒸汽温 度会造成过热器，蒸汽管道及汽轮机因过大的热应 力变形而毁坏；蒸汽温度过低，又会引起热效率降 低，影响经济运行。 本次课设设计的主要考虑部分是锅炉蒸汽温度 控制系统的设计。主要蒸汽温度与再热蒸汽温度的 稳定对机组的安全经济运行时非常重要的。过热蒸 汽温度控制的任务是维持过热器出口温度在允许的 范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超允许 的工作温度。
串级调节系统的分析
根据在减温水量扰动时，过热蒸汽温度有较大的容积迟延， 而减温器出口蒸汽温度却有明显的导前作用，完全可以构成以减 温器出口蒸汽温度为副参数， 主蒸汽温度为主参数的串级控制系统，系统结构如图3-4所示。 系统中以减温器的喷水为控制手段，在单回路控制主汽温 θ l(即将θ 1作为主信号反馈到调节器，由调节器直接去控制阀 门开度)的基础上增加一个对减温水流量变化反应快的中间温度 信号θ 2作为导前信号，增加一个副调节器，如图8所示的串级控 制信号系统。副调节器根据θ 2信号控制减温水阀，如果有某种 扰动，蒸汽温度θ 2比θ l提早反映，使扰动引起的θ 2波动很快 消除，从而使过热蒸汽温度基本不受影响。热蒸汽温度基本不受 影响。
锅炉温度控制系统设计设计
锅炉温度控制系统设计设计首先，锅炉温度控制系统主要由以下几个组成部分构成：1.温度传感器：温度传感器用于测量锅炉的温度，常见的温度传感器有热电偶和热电阻。
在设计过程中，需要选择适合锅炉工况的温度传感器，确保测量准确和稳定。
2.控制器：控制器是锅炉温度控制系统的核心部件，负责接收温度传感器的信号，并对锅炉进行控制。
常见的控制器有PID控制器和模糊控制器。
在设计阶段，需要根据锅炉的特性选择合适的控制器类型，并设置好控制参数。
3.执行器：执行器用于根据控制器的输出调整锅炉的工作参数，常见的执行器有电动阀门和调节阀。
在设计过程中，需要选择合适的执行器类型，并确保其能够快速准确地响应控制信号。
接下来，我将详细介绍锅炉温度控制系统的设计步骤：1.确定控制策略：在锅炉温度控制系统中，一般采用PID控制策略。
PID控制器通过测量偏差、积分偏差和微分偏差来产生控制信号，实现温度的精确控制。
在设计过程中，需要根据锅炉的特性和工况选择合适的PID控制策略，并调整控制器的参数。
2.调整控制参数：控制参数的调整直接影响到锅炉温度控制系统的性能。
一般来说，可以采用试-误法、频率响应法等方法进行参数调整。
在调整过程中，需要注意控制器的稳定性和控制精度，并根据实际情况进行优化。
4.设计安全保护功能：锅炉温度控制系统中需要设计安全保护功能，以确保锅炉在异常情况下能够及时停机，避免事故的发生。
常见的保护功能有过温保护、燃烧器故障保护等。
在设计过程中，需要充分考虑锅炉的安全性和可靠性，确保系统能够在任何情况下保持稳定运行。
5.进行系统整合和调试：在设计完成后，需要对锅炉温度控制系统进行整合和调试。
首先，要保证各个组成部分的正确安装和连接，确保信号传递的可靠性。
然后，根据实际情况进行系统调试和优化，确保系统能够满足设计要求和运行需求。
最后，需要对锅炉温度控制系统进行定期维护和检修，以确保系统的长期稳定运行。
在维护和检修过程中，要注意对传感器、控制器和执行器的清洁和校准。
毕业设计18锅炉温度串级控制系统
由于本次设计选用的是电阻丝加热炉，属于电加热形式， 应该选择温度控制器作为执行机构，选用对应的MJYD-JL20型单相交流模块。 PLC控制器输出的数字量经过D/A转换成温度控制器可识 别的模拟电压信号后，根据不同的电流值，MJYD-JL-20型 单相交流模块输出相应的电压值从而控制电阻丝两端的电 压值，达到调节温度的目的。
致谢
这次毕业设计是我在大学里过得最充实、 最有意义、最开心的一段经历，让我为大 学画出了一个圆满的句号。感谢老师，感 谢同学，感谢在设计过程中所有帮助过我 的人！
ＭＡＤＯ２接线图
输出接线图
CPM1A-MAD02-CH 屏 蔽 电 缆 + V+ 电 压 输 出 电压输入 屏蔽电缆
输入接线图
CPM1A-MAD02-CH V+ 250E I+
+
I+ 电 流 输 出
_ COM 10K 0V
COM
+
V+
0V
电流输入 _ FG
I+
COM
250E
FG
10K 0V
执行器的选择
系统硬件的设计
温度检测电路单元
PLC及其配套的MAD02
执行器的选择 系统电气原理图
温度检测电路单元
JCJ100G接线示意图
PLC及其配套的MAD02
在本次设计中选用的是日本OMRON（立石）公司推出的 CPM2A型可编程控制器，型号为CPM2A-40CDR-A 。
在本次设计中，需要进行温度信号的采集，但采集过来的 信号为模拟信号，而PLC所能存储并进行处理的信号为数 字信号，因此，需要对采集到的温度信号，进行相应的模 数转换，以便实现锅炉温度的串级控制。相应地，PLC输 出的为数字信号，必须进行D/A转换形成模拟量才能实现 对执行器的控制。由于本次设计选用PLC作为控制工具， 所以应选择转换模块或与所选用PLC相配套的器件。因此 本次设计选用CPM2A—MAD02作为本设计中的A/D、D/A 转换器件。
锅炉温度定值S7--300控制系统设计 - 副本
锅炉温度定值S7-300控制系统设计摘要：锅炉温度定值S7--300 控制系统采用PLC作为控制系统的核心，使用西门子公司的S7--300 系列PLC编程软件中的PID功能块来实现控制算法，通过和计算机的通信实现数据的自动处理和操作的远程控制。
监控画面采用西门子公司的Wincc组态软件来制作，从而实现对Kp、Ti、Td三个参数的在线修改，以及实时监视被控对象的运行状态。
关键词：PID 可编程控制器组态软件1 引言锅炉的水温控制在一些场合仍然采用传统的继电器、接触器控制方式，没有控制算法，自动化程度不高，运行稳定性较差，操作维护部方便。
针对这些问题，本文采用S7--300 PLC 作为主控制单元，配合外围检测电路、执行单元、人机界面等技术，引入PID算法控制程序，设计出一种新的锅炉定值水温控制系统，以获得良好的控制效果。
在工业控制领域，基于运行稳定性考虑，大多采用PLC控制器作为控制核心。
特别是对生产过程中的各种物理量的检测和控制，PID控制仍然占据着非常重要的地位，在冶金、机械、化工等行业中获得了广泛应用。
PID算法简单、实用，容易为现场工程技术人员所掌握，它不需要求出被控系统的数学模型，通过调节比列（P）、积分（I）、微分（D）三个参数的大小就可以获得较好的控制效果。
对于比较复杂的控制系统，例如具有大惯性、纯滞后系统，可以在传统PID调节器的基础上，融入相应的智能控制算法衍生出各种实用可行的改进PID算法，因此，它具有较强的灵活性和应用性。
西门子中可编程控制器自带有两路模拟量输入和一路模拟量输出，具有较好的数值运算能力和处理模拟信号量的功能，可以设计出各种PID调节器，运用于具有连续量控制的闭环系统；还可根据被控对象的具体特点和要求来调整必要的控制参数，利用组态软件Wincc还具有监控功能，并可以在运行中调整参数。
2 锅炉温度定值控制系统结构2.1 PLC控制柜的组成（1）电源部分（2）CPU模块西门子S7--300PLC，型号为CPU315--2 DP，它集成了MPI 接口，可以很方便的在PLC站点、操作站OS、编程器PG、操作员面板建立较小规模的通讯。
基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制系统设计和优化
基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制系统设计和优化近年来，随着能源需求的增加，火电厂作为传统能源的主要供应者，其运行效率和能源消耗问题也越来越引起人们的重视。
然而，火电厂锅炉燃烧控制系统作为影响火电厂运行效率和能源消耗的关键因素，其控制精度和稳定性问题也一直是值得关注和解决的难题。
本文将着重讨论基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制系统设计和优化问题。
一、 PID控制的基本原理PID控制是一种通过比较设定值和实际值来调节输出变量，以达到控制误差最小、调节时间最短、稳定性最好的控制方式。
PID的全称是“Proportional-Integral-Derivative”，即比例、积分和微分控制。
PID控制器通过对系统误差的反馈控制作用，可以实现对系统稳态误差、系统瞬时响应和稳定性的控制。
比例控制通过反馈控制器输出信号的幅值和误差信号的幅值成比例的关系，来控制系统的稳定性和响应速度；积分控制通过去除系统误差的恒定偏置，来控制系统稳态误差；微分控制通过提高系统对瞬时干扰的抵抗力，来控制系统的瞬时响应。
PID控制器将上述三种控制模式集成在一个系统中，可以根据具体的参数进行调整。
</p>二、火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求火电厂锅炉燃烧控制系统作为现代火电厂的关键装置，其设计和优化一旦失误，将直接影响火电厂运行的效率和成本。
因此，我们需要对火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求进行了解和掌握：1. 温度控制：火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部温度的控制，以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
2. 水位控制：火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部水位的控制，以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
3. 火焰控制：火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部火焰的控制，以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
以上基本要求也是PID控制在设计和优化火电厂锅炉燃烧控制系统所要考虑的因素。
三、 PID控制在火电厂锅炉燃烧控制系统中的应用针对火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求，PID控制器可以实现如下的应用：1.温度控制：PID控制器可以通过对锅炉内部传感器信号的反馈，实现锅炉内部温度的控制。
火电厂燃煤锅炉温度控制系统
火电厂锅炉温度控制系统锅炉温度的控制效果直接影响着产品的质量，温度低于或高于要求时要么不能达到生产质量指标有时甚至会发生生产事故。
采用双交叉燃烧控制以锅炉炉膛温度为主控参数、燃料和空气并列为副被控变量设计火电厂锅炉温度控制系统，以达到精度在-5 C范围内。
工程控制是工业自动化的重要分支。
几十年来，工业过程控制获得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及能源的节约都起着重要的作用。
生产过程是指物料经过若干加工步骤而成为产品的过程。
该过程中通常会发生物理化学反应、生化反应、物质能量的转换与传递等等，或者说生产过程表现为物流过变化的过程，伴随物流变化的信息包括物流性质的信息和操作条件的信息。
生产过程的总目标，应该是在可能获得的原料和能源条件下，以最经济的途径，将原物料加工成预期的合格产品。
为了打到目标，必须对生产过程进行监视和控制。
因此，过程控制的任务是在了解生产过程的工艺流程和动静态特性的基础上，应用理论对系统进行分析与综合，以生产过程中物流变化信息量作为被控量，选用适宜的技术手段。
实现生产过程的控制目标。
生产过程总目标具体表现为生产过程的安全性、稳定性和经济性。
(1)安全性在整个生产过程中，确保人身和设备的安全是最重要和最基本的要求。
在过程控制系统中采用越限报警、事故报警和连锁保护等措施来保证生产过程的安全性。
另外，在线故障预测与诊断、容错控制等可以进一步提高生产过程的安全性。
(2)稳定性指系统抑制外部干扰、保持生产过程运行稳定的能力。
变化的工业运行环境、原料成分的变化、能源系统的波动等均有可能影响生产过程的稳定运行。
在外部干扰下，过程控制系统应该使生产过程参数与状态产生的变化尽可能小，以消除或者减少外部干扰可能造成的不良影响。
(3)经济性在满足以上两个基本要求的基础上，低成本高效益是过程控制的另外一个重要目标。
为了打到这个目标，不进需要对过程控制系统进行优化设计，还需要管控一体化，即一经济效益为目标的整体优化。
工业锅炉温度控制系统设计与实现
五、结论
本次演示对工业锅炉温度控制系统的设计与实现进行了详细的阐述。通过合理 地设计硬件和软件架构，以及精心的现场实施，我们成功地构建了一个高效、 稳定、安全的温度控制系统。该系统可以显著提高工业锅炉的温度控制精度和 生产效率，同时降低了能源消耗和安全隐患，为工业生产带来了积极的影响。
参考内容
5、适应性广：能够适应不同的锅炉型号和工作环境。
三、系统设计
基于以上的需求分析，我们设计出以下的温度控制系统：
1、硬件部分：采用以微处理器为核心的控制器，搭配热电偶、变送器等传感 器设备，以及电动调节阀等执行器设备。微处理器可以根据传感器采集的温度 数据，通过PID（比例-积分-微分）算法计算出调节量，控制执行器动作，以 实现对锅炉温度的精确控制。
参考内容二
摘要：
本次演示介绍了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的车载锅炉温度自动控制 系统，该系统的设计与实现旨在提高车载锅炉的温度控制精度和节能性能。通 过采用PLC控制器、传感器模块和显示模块等组件，实现了对车载锅炉温度的 实时监测与控制，并取得了良好的实验结果。本次演示的研究成果对于优化车 载锅炉温度控制具有一定的实用价值。
引言：
车载锅炉作为一种重要的能源设备，广泛应用于各种工业领域。然而，传统的 手动控制方式存在一定的局限性，如控制精度不高、节能性能不佳等。因此， 研究一种基于PLC的车载锅炉温度自动控制系统具有重要的现实意义。本次演 示旨在设计并实现一种具有高精度、节能性能优异的温度自动控制系统，从而 提高车载锅炉的整体运行性能。
5、通信功能：系统应具备与上位机或其它设备进行数据通信的功能，实现数 据的远程监控和管理。
四、系统实现
在系统实现阶段，我们需要完成以下几个步骤：
1、硬件选型和搭建：根据系统设计的要求，选择合适的微处理器、传感器、 执行器等硬件设备，并进行搭建。
火电厂锅炉自动化控制系统设计
火电厂锅炉自动化控制系统设计火电厂锅炉是电力发电的核心设备，其重要性不言而喻。
自动化控制系统是保证锅炉正常运行和安全稳定的关键。
本文将一步步介绍火电厂锅炉自动化控制系统的设计过程。
一、控制目标及原理选型在设计火电厂锅炉自动化控制系统时，首先需要确定控制目标和原理选型。
常见的控制目标有以下几种：1.温度控制：对于锅炉来说，温度控制是非常重要的一个控制目标。
通过控制来保证锅炉内部温度在一定范围内，避免高温烧毁设备或者低温影响发电效率。
2.压力控制：锅炉内部压力高低控制也是控制目标之一。
通过控制压力来实现热水流动速度和水蒸气压力的平衡。
3.流量控制：锅炉内部热水流速控制也是一个非常重要的控制目标。
4.阀门控制：对于火电厂锅炉来说，阀门控制是一个比较重要的控制策略。
通过控制阀门开合，可以实现流量调控和压力平衡等。
在选择控制原理时，需要考虑控制系统的响应速度，稳态精度，以及设备成本。
常见的控制原理有PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。
二、运行状态识别在设计火电厂锅炉自动化控制系统时，需要考虑锅炉的各种运行状态，对不同的运行状态进行识别和分类，以便针对不同状态采取不同的控制策略。
常见的运行状态分类有以下几种：1.启动状态：在锅炉启动阶段，需要通过控制热水流入速度和阀门开合来调节内部的压力和温度；2.稳态状态：当锅炉运行稳定时，需要通过控制温度、压力和流量等参数来保证锅炉的正常运行；3.冷却状态：当锅炉停止运行时，需要关掉热水流入阀门，开始进行冷却。
针对不同的运行状态，需要设计不同的控制模型和控制参数。
三、系统架构设计在确定好控制目标和运行状态识别后，需要进行系统架构设计，包括控制系统的硬件和软件两个方面。
1.硬件设计：硬件设计主要包括传感器、执行器、控制器等方面。
对于火电厂锅炉自动化控制系统，传感器主要用于测量锅炉内部的温度、压力、流量等参数；执行器主要用于控制阀门的开合和水泵的开关；控制器主要用于控制系统的数据传输和控制逻辑等。
锅炉温度控制系统设计
XXXXXXXX大学本科生过程控制课程设计说明书题目：热电厂锅炉炉膛温度控制系统的设计学生姓名：学号：专业：班级：指导教师：摘要锅炉是热电厂重要且基本的设备 ,其最主要的输出变量之一就是主蒸汽温度。
主汽温度自动调节的任务是维持过热器出口汽温在允许范围内 ,以确保机组运行的安全性和经济性。
如果该温度过高 ,会使锅炉受热面及蒸汽管道金属材料的蠕变速度加快 ,降低使用寿命。
若长期超温 ,则会导致过热器爆管 ,在汽机侧还会导致汽轮机的汽缸、汽阀、前几级喷嘴和叶片、高压缸前轴承等部件的寿命缩短 ,甚至损坏;假如该汽温过低 ,会降低机组的循环热效率 ,一般汽温每降低5 ℃～10 ℃,效率约降低1 % ,同时会使通过汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加 ,引起叶片磨损;当汽温变化过大时 ,将导致锅炉和汽轮机金属管材及部件的疲劳 ,还将引起汽轮机汽缸和转子的胀差变化 ,甚至产生剧烈振动 ,危及机组的安全 ,所以有效精准的控制策略是十分必要的锅炉炉膛温度的控制效果直接影响着产品的质量，温度低于或者高于要求时都不能达到生产质量指标，有时甚至会发生生产事故，此设计控制以锅炉炉膛温度为主控参数、燃料和空气并列为副被控变量设计热电厂锅炉温度控制系统，以达到精度在正负5 ℃范围内。
关键词：热电厂；锅炉；炉膛温度；串级控制目录引言 (4)第一章热电厂的工艺流程及要求 (5)第二章锅炉的工艺流程及控制要求 (7)2.1锅炉的工艺流程 (7)2.2锅炉的控制要求 (8)第三章锅炉炉膛温度的分析 (8)第四章锅炉炉膛温度控制系统的设计 (12)4.1炉膛温度控制的理论数学模型 (12)4.2炉膛温度控制方法的选择 (12)4.3 系统单元元件的选择 (12)4.3.1温度检测变送器的选择 (12)4.3.2流量检测变送器的选择 (14)4.3.3主、副调节器正反作用的选择 (15)4.3.4主、副回路调节器调节规律的选择 (16)4.3.5控制器仪表的选择 (16)4.3.6控制阀的选择 (18)第五章锅炉炉膛温度控制系统的工作原理 (19)第六章总结 (20)参考文献 (21)引言随着现代工业生产的迅速发展,对工艺操作条件的要求更加严格,对安全运行及对控制质量的要求也更高。
电锅炉温度控制系统的设计
单位代码01学号100119064分类号TP273+.2密级毕业设计说明书电锅炉温度控制系统的设计院（系）名称信息工程学院专业名称测控技术与仪器学生姓名邓继文指导教师吴娟2014年4月25日电锅炉温度控制系统的设计摘要电锅炉温度智能控制系统在工业生产和科研工作中占有重要的地位。
锅炉汽包燃烧系统是工业蒸汽锅炉安全、稳定运行的重要指标。
温度过高，会使蒸汽带水过多，汽水分离差，使后续的过热器管壁结垢，传热效率下降，过热蒸汽温度下降，严重时将引起蒸汽品质下降，影响生产和安全；温度过低又将破坏部分水冷壁的水循环不能满足工艺要求，严重时会发生锅炉爆炸。
尤其是大型锅炉，一旦控制不当，容易使汽包满水或汽包内的水全部汽化，造成重大事故。
因此，在锅炉运行中，保证温度在正常范围是非常重要的。
基于单片机技术实现的电锅炉温度控制系统主要由温度检测电路、温度控制电路、温度显示电路三个部分组成。
在本次设计中，选用符合测量温度范围要求的热电偶温度传感器来实现数据采集，用仪表放大电路对电压信号进行放大，实现对温度的检测和信号的传输；用单片机对所采集的数据进行处理后，再进行相应的控制，从而实现对温度的控制；采用LCD1602液晶显示器将处理的数据进行实时显示。
然后根据设计电路进行了实际制作和测试分析，达到了预期的要求。
关键词：单片机，热电偶温度传感器，LCD，MAX6675The Design of the Electric Boiler Temperature Control SystemAuthor：Deng JiWenTutor：Wu JuanAbstractAnnealing temperature control system in industrial production and scientific research occupies an important bustion system of boiler steam drum is industrial steam boiler safe and stable operation of the important indicators.Temperature is too high, can make the steam with water too much, separation of poor, make the follow-up of superheater tube wall scaling, heat transfer efficiency drops, superheated steam temperature drop, serious when will cause steam quality to drop, affect the production and safety; Temperature is too low will damage part of the wall of the water cycle can't meet the technological requirements, serious happens when the boiler exploded.Especially large boiler, once the improper control, easy to make all of the water in the water or steam drum drum with vaporization, cause serious accident. Therefore, in boiler operation, it is very important to ensure that the temperature in the normal range.Based on single chip microcomputer technology to realize the electric boiler temperature control system is mainly composed of the temperature detection circuit, temperature control circuit, display circuit of three parts.In this design, choose to meet the requirements of measuring temperature range thermocouple temperature sensor to achieve data acquisition, instrument amplifier circuit of voltage signal is amplified and realize the temperature detection and signal transmission; After the data collected in the MCU, then the corresponding control, so as to realize the temperature control; Adopt LCD1602 LCD monitor the real-time display of data processing.Then according to the design of circuit are analyzed in actual production and testing, to achieve the desired requirements.Key words: MCU，Thermocouple Temperature Sensor，LCD，MAX6675目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 电锅炉简介 (1)1.3 电锅炉温度控制系统 (2)1.4 设计要求 (2)2 温度控制系统方案分析 (3)2.1 设计思想 (3)2.2 几种方案设计 (3)2.3 方案设计要求 (4)2.4 课题研究的意义 (4)3 电锅炉温度控制系统硬件设计 (6)3.1 温度检测电路 (6)3.1.1 热电偶传感器 (6)3.1.2 MAX6675电路 (6)3.2 温度显示单元电路 (8)3.3 温度控制电路 (10)3.3.1 蜂鸣器驱动电路 (10)3.3.2 继电器 (11)3.3.3 STC89C51单片机 (12)4 电锅炉温度控制系统软件设计 (18)5 电锅炉温度控制系统仿真 (20)5.1 电路仿真结果 (20)6 电锅炉温度控制系统设计实物图 (22)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)附录A (26)附录B (26)1绪论1.1课题背景锅炉技术的发展受经济发展速度和投资规模因素影响，能源政策和节能、环保要求的制约等越来越严重。
锅炉燃烧系统的控制系统设计毕业论文
锅炉燃烧系统的控制系统设计摘要：锅炉是热电厂重要且基本的设备，其最主要的输出变量之一就是主蒸汽压力。
主蒸汽压力的自动调节的任务是维持过热器出口气温在允许范围内，以确保机组运行的安全性和气温在允许范围内，以确保机组运行的安全性和[1]经济性。
锅炉所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可以作为精馏、干燥、反可以作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。
随着工业生产的规模不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。
在控制算法上、综合运用了单回路控制、串级控制、比值控制等控制方法实现了燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量、引风量控制炉膛负压，并有效克服了彼此的扰动，使整个系统稳定运行。
运行。
关键词：锅炉；蒸汽压力；单回路控制；关键词：锅炉；蒸汽压力；单回路控制；ControlsystemdesignoftheboilercombustionsystemAbstract:Theboilerisimportantandbasicequipmentofthethermalpowerplan t,oneofthemainoutputvariableisthemainsteampressure.Thetaskoftheauto maticadjustmentofthemainsteampressureistomaintainthesuperheateroutle ttemperaturewithintheallowablerange,toensurethesafetyandeconomyofth eunitoperation.Theboilersproducehighpressuresteamcanbeusedasasource ofpower-driventurbine,butalsoasadistillation,drying,reaction,heatingandprocesshe atsource.Withindustrialproductionexpanding,asafilterforpowerandheat,b utalsotowardthehigh-capacity,high-parameter,high-efficiencydirection.Inthecontrolalgorithm,theintegrateduseofsingle-loopcontrol,cascadecontrol,ratiocontrol,thecontrolmethodoffuelcontroltoadjustthevaporpressure,airvolumecontroltoadjustthefluegasoxygenconten t,thewindcontrolthefurnacenegativepressure,andeffectivelyovercomeeac hotherdisturbancessothatthewholestabilityofthesystem.Keywords:Boiler;Vaporpressure;Single-loopcontrol引言引言随着城市的快速发展，我们对用电的需求也越来越大，如何利用好有限的能源来保证供电是一个重要的话题，在能源的利用过程中如何更加提高能源的利用率是一个可研究性的话题，本文基于上述话题对电厂的燃烧锅炉控制进行了研究。
锅炉过热蒸汽温度控制系统课程设计
锅炉过热蒸汽温度控制系统课程设计过程控制课程设计说明书——锅炉过热蒸汽温度控制系统院系：化工学院化工机械系班级：10自动化（1）姓名：李正智学号：1 0 2 0 3 0 1 0 1 6日期：2013/12/2-2013/12/15指导老师：王淑钦老师引言蒸汽温度是锅炉安全、高效、经济运行的主要参数，因此对蒸汽温度控制要求严格。
过高的蒸汽温度会造成过热器、蒸汽管道及汽轮机因过大的热应力变形而毁坏；蒸汽温度过低，又会引起热效率降低，影响经济运行。
锅炉控制现场环境恶劣，采用传统的基于模拟技术的控制器、仪器仪表或单片机，不仅结构比较复杂，效率比较低，并且可靠性也不高。
本次课程设计的主要目的是锅炉蒸汽温度控制系统的设计。
蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器。
锅炉汽温控制系统主要包括过热蒸汽和再热蒸汽温度的调节。
主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。
过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。
过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，过热蒸汽温度过高或过低，对锅炉运行及蒸汽设备是不利的。
蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全。
一般规定过热器的温度与规定值的暂时偏差不超过±10℃，长期偏差不超过±5℃【1】。
如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效率，同时使汽轮机后几级的蒸汽湿度增加，引起叶片磨损。
据估计，温度每降低5℃，热经济性将下降约1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。
一般规定过热汽温下限不低于其额定值10℃。
通常，高参数电厂都要求保持过热汽温在540℃的范围内。
由于汽温对象的复杂性，给汽温控制带来许多的困难，其主要难点表现在以下三个方面：（1）影响汽温变化的因素很多，例如，蒸汽负荷、减温水量、烟气侧的过剩空气系数和火焰中心位置、燃料成分等都可能引起汽温变化。
电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统设计
本科毕业设计论文题目电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统设计专业名称学生姓名指导教师毕业时间毕业设计任务书一、题目电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统设计二、指导思想和目的要求通过毕业设计使学生对所学自动化基本知识和专业理论加深理解，掌握工业生产过程控制系统设计和仿真的基本方法，培养独立开展设计工作的能力。
要求在毕业设计中：1.分析研究火力发电厂锅炉蒸汽温度控制要求，特点及控制系统设计方法，设计电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统，达到要求的主要技术指标；2.开展控制系统方案论证，建立系统数学模型，进行温度控制系统分析；3.设计串级控制系统控制规律，进行参数整定；4.进行数学仿真，验证设计；5.撰写毕业设计论文。
三、主要技术指标1．350MW机组锅炉过热蒸汽温度保持在00C±；5505在减温水流量变化时，锅炉过热蒸汽温度控制系统能稳定运行，衰减系数9.0ϕ；=75~.02．过程动态性能指标为：1)温度波动最大偏差不超过04C；2)过渡过程时间不大于min2；3. 锅炉稳定运行时，过热蒸汽温度应在给定值的02C范围内四、进度和要求1.1-3周：收集查阅资料；2.4-6周：完成总体方案设计和建模；3.7-8周：完成系统分析和控制规律设计；4.9-11周：完成仿真验证及修改；5.12-13周：完成毕业设计论文.五、主要参考书及参考资料⑴金以慧等，《过程控制》，清华大学出版社，2000年；⑵张栾英，孙万云，《火电厂过程控制》，中国电力出版社，2004年；⑶于希宁，刘红军，《火电场自动控制理论》，中国电力出版社，2004年.学生指导教师系主任电厂锅炉温度串级控制系统设计摘要本文是针对锅炉蒸汽温度控制系统进行的分析和设计，而对锅炉蒸汽的良好控制是保证系统输出蒸汽温度稳定的前提，所以本系统采用串级控制系统，这样可以极大的消除控制系统工作中的各种干扰因素，是系统能在一个较为良好的状态下工作，同时锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。
毕业论文——锅炉温度控制系统设计
XX XX 大学毕业设计说明书学院、系：专业：学生姓名：学号：设计题目：锅炉温度控制系统设计起迄日期: 20**年2月13日~20**年6月10日指导教师:教授系主任:发任务书日期:20**年1月7日目录第1章绪论 (1)1.1课题背景 (3)1.2 课题目的及意义 (4)1.3设计指标 (4)1.4 论文工作 (5)第2章系统设计方案与论证 (5)2.1 系统设计方案 (6)2.2 方案选定 (7)第3章锅炉温度控制系统硬件电路设计 (7)3.1 系统供电电源电路设计 (8)3.2单片机最小系统 (9)3.3 温度测量电路 (13)3.4 A/D转换单元 (16)3.5 输出模块 (20)3.6 键盘电路 (23)第四章锅炉温度控制系统软件设计 (24)4.1 主程序流程图及分析 (24)4.2 子程序流程图及分析 (25)第5章调试 (28)结论 (29)第1章绪论1.1课题背景根据国内实际情况和环保问题的考虑和要求，燃烧锅炉由于污染并效率不高，已经逐渐被淘汰；燃油和燃气锅炉也存在着燃料供应不方便和安全性等问题。
因些在人口密集的居民区、旅馆、医院和学校，电加热锅炉完全替代燃煤、燃油、燃气锅炉。
自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机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，国内外温度控制系统的发展迅速，并在智能化，自适应、参数整定等方面，以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪表，并在各行广泛应用。
电加热锅炉采用全新加热方式，它具有许多优点，使其比其他形式的锅炉更具有吸引力：(1)无污染。
不会排放出有害气体、飞尘、灰渣，完全符合环保方面的要求。
(2)能量转化效率高。
加热元件直接与水接触，能量转换效率很高，可达95%以上。
(3)锅炉本体结构简单，安全性好。
不需要布管路，没有燃烧室、烟道，不会出现燃煤、燃油、燃气的泄漏和爆炸危险。
火电厂锅炉过热汽温控制系统设计解读
摘要过热蒸汽温度控制系统是单元机组不可缺少的重要组成部分，其性能和可靠性已成为保证单元机组安全性和经济性的重要因素。
过热蒸汽温度较高时，机组热效率则相对较高，但过高时，汽机的金属材料又无法承受，气温过低则影响机组效率。
过热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行非常重要，所以对其控制有较高的要求。
但是由于过热蒸汽温度是一个典型的大迟延、大惯性、非线性和时变性的复杂系统，本次设计采用串级控制以提高系统的控制性能，在系统中采用了主控-串级控制的切换装置，使系统可以适用于不同的工作环境。
通过使用该系统，可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护过热器营壁温度不超过允许的工作温度。
关键词：过热蒸汽温度，减温水，串级控制系统，PIDAbstractThe superheated steam temperature control system is an important and indispensable unit aircrew part, its performance and reliability has become ensure safety and economic behavior of the unit aircrew important factors. The superheated steam temperature is higher, the thermal efficiency is relatively high, but is high, the metal materials and the turbine unable to bear, the temperature is too low will influence the unit efficiency. The superheated steam temperature stability of the unit safe and economic operation is very important, so for the control have higher requirements. But because the superheated steam temperature is a typical time-delayed, large inertia, nonlinear and changeable complex system, this design USES the cascade control in order to improve the control performance of the system, in the system by the master-cascade control of switching device, make the system can be used in different working environment. By using this system, can make the boiler overheating export steam temperature in allowed within the scope of the change, and the protection of superheater wall temperature not more than allow the camp of working temperature.Key words: the superheated steam temperature, reduce warm water, cascade control system, PID目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 选题的背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 本次设计的目的 (3)1.4 本次设计所做的工作 (3)2 汽温控制系统的组成与对象动态特性 (4)2.1汽温调节的概念和方法 (4)2.1.1 从蒸汽侧调节汽温 (4)2.1.2 从烟气侧调节汽温 (6)2.2过热器的分类及其基本结构 (8)2.2.1 过热器的分类 (8)2.2.2 过热器的基本结构 (11)2.3 过热蒸汽温度控制系统的基本结构和工作原理 (12)2.3.1 过热器一级减温控制系统 (12)2.3.2 过热器二级减温控制系统 (13)2.4 过热蒸汽温度控制对象的动静态特性 (15)2.4.1 静态特性 (15)2.4.2 动态特性 (15)3 过热汽温控制系统的基本方案 (19)3.1 串级汽温控制系统 (19)3.2 串级控制系统的基本结构和原理 (19)3.3 串级汽温控制系统的设计 (21)3.4 串级汽温控制系统的整定 (22)4 器件的选型 (25)4.1 温度检测变送器的选择 (25)4.2 控制器的选型 (27)4.3 执行器的选型 (28)4.4 阀门定位器的选型 (29)5 主蒸汽温度控制系统的仿真和改进 (31)5.1 串级PID系统仿真 (31)5.2 基于Smith预估计补偿器的串级汽温控制系统 (34)5.3 基于改进型Smith预估器的串级汽温控制系统 (38)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (45)附录A (45)1 绪论1.1 选题的背景及意义过热汽温的控制就是维持过热出口蒸汽温度在允许范围内，并且保护过热器，使管壁温度不超过允许的工作温度。
电锅炉温度控制系统的设计
电锅炉温度控制系统的设计一、系统组成1.传感器：用于实时采集电锅炉的温度信号；2.控制器：根据传感器采集到的温度信号进行处理，并输出控制信号；3.执行器：接收控制信号，控制电锅炉的加热功率；4.用户界面：用于操作和监视系统的运行情况。
二、控制原理电锅炉温度控制系统的基本原理是通过调整电锅炉的加热功率以控制水温。
根据电锅炉的加热功率与水温的关系，可以得到一个传输函数，用于描述系统的动态特性。
通过对传输函数进行数学建模，可以采用各种控制方法进行控制。
三、控制策略1.比例控制：根据电锅炉的温度偏差与设定值之间的差距，输出一个与偏差成比例关系的控制信号，用以控制加热功率；2.比例－积分控制：在比例控制的基础上增加积分作用，用于消除稳态误差，提高系统的稳定性和静态精度；3.比例－微分控制：在比例控制的基础上增加微分作用，用于预测系统的未来状态，并提前做出调整，以减小温度超调和响应时间；4.比例－积分－微分控制：综合利用比例、积分和微分控制的优点，以达到更好的控制效果。
四、系统优化为了进一步提高电锅炉温度控制系统的性能，可以通过以下方式进行系统优化：1.根据实际情况选择合适的控制策略，并进行参数调整，以获得最佳的系统响应；2.在传感器和控制器之间增加信号滤波模块，以消除传感器信号中的噪声和干扰；3.引入自适应控制算法，以根据系统当前的工作状态和性能要求，动态调整控制参数；4.在控制器中增加故障诊断和报警功能，以监测和预测系统的故障状态，并及时采取措施排除故障。
综上所述，电锅炉温度控制系统的设计应综合考虑系统组成、控制原理、控制策略和系统优化等因素，以实现稳定、高效的供热或蒸汽输出。
在实际工程中，还需要结合具体情况进行系统参数调整和优化，以满足用户的需求。
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火电厂锅炉温度控制系统设计课程设计任务书学生姓名专业班级指导教师工作单位题目火电厂锅炉温度控制系统设计初始条件锅炉温度的控制效果直接影响着产品的质量温度低于或高于要求时要么不能达到生产质量指标有时甚至会发生生产事故采用双交叉燃烧控制以锅炉炉膛温度为主控参数燃料和空气并列为副被控变量设计火电厂锅炉温度控制系统以达到精度在℃范围内要求完成的主要任务包括课程设计工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求1选择控制方案2绘制锅炉温度控制系统方案图3确定系统传感与变送器的选择数据采集系统控制电路等4说明系统工作原理时间安排1月21日选题理解课题任务要求1月22日方案设计1月2324日参数计算撰写说明书1月25日答辩指导教师签名 2008 年 1 月 9 日系主任或责任教师签名 2008 年 1 月 12 日目录1绪论 12锅炉的工艺流程及控制要求 221锅炉的工艺流程222锅炉的控制要求33锅炉炉膛温度的动态特性分析 34方案设计541炉膛温度控制的理论数学模型 542炉膛温度控制方法的选择 543 系统单元元件的选择 6com测变送器的选择 6com测变送器的选择8com副控制器正反作用的选择10com的PID调节器和副回路的PI调节器10com仪表的选择10com的选择125控制系统的工作原理 146设计心得157参考文献161绪论工程控制是工业自动化的重要分支几十年来工业过程控制获得了惊人的发展无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中还是在传统工业过程改造中过程控制技术对于提高产品质量以及能源的节约都起着重要的作用生产过程是指物料经过若干加工步骤而成为产品的过程该过程中通常会发生物理化学反应生化反应物质能量的转换与传递等等或者说生产过程表现为物流过变化的过程伴随物流变化的信息包括物流性质的信息和操作条件的信息生产过程的总目标应该是在可能获得的原料和能源条件下以最经济的途径将原物料加工成预期的合格产品为了打到目标必须对生产过程进行监视和控制因此过程控制的任务是在了解生产过程的工艺流程和动静态特性的基础上应用理论对系统进行分析与综合以生产过程中物流变化信息量作为被控量选用适宜的技术手段实现生产过程的控制目标生产过程总目标具体表现为生产过程的安全性稳定性和经济性1安全性在整个生产过程中确保人身和设备的安全是最重要和最基本的要求在过程控制系统中采用越限报警事故报警和连锁保护等措施来保证生产过程的安全性另外在线故障预测与诊断容错控制等可以进一步提高生产过程的安全性2稳定性指系统抑制外部干扰保持生产过程运行稳定的能力变化的工业运行环境原料成分的变化能源系统的波动等均有可能影响生产过程的稳定运行在外部干扰下过程控制系统应该使生产过程参数与状态产生的变化尽可能小以消除或者减少外部干扰可能造成的不良影响3经济性在满足以上两个基本要求的基础上低成本高效益是过程控制的另外一个重要目标为了打到这个目标不进需要对过程控制系统进行优化设计还需要管控一体化即一经济效益为目标的整体优化工业过程控制可以分为连续过程工业离散过程工业和间隙过程工业其中连续过程工业占的比重最大涉及石油化工冶金电力轻工纺织医药建材食品等工业部门连续过程工业的发展对我国国民经济意义最大过程控制主要指的就是连续过程工业的过程控制锅炉是工业生产中不可缺少的动力设备它多产生的蒸汽不仅能够为蒸馏化学反应干燥蒸发等过程提供热源而且还可以作为风机压缩机泵类驱动透平的动力源随着石油化学工业规模的不断扩大生产过程不断强化生产设备不断革新作为全厂动力和热源的锅炉亦向着大容量高参数高效率的方向发展为确保安全稳定生产对过路设备的自动控制就显得尤为重要2锅炉的工艺流程及控制要求21锅炉的工艺流程由于锅炉设备使用的燃料燃烧设备炉体形式锅炉功用和运行要求的不同锅炉有各种各样的流程常见流程如图21所示由图可知蒸汽发生系统由给水泵给水调节阀省煤器汽包及循环管组成燃料和热空气按照一定的比例进入燃烧室燃烧产生的热量传递给蒸汽发生系统产生饱和蒸汽然后经过热器形成一定汽温的过热蒸汽汇集至蒸汽母管压力为的过热蒸汽经负荷设备调节阀供给生产负荷使用与此同时燃烧过程中产生的烟气将饱和蒸汽变成过热蒸汽后经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气最后经引风机送往烟囱排入大气22锅炉的控制要求根据生产负荷的不同需要锅炉需要提供不同规格压力和温度的蒸汽同时根据安全性和经济性的要求是锅炉安全运行和完全燃烧锅炉设备的主要控制要求如下1供给蒸汽量适应负荷变化需要或者保持给定负荷2锅炉供给用汽设备的蒸汽压力应当保持在一定的范围内3 过热蒸汽温度保持在一定范围4汽包水位保持在一定范围5保持锅炉燃烧的经济性和安全性6 炉膛负压保持在一定的范围内根据上述要求锅炉设备的主要控制系统见表21表21 锅炉设备的主要控制系统控制系统被控变量操纵变量控制目的锅炉给水控制系统锅炉汽包水位给水流量锅炉内产生的蒸汽和给水的无聊平衡过路燃烧控制系统蒸汽压力烟气成分炉膛负压燃料流量送风流量引风流量蒸汽负荷的平衡燃烧的完全和经济性锅炉运行的安全性过热蒸汽控制系统过热蒸汽温度喷水流量过热蒸汽的温度和安全性3锅炉炉膛温度的动态特性分析火电厂的锅炉炉膛由于采用的燃料为煤粉在燃烧过程中炉膛和汽包之间的传热过程是一个相当复杂的过程炉膛的温度的动态特性具有一般的大滞后时变非线性和不对称性等特点在过程控制中为了方便设计同时又在一定的要求范围内我们通常把锅炉炉膛的温度的动态特性看作是一个线性的系统可以用以下传递函数描述具有时滞的一阶环节具有时滞的二阶环节在现场环境中炉膛内的温度变化是时时刻刻的很难用一个固定的数学公式将炉温的变化规律总结出来但是我们要对炉膛内的温度进行控制就必须要对炉膛内的温度变化进行一个规律的总结所以在规定的要求范围内对一些情况进行近似处理是很合理和必要的在通常情况下我们给定炉膛一个温度值作为系统的给定使锅炉炉膛在这个给定的温度状态下工作这个温度的变化又是和炉内的燃料燃烧量和炉体的总散热量相关的对于火电厂锅炉来说炉体的容量结构检测元件及其安放位置等都影响着滞后的大小它不是一个单一的问题是一个系统问题容积滞后时间就是级联的各个惯性环节的时间常数之和纯滞后产生的根源也要从整个测量系统来考虑并且与温度的高低有关热量从热源传到温度传感器要经过多个热阻与热容相串联的热惯性环节而串联的多容对象会产生等效纯时滞后随着温度的升高辐射传热的比例增大辐射具有穿透性使传热路径缩短传热速度加快所以纯滞后的时间会随温度升高而减小由于火电厂锅炉使用的燃料是煤粉即锅炉能量的来源方式是通过化学燃料的燃烧获得能量的同时炉膛内能量的散发形式又是以炉膛的炉体热量散失对汽包进行热量传导进行散失等多种途径进行的所以炉膛内的温度的变化是一个相当复杂的过程是一个非线性变化的过程从模型参数上看在锅炉炉膛的整个温度调节范围内对象的增益容积滞后时间和纯滞后时间通常是与工作温度与负载变化有关的变参数而且参数变化量与温度变化量之间是非线性关系由于锅炉炉膛内的温度是高温段的在高温段温度变化的纯滞后时间和过程增益将比低温段有显著减少而时间常数则显著增大锅炉作为一种高负荷运转的设备特别是火电厂内的锅炉长期处于高负荷运转下随着运行时间的变化其各项性能都会逐渐发生变化特别是随着使用时间的增长炉子的保温隔热材料会逐渐老化炉膛内部由于长期处于高温环境中炉体的保温密封性能变差通过炉体向外散失的热量增大此外锅炉初次使用和久停后再用时由于绝热保温材料中的水分大炉膛温度的特性差别也是很大的另外随着季节的变换锅炉运行的外部环境温度也是经常变化的冬天外部环境相对较冷炉体的散热较快夏天气温炎热炉体的散热相对会较慢如此种种因素都会引起炉膛温度特性的变化但变化的速度十分缓慢而不明显火电厂锅炉炉膛温度具有大惯性大滞后特性在炉膛的整个温度范围内对象的增益容积滞后时间纯滞后时间都是与工作温度有关的变参数从传热原理可知这些参数也与负荷变化有关在锅炉设计的工作温区在工作点附近的小范围内其动特性接近于线性较容易控制用常规的PID调节器也能控制得很好但不能经受太大的扰动也不能够大范围地跟踪变化较快的给定信号对于常规仪表大范围地改变温度要靠手动仅当温度接近给定值时方可投入自动根据以上分析可以认为火电厂锅炉炉膛温度是一种具有大容积滞后和大纯滞后的对象在整个炉膛的温区内其动态参数随锅炉的工作温度变化在工作点附近的小温度范围内炉膛的动态特性近似线性的4方案设计41炉膛温度控制的理论数学模型根据以上分析可知炉膛温度问题是比较复杂的对炉膛温度动态特性进行分段线性化则在每个较小的温度区间锅炉炉膛的燃料流量炉膛温度系统的动态特性可近似地用一个惯性环节和一个纯滞后环节串联的简化模型来表征即1其中K为过程的增益为过程的纯滞后时间To为过程的等效容积滞后时间在锅炉炉膛的整个温度范围内对象的增益容积滞后时间和纯滞后时间都是炉膛温度和负载的非线性函数K随锅炉炉膛内温度升高而减小To随锅炉炉膛内的温度升高而增大机理建模和计算机仿真分析以及实验辨识等也证明了这一模型的可行性42炉膛温度控制方法的选择双交叉燃烧控制是以锅炉炉膛温度为主被控量燃料和空气并列为副被控变量的串级控制系统其中两个并列的副环具有逻辑比值功能使该控制系统在稳定工作的情况下保证空气和燃料的最佳比值也能在动态过程中尽量维持空气燃料在最佳比值附近因此具有良好的经济效益和社会效益在煤粉流量调节回路中炉温PID的输出A1与根据实测空气流量折算成需要的煤粉流量之后分别乘以一个偏置系数K3得到信号A2乘以一个偏置系数K4得到信号A3A1A2A3三者经过高低选择器比较选中者作为煤粉流量PID的设定值空气流量调节回路中炉温PID的输出B1与根据实测煤粉流量折算成所须空气流量之后分别乘上一个偏置系数K1得到信号B2乘上偏置系数K2得到信号B3B1B2B3三者经高低选择器比较选中者乘上流量补偿系数送到空气PID作为设定值其系统组成原理图如图41所示43 系统单元元件的选择com测变送器的选择在本次设计中选用热电阻温度变送器它的量程单元的原理图如图42图42热电偶温度变送器量程单元原理图热电偶温度变送器与各种测温热电偶配合使用可将温度信号线性地转换成为4～20mADC电流信号或1～5VDC电压信号输出它是由量程单元和放大单元两部分组成的热电偶温度变送器的主要特点是采用非线性负反馈回路来实现线性变化这个特殊的性质反馈回路能按照热电偶温度－毫伏信号间的非线性关系调整反馈电压以保证输入温度t与整机输出或间的线性关系由图可见热电偶温度变送器的量程单元由信号输入回路A零点调整及冷端补偿回路B以及非线性反馈回路C等部分组成输入信号为热电偶产生的热电势输入回路中限流电阻和限压稳压管为安全火花防爆元件电阻还与电容组成低通滤波器零点调整量程调整电路的工作原理与直流毫伏变送器大致相仿所不同的是在热电偶温度变送器的输入回路中增加了由铜电阻等元件组成的热电偶冷端温度补偿电路同时把调零电位器移动到了反馈回路的支路上在反馈回路中增加了运算放大器等组成的线性化电路起线性化作用由于锅炉炉膛内的温度值较高所以选用的热电偶变送器的温度测量值必须达到要求这里我选用的是DBW-1150型热电偶温度变送器DBW-1150型热电偶温度变送器是DDZ-III系列仪表的主要品种本温度变送器用热电偶作为测温元件将被测温度线性地转换成标准信号1-5VDC或4-20mADC 输出供给指示记录凋节器计算机等自动化监控系统技术参数◆输入标准热电偶◆输出输出电流4～20mADC输出电压1～5VDC输出电阻250Ω允许负载变化范围100Ω◆量程0～1600℃◆冷端补偿误差≤1℃◆温度漂移≤01×基本误差1℃◆绝缘电阻电源输入与输出端子间≤100MΩ◆绝缘强度电源输入输山端子间1500VAC分钟◆工作条件环境温度0～50℃相对湿度≤90RH◆电源电压24VDC±5◆功耗＜2W◆防爆等级 ib IICT6◆重量＜2Kg com测变送器的选择由于流量变送的对象是煤粉和热空气所以在选择流量变送装置的时候必须是能够检测气体流量和和粉末混合气体的流量的另外由于空气是热空气所以还要求变送装置能够在一定的高温下工作所以这里选用的流量变送器为LUGB型涡街流量计LUGB型涡街流量计根据卡门karman涡街原理测量气体蒸汽或液体的体积流量标况的体积流量或质量流量的体积流量计广泛用于各种行业气体液体蒸汽流量的计量也可测量含有微小颗料杂质的混浊液体并可作为流量变送器用于自动化控制系统中LUGB型涡街流量传感器防爆型符合GB3836-2000《爆炸性环境用防爆电气设备》有关规定防爆标志为ExiaIICT6该仪表适用于工厂C级T6组及其以下的爆炸场所在本次设计中选用LUGB型涡街流量传感器其精度等级完全可以满足火电厂锅炉温度控制系统的精度要求产品特点◆可测量蒸汽气体液体的体积流量和质量流量◆无机械运动部件测量精度高结构紧凑维护方便◆压力损失小量程范围宽量程比达10－40倍◆采用消扰电路和抗振传感头仪表具有抗环境振动性能◆可测介质温度达350℃450℃技术参数◆公称口径 DN10～DN500◆测量介质气体液体蒸气◆可测介质温度 -40℃～150℃-40℃～280℃-40℃～350℃-40℃～450℃◆公称压力 25MPa 25 MPa协商供货◆精度等级 1级05级注05级量程范围≥17◆输出信号①电压脉冲低电平≤1V高电平≥6V脉冲宽04ms负载电阻 150Ω② 420mA转换精度±05满度值负载电阻19V350Ω24V500Ω30V750Ω③现场液晶显示瞬时流量6位显示m3h或kghth转换精度±01累计流量8位显示m3kgt转换精度±01◆供电电源①电压脉冲输出12VDC或24VDC② 420mA输出19VDC30VDC③现场液晶显示电池供电36V1节1号锂电池使用寿命大于3年外部供电12VDC或24VDC可实现带背光的液晶显示订货注明环境温度①电压脉冲输出-30℃65℃② 420mA输出-10℃55℃③现场液晶显示 -25℃55℃◆防爆标志 ExiaIIBT6◆表体材料 1Cr18Ni9Ti 其它材料协议供货 45号钢法兰连接型◆全智能型仪表①输出信号标态的体积流量或质量流量②现场液晶显示循环显示6位瞬时流量压力温度8位显示累积量com副控制器正反作用的选择副控制器的正反作用要根据副回路的具体情况决定而与主回路无关副环可以按照单回路控制系统确定正反作用的方法来确定副控制器的正反作用主控制器的正反作用根据主回路所包括的各环节来确定副回路的放大倍数可视为正因变送器一般为正这样主控制器的正负特性与主对象的正负特性一致本设计中主控制器和副控制器都要反作用com的PID调节器和副回路的PI调节器因为主回路是一个定制系统主控制器起着定制控制作用保持主变量的稳定是首要任务主控制器必须有积分作用在这里采用的是PID调节器它综合了比例控制积分控制和微分控制三种规律的优点又克服了各自的缺点比例部分能够迅速响应控制作用积分部分则最终消除稳态偏差微分部分可以稳定调节精度因为副回路是一个随动系统其给定值随主控制器输出的变化而变化同时两个并列的副环具有逻辑比值关系其变化是双交叉的为了能快速跟踪同时比例调节应该采用PI调节com仪表的选择采用模拟控制器DDZ－III型调节器DDZ―Ⅲ基型控制器框图如图43由控制单元和指示单元两部分组成控制单元包括输入电路比例积分微分电路手动电路保持电路指示单元有两种因此基型控制器也分两种即全刻度指示控制器和偏差指示控制器控制器的输入信号为1～5V的测量信号设定信号有内设定和外设定两种内设定信号为1～5V外设定信号为4～20mA测量信号和设定信号通过输入电路进行减法运算输出偏差到比例积分微分电路进行比例积分微分运算后由输出电路转换为4～20mA信号输出手动电路和保持电路附于比例积分微分电路之中手动电路可实现软手动和硬手动两种操作当处于软手动状态时用手指按下软手动操作键使控制器输出积分式上升或下降当手指离开操作键时控制器的输出值保持在手指离开前瞬间的数值上当控制器处于硬手动状态时移动硬手动操作杆能使控制器的输出快速改变到需要的数值只要操作杆不动就保持这一数值不变由于有保持电路使自动与软手动相互切换硬手动只能切换到软手动都是无平衡无扰动切换只有软手动和自动切换到硬手动需要事先平衡才能实现无扰动切换如果是全刻度指示控制器测量信号的指示电路和设定信号的指示电路分别把1～5V电压信号转化为1～5mA电流信号用双针指示器分别指示测量信号和设定信号当控制器出现故障需要把控制器从壳体中取出检查时可以把便携式手动操作器插入手动操作插孔以实现手动操作图43中的4～20mA输出信号通过精密电阻转化为1～5V电压反馈到控制器的输入端使控制器形成了自闭系统提高了控制器的运算精度根据火电厂生产设计要求采用WHSPL型调节器技术参数◆调节器输入通道5路信号标准4-20mA1-5VDC或0-10 mA0-25VDC◆调节器输出通道1路信号标准4-20mA或0-10 mA◆跟踪输入通道1路信号标准1-5VDCDDZ-III型或0-25VDCDDZ-II型◆模拟输入通道的输入阻抗为250Ω◆故障接点输出1路晶体管集电极开路输出◆手自接点输入1路无电压开关接点接点容量05A手动ON自动OFF◆电源220±10AC02A◆每个通道都可以用拨码开关设定为是否进行开方运算阻尼时间可通过面板修改◆PID参数范围 1给定值-691069 2比例带007999 3积分时间00999分 4微分时间00999分 5采样周期200毫秒◆安装方式表盘安装仪表自带悬挂装置◆仪表外尺寸80×160×260mm com的选择按所用能源形式的不同执行器分为电动气动和液动三类本设计主要是采用气动执行器为了安全考虑采用气开式它由气动执行机构和控制机构两部分组成气动执行机构又分为薄膜式和活塞式它们都是以压缩空气为能源具有控制性好结构简单动作可靠维修方便防活防爆和价廉等优点并可以方便地与气动仪表配套使用气动执行器也称为气动调节阀介绍典型产品气动薄膜调节阀地结构和工作原理气动薄膜调节阀的结构可以分为两部分上面是执行机构下面是调节机构从所学的知识可以了解到它主要由膜片弹簧推杆阀芯阀座等零部件组成当来自控制器的信号压力通入到薄膜气室时在膜片上产生一个推力并推动推杆部件向下移动使阀芯和阀座之间的空隙减小流体受到的阻力增大流量减小推杆下移的同时弹簧受压产生反作用力直到弹簧的反作用力与信号压力在膜片上产生的推力相平衡为止此时阀芯与阀座之间的流通面积不再改变流体的流量稳定可见调节阀是根据信号压力的大小通过改变阀芯的行程来改变阀的阻力大小达到控制流量的目的为了满足火电厂的安全生产要求在此次设计中使用VBD气动端面密封蝶阀VBD气动端面密封蝶阀是一种重量轻结构简单的后座式端面密封蝶阀阀体阀板均用钢板焊接或铸造加工而成适用于低压状态的空气或其他气体的流量压力控制本产品符合GBT4213-92标准技术参数◆型式扁平式焊接或铸造阀体◆公称通径 125～2000mm5〃～80〃◆公称压力PN025061016MPa JIS2K JIS5KJIS10K ANSI 150◆连接型式法兰式125～2000mm8〃～80〃密封面型式RF◆材料 25SUS304SUS316高温耐热钢Ni25Mo等◆标准型适用-5～200℃公称通径DN550以下◆外部轴承型公称通径DN600以上公称通径DN550以下温度200～600℃◆压盖形式螺栓压紧式◆填料聚四氟乙烯聚四氟乙烯石棉常温用柔性石墨中温高温用阀内组件◆额定行程全开60°或全开90°◆阀板材料 25SUS304SUS316等◆旋转轴材料SUS630SUS304SUS316◆阀体阀板密封形式端面密封型执行机构◆型式气缸活塞执行机构◆供气压力500kPa◆气源接口G18"G14"G38"G12"◆环境温度0～＋70℃◆阀作用型式根据执行机构与旋转轴之间键连接位置不同可实现阀的气关式或气开式◆阀门安装方式阀杆应水平地安装在配管上若安装方式发生变化请予以注明附件◆定位器空气过滤减压器保位阀行程开关阀位传送器手轮机构等5控制系统的工作原理目前在火力发电厂中锅炉炉膛温度的控制虽然已经普遍采用了计算机控制但最常用的控制方法仍是普通PID控制包括单回路串级回路和分程控制等都是由PID作为基本的控制算法在此次设计中我们采用串级回路控制方法串级调节系统多用于燃料源受频繁扰动的锅炉炉膛该系统由主回路和副回路组成主回路根据实际值与给定值的偏差由PID调节规律对燃料流量进行调节副回路根据燃料流量实际值与主回路温度调节器输出的燃料流量的偏差对流量进行调节以避免扰动对燃料流量的影响在系统稳定状态时温度PID的输出以A1送到煤粉流量调节回路PID作为设定值以B1送到空气流量调节回路PID作为设定值在负荷剧增温测温给时温度PID的输出剧增对于空气流量调节回路随着B1开始增加时B1 B2低选器选中B1空气流量增加当B1正跳变到B1 B2时低选器选中B2B1被中断同时B3 B2高选器选B2B2作为该回路PID的设定值使空气流。