前言 4
1 緒論 5
1.1 鍋爐設(shè)備及概述 5
1.2 給水控制的任務(wù) 6
2 系統(tǒng)方案的確定 8
2.1 汽包水位控制方案的比較分析 8
2.1.1 汽包水位位式控制系統(tǒng) 8
2.1.2 比值控制系統(tǒng) 8
2.1.3 單沖量控制系統(tǒng) 9
2.1.4 雙沖量控制系統(tǒng) 10
2.1.5 三沖量控制系統(tǒng) 11
2.2 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì) 14
3 輸入通道的設(shè)計(jì) 17
3.1 信號(hào)的測(cè)量 17
3.1.1 水位信號(hào)的測(cè)量方式 17
3.1.2 信號(hào)測(cè)量?jī)x表的選擇 18
3.2 汽包水位測(cè)量信號(hào)補(bǔ)償 25
3.2.1 測(cè)量信號(hào)補(bǔ)償?shù)亩x 25
3.2.2 測(cè)量信號(hào)補(bǔ)償?shù)脑?25
3.2.3 汽包水位測(cè)量信號(hào)補(bǔ)償?shù)姆椒?27
3.3 變送器的選擇 28
3.3.1 差壓變送器的選擇的具體問題 28
3.3.2 差壓變送器的輸出信號(hào)與電源的連接方式 30
3.3.3 確定差壓變送器的量程 32
3.4 硬件電路的搭建 33
3.4.1 模擬信號(hào)隔離電路 33
3.4.2 A/D轉(zhuǎn)換器的連接 34
4 輸出通道的設(shè)計(jì) 36
4.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇 36
4.1.1 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)和原理 36
4.1.2 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇 37
4.1.3 調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇 38
4.1.4 調(diào)節(jié)閥的口徑選擇 38
4.2 硬件電路的搭建 39
5 控制器的設(shè)計(jì) 41
5.1 水位對(duì)象基本特性 41
5.1.1 水位對(duì)象的機(jī)理數(shù)學(xué)模型 41
5.1.2 汽包的熱平衡方程式 42
5.2 汽包水位被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性 43
5.2.1 給水流量擾動(dòng)下汽包水位的動(dòng)態(tài)特性 44
5.2.2 蒸汽流量擾動(dòng)下汽包水位的動(dòng)態(tài)特性 46
5.2.3 燃料量擾動(dòng)下汽包水位的動(dòng)態(tài)特性 48
5.3 單級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)的分析和整定 49
5.4 PID控制器的設(shè)計(jì) 52
5.4.1 PID控制器概述 52
5.4.2 PI作用控制算法 53
5.4.3 PD作用控制算法 54
5.4.4 PID作用控制算法 54
5.5 其他硬件電路的搭建 55
5.5.1 I/O口擴(kuò)展 55
5.5.2 鍵盤與顯示電路的設(shè)計(jì) 56
5.6 地址分配 56
6 軟件的設(shè)計(jì) 58
6.1 A/D轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì) 58
6.2 控制子程序設(shè)計(jì) 59
6.3 D/A轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì) 60
6.4 健盤/顯示子程序設(shè)計(jì) 61
7 硬件抗干擾分析 62
7.1 電路各組成部分的杭干擾分析 62
7.2 單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)杭干擾設(shè)計(jì)的主要途徑 65
7.3 電路各組成部分的杭干擾分析 66
7.4 軟件抗干擾的一般方法 68
8 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 70
8.1 安全技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 70
8.1.1 利益-成本分析 70
8.1.2 安全投資的風(fēng)險(xiǎn)決策 71
8.2 控制對(duì)比分析 71
9 結(jié)論 72
致謝 73
參考文獻(xiàn) 74

前言
在蒸汽鍋爐運(yùn)行中，水位是一個(gè)很重要的控制參數(shù), 它間接地反映了鍋爐負(fù)荷和給水的平衡關(guān)系。保持汽包水位正常是保證鍋爐和汽輪機(jī)安全運(yùn)行的必要條件。鍋爐汽包水位過(guò)高，會(huì)影響汽包內(nèi)汽水分離裝置的正常工作，造成出口蒸汽中水分過(guò)多，結(jié)果使過(guò)熱器受熱面結(jié)垢而導(dǎo)致過(guò)熱器燒壞，同時(shí)會(huì)使過(guò)熱蒸汽汽溫產(chǎn)生急劇變化，直接影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性；汽包水位過(guò)低，則由于汽包內(nèi)的水量較少，當(dāng)負(fù)荷很大時(shí)，水的汽化速度很快，因而汽包內(nèi)的水量變化速度很快，如不及時(shí)有效控制，就會(huì)使汽包內(nèi)的水全部汽化，導(dǎo)致鍋爐被燒壞或爆炸。同時(shí)高性能的鍋爐產(chǎn)生的蒸汽流量很大，而鍋筒的體積相對(duì)來(lái)說(shuō)較小，所以鍋爐水位控制顯得非常重要。鍋爐水位自動(dòng)控制的任務(wù)，就是控制給水流量，使其與蒸發(fā)量保持平衡，維持鍋筒內(nèi)水位在允許的范圍內(nèi)變化。高壓鍋爐汽包長(zhǎng)期在高水位下運(yùn)行,已成為高參數(shù)汽包鍋爐普遍存在的問題。研究汽包內(nèi)部實(shí)際水位與水位計(jì)顯示水位差值的成因,并設(shè)法修正和消除這個(gè)差值,對(duì)于合理控制汽包水位,保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。











1 緒論
1.1 鍋爐設(shè)備及概述
鍋爐是一種承受一定工作壓力的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。其任務(wù)就是有效地把燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能，從而產(chǎn)生出一定數(shù)量和質(zhì)量(溫度和壓力)的蒸汽。根據(jù)鍋爐在生產(chǎn)和生活中所起的作用不同，可將其分為電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、生活鍋爐等。其中，電站鍋爐主要用于發(fā)電。伴隨著科學(xué)技術(shù)及電力工業(yè)的發(fā)展，電站鍋爐也向著大容量、高參數(shù)、高效率方向發(fā)展。為確保安全、穩(wěn)定生產(chǎn)，對(duì)鍋爐設(shè)備的高自動(dòng)化控制就顯得十分重要。


參考文獻(xiàn)
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