锅炉循环水控制系统设计——自控工程课程设计
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***********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。
锅炉给水全程控制系统方案
W
WW
W
W
增大给水流量信号灵敏度αW ，相当于增加主回路等效比例调 节器的比例带，使调节动作减慢，稳定性提高；但对于内回路，
相当于增加了内回路开环放大系数，使内回路稳定性下降。因此
当增大给水流量信号灵敏度αW 以提高主回路稳定性时，必须相 应增加内回路PI调节器的比例带，以保持内回路的稳定。
（2） 求调节器参数δ、Ti的整定值 调节器的参数只能用试验方法确定 : 然后设试置验一时个，较先大设的置δ好值α（W 如值δ（=令50α%W）=，0.2观3）察，内并回令路T的i=动10态s， 过程，逐渐减小δ值至内回路开始振荡（Ψ>0.9时为止），此 时的δ值即为调节器的整定参数。 试验结果：δ=30% Ti =6s
DD WW
D
WW D
W
例11－1 某汽包锅炉采用图11－7所示的单级三冲量给水控制系
统。已知调节器
用PI控制规律 WT(s) 1 (1 1 ) ;
TiS
控制对象的传递函数为： WOW(s) H (s) 0.037
W (s) s(1S) S(1 30S) WOD(s) H (s) K 2 3.6 0.037
静态时：VD VW VH V0或V0 VH =VD VW
(11 5)
一般选择VD＝VW ，则静态时汽包水位信号VH 与汽包水位给 定值信号V0相等，从而使调节过程结束后的汽包水位 H与汽包水 位给定值H0相等。
（1）内回路的分析整定
在内回路中，可以把调节器以外的执行机构、调节阀、变送
s
式中：T2——响应曲线 H2的时间常数，约10～20s； K2——响应曲线 H2的传递系数； ε ——汽包水位反应速度。
锅炉给水自动控制系统设计
平衡关系， 维持汽包水位正常是保证锅炉和汽轮 机安全运行的必要条件。汽包水位过高 ， 会影响 汽包内汽水分离装置的正常工作 ， 造成出 口蒸汽 水分过多而使过热器管壁结垢 ， 容易烧坏过热器 ； 汽包出口蒸汽中水 分过多 ， 也会使过热汽温产生 急剧变化。 直接影响机组运行的安全性和经济性 ； 汽包水位过低 ， 可能破坏锅炉水循环 ， 则 造成水冷 壁 烧坏 而破裂 。 随着锅炉容量 和参数的提高， 汽包容积相对 减小 ， 锅炉蒸发受热面的热负荷显著提高。因此 加快了负荷变化时水位的变化速度。企图用人工 控制给水量来维持 汽包水位不仅操作繁重 ， 而且 是非常困难的。所 以， 锅炉运行 中迫切要求对给 水实现 自动控制。
示。
量 Ｄ 汽包压力 Ｐ 、 ¨炉膛 热负荷等。给水控 制对 象的动态特性是指上述引起水位变化的各种扰动
与汽包水位间的动态关 系。
２ 给 水 自动 控制 系统
根据汽包锅炉 给水 控制对象 动态特性 的特
点， 可以确定给水控制系统结构的一些基本思想： 是 由于对象的内扰动态特性存在一定的迟延和 惯性 ， 所以给水控制系统若采用 以水位为被调量
一
２ １ 串级三冲量给水控制系统优点。 ． 对于给水控制信号迟延和惯性较大的锅炉 ， 采用串级控制系统将具有较好 的控制质量， 调试
作者简 介 ： 白云飞 ， 助理工程师 ， 鸡西矿业集团矸石热电厂热工车间 ， 鸡西 。邮政编码 ：５ １０ １８０
・
６ ・ ８
维普资讯
重程度来适当加强蒸汽流量信 号的作用强度 ， 从
而改变负荷扰动下 的水位控制 品质。可见 ， 串级
以保证水位无静态偏差； 主调节器 的输 出信号和
给水流量 、 蒸汽流量信号都作用 到副调节器 Ｐ： Ｉ 。
锅炉自动给水课程设计
锅炉自动给水课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解锅炉自动给水系统的工作原理，掌握相关理论知识；2. 学生能够描述锅炉自动给水系统中各部件的功能及相互关系；3. 学生能够解释锅炉自动给水系统在热能工程中的应用及重要性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析锅炉自动给水系统的故障及原因；2. 学生能够设计简单的锅炉自动给水系统方案，并进行初步的调试与优化；3. 学生能够运用相关工具和设备对锅炉自动给水系统进行操作和维护。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对热能工程领域的兴趣，认识到锅炉自动给水技术在其中的作用；2. 学生树立安全意识，关注锅炉自动给水系统运行中的安全隐患；3. 学生养成合作、探究的学习习惯，培养解决问题的能力和创新精神。
课程性质：本课程为热能工程专业课程，旨在帮助学生掌握锅炉自动给水系统的基本理论、设计方法和操作技能。
学生特点：学生具备一定的热能工程基础知识，具有较强的学习能力和实践能力。
教学要求：结合理论教学与实践操作，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力，提高学生的综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为将来的工作和发展奠定基础。
二、教学内容1. 锅炉自动给水系统原理：介绍锅炉自动给水系统的基本构成、工作原理及其在热能工程中的应用。
- 教材章节：第二章 锅炉自动给水系统- 内容：自动给水泵、给水调节阀、水位控制器等部件的功能及协作原理。
2. 锅炉自动给水系统部件及选型：分析各部件的类型、性能及选型方法。
- 教材章节：第三章 锅炉自动给水系统部件及选型- 内容：给水泵、调节阀、控制器等设备的技术参数及选型原则。
3. 锅炉自动给水系统设计与调试：讲解系统设计原则、步骤及调试方法。
- 教材章节：第四章 锅炉自动给水系统设计与调试- 内容：系统设计要求、方案制定、调试流程及优化措施。
4. 锅炉自动给水系统操作与维护：介绍系统运行操作要领、常见故障处理及日常维护方法。
过程控制课程设计(论文)-锅炉给水控制系统设计
内蒙古科技大学过程控制课程设计论文题目：锅炉给水控制系统设计学生姓名：学号：专业：测控技术与仪器班级：2008-1指导教师：2011年9月6日前言 (2)第一章锅炉的工艺流程 (3)锅炉的组成 (3)锅炉的工作过程 (3)1.3 锅炉的分类 (4)第二章锅炉控制系统的整体设计思路 (5)2.1 汽包水位的控制 (5)2.2 蒸汽温度的控制 (5)2.3 锅炉燃烧的控制 (5)第三章锅炉给水控制系统设计 (6)3.1 锅炉水位动态特性 (6)3.2 单冲量控制系统 (6)双冲量控制系统 (7)3.4 三冲量控制系统 (9)3.4.1 锅炉给水控制系统 (10)前馈控制系统 (11)第四章设计心得 (14)参考文献 (15)电力是以电能作为动力的能源。
发明于19世纪70 年代，电力的发明和应用掀起了第二次工业化高潮。
成为人类历史18世纪以来，世界发生的三次科技革命之一，从此科技改变了人们的生活。
20世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一，是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统。
它将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电力，再经输电、变电和配电将电力供应到各用户。
火力发电是利用燃烧燃料(煤、石油及其制品、天然气等)所得到的热能发电。
火力发电的发电机组有两种主要形式：利用锅炉产生高温高压蒸汽冲动汽轮机旋转带动发电机发电，称为汽轮发电机组；燃料进入燃气轮机将热能直接转换为机械能驱动发电机发电，称为燃气轮机发电机组。
火力发电厂通常是指以汽轮发电机组为主的发电厂。
锅炉是石油化工、发电等工业过程中必不可少的重要动力设备。
它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。
随着工业生产规模的不断扩大，作为动力和热源的锅炉也向着大容量、高参数、高效率方向发展。
第一章锅炉的工艺流程锅炉设备包括锅炉本体设备和锅炉辅助设备。
锅炉本体设备主要由燃烧设备、蒸发设备、对流受热面、锅炉墙体构成的烟道和钢架构建等组成。
锅炉循环水控制系统设计——自控工程课程设计 精品
东北石油大学课程设计课程自控工程课程设计题目锅炉循环水控制系统设计院系电气信息工程学院专业班级自动化级班学生姓名学生学号指导教师年月日东北石油大学课程设计任务书课程自控工程课程设计题目锅炉循环水控制系统设计专业自动化姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：1.掌握利用Auto-CAD绘制锅炉循环水控制工艺流程图2.掌握节流装置的计算方法和计算机辅助设计计算3.掌握调节阀的选型及口径计算基本要求：1.在工程设计中，必须严格贯彻执行一系列国家技术标准和规定2.边学习标准和规定边上机设计3.必须按阶段完成任务4.设计完成后交出一份包括上述三个部分符合撰写规范的设计报告主要参考资料：[1]GB/T2624-1993，流量测量节流装置[S].[2]奚文群，翁维勤.调节阀口径计算指南[M].兰州：化工部自控设计技术中心站，1991.[3]王骥程，祝和云.化工过程控制工程[M].北京：化学工业出版社，2003.完成期限指导教师专业负责人年月日1、工艺流程图2、标准节流装置设计计算原始数据位号：FRQ102工作介质：循环水取压方式：法兰取压孔板操作温度：150℃工况密度：926.012Kg/m3 工作压力：0.7MPa 工况粘度：199×10-6 Pa.S 管道内径：80mm 最大流量：30000 kg/h 管道材质：20#钢节流件材质：1CR18NI9TI3、调节阀计算原始数据位号：PIRAC工作介质：循环水单座阀：操作温度：140℃工况密度：926.012Kg/m3 阀前压力：0.7MPa 工况粘度：199×10-6 Pa.S 阀后压力：0.6MPa 最大流量：30000 kg/h 管道内径：80mm 饱和蒸汽压力P=0.016MPa目录第1章锅炉循环水控制系统工程实例 (1)1.1 锅炉循环水控制系统工程背景及说明 (1)1.2 CAD流程图 (3)第2章控制系统方案设计 (4)2.1 工艺及装置介绍 (4)2.2 锅炉控制系统控制任务 (5)2.3 控制系统方案设计 (5)第3章控制系统仪表选型 (9)3.1 检测元件选型 (9)3.2 执行元件 (10)第4章课程设计心得 (19)参考文献 (20)附录 (21)第1章锅炉循环水控制系统工程实例1.1 锅炉循环水控制系统工程背景及说明人类日常生活离不开水，工业生产也同样离不开水。
锅炉水位控制系统设计,计算机控制系统课程设计
锅炉水位控制系统设计，计算机控制系统课程设计目录一引言........................................................................1 二给水控制系统设计......................................................2 2.1 汽包水位控制系统基本要求..........................................2 2.2 控制系统原理框图......................................................2 2.3 汽包水位控制系统控制策略设计....................................3 三锅炉水位传感器.........................................................9 3.1 主要技术参数............................................................9 3.2 电极棒功能说明.........................................................9 3.3 安装使用..................................................................10 四气包报警系统............................................................11 4.1 概述........................................................................11 4.2 外部电路的设计要求 (11)4.3 外部电路的设计.........................................................11 4.4 操作步骤及工作原理...................................................11 4.5 参数的设定...............................................................13 五结论........................................................................14 体会..............................................................................15 参考文献 (16)锅炉水位控制系统设计一引言锅炉水位自动控制系统是近年来应用广泛并逐渐成为市场主流的一项新技术，它是集计算机软硬件技术、自动控制技术、锅炉节能环保技术等几项技术紧密结合的产物。
课程设计---锅炉给水控制系统设计与仿真
( 2010–2011年度第 2 学期)
名称：过程控制
题目：锅炉给水控制系统设计与仿真
院系：控制与计算机工程学院
班级：自动0805班
学号：
学生姓名：
指导教师：
设计周数：
成绩：
2011年06月25日
《过程控制》课程设计
任务书
一、目的与要求
1．目的
通过该课程设计，使学生进一步掌握过程控制课程主要内容，深入理解过程控制系统的分析与综合。
或
这样，上图中的内回路可用比例环节代替。因此主回路可表示为下图：
可见，主回路也可看作一个单回路系统。它的等效调节器是具有比例调节的调节器，等效比例带为 。
根据以上的分析，整定主回路时，用试验方法求得对象的阶跃响应曲线，根据曲线的动态特性选择最优的等效比例带 ，求得相应的 。
由此可见，当变送器的斜率已经确定时，增大给水流量的灵敏度 ，等于增加主回路调节器的比例带，因此使给水流量动作缓慢，增加主回路稳定性。同时，必须相应增加调节
（4）仿真曲线如下：
蒸汽流量D阶跃扰动下汽包水位H的响应曲线：
给水流量W阶跃扰动下汽包水位H的响应曲线：
汽包水位设定值阶跃扰动下汽包水位H的响应曲线:
2. 1反馈控制器整定及前馈补偿器的设计过程；
2．2对设计的单级三冲量给水控制系统进行仿真，分别给出汽包水位设定值扰动、给水流量扰动及蒸汽流量扰动下，给水控制系统的输出（即汽包水位）的响应曲线。
3． 串级三冲量给水控制系统的设计与仿真。
3. 1串级系统内外回路控制器的整定及前馈补偿器的设计过程；
3．2对设计的串级三冲量给水控制系统进行仿真，分别给出汽包水位设定值扰动、给水流量扰动及蒸汽流量扰动下，给水控制系统的输出（即汽包水位）的响应曲线。
锅炉控制系统课程设计
锅炉控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握锅炉控制系统的基础理论知识，包括系统组成、工作原理和关键参数；2. 使学生了解并掌握锅炉控制系统中主要控制环节的作用及相互关系；3. 引导学生掌握锅炉控制系统的故障分析及处理方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行锅炉控制系统的设计、调试和优化的能力；2. 培养学生运用现代自动化控制技术对锅炉控制系统进行创新改造的能力；3. 提高学生团队协作、沟通表达和实际操作的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对锅炉控制系统及自动化技术的兴趣，激发学生探究精神和创新意识；2. 增强学生的环保意识，使其认识到锅炉控制系统在节能减排方面的重要性；3. 培养学生严谨、负责的工作态度，提高学生的职业素养。
课程性质分析：本课程为专业技术课程，具有较强的理论性和实践性。
通过本课程的学习，学生应能将所学知识应用于实际锅炉控制系统的设计、调试和维护。
学生特点分析：学生具备一定的电气、自动化基础知识，具有较强的学习能力和动手能力，但对锅炉控制系统的了解相对较少，需要通过本课程的学习来提高。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力；2. 采用案例教学、分组讨论、现场教学等多种教学方法，提高学生的参与度和积极性；3. 结合行业发展趋势，注重培养学生的创新能力和职业素养。
二、教学内容1. 锅炉控制系统概述- 锅炉控制系统的作用与意义- 锅炉控制系统的基本组成与分类2. 锅炉控制系统工作原理及关键参数- 锅炉控制系统的工作原理- 锅炉控制系统的关键参数及其影响因素3. 锅炉控制系统主要控制环节- 蒸汽压力控制- 水位控制- 燃烧控制- 空气预热器控制4. 锅炉控制系统的设计、调试与优化- 控制器选型与参数整定- 控制系统的设计与实施- 控制系统的调试与优化方法5. 锅炉控制系统的故障分析及处理- 常见故障现象及其原因- 故障诊断与处理方法- 预防性维护措施6. 现代自动化技术在锅炉控制系统中的应用- PLC在锅炉控制系统中的应用- DCS在锅炉控制系统中的应用- 人工智能及大数据技术在锅炉控制系统的应用教学大纲安排：第1-2周：锅炉控制系统概述及工作原理第3-4周：锅炉控制系统主要控制环节及关键参数第5-6周：锅炉控制系统的设计、调试与优化第7-8周：锅炉控制系统的故障分析及处理第9-10周：现代自动化技术在锅炉控制系统中的应用教学内容关联教材章节：《锅炉设备及运行》第3章 锅炉自动控制系统《自动控制原理》第5章 简单控制系统《PLC原理与应用》第6章 PLC在工业控制中的应用实例教学内容注重科学性和系统性，结合行业发展趋势，旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。
锅炉流动水温度控制系统过程控制课设
太原理工大学现代科技学院过程控制系统课程设计设计名称锅炉流动水温度控制系统专业班级学号姓名指导教师太原理工大学现代科技学院课程设计任务书图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。
指导教师签名：日期：专业班级 自动化0 学号 20 姓名 成绩摘要过程控制课程设计是过程控制课程的一个重要组成部分。
通过实际题目、控制方案的选择、工程图纸的绘制等基础设计和设计的学习，培养学生理论与实践相结合能力、工程设计能力、创新能力，完成工程师基本技能训练。
使学生在深入理解已学的有关过程控制和MATLAB 仿真的基本概念、组成结构、工作原理、系统设计方法、系统设计原则的基础上，结合联系实际的课程设计题目，使学生熟悉和掌握MATLAB 的设计和调试方法，初步掌握控制系统的工程性设计步骤，进一步增强解决实际工程问题的能力。
关键词：过程控制 ；设计 ；MATLAB ；目录摘 要 1第1章 概述 61.1 PID控制 61.2 模糊控制 71.3预测控制 71.4神经网络 81.5先进控制技术 91.6结语第二章：锅炉流动水温度控制系统的设计方案 92.1设计思路 92.2控制系统： 101010……………………………………装………………………………………订…………………………………………线…………………………………………装…订……2.3串级控制系统工艺流程图： 11 2.4 仪表选型表 112.5现场仪表说明： 13 2.6DCS I/O点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设置表 14 2.7 控制回路方框图 14第三章课程设计心得体会17第四章附录18参考文献19概述当前先进控制与优化控制软件的二次开发量较大，从设计，测试，仿真研究，到实际工业装置投运周期较长。
为此今后应开发一些二次开发量较少的先进控制与优化控制软件，以适应市场需要。
同时，还将进一步开发鲁棒性强，适应性宽(操作条件、原料性质等)，性能价格比优的商品化先进控制与优化控制软件，适应国内大中型企业需要。
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。
过程控制系统课程设计任务书——锅炉(水位控制)
过程控制系统课程设计任务书——锅炉燃烧控制系统设计与仿真一、 研究对象某供汽量为35t/h 的锅炉工艺流程图如上所示，工艺过程详情参考教材第10章。
汽包水位是锅炉运行的一个重要参数，由于经常受到负荷变化、进出水速度、水质、时滞性、非线性成分较大等诸多因素的影响，因此必须采取有效的控制策略针对汽包水位在不同状态和不同外界条件下以提高系统的抗干扰能力，使控制效果明显改善，保证汽包水位的稳定。
各环节仿真模型大致如下：（1） 给水流量W 与水位L 的传递函数为：)15.8(0529.0)()(+=s s s W s L （2） 蒸汽流量D 与水位L 的传递函数为：ss s D s L 0747.0)17.6(613.2)()(2-+= （3） 执行器传递函数为：13895.05.4)(+=s s G （4） 给水流量变送器传递函数为13.005.0)(+=s s G w （5） 汽包水位变送器的传递函数为136.001.1)(+=s s G h （6） 蒸汽流量变送器传递函数为136.005.0)(+=s s G w 二、 研究任务假定汽包水位给定值为1，试应用单冲量、双冲量、三冲量等控制方法（第二种不局限于PID ），设计至少2套控制系统，完成对锅炉燃烧过程控制的目的。
对于每一套控制方案，具体要求：1、 说明所采用的控制方案以及采用该方案的原因，并在工艺流程上表明该控制系统。
D GY 锅炉工艺流程图2、确定所用控制器的正反作用，画出控制系统完整的方框图（需注明方框图各环节的输入输出信号），并选择合适的PID控制规律。
3、在SIMULINK仿真环境下，对所采用的控制系统进行仿真研究。
具体步骤包括：（1）在对象特性参数的变化范围内，确定各环节对象的传递函数模型，并构造SIMULINK对象模型；（2）引入手动/自动切换环节，在手动状态下对控制通道、干扰通道分别进行阶跃响应试验，以获得“广义对象”开环阶跃响应曲线；（3）依据PID参数整定方法，确定各控制器的参数；（4）在各控制器参数均保持不变的前提下，当对象特性在一定变化范围内发生变化时的响应曲线（鲁棒性）；在发生干扰时系统的响应曲线（抗干扰能力）。
锅炉水位控制系统设计,计算机控制系统课程设计
锅炉水位控制系统设计，计算机控制系统课程设计目录一引言........................................................................1 二给水控制系统设计......................................................2 2.1 汽包水位控制系统基本要求..........................................2 2.2 控制系统原理框图......................................................2 2.3 汽包水位控制系统控制策略设计....................................3 三锅炉水位传感器.........................................................9 3.1 主要技术参数............................................................9 3.2 电极棒功能说明.........................................................9 3.3 安装使用..................................................................10 四气包报警系统............................................................11 4.1 概述........................................................................11 4.2 外部电路的设计要求 (11)4.3 外部电路的设计.........................................................11 4.4 操作步骤及工作原理...................................................11 4.5 参数的设定...............................................................13 五结论........................................................................14 体会..............................................................................15 参考文献 (16)锅炉水位控制系统设计一引言锅炉水位自动控制系统是近年来应用广泛并逐渐成为市场主流的一项新技术，它是集计算机软硬件技术、自动控制技术、锅炉节能环保技术等几项技术紧密结合的产物。
锅炉控制系统设计
武汉工程大学课程设计说明书课题名称：锅炉装置自动控制系统设计专业班级：************学生学号：******学生姓名：**学生成绩：指导教师：*****课题工作时间：2012.12.17 至2012.12.211武汉工程大学教务处填写说明：1. 表中第一、二、三、六项由指导教师填写；第四、五两项由学生填写。
2. 表中第一、二、三在在课程设计开始前填写，第四、五、六项在课程设计完成后填写。
3. 本表格填写完整后连同正文装订成册。
目录1.锅炉流程 (1)1.1工艺流程介绍 (1)1.2工艺过程简介 (2)1.3仪表及操作设备说明 (3)2.控制要求及操作步骤 (4)2.1主要控制要求 (4)2.2主要操作步骤与运行指标 (4)3.控制系统说明 (6)3.1烟气含氧量的控制 (6)3.2烟气温度的控制 (7)3.3蒸汽温度的控制 (7)3.4蒸汽压力的控制 (7)3.5炉膛压力的控制 (7)3.6燃料气压的控制 (8)3.7除氧器的压力的控制 (8)3.8除氧器的液位的控制 (8)3.9汽包水位的控制 (9)4.自控设备的选型及其计算 (9)4.1检测类仪表 (9)4.2 分电盘的选型 (10)4.3调节阀的选型 (10)5.设计施工图说明 (11)5.1仪表管道流程图（见附录1） (11)5.2仪表盘正面布置图（见附录2） (11)5.3仪表盘背面电气接线图（见附录3） (11)附录1 (12)附录2 ·································································································错误！未定义书签。
锅炉自动给水课程设计
锅炉自动给水课程设计前言本文主要设计了一种基于单片机的锅炉自动给水系统，本系统以8位单片机STC89C52RC 作为系统控制处理器，采用液位上下限传感器和DS18B20采集信息，采用数码管和LCM作为显示设备，采用WT588D语音警示及报温。
系统具有液位和温度自动检测、报警和控制等功能。
本系统在设计中主要由液位检测、温度检测、按键控制、液位控制、温度控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现液位和温度控制。
用液位传感器检测液位，用DS18B20温度传感器来检测液温，用二个控制按键来实现按健控制，用四位7段LED显示器和LCM128*64来完成显示部分，用继电器来控制水泵的启停。
本设计用单片机控制易于实现锅炉液位、温度控制而且有成本低、程序易于调试、一部分出现故障不会影响其他部分的工作、维修方便等优点。
关键词：STC89C52单片机; 液位控制; 温度控制;报警PREFACEIn modern society, with the development of industry, the residents living area of the centralized heat supply demand is also growing, steam boiler capacity continues to increase, the operation process requirements more stringent, the boiler liquid level control of a direct impact on people and equipment safety. Low level may make the boiler phenomenon of dry combustion, liquid level is too high will make the boiler steam pressure is too high, danger, the traditional liquid level control cannot remote centralized control, low degree of automation, precision shortcomings, and by manual operation has been unable to adapt to, control system and the necessity of reform unceasingly along with the science and technology progress of controlled object, more and more complex, people on the requirements of control precision improvement. As a result of the controlled object and the process is nonlinear, time-varying, strong coupling between different parameters, random noise and other factors, makes an accurate mathematical model of object creation becomes difficult. In front of these complex systems, the traditional control methods can not meet the control accuracy, and poor stability of the system. Better to boiler automatic control with single-chip microcomputer technology, at the same time, the rapid development of automatic control technology, SCM and its peripheral chip to realize boiler liquid level control is possible, but also become a development trend, single chip not only has small volume, convenient installation, function relatively complete advantages, but also have the very high price ratio, thus wide application prospect, and contribute to the discovery of a possible failure, fire water supplysystem and realized by microcomputer automatic control and regulation, will ensure the normal supply of water supply boiler, to maintain the stability of system, guarantee the safe and economic operation. This paper is to use single chip is a pot which has high practical value and superiorit.KEYWORDS：Single chip computer; peripheral chip; the boiler level control; automatic control and regulation to ensure the safe and economic operation目录1绪论 (6)1.1研究背景和意义 (6)1.2设计方案 (6)2 系统硬件设计 (5)2.1液位传感器的介绍 (5)2.2温度传感器的选择 (5)2.3显示电路的设计 (6)2.3.1数码管 (6)2.3.2LCM (8)2.4驱动板介绍 (8)2.4.1继电器控制电路 (8)2.4.2驱动板模块原理图 (9)2.5基础板介绍 (10)2.5.1单片机最小系统电路 (10)2.5.2单片机部分 (10)2.5.3复位电路 (11)2.5.4时钟电路 (11)2.5.5串口通信部分 (12)2.5.6总电源接口电路 (17)3 系统软件设计 (19)3.1主程序流程 (13)4总结 (14)5致谢 (15)参考文献 (16)附录一:头文件 (17)1............................................................................................................. DS18B20.H17附录二:源文件 (20)1.TEXT1.C (20)第一章引言1.1研究背景和意义目前我国的燃煤锅炉数量众多，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/4，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。
电热锅炉循环泵自动控制系统的设计方法
电热锅炉循环泵自动控制系统的设计方法发表时间：2018-09-10T11:02:22.827Z 来源：《基层建设》2018年第21期作者：贾坚江[导读] 摘要：社会经济的快速发展，对电热锅炉循环泵的应用带来了新的机遇与挑战，有必要对其自动控制系统设计展开深入研究与探讨，并采取最优化的实施措施，达到事半功倍的自动控制效果。
杭州富尔顿热能设备有限公司浙江杭州 310018摘要：社会经济的快速发展，对电热锅炉循环泵的应用带来了新的机遇与挑战，有必要对其自动控制系统设计展开深入研究与探讨，并采取最优化的实施措施，达到事半功倍的自动控制效果。
本文介绍了循环泵控制策略，分析了循环泵电气主电路，探讨了循环水泵电气控制电路，并研究了变频器控制端接线及参数设置。
望该课题的研究，对后续相关工作的实践能够起到借鉴与参考作用。
关键词：电热锅炉；循环泵；自动控制系统；设计1前言在电热锅炉循环泵应用中，其自动控制系统设计是一项综合性较强的系统性工作，如何取得最为理想的效果，保证顺利进行，备受业内人士关注。
本文从实际出发，结合相关先进理念，对该课题进行了深入研究，阐述了个人的几点认识。
2概述随着人们对城市环境改善要求的提高，影响空气质量的燃煤锅炉逐渐遭到淘汰，电热锅炉和燃气锅炉的用量逐年增加，特别是小型电热锅炉或燃气锅炉，非常适合北方小型热用户的冬季采暖。
锅炉内的水经采暖锅炉加热并通过相配套的热水循环泵输送到建筑物内的暖气片中散热，降温后的水又返回到锅炉进行加热，水是热量的载体。
当气温变化时，建筑物内所需要的热量随之而变。
为了将建筑物内温度保持在合适的范围，当气温升高时，建筑物内需要的热量减少，气温降低时，则需要的热量增加，这种变化随着白昼的变化和天气的变化而变化，控制循环泵的速度即可控制输送到建筑物内的热量，从而适应这种变化。
因此，通过变频装置控制管道循环泵电动机的通断，并随着室外气温的变化自动调节循环水泵的转动速度，即可保持室内温度在要求的温度范围内，从而节约了电能。
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锅炉循环水控制系统设计——自控工程课程设计东北石油大学课程设计年月日东北石油大学课程设计任务书课程自控工程课程设计题目锅炉循环水控制系统设计专业自动化姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：1.掌握利用Auto-CAD绘制锅炉循环水控制工艺流程图2.掌握节流装置的计算方法和计算机辅助设计计算3.掌握调节阀的选型及口径计算基本要求：1.在工程设计中，必须严格贯彻执行一系列国家技术标准和规定2.边学习标准和规定边上机设计3.必须按阶段完成任务4.设计完成后交出一份包括上述三个部分符合撰写规范的设计报告主要参考资料：[1]GB/T2624-1993，流量测量节流装置[S].[2]奚文群，翁维勤.调节阀口径计算指南[M].兰州：化工部自控设计技术中心站，1991.[3]王骥程，祝和云.化工过程控制工程[M].北京：化学工业出版社，2003.完成期限指导教师专业负责人年月日1、工艺流程图2、标准节流装置设计计算原始数据位号：FRQ102工作介质：循环水取压方式：法兰取压孔板操作温度：150℃工况密度：926.012Kg/m3 工作压力：0.7MPa 工况粘度：199×10-6 Pa.S 管道内径：80mm 最大流量：30000 kg/h 管道材质：20#钢节流件材质：1CR18NI9TI3、调节阀计算原始数据位号：PIRAC工作介质：循环水单座阀：操作温度：140℃工况密度：926.012Kg/m3 阀前压力：0.7MPa 工况粘度：199×10-6 Pa.S 阀后压力：0.6MPa 最大流量：30000 kg/h 管道内径：80mm 饱和蒸汽压力P=0.016MPa目录第1章锅炉循环水控制系统工程实例 01.1 锅炉循环水控制系统工程背景及说明 01.2 CAD流程图 (3)第2章控制系统方案设计 (5)2.1 工艺及装置介绍 (5)2.2 锅炉控制系统控制任务 (6)2.3 控制系统方案设计 (7)第3章控制系统仪表选型 (12)3.1 检测元件选型 (12)3.2 执行元件 (13)第4章课程设计心得 (25)参考文献 (26)附录 (27)第1章锅炉循环水控制系统工程实例1.1 锅炉循环水控制系统工程背景及说明人类日常生活离不开水，工业生产也同样离不开水。
随着工业生产的发展，用水量越来越大，很多地区已经出现供水不足的现象，因此合理和节约用水已经成为发展工业生产中的一个重要问题。
工业用水主要包括锅炉用水、工艺用水、清洗用水和冷却用水、污水等。
其中用水量最大的是冷却用水，约占工业用水量的百分之九十以上。
不同的工业系统和不同用途对水质的要求是不同的；但各工业部门使用的冷却水对水质的要求基本上是一致的，这就使得冷却水质控制在近年来作为一门应用技术获得了迅速的发展。
在工厂中，冷却水主要用来冷凝蒸汽，冷却产品或设备，如果冷却效果差，就会影响生产效率，使产品的收率和产品的质量下降，甚至于会造成生产事故。
水是比较理想的冷却介质。
因为水的存在很普遍，和其它液体相比，水的热容或比热较大，水的汽化潜热（蒸发潜热）和熔化潜热也很高。
比热是单位质量的水温度升高一度时所吸收的热量。
常用的单位是卡/克·度(摄氏)或英热单位(B．T．U．)/磅·度(华氏)。
用这两个单位表示水的比热度时，其数值是相同的。
热容大或比热大的物质升高温度时需要吸收大量的热量，而本身温度并不明显升高，因此水具有良好的贮热性能。
潜热是物态发生转变时所吸收或放出的热量。
一克分子水蒸发成为一克分子蒸汽需要吸收近一万卡的热量，因此水蒸发时能吸收大量的热量，从而使水温下降，这种依靠水份蒸发带走热量的过程称为蒸发散热。
和水一样，空气也是一种常用的冷却介质。
水和空气的导热性能都很差，在0℃时，水的导热系数是0.49千卡/米·小时·℃，空气的导热系数是0.021千卡/米·小时·℃，但水与空气相比，水的导热系数要比空气高24倍左右。
因此，当冷却效果相同时，用水冷却比用空气冷却的设备要小得多。
大型工业企业和用水量大的工厂一般都采用水冷却。
常用的水冷系统可以分成三类，即直流系统、密闭系统和敞开蒸发系统，后两种冷却水都是循环使用的，故又称为循环冷却水系统。
冷却水系统用水来冷却工艺介质的系统称作冷却水系统。
冷却水系统通常有两种：直流冷却水系统和循环冷却水系统。
直流冷却水系统在直流冷却水系统中，冷却水仅仅通过换热设备一次，用过后水就被排放掉，因此，它的用水量很大，而排出水的温升却很小，水中各种矿物质和离子含量基本上保持不变。
循环冷却水系统又分封闭式和敞开式两种。
封闭式循环冷却水系统封闭式循环冷却水系统又称为密闭式循环冷却水系统，如图1-1。
在此系统中，冷却水用过后不是马上排放掉，而是回收再用。
敞开式循环冷却水系统。
敞开蒸发系统是目前应用最广、类型最多的一种冷却系统。
它也是以水冷却移走工艺介质或换热设备所散发的热量，然后利用热水和空气直接接触时将一部分热水蒸发出去，而使大部分热水得到冷却后，再循环使用这样的系统也称敞开循环冷却水系统如图1-2。
图1-1 密闭式循环冷却水系统图1-2 敞开式循环冷却水系统1.2 CAD流程图锅炉循环水控制系统的CAD工艺流程图如图1-3所示。
自控工程课程设计图1-3 CAD流程图第2章控制系统方案设计2.1 工艺及装置介绍一般的锅炉结构主要由一下几部分组成：(1)汽锅：由上下锅筒和废水管组成。
水在管内受管外烟气加热，因而在管簇内发生自然循环流动，并逐渐汽化，产生的饱和蒸汽聚集在锅筒里面。
为了得到干度比较大的饱和蒸汽，在上锅炉筒中还装有汽水分离设备，下锅炉作为连接沸水管之用，同时储存水和水垢。
(2)炉膛：是使燃料充分燃烧并放出热能的设备。
燃料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，入灰斗中。
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。
(3)过热器：是将锅炉所产生的饱和蒸汽继续加热为合格蒸汽的换热器件，亦称为过热蒸汽换热器。
(4)省煤器：是利用烟气预热锅炉的给水，以降低烟气温度的换热器件。
省煤器由蛇形管组成。
(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。
(6)引风设备：包括引风机、烟囱、烟道几部分，将锅炉中的烟气连续排出。
(7)送风设备：由送风机和风道组成，供应燃料燃烧所需要的空气。
(8)给水设备：由给水泵和给水管组成。
给水泵用来克服给水管路和省煤器的流动阻力和锅炉的压力，把水送入锅筒。
(9)水处理设备：用来清除水中杂质和降低给水硬度，防止锅炉受热面上结水垢或腐蚀锅炉，从而提高锅炉的经济性和安全性。
(10)燃料供给设备：由运煤设备、原煤仓和储煤斗等设备组成，保证锅炉所需要燃料的供应。
(11)除灰除尘设备：分别为收集锅炉灰渣并运往存灰场地及除去烟气中灰粒的设备，以减少对周围环境的污染。
图2-1 锅炉工作流程示意图由图2-1可以看出，燃料和热空气按一定比例送入燃烧室燃烧，生成的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽。
然后经过热器，形成一定温度、压力的过热蒸汽，汇集至蒸汽母管。
过热蒸汽经负荷设备调节阀供给生产负荷设备使用。
与此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还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。
2.2 锅炉控制系统控制任务燃煤蒸汽锅炉的生产任务是根据负荷设备的要求，生产具有一定参数（压力及温度）的蒸汽，为了满足负荷设备的要求，保证锅炉本身运行的安全性和经济性，工业锅炉控制主要有下列自动调节任务：1、保持汽包水位在设定范围，汽包水位是锅炉正常运行的主要指标，关系着汽水分离的速度和生产蒸汽的质量，也是确保安全生产的重要参数。
对于汽包水位的调节，调节参数可以选用给水阀的开度。
2、维持蒸汽压力的预定值，蒸汽压力是衡量锅炉的蒸汽生产量与负荷设备的蒸汽消耗量是否平衡的重要指标，是蒸汽锅炉的重要工艺参数。
控制蒸汽压力，是安全生产的需要，也是保证燃烧经济性的需要。
3、维持锅炉燃烧的经济性，必须使空气和燃料维持适当的比例，使锅炉燃烧过程工作在最佳工况下，使锅炉热效率最高，达到节能降耗的目的。
4、维持炉膛负压的在一定范围内，炉膛负压的变化，反映了引风量与送风量的不相适应。
要使蒸汽压力、炉膛负压和燃烧经济性能指标保持在允许范围内。
2.3 控制系统方案设计为了实现上述调节任务，将锅炉设备控制划为若干控制系统。
主要控制系统如下：1、锅炉汽包水位控制系统，被控量是汽包水位，操纵变量是给水流量。
它主要考虑汽包内部的物料平衡，使给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在工艺允许的范围内。
2、锅炉燃烧控制系统，有三个被控量，蒸汽压力、烟气成分和炉膛负压。
其控制目的是使燃料燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需要；使燃料与空气量之间保持一定的比值，以保证经济燃烧，提高锅炉的燃烧效率；使引风量与送风量相适应，以保持锅炉负压在一定的范围内。
操纵变量也有三个，即燃料量、送风量、和引风量。
3、过热蒸汽温度控制系统，过热蒸汽温度是锅炉生产工艺的重要参数，过热蒸汽温度控制的任务是将汽包出来的饱和蒸汽加热到一定温度，形成过热蒸汽。
被控变量一般是过热器出口温度，操纵变量是减温器的喷水量。
（1）锅炉汽包液位控制汽包液位是锅炉运行的主要指标，是一个非常重要的被控变量，维持汽包液位在一定的范围内是保证锅炉安全运行的首要条件。
a、如果液位过低，则由于汽包内水量较少，而负荷却很大，水的汽化速度又很快，因而汽包内的水量变化速度很快，如果不及时控制，就会使汽包内的水全部汽化，导致锅炉烧坏和爆炸。
b、液位过高会影响汽包的汽水分离，产生蒸汽带液的现象，会使过热器管壁结垢导致破坏，同时过热蒸汽温度急剧下降，该蒸汽作为汽轮机的动力，还会损坏汽轮机叶片，影响运行的安全和经济性。
在汽包液位控制中有单冲量、双冲量和三冲量控制方案，由于单冲量控制系统不能克服假水位带来的控制问题，双充量控制系统还有不能做到的静态补偿以及不能对给水系统干扰及时克服两个的弱点。
因此在实际应用中汽包液位控制系统都采用三冲量控制系统。
即蒸汽流量、给水流量、汽包液位三个冲量作图2-2 三冲量液位控制系统方框图（2）锅炉燃烧控制系统锅炉燃烧控制系统的基本任务是保证锅炉经济、安全运行的同时使燃料燃烧所产生的热量适应水温负荷的需求。
在燃烧控制系统的三个子系统中，通常通过调节燃料量维持蒸汽压力的恒定，调节送风量以保证燃烧的经济性，调节引风量维持炉膛负压的稳定。
本系统由蒸汽压力控制炉排的给进速度，燃料量对锅炉系统负荷变化较大，本系统在汽包压力控制回路中引入蒸汽流量作为前馈信号。