工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計

1、工業(yè)鍋爐控制方案設(shè)計學生學號:40512205學生姓名:曹新龍專業(yè)班級:自動化12102班指導老師:趙瑩萍引言.1文獻綜述1.1鍋爐的基本構(gòu)造1.2鍋爐的工作原理及過程1.2.1燃料的燃燒過程 1.2.2水的汽化過程 1.2.3煙氣向水的傳熱過程2總體方案設(shè)計2.1蒸汽溫度控制系統(tǒng)2.2蒸汽壓力控制系統(tǒng)2.3汽包液位控制系統(tǒng)102.4爐膛負壓控制系統(tǒng)102.5報警系統(tǒng)103具體方案實施123.1控制系統(tǒng)的硬件選型123.1.1傳感器的選型123.1.2變送器133.1.3常規(guī)控制器的控制規(guī)律及其選擇133.1.4變頻器133.1.5測速發(fā)電機143.1.6計算機控制模塊143.1.7控制系統(tǒng)具

2、體選型14具體選型見表3.1和表3.2所示。143.2硬件組成193.3軟件組成193.4控制臺19參考文獻.21鍋爐是國民經(jīng)濟中主要的供熱設(shè)備之一。電力，機械，冶金，化工，紡 織，造紙，食品等工業(yè)和民用采暖都需要鍋爐供給大量的蒸汽。各種工業(yè) 的生產(chǎn)性質(zhì)與規(guī)模不同，工業(yè)和民用采暖的規(guī)模大小也不一樣，因此所需 的鍋爐容量，蒸汽參數(shù)，結(jié)構(gòu)，性能方面也不盡相同。鍋爐是供熱之源， 鍋爐機器設(shè)備的任務在于安全，可靠，有效地把燃料的化學能轉(zhuǎn)化成熱能， 進而將熱能傳遞給水，以生產(chǎn)熱水和蒸汽。為了提高熱量及效率，鍋爐向 著高壓，高溫和大容量等方向發(fā)展。供熱鍋爐，除了生產(chǎn)工藝有特殊要求 外，所生產(chǎn)的熱水不需要過

3、高溫的壓力和溫度，容量也無需很大。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，鍋爐日益廣泛的應用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，成為 發(fā)展國民經(jīng)濟的重要熱工設(shè)備之一。在現(xiàn)代化的建設(shè)中，能源的需求是非 常大的，然而我國的能源利用率極低，所以提高鍋爐的熱效率，具有極為 重要的實際意義。此外，鍋爐是否能應地制宜地有效地燃用地方燃料，并 滿足環(huán)境保護的各項要求而努力解決煙塵污染問題，以提高操作管理水平，減輕勞動強度，保證鍋爐額定運行及運行效率，安全可靠地供熱等課題。鍋爐微機控制，是近年來開發(fā)的一項新技術(shù)，它是微型計算機軟件、硬件、自動控制、鍋爐節(jié)能等幾項技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。工業(yè)鍋爐數(shù)量大、 分布廣，我國現(xiàn)有中、小型鍋爐30多萬臺，每年耗煤

4、量占我國原煤產(chǎn)量的 1/3，目前大多數(shù)工業(yè)鍋爐仍處于能耗高、浪費大、環(huán)境污染嚴重的生產(chǎn)狀 態(tài)。因此,提高熱效率，提高自動化水平及防止環(huán)境污染，降低耗煤量與耗 電量，均是設(shè)計工業(yè)鍋爐需考慮的重要因素。用微機進行控制是一件具有 深遠意義的工作。本課題的主要方向就是采用過程控制對工業(yè)鍋爐進行控制，采用先進 的控制算法，以達到優(yōu)化技術(shù)指標、提高經(jīng)濟效益和社會效益、提高勞動 生產(chǎn)率、節(jié)約能源、改善勞動條件、保護環(huán)境衛(wèi)生、提高市場競爭能力的 作用。鍋爐是一種產(chǎn)生蒸汽或熱水的熱交換設(shè)備。它通過燃料的燃燒釋放大量 熱能，并通過熱傳遞把能量傳遞給水，把水變成蒸汽或熱水，蒸汽或熱水 直接供給工業(yè)和生活中所需要的熱

5、能。所以鍋爐的中心任務是把燃料中的 化學能有效的轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能。圖1.1為簡單鍋爐的大體組成部分。鍋爐的主要設(shè)備包括氣鍋、爐子、爐膛、鍋筒、水冷壁、過熱器、省煤 器、燃燒設(shè)備、引風設(shè)備、送風設(shè)備、給水設(shè)備、空氣預熱器、水處理設(shè) 備、燃料供給設(shè)備以及除灰除塵設(shè)備等。氣鍋：由上下鍋筒和三簇沸水管組成。水在管內(nèi)受管外煙氣加熱，因而 管簇內(nèi)發(fā)生自然的循環(huán)流動，并逐漸氣化，產(chǎn)生的飽和蒸汽積聚在上鍋筒 里面。爐子爐膛鍋筒1文獻綜述在各種工業(yè)企業(yè)的動力設(shè)備中，鍋爐是重要的組成部分 ，所以鍋爐的性 能至關(guān)重要。要設(shè)計一套完整的、性能良好的工業(yè)燃燒鍋爐，首先就必須 了解一般燃燒鍋爐的基本構(gòu)造和燃燒過程。1.1

6、鍋爐的基本構(gòu)造是使燃燒從充分燃燒并釋放出熱量的設(shè)備。 保證燃料的充分燃燒，并使水流受熱面積達到規(guī)定的數(shù)值。使自然循環(huán)鍋爐各受熱面能適應負荷變化的設(shè)備。（須指出，直流鍋爐內(nèi)無鍋筒。）水冷壁：主要是輻射受熱面，保護爐壁的作用。過熱器：是將氣鍋所產(chǎn)生的飽和蒸汽繼續(xù)加熱為過熱蒸汽的換熱器。過熱器一般都裝在爐膛出口。省煤器：是利用余熱加熱鍋爐給水，以降低排出煙氣溫度的換熱器。 采 用省煤器后，降低了排煙溫度，提高了鍋爐效率，節(jié)省了燃料。同時，由 于提高了進入氣包的給水溫度，減少了因溫差而引起的汽包壁的熱適應力， 從而延長了汽包的使用壽命。燃燒設(shè)備：將燃料和燃燒所需的空氣送入爐膛并使燃料著火穩(wěn)定， 充分

7、燃燒。引風設(shè)備：包括引風機、煙道和煙囪等幾部分。用它將鍋爐中的煙氣連 續(xù)排出。送風設(shè)備：包括有鼓風機和分道組成。用它來供應燃料所需的空氣。給水設(shè)備：由水泵和給水管組成。空氣預熱器：是繼續(xù)利用離開省煤器后的煙氣余熱， 加熱燃料燃燒所需 要的空氣，是一個換熱器。省煤器出口煙溫度高，裝上空氣預熱器后，可 以進一步降低排煙溫度，也可改善燃料著火和燃燒條件，降低不完全燃燒 所造成的損失，提高鍋爐機組的效率。水處理設(shè)備：其作用是為清除水中的雜質(zhì)和降低給水硬度， 以防止在鍋 爐受熱面上結(jié)水垢或腐蝕。燃料供給設(shè)備：由運煤設(shè)備、原煤倉和儲煤斗等設(shè)備組成，保證鍋爐所 需燃料供應。除灰除塵設(shè)備：是收集鍋爐灰渣并運往

8、儲灰場地的設(shè)備。此外，除了保證鍋爐的正常工作和安全，蒸汽鍋爐還必須裝設(shè)安全閥、 水位表、高低水位報警器、壓力表、主氣閥、排污閥和止污閥等，還有用 來消除受熱面上積灰的吹灰器，以提高鍋爐運行的經(jīng)濟性，本設(shè)計由于篇 幅其間，則就不必考慮這些問題了。圖1.1鍋爐控制系統(tǒng)硬件組成圖1.2鍋爐的工作原理及過程鍋爐是一種生產(chǎn)蒸汽的換熱設(shè)備。它通過煤油或燃氣等燃料的燃燒釋放出化學能，并通過傳熱過程將能量傳遞給水，使水轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝羝?蒸汽直接供給工業(yè)生產(chǎn)中所需的熱能，或通過蒸汽動力機 能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C 能, 或通過汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｋ藻仩t的中心任務是把燃料中的化學能 最有效地轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝臒崮?。因此，近代?/p>

9、爐亦稱為蒸汽發(fā)生器。鍋爐的工作過程概括起來應該包括三個同時進行的過程： 燃料的燃燒過 程、水的汽化過程、煙氣向水的傳熱過程。1.2.1燃料的燃燒過程首先將燃料（這里用煤）加到煤斗中，借助于重力下落在爐排面上，爐 排接電動機通過變速齒輪箱減速后由鏈輪來帶動，將燃料煤帶入爐內(nèi)。燃 料一面燃燒，一面向后移動，燃料所需要的空氣是由風機送入爐排腹中風 倉后，向上穿過爐排到達燃料層，進行燃料反應形成高溫煙氣。燃料燃燒 剩下的灰渣，在爐排末端翻過除渣板后排入灰斗，（若是燃氣式鍋爐就沒有 這一部分了）這整個過程稱為燃燒過程。122水的汽化過程水的汽化過程就是蒸汽的產(chǎn)生過程，主要包括水循環(huán)和水分離過程。經(jīng) 處理

10、的水由泵加壓，先流經(jīng)省煤器而得到預熱，然后進入氣鍋。鍋爐工作 時氣鍋的工作介質(zhì)是處于飽和狀態(tài)的汽水混合物。位于煙溫較低區(qū)段的對 流灌束，因受熱較弱，汽水工質(zhì)的容量較大，而位于煙溫較高區(qū)段的對流 管束，因受熱強烈，相應的汽水工質(zhì)的容量較小，從而量大的工質(zhì)則向上 流入下鍋筒，而容量小的工質(zhì)則向上流入上鍋筒， 形成了鍋水的自然循環(huán)。蒸汽所產(chǎn)生的過程是借助于上鍋筒內(nèi)設(shè)的汽水分離裝置。 以及在鍋筒本 身空間的重力分離力作用，使汽水混合物得到分離。蒸汽在上鍋筒頂部引 出后，進入蒸汽過熱氣，而分離下來的水仍回到上鍋筒下半部的水中。鍋 爐中的水循環(huán)，也保證與高溫煙氣相接觸的金屬受熱面的以冷卻而不被燒 壞，是鍋

11、爐能長期安全運行的必要條件。而汽水混合物的分離設(shè)備則是保 證蒸汽品質(zhì)和蒸汽過熱可靠工作的必要的設(shè)備。123煙氣向水的傳熱過程由于燃料的燃燒放熱，爐內(nèi)溫度很高在爐膛的四周墻面上，都布置一排 水管，俗稱水冷壁。高溫煙氣與水冷壁進行強烈的輻射換熱，將熱量傳給 管內(nèi)工質(zhì)水。繼而煙氣受引風機和煙囪的引力而向爐膛上方流動。煙氣從 爐膛出口掠過防渣管后，就沖刷蒸汽過熱器一一一組垂直放置的蛇型管受 熱面，使氣鍋中產(chǎn)生的飽和蒸汽在其中受煙氣加熱而得到的過熱。煙氣流 經(jīng)過過熱氣后掠過脹接在上、下鍋筒間的對流管束，在管束間設(shè)置了折煙 墻使煙氣呈“ S”型曲折地橫向沖刷，再次以對流換熱的方式將熱量傳遞給 管束的工質(zhì)。

12、沿途逐漸降低溫度的煙氣最后進入尾部煙道，與省煤器和空 氣預熱器內(nèi)的工質(zhì)進行熱交換后，以經(jīng)濟的較低的煙溫排出鍋爐。省煤器 實際上同給水預熱器和空氣預熱器一樣，都設(shè)置在鍋爐尾部(低溫)煙道， 以降低排煙溫度提高鍋爐效率，從而節(jié)省了燃料。以上就是一般鍋爐工水的過程，一個鍋爐進行工作，其主要任務是：(1) 要是鍋爐出口蒸汽壓力穩(wěn)定。(2) 保證燃燒過程的經(jīng)濟性。-10(3) 保持鍋爐負壓恒定。通常我們是爐膛負壓保持在微負壓( 80Pa)。為了完成上述三項任務，我們對三個量進行控制：燃料量，送風量，引 風量。從而使鍋爐能正常運行。1.3難點分析由于調(diào)量是汽包水位，而調(diào)節(jié)量則是給水流量，通過對給水流量的調(diào)

13、節(jié)， 使汽包內(nèi)部的物料達到動態(tài)平衡，變化在允許范圍之內(nèi)，雖然鍋爐汽包水 位對蒸氣流量和給水流量變化的響應呈積極特性，但是在負荷(蒸氣流量)急劇增加時，表現(xiàn)卻類似逆響應特性，即所謂的虛假水位。造成這一原因 是由于負荷增加時，導致汽包壓力下降，使汽包內(nèi)水的沸點溫度下降，水 的沸騰突然加劇，形成大量汽泡，而使水位抬高。汽包水位控制系統(tǒng)，實 質(zhì)上是維持鍋爐進出水量平衡的系統(tǒng)。它是以水位作為水量平衡與否的控 制指標，通過調(diào)整進水量的多少來達到進出平衡，將汽包水位維持在汽水 分離界面最大的汽包中位線附近，以提高鍋爐的蒸發(fā)效率，保證生產(chǎn)安全。 由于鍋爐水位系統(tǒng)是一個設(shè)有自平衡能力的被控對象，運行中存在虛假水

14、 位現(xiàn)象，實際應用中可根據(jù)情況采用水位單沖量、水位蒸汽量雙沖量和水 位、蒸汽量、給水量三沖量的控制系統(tǒng)。2總體方案設(shè)計鍋爐系統(tǒng)是一個復雜的多變量耦合系統(tǒng)。根據(jù)主控變量可將鍋爐系統(tǒng)分 為蒸汽溫度控制系統(tǒng)、蒸汽壓力控制系統(tǒng)、汽包液位控制系統(tǒng)以及爐膛負 壓控制系統(tǒng)。下面分別對這幾個子系統(tǒng)的設(shè)計進行詳細的介紹。2.1蒸汽溫度控制系統(tǒng)因為鍋爐的運行環(huán)境不可能是理想的狀態(tài)，蒸汽的溫度總是會受到某些 干擾的影響，所以必學對蒸汽的溫度加以控制，以在一定范圍內(nèi)得到溫度 相對恒定的蒸汽。影響蒸汽溫度的主要因素是給煤量以及空煤比，所以我 們采用了串級比值控制系統(tǒng)分別控制給煤量以及給風量。另外，影響蒸汽 溫度的因素還

15、有給水量、蒸發(fā)量以及引風量等，又考慮到了控制系統(tǒng)相應 的快速性，我們又將給水量和蒸發(fā)量作為蒸汽溫度控制的前饋量構(gòu)成前饋 控制系統(tǒng)。即采用前饋比值串級控制系統(tǒng)對蒸汽溫度進行控制，其控制系 統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖見圖2.1所示。圖2.1蒸汽溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.2蒸汽壓力控制系統(tǒng)如果過來內(nèi)壓力過低，將會降低蒸汽質(zhì)量；反之，如果鍋爐內(nèi)壓力過高， 有可能導致爆炸等安全事故的發(fā)生。所以必須保證鍋爐的壓力處于一個適 中的范圍內(nèi)，即必須對鍋爐壓力加以控制。上述蒸汽溫度控制系統(tǒng)在控制 蒸汽溫度的同時就直接影響了蒸汽壓力，在次不詳加介紹。壓力控制系統(tǒng)分為安全壓力控制系統(tǒng)和超壓控制系統(tǒng)。 安全壓力控制系 統(tǒng)是鍋爐壓力在安

16、全壓力范圍之內(nèi)的控制系統(tǒng)，其主要完成的功能是在安 全的基礎(chǔ)上對壓力進行調(diào)節(jié)，使壓力維持在一定的范圍內(nèi)，以得到需要的 蒸汽壓力，保證蒸汽質(zhì)量；超壓控制系統(tǒng)是鍋爐壓力超壓時所采用的壓力 控制系統(tǒng)，其主要完成的功能是當壓力超出某以壓力上限的設(shè)定值時，迅 速打開安全閥，使壓力迅速降低，直到降到安全范圍內(nèi)后又迅速關(guān)閉安全 閥。其中安全壓力控制系統(tǒng)采用串級控制，而超壓控制系統(tǒng)采用單回路控 制，所以蒸汽壓力控制系統(tǒng)是一個綜合的控制系統(tǒng)，從某種意義上講，可以將其歸入分程控制系統(tǒng)一類，其結(jié)構(gòu)框圖見圖2.2所示。圖2.2蒸汽壓力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.3汽包液位控制系統(tǒng)如果汽包液位過高，可能會影響蒸汽質(zhì)量，甚至會導致

17、水滿溢出等安全 事故；反之，如果汽包液位過低，鍋爐很有可能會被燒壞，甚至導致爆炸 等安全事故。能夠影響汽包液位的主要有兩大變量， 那就是給水量和蒸發(fā)量，在其他 條件不變的情況下，蒸發(fā)量越大，液位越低，而給水量越大則液位越高， 反之則反。其中蒸發(fā)量是由工業(yè)的需要所決定的，而給水的主要作用就是 用以維持汽包液位的，所以我們選擇給水量作為操縱量對汽包液位進行控 制，又因為考慮到系統(tǒng)相應的平穩(wěn)性和快速性，除采用串級控制外，還將 蒸發(fā)量引入前饋通道，對系統(tǒng)進行前饋串級控制，其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 見圖2.3所示。圖2.3汽包液位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.4爐膛負壓控制系統(tǒng)如果爐膛負壓太小，甚至為正，則爐膛內(nèi)煙氣

18、過多，甚至煙氣向外冒， 影響設(shè)備和操作人員的安全；反之，爐膛負壓過小，會使冷空氣漏進爐膛 內(nèi)，從而是熱量損失增加，降低燃燒效率。所以必須對爐膛的壓力進行控 制。影響爐膛壓力的主要變量有給煤量、 給風量以及抽風量等，而其中給煤 量和給風量是由蒸汽溫度、壓力以及蒸發(fā)量等因素決定的，所以要想保持 爐膛壓力在一定范圍內(nèi)保持不變就只有改變抽風量，亦即通過調(diào)節(jié)抽風量 以達到控制爐膛壓力的目的。另外，又因為考慮到系統(tǒng)相應的快速性，同 時，又因為給風量和給煤量成一定的比例關(guān)系，為了提高控制品質(zhì)以及簡 化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，我們將且盡將給煤量引入前饋通道參與了爐膛壓力的 控制。爐膛負壓控制系統(tǒng)采用了前饋串級控制，其

19、結(jié)構(gòu)框圖見圖2.4所示。圖2.4爐膛負壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.5報警系統(tǒng)因為系統(tǒng)的運行并不是100%勺，所以難免某些控制變量會超出可控或 安全的范圍，當出現(xiàn)這類情況時，隨時都有可能危及到現(xiàn)場操作人員以及 工作設(shè)備等的安全，所以必須對這類情況給出相應的報警提示，即必須安 裝相應的報警系統(tǒng)，用以提示操作人員做出相應的必要操作，在某些可能 出現(xiàn)安全事故的情況下還有用于提示人員疏散等緊急措施。在本次設(shè)計中，我們設(shè)計了四個報警系統(tǒng)，即溫度報警系統(tǒng)、壓力報警 系統(tǒng)、液位報警系統(tǒng)和負壓控制系統(tǒng)，分別對蒸汽溫度、蒸汽壓力、汽包 液位和爐膛負壓進行超限報警提示。在鍋爐的控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)分別對蒸 汽溫度、蒸汽壓力、

20、汽包液位和爐膛負壓設(shè)置了上下限值。報警系統(tǒng)就是 當相應的實測值低于（或高于）其相應的下限（或上限）值時給出相應的 下（上）限報警，這些功能均由軟件完成，與此同時，控制系統(tǒng)還會做出 相應的反應，使相應的變量值進入相應的極限范圍，然后撤銷相應的報警 提示。3具體方案實施3.1控制系統(tǒng)的硬件選型 3.1.1傳感器的選型傳感器是一種能將與待測量的能量形式，轉(zhuǎn)化成另一種可供處理查詢的 能量形式的裝置。信號處理電路用于處理信息，而輸出器件是一種利用已 處理過的信號的裝置、顯示或動作。(1) 溫度傳感器我們經(jīng)過充分考慮決定選用鎳鉻一鎳硅熱電偶。這種熱電偶分度號為“K”。它的正極是鎳鉻合金，負極為鎳硅。溫度測

21、量范圍為 -200 1200C。 其特點是測溫范圍很寬，熱電動勢與溫度關(guān)系近似線性，熱電動勢大及價 格地低。缺點是熱電動勢的穩(wěn)定性較 B型或S型熱電偶差，且負極有明顯 的導磁性。溫法。 補償導線法。 計算修正法。 電橋補償法。在使用熱電偶進行測溫時，只有將冷端的溫度恒定，熱端電動勢才是熱 端溫度的單值函數(shù)。由于熱電偶的分度表是以冷端溫度為零時作出的，因 此，在使用時要正確地反映熱端溫度，必須使冷端溫度恒定為零。這樣我 們就需要進行一些補償措施。1)2)3)4)其中，電橋補償法的連接電路如圖 3.1所示。圖3.1電橋補償法連接電路(2) 流量傳感器、壓力傳感器我們在進行流量、壓力的信號測量時，所

22、使用的流量傳感器、壓力傳感 器都統(tǒng)一裝在了變送器上，即信號同時在變送器中測知，并且把它變成 420mA的電信號。3.1.2變送器變送器是將被測工藝參數(shù)，通過其傳感元件的檢測、轉(zhuǎn)換部件的放大和 變換，輸出一個統(tǒng)一的相應的氣壓或電流信號，再傳送到指示記錄儀、運 算器和調(diào)節(jié)器，供指示、記錄和調(diào)節(jié)使用。在本次設(shè)計中我們主要用到的差壓變送器是 DD III型壓變送器。它 的工作原理是：被測壓力信號 P1、P2分別引入敏感元件的兩側(cè)，敏感元件 將其轉(zhuǎn)換成作用與主杠桿下端的輸入力 F1使主杠桿以軸封膜片為支點而偏 轉(zhuǎn)，并以力F沿水平方向推動矢量機構(gòu)。矢量機構(gòu)將推力F分解成F2和F3, F2使矢量機構(gòu)的推板向

23、上偏轉(zhuǎn)，并通過連接簧片帶動副杠桿以支點M逆時針偏轉(zhuǎn)，這使固定在副杠桿的差動變壓器的銜鐵靠近差動變壓器，兩者之 間距離的變化量再通過低落頻位移檢測放大器轉(zhuǎn)換并放大為4-20mA直流電流又流過電磁反饋裝置的反饋動圈產(chǎn)生的力矩 M1、M2達到平衡時，變送 器便達到一個新的穩(wěn)定狀態(tài)。此時，低頻位移檢測放大器的輸出電流I反映了所測大小。3.1.3常規(guī)控制器的控制規(guī)律及其選擇一套控制系統(tǒng)主要是由被控對象、執(zhí)行機構(gòu)、檢測變送器等完成一定任 務的元部件構(gòu)成的，這些元部件各自都有本身的動態(tài)和靜態(tài)特性、控制方 案以及干擾的形式和幅值。一般說來，被控對象、執(zhí)行機構(gòu)、檢測變送器 等元部件一旦選定，其特性就被固定下來了

24、，所以，設(shè)計的剩下的一項主 要任務就是確定控制規(guī)律、合理地選擇控制器的形式及參數(shù)，以得到最佳 的控制質(zhì)量。3.1.4變頻器給電動機提供頻率可變電源的設(shè)備就是變頻器， 變頻器是變頻調(diào)速系統(tǒng) 的核心部分。變頻器與電動機完美的控制構(gòu)成了性能優(yōu)良的變頻調(diào)速系統(tǒng)。 對變頻器的選型要從容量、輸出電壓、輸出頻率、保護構(gòu)造、U/F （電壓/頻率）模式、電網(wǎng)7逆變器的切換、瞬停，再啟動等方面進行綜合考慮， 進而選擇滿足要求的機種、機型。3.1.5測速發(fā)電機測速發(fā)電機的功能是將機械轉(zhuǎn)速換為相應的電壓信號， 輸出的電壓與轉(zhuǎn) 速成正比，在自動控制系統(tǒng)中作為檢測轉(zhuǎn)速的信號元件等。測速發(fā)電機分 直流測速發(fā)電機和交流測速發(fā)

25、電機兩類。 我們這次用的是交流測速發(fā)電機。3.1.6計算機控制模塊為了使危險性更小，使煙道中的氧含量降低，滿足用戶的不同要求等原 因，我們在鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的過程中，將煙道中的含氧量、爐膛溫度， 空氣進量，燃氣進量等參數(shù)信號送入計算機，在這其中，我們用到了很多 的輸入，輸出模塊，并且對它們做出了很高的要求， 從而使系統(tǒng)的可靠性, 快速性，安全性等的性能指標得到很大的提高。3.1.7控制系統(tǒng)具體選型具體選型見表3.1和表3.2所示。表3.1控制系統(tǒng)選型（一）檢測點儀表名稱規(guī)格型號安裝地點爐膛溫度鎳鉻-鎳硅熱電偶插深：1 = 1000 量程：0 1200C分度號：KWRN-120爐體熱電偶溫度變送

26、器量程：0 1200C分度號：KSBWR-0404F傳感器之'后溫配電器雙回路供電：24V-DCDFP X-2100控制柜后力口裝度爐膛出口 煙溫鎳鉻-鎳硅熱電偶插深：1 = 1000量程：01200C分度號：KWRN-120爐體省進煙溫鉑電阻溫度 計插深：1 = 1000分度：P T100WZP-220省進煙管省出煙溫鉑電阻溫度 計插深：1 = 1000分度：P T100WZP-220省出煙管省進水溫鉑電阻溫度 計插深：1/L=150/300分度號：P T100WZP-220省進水管省出水溫鉑電阻溫度 計插深：1/L=150/300分度號：P T100WZP-220省出水管熱水溫度鉑

27、電阻溫度 計插深：1/L=300/450分度號：P T100WZP-220熱水管上回水溫度鉑電阻溫度 計插深：1/L=300/450分度號：P T100WZP-220熱水管上回水溫度熱電阻溫度變送器量程：01200CSBWZ-0703F與回水在一起配電器雙回路供電：24V-DCDFP X-2100控制柜后 架裝室外溫度鉑電阻溫度 計500 X 500分度號：P T100WZP W-30室外室內(nèi)溫度鉑電阻溫度 計500 X 500分度號：P T100WZP W-30室內(nèi)續(xù)表3.1檢測點儀表名稱規(guī)格型號安裝地點爐膛負壓差壓變送器量程：-12050Pa 配：1/2-14 npt 引 壓件C11SBC

28、C-13-1312/032爐體后側(cè)壓配電器雙回路供電：24V-DCDFP X-2100控制柜后力口裝力省進煙壓壓力變送器量程:-10000Pa 配:1/2-14npt 引 壓件C11SBY C-13112/032爐體后側(cè)省出煙壓壓力變送器量程:-20000PaSBY C-13112除塵間配：1/2-14npt 弓 1壓件C11/032配電器雙回路供電：24V-DCDFP X-2100控制柜后架裝引風機壓力壓力變送器量程:-4000OPa 配:1/2-14npt 弓 1 壓件C11SBY C-13112/032除塵間鼓風機壓 力壓力變送器量程:04000Pa 配:1/2-14npt 弓 1 壓件

29、C11SBY C-13112/032除塵間配電器雙回路供電：24V-DCDFP X-2100控制柜后力口裝熱水壓力量程:01Pa配:1/2-14npt弓 1壓件C11SBY C-27112/031爐體后側(cè)回水壓力壓力變送器量程:01Pa配:1/2-14npt弓 1壓件C11SBY C-27112/031循環(huán)泵房配電器雙回路供電：24V-DCDFP X-2100控制柜后力口裝補水壓力壓力變送器量程:01Pa配:1/2-14npt弓 1壓件C11SBY C-27112/031水泵間熱水流量差壓配電器測量范圍：0640K pa配：三閥組T1SBBC-14112/031爐體后側(cè)流量孔板包括：環(huán)室，跟部

30、 閥，法蘭LGBH-1501A配電器雙回路供電：24V-DCDFQX-2100控制柜后力口裝調(diào)引風機調(diào)父流變頻器功率：75KWACS-501-06低壓配電速速0-3室Q型手操器輸入輸出：4 20Ma DC供電：24V-DCDFQX-2100控制柜上鼓風機調(diào)速父流變頻器功率：35KWACS-501-025-3低壓配電室Q型手操器輸入輸出：4 20Ma DC供電：24V-DCDFQX-2100控制柜上鍋爐微型控制器包括：主控制柜 副控制柜控制室表3.2控制系統(tǒng)選型（二）控單元MCU-II 冗 CPUPentium n 以上，64M內(nèi)存以上，Cache：余型128KB中斷級：15顯示器PC- 123

31、T/M型19高清晰度 分辨率：800X 600網(wǎng)卡ET-100 以太網(wǎng)卡速率為100Mb psHubET-HUB16端口以太網(wǎng)Hub端子底座普通端子底座連接現(xiàn)場信號模擬量的輸入PLC 818H16路單端輸入12位A/D,單通道12位D/A,輸出模塊（2塊）16 位 D/IO手操模塊HSFM人工操作控制輸出，保證系統(tǒng)的可控性電源模塊HSFM 193交流供電：220VAC士 30%, 50Hz 士 1Hz輸 出功率：24V, 4A二次顯示儀表CH- 92可處理八路模擬輸入信號自動切換顯示操作臺2P 500MAC專用鍵盤FB006打印機HP 1120C彩色噴墨打印機工業(yè)配線箱P CL1050執(zhí)行器

32、報警器 氧化鋯LKJ型（環(huán)境溫度：-25+55C）GDA2000高、低限報警（由軟件設(shè)置）OVS800無熱電偶，外徑25mm有效長度820mm3.2硬件組成工業(yè)鍋爐生產(chǎn)過程的生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，生產(chǎn)車間噪聲、振動都較大， 溫度較高、各種大功率電氣控制柜與電機較多，它們對現(xiàn)場的計算控制設(shè) 備的性能提出了嚴格要求，為此，選擇價格適中的研華工業(yè)PC計算機，實現(xiàn)生產(chǎn)線的自動檢測與控制。系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖3.2所示。圖中：溫度檢測共四路、壓力檢測共三路、電動執(zhí)行閥的閥位檢測共三路（圖3.2 未畫出）。溫度信號通過溫度變送器變換，再經(jīng) PCL-818調(diào)理板，變成標準 的A/D轉(zhuǎn)換器輸入的電信號，由A/D

33、采樣卡（所選型號：PCL-813B是32 通道隔離型的12位A/D輸入卡）把數(shù)字信號送入工控機。工控機根據(jù)這一 溫度信號與給定溫度比較，送入 PID控制算法運算后，得到控制量，將控 制量送給D/A輸出卡（所選型號：PCL-728,是2通道隔離型的12位D/A 輸出卡），輸出模擬控制信號，D/A轉(zhuǎn)換器輸出作為電動調(diào)節(jié)閥的輸入給定， 從而控制電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)蒸汽流量的大小，實現(xiàn)溫度的自動控制。閥位檢 測信號的變換和處理類同溫度檢測情況。圖3.2系統(tǒng)的硬件組成框圖另外，操作控制臺通過是32通道隔離型的數(shù)字輸入卡和輸出卡與工控 機相連，完成系統(tǒng)的開關(guān)按鍵操作與聲光指示功能。3.3軟件組成本設(shè)計采用 WinCC組態(tài)軟件對系統(tǒng)進行組態(tài)，設(shè)計了兩個任務界面，四 個顯示界面。任務界面負責數(shù)據(jù)的接收、處理及發(fā)送。顯示界面負責現(xiàn)場 各個參數(shù)的監(jiān)測、控制及報警工作。任務界面由一系列的控制模塊組成，在鍋爐任務界面：AI表示模擬量輸入模塊，它負責將