内容发布更新时间 : 2025/2/8 20:10:26星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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

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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

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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。

从系统角度看，锅炉包括燃烧负荷控制系统、送引风系统、给水控制系统和辅助控制系统。其结构如图1-1：

图1-1

1.2 锅炉汽包水位控制系统的发展现状

锅炉汽包水位是锅炉安全运行的一个主要参数，水位过高会使蒸汽带水带盐，严重的将引起整体品质下降，严重影响生产和安全；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损坏，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。故锅炉汽包给水控制系统的任务是保证汽包水位在允许的范围内，并兼顾锅炉的稳定运行。

PLC是70年代发展起来的中大规模的控制器，是集CPU、RAM、ROM、I/O

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