锅炉液位控制系统设计实验报告

锅炉液位控制系统设计实验报告

实验目的：

1. 掌握锅炉液位控制系统的工作原理，了解常见的液位控制方案。

2. 学习液位传感器的基本原理，并设计并实现一个基于差压传感器的锅炉液位控制系统。

3. 通过实验验证液位控制系统的有效性和稳定性。

实验仪器和设备：

1. 差压传感器

2. 显示仪

3. PLC 控制器

4. 冷却塔

5. 水泵

6. 液压系统

7. 电气保护仪

实验原理：

锅炉液位控制系统的工作原理基于液位的测量和比较，以及相应的控制电路。常见的液位控制方案有多种，例如浮球传感器、差压传感器、超声波探测器等。

本实验设计并实现的液位控制系统基于差压传感器。差压传感器是一种能测量液面压力差的传感器，其工作原理基于两个相隔一定距离的孔洞，分别在液位两侧，当液面高低不一时，两孔洞的压力就会不同，导致差压的产生。根据流体力学原理，液位高度与产生的差压成线性关系，因此通过测量差压即可得知液位高度。

液位控制系统的核心控制器是 PLC 控制器。PLC 控制器负责

对液位信号进行采集和处理，并根据实际需求输出控制信号，控制阀门、水泵等设备的运行。

实验步骤：

1. 搭建实验装置：

将差压传感器安装在锅炉的水箱上，保证传感器的两个孔洞分别在水面上下两侧，连接传感器与示数仪。将 PLC 控制器与

传感器和执行器（水泵、阀门等）进行连线。

2. PLC 编程：

编写 PLC 控制器的程序，实现对液位的控制和保护。程序中

应包含液位传感器的采集功能，液位数据的处理和比较功能，

以及对执行器的控制指令。另外，还需要设置自动保护功能，当液位过高或过低时及时切断加热器、泵等设备的供电，保证设备的安全运行。

3. 实验测试：

在实验时，首先注入一定量的水，打开水泵进行循环水处理，同时启动加热器加热。然后，由 PLC 控制器对液位信号进行采集和处理，控制水泵的开关以维持液位在一定范围内。实验过程中，应注意观察液位变化和执行器运行状态，并及时调整控制参数。

实验结果与分析：

本实验实现了基于差压传感器的锅炉液位控制系统，并通过PLC 控制器对液位信号进行采集和处理，控制水泵的开关以维持液位在一定范围内。实验结果显示，液位控制系统稳定可靠，并具有较高的精度和控制性能。

结论：

本实验通过设计并实现液位控制系统，深入了解锅炉液位控制方案，掌握了液位传感器的基本原理和应用方法，加深了对PLC 控制器的理解和掌握，对于锅炉控制和自动化控制技术的学习和研究具有重要的意义。