锅炉水位控制系统的设计
锅炉汽包水位的模糊控制系统的设计
诚信申明本人申明：我所呈交的本科毕业设计（论文）是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京化工大学或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。
与我一同完成毕业设计（论文）的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。
若有不实之处，本人承担一切相关责任。
本人签名：年月日锅炉汽包水位的模糊控制系统设计摘要汽包水位是锅炉运行的重要指标。
保持水位在一定范围内是保证锅炉安全运行的首要条件。
水位的过高、过低都会给锅炉及蒸汽用户的安全操作带来不得的影响。
过高，饱和水蒸气将会带水过多，导致过热器管壁结垢并损坏，进而进入汽轮机的蒸汽带液损坏汽轮机叶片，产生安全事故；反之，水位过低，汽化过快，锅炉供水不足，致使水冷壁烧坏，甚至引起爆炸。
锅炉汽包水位的控制又比较复杂，其中存在的虚假液位、滞后性、不易检测性等等又使传统控制很难达到较为完善的控制要求。
针对锅炉汽包水位存在虚假水位、控制系统复杂、具有滞后性、难以检测等特性，及采用传统PID控制时，效果不佳，如果控制不及时，甚至会产生安全事故的情况。
同时对比模糊控制的发展现状，可发现其适应性好、鲁棒性强、控制精度高等优势，所以本文设想在传统PID控制中引入模糊控制，改善汽包水位控制系统的静态和动态特性，使汽包水位恒定在一定范围之内，杜绝安全隐患，实现锅炉汽包水位的更精确、更有效的智能控制。
关键词：锅炉汽包水位模糊控制 Matlab仿真设计 PIDThe Suzzy Control Design about Boilder Drum Water LevelSystemAbstractThe drum water level is an important index of boiler operation. Keep the water level in certain scope is to ensure the safe operation of the boiler in the workplace. The low water level higher, and will give boiler and steam the safety of users may not bring the influence of the operation. Too high, saturated steam will bring too much water, resulting in superheater tube wall scaling and damage, and then into the steam turbine with liquid damage turbine blade, produce safety accident; Conversely, low water, vaporizing too fast, boiler water supply shortage, the water wall burn out, and even cause an explosion.The boiler drum water level control and more complex, the existing false liquid level, lagging, easily tested, and so on and that traditional control of it is difficult to reach a perfect control requirements.For boiler drum water level has false water level and control system with delay and complex, difficult to testing and other characteristics, and adopts the traditional PID control, the effect not beautiful, if not in time control, even can produce safety accidents. At the same time compared to current situation of the development of the fuzzy control, find the good adaptability, and robust, control precision higher advantage, so this paper in the traditional PID control idea introducing fuzzy control, improve the drum water level control system static and dynamic characteristics of the drum water level constant in certain limits, eliminate hidden dangers, realize the boiler drum water level of more accurate, more effective intelligent control.Key words:Boiler Drum Water Level Fuzzy Control Design Matlab PID目录前言 (1)第1章锅炉相关控制与前景 (2)第1.1节概述 (2)第1.2节锅炉设备的控制任务 (2)第1.3节研究状况 (3)第2章锅炉汽包水位的控制 (5)第2.1节汽包水位的动态特性 (5)第2.2节汽包水位的几种常规控制方法 (7)第3章模糊控制原理 (12)第3.1节模糊控制的形成与提出 (12)第3.2节模糊控制的优缺点 (13)第3.3节模糊控制的基本原理 (14)第4章锅炉汽包水位的模糊控制系统设计与仿真 (23)第4.1节输入输出变量的选择 (23)第4.2节隶属函数的选择 (25)第4.3节模糊规则表的建立 (26)第4.4节合成推理算法 (29)第4.5节模糊控制表 (32)第4.6节控制参数的自整定 (34)第5章模糊PID控制的MATLAB仿真 (35)第5.1节仿真流程图 (35)第5.2节模糊控制器模块的建立 (36)第5.3节仿真模型的建立 (37)第5.4节模糊PID控制与常规PID控制仿真的比较 (39)结论 (43)参考文献 (44)致谢 (45)前言锅炉是工业过程中不可缺少的动力设备为确保安全稳定生产对锅炉的自动控制十分重要其中汽水位是一个非常重要的被控变量由于锅炉的水位调节过程难以建立数学模型具有非线性不稳定性时滞等特点传统的锅炉水位三冲量控制系统大都采用PID控制其控制效果还可以进一步提高而模糊控制不要求知道被控对象的精确数学模型只需要操作人员的经验知识及操作数据鲁棒性强非常适合用于非线性滞后系统的控制但其静态性能不能令人满意限制了它的应用为消除模糊控制的稳态误差采用Fuzzy-PID控制是常用的一种方式，所以本论题具有一定的现实意义。
锅炉水位控制系统设计
「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。
汽包锅炉给水水位自动控制系统的设计(毕业设计论文)
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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锅炉液位控制系统课程设计报告
摘要集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。
该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。
DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。
关键字：集散控制系统；微处理器；最优化控制目录1. 概述 (1)2.通用版及嵌入版MCGS组态软件 (5)2.1锅炉液位控制工程文件建立 (5)2.2锅炉液位控制画面设计 (11)3.被控对象设计 (17)3.1实验装置简介 (17)3.2被控对象特性说明（过程工艺分析） (18)3.3被控对象的结构设计 (18)3.4被控对象工艺流程图 (19)4.控制系统设计 (19)4.1控制系统原理分析及控制方案设计 (19)4.2一次仪表选型设计 (21)4.3 DCS选型设计 (25)5.DCS组态设计 (26)5.1 DCS硬件组态设计 (26)5.2 DCS软件组态设计 (28)5.3 DCS系统闭环运行调试结果分析与说明 (32)5.设计总结与体会 (34)6.参考文献 (35)1. 概述集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。
该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。
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。
基于MATLAB的锅炉液位控制系统的设计与仿真
基于MATLAB的锅炉液位控制系统的设计与仿真锅炉液位控制是工业生产过程中非常重要的一环，它直接涉及到锅炉的安全运行以及生产效率的提高。
本文将基于MATLAB软件对锅炉液位控制系统进行设计与仿真，并详细介绍设计和仿真过程。
首先，我们需要了解锅炉液位控制系统的基本原理。
在锅炉运行过程中，燃烧产生的热量将水加热为蒸汽，并转化为动能。
为了保证锅炉的安全运行，必须确保水的液位在合适的范围内。
如果液位过高将导致溢出，而液位过低则会引起管道干燥，从而破坏锅炉结构。
因此，液位控制的目标是使液位保持在一个稳定的值。
锅炉液位控制系统的主要组成部分包括水位传感器、执行器和控制器。
传感器用于检测液位，执行器用于调节水位，而控制器用于根据传感器的反馈信号控制执行器的动作。
设计锅炉液位控制系统的第一步是建立数学模型。
在本文中，我们采用经典的PID控制器。
PID控制器的输出可以表示为：u(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t)dt + Kd * de(t)/dt。
其中，e(t)为控制器输入信号，其定义为e(t) = SP(t) - PV(t)， SP(t)为设定值，PV(t)为过程变量，Kp、Ki和Kd分别为比例、积分和微分增益。
锅炉液位系统的数学模型可以表示为：τ * dp(t)/dt = m * a(t) - m * b(t) * u(t)。
其中，dp(t)/dt为液位变化速率，a(t)为进水流量，b(t)为蒸发流量，u(t)为执行器动作信号，τ和m为系统参数。
接下来，我们使用MATLAB软件进行系统设计和仿真。
首先，我们需要定义系统参数和初始条件。
然后，我们可以利用MATLAB的控制系统工具箱中的函数进行系统建模。
通过选择适当的PID控制器增益，我们可以通过系统仿真来评估系统的性能。
在MATLAB中，可以使用simulink模块来搭建系统模型，并通过运行模型来获取系统的响应曲线。
在仿真过程中，我们可以通过修改控制器增益来优化系统的性能，例如快速响应、抑制振荡和减小超调量。
锅炉水槽水位监测系统设计汇总
锅炉水槽水位监测系统设计汇总
本文档旨在对锅炉水槽水位监测系统的设计进行汇总和概述，以便于理解系统的功能和特点。
简介
锅炉水槽水位监测系统是为了监测和控制锅炉水槽的水位而设计的系统。
它能够实时监测水位，并提供必要的报警和控制功能，以确保锅炉操作的安全和稳定。
系统组成
1. 水位传感器：采用高精度的水位传感器，能够准确地测量水槽的水位，并输出相应的电信号。
2. 控制器：接收水位传感器的信号，并进行数据处理和分析，同时控制相关设备的动作。
3. 报警装置：当水位超过设定的安全范围时，报警装置会发出
警报，提醒操作人员及时采取措施。
4. 数据记录与显示：系统能够记录水位数据，并在显示屏上实
时显示当前水位信息，以便操作人员随时掌握水位状态。
系统特点
1. 高精度：水位传感器采用高精度的测量技术，能够准确地监
测水位变化。
2. 实时监测：系统能够实时监测水位并提供及时的报警和显示
功能，确保操作人员能够迅速作出反应。
3. 安全保护：系统设定了安全范围，并在水位超过安全范围时
及时报警，保护锅炉的安全运行。
4. 数据记录与分析：系统能够记录水位数据，并进行数据分析，为后续的运行和维护提供参考依据。
总结
锅炉水槽水位监测系统是一种实用而重要的设备，能够有效提高锅炉操作的安全性和稳定性。
本文对系统的组成和特点进行了汇总和概述，希望能够对读者加深对该系统的理解。
锅炉水位控制方案
锅炉水位控制方案一、背景锅炉是工业生产中广泛使用的设备，用于产生蒸汽或加热水。
在锅炉运行过程中，水位的控制至关重要。
控制不当可能导致水位过高或过低，从而影响锅炉的安全性和正常运行。
因此，设计一个可靠有效的锅炉水位控制方案是十分重要的。
二、目标三、方案1. 电极式水位控制电极式水位控制是常见的一种控制方法。
它通过使用电极探头检测锅炉内的水位，并根据检测到的水位信号控制水位的调节阀。
该方案的优点是简单易行，可靠性高。
但需要定期检查电极的工作状态，并及时对电极进行清洗和维护，以确保准确的水位检测。
2. 超声波水位控制超声波水位控制是一种非接触式的水位检测和控制方法。
通过发送超声波信号，并利用超声波的反射或传播时间来测量水位的高度。
根据测量结果，可以控制水位调节阀以实现水位的自动控制。
该方案适用于高温、高压工况下的锅炉，具有精准度高、安装方便等优点。
3. 压力差水位控制压力差水位控制是一种使用压力传感器测量锅炉内外的压力差，并根据压力差的变化来控制水位的方法。
该方案简单可靠，适用于存在压力差的情况下。
然而，在压力差变化较大的情况下，可能会导致水位控制的不稳定性，需要进行适当的调整和校准。
4. 液位控制系统液位控制系统是一种使用液位传感器来测量锅炉的水位，并通过信号传输和处理来实现自动控制的系统。
该方案具有准确性高、稳定性好的优点，适用于对水位控制要求较高的场景。
但需要注意液位传感器的选择和维护，以确保准确的测量结果。
四、总结锅炉水位控制方案的选取应根据具体的应用场景和要求进行评估和选择。
不同的方法各有优缺点，需要根据实际情况进行权衡取舍。
在实施方案时，需要注意定期检查和维护相关设备，以确保水位控制的准确性和可靠性。
此外，合理的操作和维护锅炉设备也是保证水位控制有效的重要因素。
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的设计讲解
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 ............................ - 3 -1.3锅炉生产蒸汽工作流程 ............................ - 4 -............... - 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..................... - 5 -2.2.1液位控制系统的方框图.................................. - 5 -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............................. - 6 -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 ..................................... - 7 -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。
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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。
具体安排如下：
（1）使用实验箱上的拨位开关与发光二极管实验模块中的4个拨位开关（K0～K3），分别模拟AB、AC、AD、AE电极间的通、断状态；
（2）用实验箱控制模块AT89C51的P1口分别做水位检测和控制端口，P1.0、 P1.1、 P1.2、P1.3做水位检测端口，分别接B、C、D、E端， B、C、D、E端随水位变化时呈现的电平信号和表示的系统操作对应关系如表所示。
（3）因实验箱上没有水泵电路，水泵驱动电路可以省略。
可用P1.4引脚输出控制信号驱动实验箱上直流电机的启、停。
（4）声光报警电路：由实验箱上的发光LED和蜂鸣器产生，P1.5和 P1.6分别输出满水（上限极限）和缺水（下限极限）报警信号，P1.7接蜂鸣器。
注意：应采用不同颜色的发光二极管分别代表满水和缺水报警，并且要求信号灯采用闪烁发光，频率为30Hz，占空比75%。
（5）采用实验箱上的LED显示器显示水位状态，只需用1只数码管，以数字1、2、3、4、5指示水位的5种状态。
三、设计方案
通过阅读实验指导书可以基本上了解需要实现的功能，主要分成如下的部分：（1）状态检测判断部分；（2）灯的闪烁控制以及数码管的显示的问题
状态的检测可以使用程序不断地检测P1端口的状态信息来实现；而灯的闪烁控制则可以通过使用定时器和延时程序来控制等来实现；数码管使用8259来显示。
四、硬件系统说明与电路原理图
实验所需的硬件电路图可以参照实验题目说明中的图1直接进行相关线路的连接。
六、课程设计总结
本次课程设计收获还是很大的：通过课程设计我熟悉了单片机的硬件及软件，进一步了解了相关单元在实际的应用中该如何操作，挫折多，收获更大。
通过一开始失败的尝试，我深刻的理解了定时器的用法以及数码管的相关编程，特别是定时器这一块，一开始自以为是的想法导致问题很大，主观上臆断程序的执行方向而忽视程序的正确的执行步骤。
同时还深刻的体会到了编程的最基本的思想——分模块进行编程。
一开始就把整个程序打出来很容易造成程序出了问题而无法搞出来，在本次实验中我再这一点上折腾了好久走了很多的弯路，以后一定要引以为戒！
从选题到定稿，从理论到实践，在接近两星期的日子里，可以说是苦多于甜，但是可以学到很多书本上没有的东西，也巩固了以前学过的知识。
通过这次课程设计，我懂得了理论与实践结合是很重要的，只有理论是远远不够的，只有把所学的理论与实践结合起来，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到的问题，可以说是困难重重，这毕竟是第一次做，难免会遇到各种各样的问题，最后在老师和同学的帮助下也都顺利解决了。
七、参考书目
【1】王琼，单片机原理及应用实验教程。
合肥：合肥工业大学出版社，2005年
【2】王琼，单片机原理及应用。
合肥：合肥工业大学出版社，2008年
【3】周荷琴吴秀清，微型计算机原理与接口技术，合肥：中国科技大学出版社，2009年【4】杨居义，单片机课程设计知道，清华大学出版社，2009年
【5】蔡明文，冯先成，单片机课程设计，华中科技大学出版社，2007 年
【6】皮大能，单片机课程设计指导书，北京理工大学出版社，2010年
（注：素材和资料部分来自网络，供参考。
请预览后才下载，期待你的好评与关注！）。