锅炉汽包水位控制开题报告(20201101104204)
工业锅炉的控制系统开题报告
理工学院毕业设计(论文)开题报告题目：工业锅炉的温度控制系统学生姓名：朱立君学号： 11L0851134专业：电气工程及其自动化指导教师：杨国福（副教授）2015年 3 月 23 日1.文献综述：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。
由于锅炉的温度控制系统很难用数学的方式建立模型，所以对锅炉温度控制技术的研发及应用至关重要。
因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。
下面对几种常用的温度控制技术做简单的分析。
（1）基于PID的锅炉温度控制系统PID控制是迄今为止最通用的控制方法之一。
因为其可靠性高、算法简单、鲁棒性好，所以被广泛应用于过程控制中,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性系统。
PID 控制的效果完全取决于其四个参数,即采样周期ts、比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd。
因而,PID参数的整定与优化一直是自动控制领域研究的重要课题。
PID在工业过程控制中的应用已有近百年的历史，在此期间虽然有许多控制算法问世,但由于PID算法以它自身的特点，再加上人们在长期使用中积累了丰富经验，使之在工业控制中得到广泛应用。
在PID算法中，针对P、I、D三个参数的整定和优化的问题成为关键问题。
该系统首先通过热电偶传感器监测锅炉的温度，收集的信息经过A/D电路送给PLC 控制器，PLC因此做出计算，并判断锅炉的温度，当温度处于上升状态时，就会继续加热，当温度处于稳定状态时PID会计算并输出控制信号，PLC传送信号给PC机，系统因此做出高温显示并发出警报。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制锅炉汽包水位测量与控制是锅炉系统中非常重要的一个环节。
正确的水位测量与控制可以确保锅炉的安全运行，避免水位过高或过低造成的危险。
本文将介绍锅炉汽包水位测量与控制的原理、方法和技术。
1. 原理锅炉汽包水位测量的原理是利用水位传感器或测量仪表测量锅炉内部水位的高度，从而控制水位在安全范围内。
常用的水位传感器主要有浮子型、电极型和超声波型等。
2. 测量方法（1）浮子型水位传感器：浮子型水位传感器由浮子和传感器组成，浮子随着水位的升降而浮沉，传感器通过感应浮子位置的变化来测量水位的高度。
通过传感器提供的信号，锅炉的控制系统可以控制水位的升降。
（2）电极型水位传感器：电极型水位传感器由多个电极组成，电极通过与锅炉水位接触，测量水位的高度。
通常情况下，电极根据水位的高低产生不同的电压信号，通过接线盒将信号传输给控制系统。
（3）超声波型水位传感器：超声波型水位传感器利用超声波的传播速度测量水位的高度。
传感器通过发送和接收超声波信号，并根据传播时间计算出水位的高度。
3. 控制技术水位的控制可以通过调整给水量来实现。
当水位过低时，控制系统会增加给水量；当水位过高时，控制系统会减少给水量。
为了确保锅炉水位的稳定控制，通常会使用一种叫做“三元控制”的技术。
三元控制是通过调节给水量、汽泄压力和燃料供给量来控制锅炉的水位。
4. 注意事项在进行锅炉汽包水位测量与控制时，需要注意以下几点：（1）选择合适的水位传感器，根据锅炉的特点和需求，选择适合的传感器进行测量。
（2）安装传感器时要注意正确的位置和角度，确保传感器的测量准确性。
（3）及时检修和维护传感器设备，避免传感器损坏或出现故障。
（4）定期校准传感器，确保测量的准确性和可靠性。
（5）根据实际情况进行相应调整，控制水位保持在安全范围内。
锅炉汽包水位测量与控制是锅炉系统中非常重要的一环，对于锅炉的安全运行起着至关重要的作用。
只有掌握了正确的测量方法和控制技术，才能保证水位的稳定和安全。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制锅炉汽包水位测量与控制是保证锅炉运行安全和正常的重要环节。
正确的水位测量和控制可以有效地避免锅炉水位过高或过低，从而保护锅炉的正常运行和工作人员的安全。
在锅炉中，汽包水位是指锅炉内部的水位高度，它的高低直接影响到锅炉的正常工作。
一般来说，过高的水位会导致汽包水溢出，增加锅炉的运行压力，甚至可能造成锅炉爆炸的危险。
而过低的水位则容易引起锅炉的干燥烧坏，甚至可能损坏锅炉设备。
准确地测量和控制汽包水位对于锅炉的安全和稳定运行至关重要。
测量汽包水位可以使用多种方法，常见的有机械水位计、电容式水位计和超声波水位计等。
机械水位计是一种传统的测量方法，它通过一个玻璃管来显示水位高度。
机械水位计的优点是结构简单，使用可靠，但缺点是无法实时监测水位变化，并且受到高温、高压等因素的限制。
电容式水位计通过测量电容的变化来确定水位高度，具有较高的灵敏度和精度，可以实时监测水位变化，但成本较高。
超声波水位计则是通过发射超声波信号并测量信号的回波时间来确定水位高度，具有非接触、无污染等优点，但对环境影响较大。
控制汽包水位可以通过调节给水和排水量来实现。
一般来说，给水与排水的平衡是保持汽包水位稳定的关键。
如果水位偏高，可以增大排水量或减小给水量来调整；如果水位偏低，可以减小排水量或增大给水量来调整。
还可以通过调节汽包内部的排气阀和进水阀来控制汽包水位的变化。
在进行汽包水位测量和控制时，需要注意以下几点：应定期检查和校准水位计的准确性，确保其正常工作。
应设置安全水位，即在正常运行范围内，确保锅炉的安全。
要经常监测和记录锅炉的水位变化，并及时采取措施调整，确保锅炉水位的稳定。
3.基于单片机的余热锅炉汽包水位控制系统设计开题报告
（9）电源：220VAC。
（10）调节时间：≤20S。
（11）超调量：≤8%。
4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）：
维持汽包水位在给定范围内是保证锅护和汽轮机安全运行的必要条件，也是锅炉正常运行的主要指标之一。水位过低，易烧干锅而发生严重事故；水位过高，则易使蒸汽带水并有溢出威胁。当蒸汽的耗气量与锅炉进水量相等时，液位保持为正常标准值。当锅炉的给水量不变，蒸汽负荷突然增加或减少时，液位就会下降或上升；或者，当蒸汽负荷不变，而给水管道水压发生变化时，引起汽包水位发生变化。不论出现那种情况，只要实际液位高度与给定液位之间出现了偏差，调节器均应立即进行控制，去开大或关小给水阀门，使液位恢复到给定值。
2、国内外发展情况(文献综述)
目前，节约能源，提高生产工艺过程中的能源利用率和开发研究新的节能技术已成为各国研究能源利用技术的主要课题。为了节约能源和提高能源利用率，除采用高能效的新设备和新工艺外，采用余热锅炉回收各类余热也是提高能源利用率的重要手段。为此，各国先后开展了余热锅炉的研制工作，并在节能中大力推广应用余热锅，并取得了显著的节能效果。
13周进行软件和硬件的仿真；
14～15周完成论文初稿；
16周论文修改定稿；
17周完成毕业说明书及其它相关资料；
18周最后进行总结准备答辩。
8、参考文献：
1金以慧.过程控制[M].清华大学出版社.1999年7月
2胡寿松.自动控制原[M].科学出版社2011年1月
3崔艳华.锅炉设备与运行[M].化学工业出版社2009年9月
事实上，节能是一个国家能够可持续发展的关键因素之一，如果我们还坚持传统的能源利用方式，不能使资源有效的循环利用，就会使社会的整个资源环境加剧恶化，并且造成能源的快速枯竭。据可靠资料，我国工业能源的消耗在总体成本中占有最多的份额，而能源的有效使用率仅仅只有三成左右，成本支出比欧洲发达国家高出很多，所以考虑到经济效益，节能设备的推广是势在必行的一大举措。能源的短缺是目前全世界都面临的一项严重考验，在这样一个大背景下谋求发展，开发新新能源是一个方面，更重要的是在节约能源上下足功夫。目前，国内余热节能锅炉的设计和开发已经逐渐成熟，随着社会的发展，人们会越来越发现节能设备是一个必然趋势。节能锅炉的招牌不仅仅是商家促销的一个重头砝码，更是对社会和环境的一大贡献。
开题报告范文-锅炉汽包水位智能系统设计
开题报告范文-锅炉汽包水位智能系统设计开题报告电气工程及自动化锅炉汽包水位智能系统设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义在没有工作人员直接参与的情况就是自动控制，它是用外加的装置、设备、让机器或者生产过程的某一个参数或者工作状态能够自动的按照先前设定的指标或者规则运行的系统设备。
20世纪40年代自从美国的科学家维纳创立控制理论以来。
自动控制从最早的开环控制起步，然后经过反馈控制、最优控制、随即控制、自适应控制、自学习控制、自组织控制一直这样发展到智能控制这一最新阶段。
传统控制理论经过经典控制理论和现代控制理论两个具有里程碑意义的重要阶段。
它们的共同特点就是都是基于被控对象的清晰数学模型，即干扰和控制对象都得用严格意义上的函数和数学方程表示，控制的目标和任务一般都比较直接和明确。
外界的干扰和控制对象的不确定性只允许在很小的限度内发生。
对系统运动规律的数学描述就是一个系统的数学模型。
传递函数、状态方程和微分方程是描述控制系统的三种最基本的数学模型，而作为两者的纽带是微分方程。
经典控制理论的主要研究常系数单变量线性系统数学模型,经常使用传递函数为基础的频域分析方法。
现在控制理论主要研究多输入-多输出线性系统的数学模型，经常使用状态方程和微分方程为基础的时域分析方法，传统的控制方法多是要去解决是不变，线性等相对简单的被控系统的控制问题。
这类系统完全可以用常系数，集总参量以及线性的微分方程予以描述。
但另一个方面，许多实际的控制目标和工业对象并非常常如此理想的。
特别是遇到系统的结构复杂、变量纵多、规模庞大、参数随即多变、系统存在大之后或参数间又存在强耦合等错综复杂的情况时。
传统的控制理论的数学解析结构则很难表达和处理。
由于实际系统和研究对象具有非线性，不确定性，不完全性，时变性，因而无法建立起表述他们的运动规律和特性的数学模型，于是就失去了传统数学模型的分析基础。
也就无法设计出合理的经典控制器。
对锅炉汽包水位控制的分析报告
对锅炉汽包水位控制的分析朱李超（上海大学机电工程与自动化学院上海200072）摘要：锅炉控制系统是一个复杂，庞大，多变量，耦合的系统。
通常的设计方法是在可能的情况下将系统划分为几个独立的控制区域，并分别对各个区域进行控制系统的设计。
本文主要阐述了锅炉控制系统中汽包水位控制的结构，原理，特点以及控制方法,并对控制方法作简单的分析。
关键词：汽包水位控制The analysis of boiler drum water level controlZHU Li-chao（School of Electrical Engineering and Automation,Shanghai University,Shanghai 200072,China ）Abstract : Boiler control system is a complex, large, multi-variable coupled system. The usual design approach is dividing the system into several independent control areas in the case of possible, and then design each region separately . This paper makes a brief introduction about the structure, principle, characteristics and control methods that used in the system of drum boiler water level control system.It also makes a simple analysis about the control methods.Key words: Drum water level control1 概述1.1 锅炉系统的简介作为工业生产自动化控制中的一个重要的组成部分，锅炉控制系统在工业生产中有着非常广泛的应用，对锅炉系统的分析也有着非常实际的意义。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制一、概述锅炉是工业生产中常见的一种热能设备，其作用是将化石燃料或其他类型的燃料燃烧产生的热能转化为蒸汽或热水，用于驱动机械设备或提供供热。
锅炉在运行过程中需要保持足够的水位，以确保燃烧过程的稳定性和安全性。
而汽包水位的测量与控制对于锅炉的正常运行起着至关重要的作用。
二、锅炉汽包水位的重要性锅炉汽包水位是指锅炉内部的蒸汽和液态水的分界线，它直接影响着锅炉运行的安全性和效率。
正常的水位控制可以确保锅炉内部热量的传递和热平衡，保证锅炉设备的长期稳定运行，同时也可以保证对外输出的蒸汽质量和能耗的有效控制。
1. 安全性锅炉汽包水位的过低或过高都会对锅炉的运行安全性产生严重的影响。
过低的水位容易导致锅炉爆炸的危险，而过高的水位则容易造成锅炉内部压力过大，从而影响到锅炉的正常运行。
良好的水位控制对于防止锅炉事故的发生至关重要。
2. 能效性正常的汽包水位可以保证燃烧系统和热量传递系统的正常运行，确保燃煤或其他燃料的充分燃烧，从而提高锅炉的热效率，减少能源的浪费。
正常的水位控制也有利于降低锅炉设备的维护成本和延长设备的使用寿命。
1. 机械浮子式水位计机械浮子式水位计是一种比较传统的水位测量仪器，通过浮子在水位上升或下降时推动连杆传动指针进行水位的读数。
它的优点是结构简单，操作方便，但是测量精度相对较低，对水质的要求较高。
2. 电阻式水位计电阻式水位计采用电极测量水位的方式进行水位控制，其优点是测量精度高，适用范围广，但是对电极和电路的维护要求高，且受到水质影响较大。
3. 超声波水位计超声波水位计利用超声波在水中传播的原理测量水位高度，其优点是无需直接接触水位，可远程测量，且对水质的影响较小，但是安装和维护相对较为复杂。
4. 雷达水位计雷达水位计采用雷达波束测量水位高度，其优点是测量范围广，测量精度高，无需接触水位，适用于高温高压和腐蚀性较强的环境，但是成本较高，对安装环境要求严格。
以上四种方法都可以用来测量锅炉汽包水位，不同的方法适用于不同的环境和要求，使用者可以根据实际情况选择适合的水位测量仪器。
锅炉汽包水位测量控制及运用的开题报告
锅炉汽包水位测量控制及运用的开题报告一、选题背景锅炉是工业领域中常用的热能转换设备，它通过将燃料燃烧生成的热能转化为水蒸气，产生高压蒸汽驱动机械设备工作。
锅炉汽包是锅炉系统中贮存水蒸气的部分，水位的测量和控制是锅炉安全稳定运行的关键。
因此，对锅炉汽包水位测量控制的研究与应用具有重要的意义。
二、研究内容1.锅炉汽包水位测量技术的原理与方法2.锅炉汽包水位测量系统的构成和实现3.利用PID算法对锅炉汽包水位进行控制4.研究锅炉汽包水位的异常情况处理三、研究意义1.提高锅炉的安全性和稳定性2.减少人工干预，提高生产效率四、研究方法1.文献研究法：运用国内外文献，了解锅炉汽包水位测量控制技术的发展和现状，包括传统方法和新型技术。
2.实验方法：实验室实际搭建一套锅炉汽包水位测量控制系统，对系统进行测试和调试，并研究异常情况下的处理方式。
五、预期成果1.锅炉汽包水位测量控制技术的研究成果论文2.实验室实际搭建的锅炉汽包水位测量控制系统3.锅炉汽包水位测量控制技术的应用方案六、进度安排1.前期准备：文献调研、锅炉汽包水位测量系统的构成和实现设计2.实验搭建：搭建锅炉汽包水位测量控制系统，并进行测试和调试3.算法设计：利用PID算法对锅炉汽包水位进行控制，并研究异常情况下的处理方式4.结果分析：分析锅炉汽包水位测量控制技术的优劣及应用前景七、参考文献1. 孟景云. 浅析锅炉水位控制系统设计[J]. 润滑与密封,2018(02):70-72.2. Rao P, Iyer P K G. Design of a microcontroller based automatic boiler water level controller[J]. Instrumentation Science & Technology, 2019, 47(4):398-407.3. Xie Y, Lan L, Xie X. Design of automatic water level control system for steam boiler[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2019, 55(11):277-282.4. 曹伟, 夏俊祥, 林钦文. 基于PID算法的锅炉水位控制系统设计[J]. 仪器仪表学报,2007,28(05):520-523+539.5. 王鹏, 张波, 赵松. 基于智能PID调节的高压锅炉水位控制系统研究[J]. 清华大学学报(自然科学版),2008,48(12):2075-2077.。
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制一、引言锅炉汽包水位的测量与控制是锅炉运行和安全保障的重要环节，水位的过高或者过低都会对锅炉运行造成严重影响，甚至引发事故，因此对锅炉汽包水位进行准确的测量与控制至关重要。
二、水位测量原理1. 压力法：压力法是利用较低级别的水银柱压力来测定水位高度的方法。
当水位升高时，因为底部的水银柱压力增加，而顶端压力保持不变，因此水位越高，其底部的压力就越大。
通过对这种压力变化进行测量，可以得到相应的水位高度。
2. 导红外法：导红外法是通过放置传感器在锅炉水位上方，利用红外光束来检测水位的方法。
水位越高，其上方的传感器所接收到的红外光越少，通过测量红外光的强度，可以确定水位的高低。
3. 超声波法：超声波法是通过在水位上方放置超声波传感器，利用超声波来测定水位高度的方法。
当超声波遇到水位时，会产生反射，通过测量反射的时间和幅度，可以确定水位的高度。
三、水位控制原理1. 等级控制：等级控制是通过对水位高度进行分级以及分级区域内的水位控制来实现的。
通过设定不同的水位等级，可以控制锅炉的水位保持在一个相对稳定的范围内，避免过高或者过低水位造成的影响。
2. 调节阀控制：调节阀控制是通过调节给水进入锅炉的阀门来控制水位的方法。
当水位过高时，可以适当关闭给水阀，减少进水量；当水位过低时，可以适当打开给水阀，增加进水量。
3. 液位控制：液位控制是通过利用液位控制器对给水泵和排水泵进行控制，从而实现水位的自动控制。
当水位达到设定值时，液位控制器会自动启动或关闭相应的泵，以维持水位在设定范围内。
四、影响因素1. 给水水质：给水水质的变化会影响水位的测量和控制，特别是在使用压力法进行水位测量时，水质的差异会影响其压力的变化，进而影响水位的准确性。
2. 锅炉负荷变化：锅炉负荷的变化会影响水位的变化，特别是在大幅度负荷变化时，水位的波动会显著增加，对水位的测量和控制提出更高的要求。
3. 设备故障：设备故障会对水位测量和控制造成严重影响，液位控制器、传感器等关键设备的故障会直接导致水位测量和控制的失效。
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。
锅炉汽包水位的控制
锅炉汽包水位的控制
在稳定状态下,液位测量信号等于给定值,液位调节 器的输出,蒸汽流量及给水流量等三个信号,通过加法器 得到的输出电流为:I0 = K1 I1 - K2 I2 + K3 I3式中, I1 为 液位调节器的输出电流; I2 为蒸汽流量变送器的电流; I3 为给水流量变送器的电流; K1 、K2 、K3 分别为加法器 各通道的衰减系数。设计K2 I2 = K3 I3此时I0 正是调节 阀处于正常开度时所需要的电流信号(为了安全调节阀必 须用气关阀) 。假定在某一时刻,蒸汽负荷突然增加,蒸汽 流量变送器的输出电流I2 相应增加,加法器的输出电流I0 就减少,从而开大给水调节阀。但是与此同时出现了假液 位现象,液位调节器输出电流I1 将增大。由于进入加法器 的两个信号相反, 蒸汽流量变送器的输出电流I2 会抵消 一部分假液位输出电流I1 , 所以, 假液位所带来的影响将 局部或全部被克服。
蒸汽
气泡
三个问题：
省
① 不能克服虚假水位带来的后果
煤
器
② 对蒸汽负荷的变化控制不灵敏
LC
给水
③ 对给水扰动控制滞后
一旦负荷急剧变化,虚假液位的出现,调节器就会误以为液位升 高而关小供水阀门。影响了生产甚至造成危险。
锅炉汽包水位的控制 （1）单冲量PID控制系统
液位 设定
液位
检测
PID
给水调节阀
锅炉汽包水位测量与控制
锅炉汽包水位测量与控制引言：锅炉是工业和民用中常见的热能转化设备之一，主要用于产生蒸汽供给其他设备或用作采暖供热。
在锅炉的运行过程中，正确地测量和控制汽包水位非常重要，因为水位的变化会直接影响到锅炉的安全和效率。
一、锅炉汽包水位的重要性1. 安全性：正确地控制锅炉汽包水位是确保锅炉安全运行的关键之一。
如果水位过低，锅炉加热管内部的温度会急剧上升，导致管壁热应力过大，进而引发管道爆裂的危险；水位过高，则可能导致锅炉内部水与蒸汽混合，影响锅炉的工作性能，甚至产生蒸汽爆炸的风险。
及时、准确地测量和控制锅炉汽包水位对于保证锅炉的安全运行至关重要。
2. 效率性：锅炉汽包水位的测量与控制还可影响到锅炉的热效率。
水位过高时，蒸汽和烟气之间的传热效果会受到影响，导致热损失增加，湿度会随之增加，使得锅炉的热效率降低；而水位过低，则会使管壁过热，增加了烟气流动阻力，导致烟气通过的时间减少，同样造成物质传热区域减小，从而影响到锅炉的热效率。
适当地测量和控制锅炉汽包水位能够提高锅炉的热效率，减少能源浪费。
常见的锅炉汽包水位测量方法有以下几种：1. 磁翻板式水位计（磁翻板水位计）：该方法是通过磁翻板的磁力作用原理，将水位信号进行传输和显示。
当水位上涨时，浮子也随之上升，翻板也跟随上升，并通过磁铁将信号传给指示表，实现了水位的测量。
优点是结构简单，使用方便，缺点是精度相对较低，不适用于高温、高压、高精度要求的锅炉。
2. 双金属温度计：双金属温度计是一种利用金属材料的热膨胀特性进行测量的仪器。
当温度发生变化时，由于不同金属的膨胀系数不同，导致双金属片的弯曲程度发生变化，从而通过指针显示当前水位高低。
优点是结构简单，使用方便，适用于一般锅炉，但精度相对较低。
3. 电容式水位计：电容式水位计是利用物体间电容与其间隔距离成反比的关系进行测量的方法。
通过在锅炉内设置电极，根据水的导电性质以及水位与电容之间的关系，通过测量电容的变化来判断水位高低。
克石化锅炉汽包水位测量系统研究与应用的开题报告
克石化锅炉汽包水位测量系统研究与应用的开题报告一、选题背景克石化公司是一家大型化工企业，它的生产涉及到许多领域，其中就包括了锅炉的使用。
在生产过程中，锅炉汽包的水位是要控制的一个重要参数，因为水位的高低会对生产过程产生重大影响。
如果水位过高，就会导致汽包的压力增大，从而影响锅炉运行的稳定性，并且会产生安全隐患；如果水位过低，就会导致锅炉无法正常启动，从而影响生产效率。
因此，对锅炉汽包水位进行准确地测量和控制，是克石化公司生产中必不可少的工作。
本研究旨在探究汽包水位测量系统的研究与应用，以提高锅炉安全运行和生产效率。
二、研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面：1. 锅炉汽包水位测量原理研究。
本研究将探究汽包水位测量的基本原理，包括基于压力、声波、电容等不同测量方式，以及各种测量方式的优缺点分析。
2. 锅炉汽包水位测量系统设计。
本研究将设计一种基于压力传感器的汽包水位测量系统，该系统包括传感器、信号处理模块、数据采集模块等主要组成部分，并建立相应的数学模型进行模拟分析。
3. 系统测试和性能评估。
本研究将对设计的汽包水位测量系统进行实验测试，并进行性能评估。
主要包括准确度、响应速度、可靠性等方面的测试和评估。
4. 系统应用研究。
针对克石化公司的锅炉系统进行汽包水位测量系统的应用研究，验证系统的实际功能和效果。
三、预期成果1. 探究汽包水位测量的基本原理，包括基于压力、声波、电容等不同测量方式，以及各种测量方式的优缺点分析。
2. 设计一种基于压力传感器的汽包水位测量系统，并建立相应的数学模型进行模拟分析。
3. 对设计的汽包水位测量系统进行实验测试，并进行性能评估。
4. 针对克石化公司的锅炉系统进行汽包水位测量系统的应用研究，验证系统的实际功能和效果。
四、研究意义汽包水位是锅炉运行中的一个重要参数，准确地测量和控制汽包水位，可以保障锅炉的安全运行和生产效率。
本研究旨在探究汽包水位测量系统的研究与应用，能为克石化公司锅炉系统的安全运行和生产效率提供一定的技术支持，并为相关领域的研究提供借鉴。
锅炉汽包水位的控制
摘要锅炉是电厂和化工厂里常见的生产设备，为了使锅炉能正常运行,必须维持锅炉的水位在一定的范围内，这就需要控制锅炉汽包的水位。
汽包水位很重要，水位过高会影响汽水分离的效果，使蒸汽带液,损坏汽轮机叶片；如果水位过低会损坏锅炉，甚至引起爆炸。
可见锅炉汽包水位控制在锅炉设备控制系统中的重要性。
本论文设计的是锅炉汽包水位控制系统，利用控制装置和被控对象组成了一个自动控制系统。
被调量是汽包水位，调节量是给谁量。
它主要考虑汽包内部物料平衡，使给水量适应锅炉的挥发量，维持汽包中水位在工艺允许的范围内。
关键词：汽包水位虚假水位给水流量蒸汽流量目录摘要 (1)1 绪论 (3)1.1 锅炉 (3)1。
2 锅炉汽包水位控制系统的发展现状 (3)1。
3 汽包水位调节原理: (4)1.4 本设计的主要工作 (4)2 控制方案设计 (6)2.1 汽包水位的影响因素 (6)2.2 系统方框图 (6)3 硬件选型 (8)3。
1 水位PID控制系统 (8)3.2 PLC的选型 (8)3.3 PLC的I/O分配 (9)3.4 流程控制图 (10)3。
5 PLC程序 (11)4 PID参数整定 (16)4.1 运用试凑法选定PID参数 (16)4。
2 MATLAB仿真结果 (17)5 组态设计 (19)5。
1组态王对PLC的设备组态 (19)5。
2组态王定义数据变量 (19)5.3组态王界面 (19)总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)1 绪论1.1 锅炉锅炉由汽锅和炉子组成。
炉子是指燃烧设备,为化石烯料的化学能转换成热能提供必要的燃烧空间。
汽锅是为汽水循环和汽水吸热以及汽水分离提供必要的吸热和分离空间。
锅炉作为一种把煤、石油或天然气等化石燃料所储藏的化学能转换成水或水蒸气的热能的重要设备，长期以来在工业生产和居民生活中都扮演着极其重要的角色，它已经有二百多年的历史了，但是锅炉工业的迅猛发展却是近几十年的事情。
生产锅炉，主要用于为居民提供热水和供居民取暖。
锅炉汽包水位控制系统设计开题报告
3、三冲量控制系统。所谓三冲量，指得是引入了三个测量信号：汽包水位、给水流量和蒸汽流量。三冲量控制本质上时前馈-串级复合控制系统：主回路实现水位调节，副回路使给水流量能适应负荷和水位要求。三冲量调节系统能及时克服负荷(蒸汽量)和给水流量的干扰作用，调节精度较高，适用于汽包容积较小、负荷和给水干扰较大的场合。目前已得到了应用，实践证明效果良好。
学生姓名
甘峰浩
专业
自动化
班级
1224081
一、选题的目的意义
锅炉控制是一个比较复杂的控制过程，为保证提供合格的蒸汽适应负荷的需要以及锅炉的运行安全，各个环节的工艺参数必须严格控制，而汽包水位控制系统是锅炉自动控制系统中最重要的环节之一。
汽包水位是锅炉正常运行的重要参数，维持汽包水位在一定的范围内变化，是锅炉水位控制的重要任务之一，也是保证汽机和锅炉安全运行的重要条件。如果汽包水位过高，会影响汽包的汽水分离装置的正常工作，导致锅炉出口蒸汽带水和含盐量过大，使过热器受热面结垢甚至遭到破坏，影响机组的正常运行和经济性指标;如果汽包水位过低，会使锅炉水循环工况破坏，造成水冷壁供水不足而被烧坏。所以研究锅炉汽包水位的控制有着重要的意义。
四、主要参考文献与资料获得情况
[1]韩光信.先进PID在锅炉汽包水位控制中的应用研究[J].微计算机信息，2006.34.
[2]王常力.集散型控制系统的设计与应用[M].北京：清华大学出版社，1993.
[3]高岩，龚至豪，黄鸿02.03.
[4]周佳，曹小玲，刘永文.锅炉汽包水位控制策略的现状分析[J].锅炉技术，2005.03.
锅炉汽包水位的变化及控制
锅炉汽包水位的变化及控制[摘要]对影响汽包水位变化的因素进行了全面分析，针对机组在启动过程中及机组事故过程中水位的变化特点，提出了合理的汽包水位控制方案，从而进一步保证了机组的运行安全。
【关键词】汽包水位；给水流量；蒸汽量；自动调整前言沙角A电厂＃4、5机组的锅炉为亚临界压力一次中间再热控制循环汽包炉，正压直吹式制粉系统，锅炉最大连续蒸发量1025T/H，是上海锅炉厂引进美国CE公司技术生产的。
锅炉采用两台汽动给水泵及一台电动给水泵上水，给水系统流程如下：汽包水位是锅炉正常运行中最主要的监视参数之一。
水位过高过低都可能造成设备损坏事故，影响机组安全。
运行中，必须加强对汽包水位的监视和调整。
我厂#4、5炉汽包水位的控制范围：正常值:0±50mm，报警值:＋127/－178mm，跳闸值(MFT): +320/－380mm。
1. 影响汽包水位变化的因素锅炉在运行中，汽包水位是经常变化的，引起汽包水位发生变化的原因主要是锅炉的外扰和内扰。
当出现外扰和内扰时，将使蒸发设备的物质平衡关系(即蒸发量与给水量之间的平衡关系)发生破坏，或者工质状态发生变化(当锅炉压力变化时，水和蒸汽的比容发生变化)，从而造成汽包水位发生变化。
汽包水位变化的剧烈程度，不仅与扰动量的大小有关，而且还与扰动速度有关。
影响汽包水位变化因素主要有：1.1锅炉负荷的变化汽包水位的变化与锅炉负荷(蒸发量)的变化有密切关系，因为蒸汽是从给水进入锅炉以后逐渐受热汽化而产生的。
当负荷变化时，蒸发受热面中水消耗量发生变化，必然引起汽包水位的变化。
当负荷增加时，如果给水量不变或增加不及时，则蒸发设备中的水量逐渐被消耗，其最终结果将使水位下降；反之，水位上升。
所以水位变化的幅度反映了锅炉蒸发量与给水量之间平衡关系相称程度。
当外界负荷突增或突减时，会引起锅炉汽压骤变，汽包水位会出现虚假水位，若安全门动作又会使水位升高。
所以，当负荷骤变时，必须严密监视水位，预防水位事故的发生。
锅炉汽包水位控制方案
三、锅炉汽包水位控制方案在本方案中最重要的控制对象是锅炉汽包水位，汽包水位是锅炉安全运行的一个非常重要的工艺参数，必须被控制在一个非常严格的工作范围内，由于引起汽包水位变化的因素较多，如锅炉负荷、燃烧工况、给水压力等，加上锅炉特有的虚假水位现象，简单的单回路控制难以满足对控制的要求，尤其是对于我厂这样的工况变化频繁，变化幅度大，对于水位的控制来说仅仅使用传统的仪表控制是非常困难的，即使是使用了专用的进口多回路可编程调节仪表对水位进行控制，但是仅能够在工况下满足控制的需要，在工况产生突变的情况下，仪表根本无法对水位进行控制，所以在此次的改造中我们着重在水位的控制方面提出了严格的要求。
图2在方案中我们足够采用三冲量串级调节方式（如图2所示），该系统接收汽包水位、蒸汽流量、给水流量三个信号，两个控制器（主调和副调）相串联，称为三冲量串级给水调节系统。
上述三信号经相应的变送器转换为统一的电流信号，再经输入组件进行电流/电压转换，分别作为主调的测量信号、补偿信号及副调的测量信号，其中主调将汽包水位测量值与给定值进行比较积分运算，运算结果再与蒸汽流量信号相加，作为副调的给定信号，副调将给水流量测量信号一给定信号相比较，并对偏差进行比例积分运算，再经高低限限幅、电压/是流转换，且输出信号控制执行机构动作，改变给水量，以维持一定水位。
在实际的程序的编制中，我们对原方案进行了相应的改造，汽包水位作为主被控变量，给水流量和蒸汽流量的差值作为副被控变量构成串级调节控制系统，并且在程序中引入众多的逻辑比较条件，严格限定给水调节阀的开关状态以保证给水调节系统一直处于安全的运行状况，从而克服汽包水位现象，维持汽水平衡，保证汽包一定的水位。
以下是在PLC编程中利用的技巧。
四、PLC的编程技巧首先该系统要实现精确控制的先决条件是得到精确的测量值，所以如何克服系统的干扰和准确测量是必须首先考虑的。
因为我厂原控制系统设计中没有充分考虑电力信号产生的干扰，在照明用电和动力用电方面，均有零线和地线混接的现象，很多动力线和信号线是混合敷设的，仪表信号控制电缆没有单独敷设，所以现场的干扰很大，如果现场的干扰不加以过滤的话，对DCS系统的影响是很严重的，不仅是测量不到信号，严重的时候甚至烧毁I/O模块，为防止干扰，该系统采取了单独接地的措施。
锅炉汽包水位控制
2010年06月18日摘要锅炉是典型的复杂热工系统，目前，中国各种类型的锅炉有几十万台，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工况，增加了锅炉的燃料消耗，降低了效率。
锅炉的建模与控制问题一直是人们关注的焦点，而汽包水位是工锅炉安全、稳定运行的重要指标，保证水位控制在给定范围内，对于高蒸汽品质、减少设备损耗和运行损耗、确保整个网络安全运行具有要意义。
锅炉汽包水位高度，是确保安全生产和提供优质蒸汽的重要参数，对现代工业生产来说尤其是这样。
因为现代锅炉的特点之一就是蒸发量显著提高，汽包容积相对变小，水位变化速度很快，稍不注意就容易造成汽包满水或者烧成干锅。
在现代锅炉操作中，即使是缺水事故，也是非常危险的，这是因为水位过低，就会影响自然循环的正常进行，严重时会使个别上水管形成自由水面，产生流动停滞，致使金属管壁局部过热而爆管。
无论满水或缺水都会造成事故，因此，必须严格控制水位在规定范围之内。
维持汽包水位在给定范围内是保证锅护和汽轮机安全运行的必要条件，也是锅炉正常运行的主要指标之一。
水位过高，会影响汽包内汽水分离效果，使汽包出口的饱和蒸汽带水增多，蒸汽带水会使汽轮机产生水冲击，引起轴封破损、叶片断裂等事故。
同时会使饱和蒸汽中含盐量增高，降低过热蒸汽品质，增加在过热器管壁和汽轮机叶片上的结垢。
水位过低，则可能破坏自然循环锅炉汽水循环系统中某些薄弱环节，以致局部水冷管壁被烧坏，严重时会造成爆炸事故。
这些后果都是十分严重的。
随着锅炉容量的增加，水位变化速度愈来愈快，人工操作愈来愈繁重，因此对汽包水位实现自动调节提出了迫切的要求。
汽包水位的控制是锅炉控制的一个难点，目前，对汽包水位控制大多采用常规PID 控制方式，传统的常规PID控制方式是根据控制对象的数学模型建立，由于锅炉水位系统存在非线性、不确定性时滞和负荷干扰、非最小相位特征等，其精确的数学模型往往无法获得而且常规PID控制的参数是固定不变的，难以适应各种扰动及对象变化，其控制效果往往难以满足要求，控制效果不理想。
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。
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是很大的。
三、主要研究或设计内容，需要解决的关键问题和思路：
1 、设计的主要内容：
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；采用PLC控制器，设计适应该锅炉运行的控制系统。
2、控制方案：
三冲量控制系统从结构上来说，是一个带有前馈信号的串级控制系统。
液位控制器LC （主调节器）与流量控制器FC（副调节器）构成串级控制系统。
汽包液位是主变量、给水流量是副变量。
副变量的引入使系统对给水压力的波动有较强的克服能力。
蒸汽流量的波动是引起汽包液位变化的因素，
是干扰作用，蒸汽波动时，通过引入FC,使给水
流量作相应的变化，所以这是按干扰进行控制的，是把蒸汽流量信号作为前馈信号引入控制的。
要实现蒸汽流量扰动下水位不变的设想，此时，需要一个比例环节，在负荷变化时就能把锅炉水位控制在允许的范围内，三冲量水位控制系统框图如图所示：
三冲量水位控制系统由主调节器PI l和副调节器PI2组成，主调节器PI l接受汽包水位信号去控制副调节器PI2。
副调节器除接受主调节器输出信号I H外，还接受水量反馈
信号l w和蒸汽量信号I D，组成了一个三冲量的串级控制系统，其中副调节器的作用是通
过内回路进行蒸汽流量D和给水流量W的比值调节，并快速消除给水侧的扰动。
主调节器主要通过调节副调节器进行水位的校正，使水位保持在给定值。
调节过程：根据串级控制系统选择主、副控制器的正、反作用的原则，水位控制器LC选反作用，流量控制器FC为正作用，调节阀为气关阀。
当水位由于扰动而升高时，因LC反作用，它的输出下降，进入加法器后，使FC给定值减小而输出增加，调节阀的
开度减小，给水流量减小，水位下降，保持在设定值上；当蒸汽流量增加时，FC给定值
增加而输出减小，调节阀的开度增加，给水流量增加，保持水蒸汽平衡，使水位不变；副回路克服给水自身的扰动，要进一步地稳定了水位的自动控制；给水流量增加，FC 输出增加，调节阀的开度减小，给水量减小，从而保持水蒸汽平衡。
五、工作的主要阶段、进度与时间安排：
第一阶段：（4月12日一18日）资料整理，翻译，明确设计目的和要求，确定设计的整体框架，开题。
第二阶段：（4月19日一5月15日）完成设计中的方案确定，仪表选型、必要的图（包含仪表管道流程图，控制原理框图，程序流程图等），并编写程序。
第三阶段：（5月16日一6月25日）撰写设计说明书。
七、指导教师意见和建议:
指导教师(签字)： ____________________ 年月日。