鍋爐水位控制系統(tǒng)設(shè)計

鍋爐水位控制系統(tǒng)設(shè)計PAGEPAGE1 -PAGE1-目錄一引言………………1二給水控制系統(tǒng)設(shè)計………………22.1汽包水位控制系統(tǒng)基本要求……22.2控制系統(tǒng)原理框圖………………22.3汽包水位控制系統(tǒng)控制策略設(shè)計………………3三鍋爐水位傳感器…………………93.1主要技術(shù)參數(shù)……………………93.2電極棒功能說明…………………93.3安裝使用…………10四氣包報警系統(tǒng)……………………114.1概述………………114.2外部電路的設(shè)計要求……………114.3外部電路的設(shè)計…………………114.4操作步驟及工作原理……………114.5參數(shù)的設(shè)定………13五結(jié)論………………14體會……………………15參考文獻………………16一引言鍋爐水位自動控制系統(tǒng)是近年來應(yīng)用廣泛并逐漸成為市場主流的一項新技術(shù)，它是集計算機軟硬件技術(shù)、自動控制技術(shù)、鍋爐節(jié)能環(huán)保技術(shù)等幾項技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。我國現(xiàn)有中、小型鍋爐30多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產(chǎn)量的1/3以上，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(yán)重、簡單粗放運行的生產(chǎn)狀態(tài)。提高鍋爐運行熱效率、進行自動化和節(jié)能環(huán)保改造于鍋爐自動控制系統(tǒng)是一件具有深遠意義的工作。鍋爐水位自動控制系統(tǒng)一般由一次儀表、現(xiàn)場遠程變送單元、計算機控制中心、二次顯示單元及智能電氣執(zhí)行機構(gòu)等幾部分組成。遠程變送單元將鍋爐的水位等現(xiàn)場量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號送入控制中心或現(xiàn)場過程控制單元，并由控制中心發(fā)出控制指令經(jīng)電氣執(zhí)行機構(gòu)進行自動控制?？刂浦行膶φ麄€鍋爐的運行進行監(jiān)測、報警、控制以保證鍋爐正?？煽康剡\行。除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進行鍋爐自動控制系統(tǒng)設(shè)計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力、爐膛負壓等重要參數(shù)設(shè)置常規(guī)儀表及報警裝置，以保證這些參數(shù)有雙重甚至三重顯示及報警裝置，避免鍋爐重大事故的發(fā)生。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(biāo)，通過調(diào)整進水量的多少來達到進出平衡。系統(tǒng)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，運行中存在虛假水位現(xiàn)象，在實際應(yīng)用中可根據(jù)情況采用水位單沖量、水位蒸汽量雙沖量或水位、蒸汽量、給水量三沖量的控制系統(tǒng)。二給水控制系統(tǒng)設(shè)計2.1汽包水位控制系統(tǒng)基本要求汽包鍋爐給水自動調(diào)節(jié)的主要任務(wù)是維持汽包水位在允許范圍內(nèi)變化。影響水位變化的主要因素有鍋爐的蒸發(fā)量、給水流量和燃燒率等。當(dāng)蒸汽流量突然增大時，由于汽包水位對象是無自平衡能力的，這時水位應(yīng)按積分規(guī)律下降。但是當(dāng)鍋爐蒸發(fā)量突然增加時，汽包水面下的汽泡容積也迅速增大，即鍋爐的蒸發(fā)強度增加，從而使水位升高。因蒸發(fā)強度的增加是有一定限度的，故汽泡容積增大而引起的水位變化是慣性環(huán)節(jié)的特性。實際水位變化的趨勢是兩種特性的迭加。由此可以看出，當(dāng)鍋爐蒸汽負荷變化時，汽包水位的變化具有特殊的形式：在負荷突然增加時，雖然鍋爐的給水流量小于蒸發(fā)量，但開始階段的水位不僅不下降，反而迅速上升（反之，當(dāng)負荷突然減小時，水位反而先下降），這種現(xiàn)象就是“虛假水位”現(xiàn)象。另外，給水流量和燃燒率擾動由于水面下汽泡的原因，也能產(chǎn)生虛假水位，因此給水控制系統(tǒng)不能單單以汽包水位為被調(diào)量，為了減少或抵消虛假水位現(xiàn)象，就必須采用三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。所謂三沖量，就是指汽包水位、蒸汽流量和給水流量。蒸汽流量和給水流量是引起水位變化的原因，蒸汽流量作為水位調(diào)節(jié)的前饋信號，當(dāng)蒸汽流量改變時，調(diào)節(jié)器立即動作，相應(yīng)地改變給水流量，而當(dāng)給水流量自發(fā)地變化時，調(diào)節(jié)器也立即動作，使給水流量恢復(fù)到原來數(shù)值，這樣就有效控制了虛假水位的影響。給水控制是串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主調(diào)節(jié)器接受水位信號，對水位起校正作用，是細調(diào)；其輸出作為副調(diào)節(jié)器的給定值，副調(diào)節(jié)器的被調(diào)量是給水流量，目的是快速消除來自水側(cè)的擾動。為了提高給水控制系統(tǒng)的可靠性，汽包水位測量使用了三個變送器。三個經(jīng)壓力校正后的汽包水位信號取中間值，作為控制系統(tǒng)的被調(diào)量，當(dāng)水位測量信號平均值超過±300mm，而且任意兩個水位測量信號越限±280mm時，發(fā)出汽包水位MFT信號。當(dāng)給水溫度不變，而壓力在某個范圍變化時，給水流量的測量誤差很小，若給水壓力不變，給水溫度在某個范圍內(nèi)變化時，給水流量的測量誤差較大，所以對給水流量信號只采取溫度校正。蒸汽流量采用汽機調(diào)節(jié)級壓力的測量來表示，調(diào)節(jié)級壓力經(jīng)過溫度修正后，可近似代表蒸汽流量測量值。如果采用標(biāo)準(zhǔn)噴嘴測量蒸汽流量，一方面在高溫高壓下節(jié)流噴嘴容易磨損，檢修維護也困難，測量誤差較大，另一方面節(jié)流損失也大，一般不采用此種方法。當(dāng)用蒸汽流量轉(zhuǎn)換出負荷小于40%時，送至給水控制系統(tǒng)，切為三沖量調(diào)節(jié)汽包水位。2.2控制系統(tǒng)原理框圖串級三沖量控制系統(tǒng)串級三沖量控制系統(tǒng)的原理框圖如圖1-1所示，這個系統(tǒng)有三個回路，即Ⅰ為副回路，Ⅱ為主回路，Ⅲ為前饋回路，副回路的作用主要為快速消除內(nèi)擾，主回路用于校正水位偏差，而前饋通道則用于補償外擾，主要用于克服“虛假水位”現(xiàn)象。單沖量控制系統(tǒng)在低負荷時（主汽流量D<40%），系統(tǒng)設(shè)計為單沖量控制系統(tǒng)，其原理框圖如圖1-2所示。圖2-1：串級三沖量控制系統(tǒng)的原理框圖圖2-2：單沖量原理框圖在單沖量控制系統(tǒng)中對于內(nèi)擾給水量的變化，系統(tǒng)調(diào)節(jié)能夠消除內(nèi)擾的影響，但調(diào)節(jié)不及時，遲延時間長。而對于克服外擾，由于“虛假水位”的存在，使系統(tǒng)調(diào)節(jié)超調(diào)量大，調(diào)門大幅變化，對系統(tǒng)的安全性不利。但是在起停機組過程中或在低負荷時（主汽流量D<40%），由于蒸汽參數(shù)低，負荷變化小，“虛假水位”現(xiàn)象不太嚴(yán)重，對于維持水位恒定的要求又不高，所以允許采用單沖量給水控制系統(tǒng)。在低負荷時，若采用各種自動校正措施，則會使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整定困難，同時仍然存在誤差。2.3汽包水位控制系統(tǒng)控制策略設(shè)計汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器均采用XDPS的EPID模塊，邏輯組態(tài)組態(tài)圖如圖1-3，它有九個輸入接口和一個輸出接口，能夠?qū)崿F(xiàn)PID運算的所有算法，及跟蹤和切換技術(shù)。在啟停爐或低負荷時，由于蒸汽流量信號沒有或者蒸汽流量不穩(wěn)定，可以投入旁路給水自動，采用單沖量調(diào)節(jié)水位，水位高時減少給水流量，水位低時增加給水流量，此時電動給水泵保持在某一固定轉(zhuǎn)速。水位與定值發(fā)生偏差時，經(jīng)比例、積分運算后去控制旁路給水閥。當(dāng)機組負荷大于40%系統(tǒng)切為三沖量控制。主調(diào)節(jié)器的輸出加上蒸汽流量信號，作為負調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，與給水流量比較，經(jīng)過比例、積分運算后，輸出控制電動給水泵轉(zhuǎn)速。此時單級調(diào)節(jié)器的輸出跟蹤副調(diào)節(jié)器的輸出，如果負荷減小，三沖量系統(tǒng)可以自動切換到單沖量系統(tǒng)。2.3.1主調(diào)節(jié)器的輸入系統(tǒng)的給定值根據(jù)負荷（主蒸汽流量）自動給定，主汽流量信號經(jīng)過函數(shù)模塊F（X）修正后，輸入偏差運算模塊DEV的X1接口作為系統(tǒng)的給定值，汽包液位反饋信號經(jīng)另一函數(shù)模塊F（X）修正后變換成百分數(shù)形式，作為反饋值輸入偏差運算模塊DEV的X2接口與給定值X1相比較，其偏差值作為主調(diào)節(jié)器EPID的E接口輸入。主汽流量信號反饋值與給水流量反饋值信號分別經(jīng)不同的函數(shù)模塊F（X）修正后，分別作為偏差運算模塊DEV的兩個輸入值X1、X2，其輸出值作為主調(diào)節(jié)器EPID的被跟蹤量。兩個軟手操模塊S/MA的狀態(tài)輸出，分別輸入與模塊AND的Z1，Z2接口，與運算的輸出作為或模塊OR的Z1輸入。主汽流量信號經(jīng)函數(shù)模塊F（X）修正后，輸入高低限轉(zhuǎn)換模塊HLALM，其輸出開關(guān)值經(jīng)一非模塊NOT運算后，作為或運算模塊OR的Z2輸入，或運算模塊OR的輸出開關(guān)量作為主調(diào)節(jié)器EPID的TS輸入，即跟蹤切換開關(guān)。2.3.2副調(diào)節(jié)器的輸入經(jīng)函數(shù)模塊F（X）修正的主蒸汽流量信號作為副調(diào)節(jié)器的前饋量輸入求和模塊ADD的第二個接口，主調(diào)節(jié)器的輸出信號接入ADD模塊的第一個接口，兩者加一定的比例系數(shù)求和后接入偏差運算模塊DEV的X1接口。給水流量作為反饋信號經(jīng)函數(shù)模塊F（X）修正后，接入偏差運算模塊DEV的X2接口，X1、X2經(jīng)偏差運算后作為副調(diào)節(jié)器的E輸入值。鍋爐的主給水分道電動門1的狀態(tài)與鍋爐主給水分道電動門5的狀態(tài)的非值作為或運算OR的兩個輸入開關(guān)量，或運算的輸出量作為切換模塊SFT的切換開關(guān)，SFT的兩個輸入分別為兩個軟手操S/MA的輸出，SFT的輸出即為副調(diào)節(jié)器EPID的被跟蹤量。副調(diào)節(jié)器EPID的跟蹤切換開關(guān)TS的輸入與主調(diào)節(jié)器的跟蹤切換開關(guān)邏輯組態(tài)相同。2.3.3單沖量控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的輸入主蒸汽流量經(jīng)函數(shù)模塊F（X）修正后的信號作為偏差運算模塊DEV的X1輸入汽包液位測量反饋信號經(jīng)另一函數(shù)模塊F（X）修正后，作為DEV的另一接口X2輸入，X1、X2經(jīng)偏差運算后的輸出值作為單沖量調(diào)節(jié)器EPID的E接口輸入值。大旁路調(diào)節(jié)門的軟手操S/MA的輸出值，作為單沖量調(diào)節(jié)器的被跟蹤量TR輸入。經(jīng)函數(shù)模塊F（X）修正的主蒸汽流量信號輸入高限為40的高低限轉(zhuǎn)換模塊HLALM其輸出的一支作為或運算模塊OR的Z1輸入。由兩個調(diào)節(jié)水門軟手操S/MA的輸出狀態(tài)作為與模塊AND的Z1、Z2輸入,AND的輸出一支作為OR的Z2輸入,OR的輸出值即為單沖量調(diào)節(jié)器EPID的跟蹤切換開關(guān)TS。2.3.4系統(tǒng)的無擾切換低負荷時采用單沖量控制系統(tǒng)，高負荷時采用串級三沖量控制系統(tǒng)。兩套系統(tǒng)的切換是根據(jù)鍋爐負荷（主蒸汽流量）的大小進行的。在自動狀態(tài)下，主蒸汽流量>40%時，由單沖量控制系統(tǒng)切換為串級三沖量控制系統(tǒng)；主蒸汽流量<40%時，由串級三沖量控制系統(tǒng)切換為單沖量控制系統(tǒng)。在組態(tài)中，單/三沖量控制系統(tǒng)的切換是通過切換模塊SFT實現(xiàn)的。串級三沖量控制系統(tǒng)的輸出作為該模塊的X1輸入，單沖量控制系統(tǒng)的輸出作為該模塊的X2輸入，主汽流量信號經(jīng)函數(shù)模塊F（X）修正后，輸入高限為40的高低限轉(zhuǎn)換模塊HLALM，高低限轉(zhuǎn)換模塊HLALM的輸出作為切換模塊SFT的切換開關(guān)Z輸入，也就是當(dāng)主蒸汽流量大于百分之四十時，LALM置1輸出，切換模塊SFT接收到1后，選擇X1值作為輸出值，即控制系統(tǒng)切入串級三沖量控制。當(dāng)主蒸汽流量小于百分之四十時，HLALM輸出0，SFT的切換開關(guān)Z接收0后，選擇X2作為輸出值，這時控制系統(tǒng)切換為單沖量控制系統(tǒng)。2.3.5手/自動的切換在一些特殊情況下，調(diào)節(jié)系統(tǒng)必須切手動運行，以保護調(diào)節(jié)設(shè)備或保證鍋爐給水的正常供應(yīng)。在兩個軟手操面板上均有“手動”按鈕，如果操作員需要手動調(diào)節(jié)，單擊面板上的“M”鍵，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)退出，操作人員可憑經(jīng)驗手動調(diào)節(jié)。設(shè)計考慮到自動調(diào)節(jié)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，對于一些自動不能實現(xiàn)的特殊情況，給出了切手動的組態(tài)邏輯。給水調(diào)節(jié)閥反饋閥位信號與控制系統(tǒng)輸出信號，即軟手操S/MA的輸出信號通過DEV作偏差運算，其開關(guān)量輸出值作為或運算模塊OR的Z2輸入，Z1信號引自給定值與汽包水位反饋信號經(jīng)偏差運算模塊DEV開關(guān)量輸出，或運算模塊OR的輸出值作為軟手操S/MA的強制手操接口TOM輸入。也就是說在調(diào)節(jié)閥閥位信號與軟手操輸出的指令的偏差過大時，汽包水位信號的反饋值與給定值偏差過大時，或調(diào)節(jié)給水門前后的分道電動門關(guān)閉的情況下，系統(tǒng)自動切手動運行。設(shè)計為能夠參與自動調(diào)節(jié)的主給水電動調(diào)節(jié)門、大旁路電動調(diào)節(jié)門，組態(tài)了兩套相同的切手動邏輯，在此就不再贅述。在組態(tài)中，設(shè)計對自動狀態(tài)下的輸出制定了高限。分道電動門的狀態(tài)與調(diào)節(jié)器的狀態(tài)輸出分別作為與運算模塊AND的Z1、Z2輸入，與運算的輸出作為轉(zhuǎn)換模塊SFT的切換開關(guān)Z，X1的規(guī)定值為100，即在分道電動門開啟和調(diào)節(jié)器的自動的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)器的輸出不能高于100。2.3.6跟蹤技術(shù)為了實現(xiàn)控制系統(tǒng)的單沖量回路/三沖量回路之間，手動/自動之間的無擾切換，組態(tài)設(shè)計了跟蹤回路。串級三沖量控制系統(tǒng)的跟蹤由下述模塊實現(xiàn)，主汽流量信號經(jīng)函數(shù)模塊F（X）輸入高限為40低限為0的高低限轉(zhuǎn)換模塊HLALM，其輸出開關(guān)量經(jīng)過非運算模塊后，作為或運算模塊OR的一個輸入量，另一個輸入是兩個軟手操S/MA的狀態(tài)輸出的與運算結(jié)果，或運算OR的輸出即跟蹤切換開關(guān)。也就是在控制系統(tǒng)切手動或主蒸汽流量小于百分之四十時，串級三沖量控制切跟蹤。串級三沖量控制系統(tǒng)的被跟蹤量由以下模塊和邏輯實現(xiàn)，分道電動門1的狀態(tài)，分道電動門5的狀態(tài)的求反值，分別作為或運算模塊OR的兩個輸入量，OR的輸出開關(guān)量作為切換模塊SFT的切換開關(guān)Z輸入，切換模塊SFT的輸X1、X2入值分別兩個軟手操S/MA的輸出值，SFT的輸出就是被跟蹤量TR值，即在分道電動門1開，分道電動門1電動門5關(guān)的狀態(tài)下跟蹤主給水調(diào)節(jié)門的輸出值；在分道電動門1關(guān)，分道電動門5開的狀態(tài)下，系統(tǒng)跟蹤大旁路給水調(diào)節(jié)門的輸出值。單沖量控制系統(tǒng)的跟蹤邏輯是這樣的，前面所提到的高低限轉(zhuǎn)換模塊HLALM的輸出開關(guān)量作為或運算模塊OR的Z1輸入，兩個軟手操的狀態(tài)輸出開關(guān)量作與運算后，作為或運算模塊OR的Z2輸入，或運算結(jié)果作為單沖量控制系統(tǒng)的跟蹤切換開關(guān)。簡單說，也就是當(dāng)主蒸汽流量大于總流量的百分之四十時或控制系統(tǒng)切手動時，單沖量控制系統(tǒng)切跟蹤，它的被跟蹤量是大旁路給水調(diào)節(jié)門的輸出值。2.3.7PI參數(shù)整定單沖量控制系統(tǒng)的P、I參數(shù)整定，采用與前面所述的給水母管壓力控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器相同的方法，即在鍋爐低負荷的仿真狀態(tài)圖1-5用以試湊為主的經(jīng)驗法整定，最終的到的調(diào)節(jié)器比例系數(shù)KP為1.2，積分時間Ti為90S。圖1-5：仿真曲線圖下面進行串級三沖量控制系統(tǒng)正副調(diào)節(jié)器P、I參數(shù)的整定。串級三沖量控制系統(tǒng)與常規(guī)三沖量給水控制系統(tǒng)整定是有區(qū)別的，主要有下面兩個方面：在串級控制系統(tǒng)中，副回路和主回路的整定基本是各自獨立的，調(diào)節(jié)器整定參數(shù)作用非常清晰，整定步驟明確。在常規(guī)三沖量給水控制系統(tǒng)中，對主蒸汽流量信號和給水流量信號的靜態(tài)配合方面要求很嚴(yán)格，如果靜態(tài)配合不準(zhǔn)，就會引起汽包水位的靜態(tài)偏差。這是三沖量控制系統(tǒng)的缺點,而串級三沖量控制系統(tǒng)不存在這方面問題。如果水位對象外擾特性的虛假水位現(xiàn)象嚴(yán)重時，那么還可以加大流量信號作用強度，來改善調(diào)節(jié)過程的品質(zhì)。系統(tǒng)的副回路與單級情況一樣，可作為一個隨動系統(tǒng)，其等效方框圖如圖1-6所示。圖1-6副回路控制方框圖把調(diào)節(jié)閥和管道系統(tǒng)作為被調(diào)對象，則作為Kf以外的環(huán)節(jié)都作為等效調(diào)節(jié)器。由于設(shè)計中的WT2(S)采用KP2（1+1/Ti2S）的PI調(diào)節(jié)規(guī)律則式中:KP2——副調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)，Ti2——副調(diào)節(jié)器的積分時間。副回路的對象為Kf，可近似為比例環(huán)節(jié)，所以調(diào)節(jié)器的比例帶（比例系數(shù)的倒數(shù)）和積分時間都可整定的很小，在我們的設(shè)計系統(tǒng)中rG、kz可通過現(xiàn)場實驗獲得，因此副調(diào)節(jié)器也是整定KP2、Ti2的問題，整定一般也是用試探法求得，經(jīng)現(xiàn)場經(jīng)驗法設(shè)計確定副調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)KP2為2.5，積分時間Ti2為105S。主回路的整定是建立在副回路可等效為一個快速比例環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)之上的，它的示意圖如圖1-7所示。圖1-7：控制回路等效方框圖其中1/rG為等效的副回路。把WD1(S)看成被控對象，其余環(huán)節(jié)可看作等效調(diào)節(jié)器。在此，則也是一個PI規(guī)律的調(diào)節(jié)器。rH和rG為已知，所以外回路只是整定KP1和Ti1的問題，常用的近似整定計算公式為：其中：ε為飛升速度，τ為遲延時間?，F(xiàn)場試驗表明，當(dāng)給水內(nèi)擾特性為一個一階慣性環(huán)節(jié)和一個積分環(huán)節(jié)相串聯(lián)，調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)規(guī)律時，使用上述參數(shù)的調(diào)節(jié)過程過于穩(wěn)定，用下述近似公式較為合適。用上述近似公式計算是足夠準(zhǔn)確的，把控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)組件都投入自動，用水位定值擾動試驗再加以修正整定參數(shù)。最后設(shè)計確定比例系數(shù)KP1為4.8，積分時間Ti1為230S。在線整定參數(shù)后，汽包水位調(diào)節(jié)品質(zhì)明顯改善，從給水調(diào)節(jié)門閥位反饋開度實時曲線圖8所示，給水調(diào)節(jié)門的線性品質(zhì)也有了大幅好轉(zhuǎn)，抖動明顯消失。三鍋爐水位傳感器SW系列水位傳感器可與多種水位控制儀配套使用，實現(xiàn)鍋爐及其它存水容器的水位自動控制和報警，以保證鍋爐和貯水容器安全正常運行。SW系列水位傳感器，是利用水和蒸氣導(dǎo)電率不同的原理，采用接觸式電極做傳感元件，其主要特點是：1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，便于維修。2、由于電極是從傳感器本體上方插入，電極根部不易掛污，性能可靠。3、用不銹鋼棒做電極，聚四氟乙烯做絕緣材料，使用壽命長。4、在傳感器本體兩側(cè)設(shè)有管法蘭聯(lián)接口，一側(cè)和鍋爐聯(lián)接，另一側(cè)可和水位計聯(lián)接。圖3-1：水位傳感器機構(gòu)示意圖3.1主要技術(shù)參數(shù)：SWl.6型：公稱壓力1．6MPa工作溫度＜204℃SW2.5型：公稱壓力2．5MPa工作溫度＜225℃SW6.4型：公稱壓力6．4MPa工作溫度＜225℃適用中心距L(mm)：250、300、330、350、440正常水位控制及水位報警位置見表3.2電極棒功能說明在法蘭蓋有電極棒編號標(biāo)記：1號電極為高水位報警；2號電極為正常水位上限；3號電極為正常水位下限；4號電極為低水位報警。3.3安裝使用1、傳感器一側(cè)法蘭與鍋爐管法蘭聯(lián)接，另一側(cè)法蘭與水位計聯(lián)接，同時要聯(lián)接好排污管路。2、按四根電極的編號，與水位控制儀相應(yīng)接點接好，電極引出線要采用耐高溫絕緣導(dǎo)線。3、接外殼地線與電極棒之間阻抗應(yīng)大于20兆歐，如出現(xiàn)短路，系絕緣套出現(xiàn)故障，打開法蘭蓋檢查更換即可。4、應(yīng)視鍋爐水質(zhì)情況，定期對電極棒進行維護。打開法蘭蓋，抽出電極棒，用砂紙擦掉電極上的污垢。四氣包報警系統(tǒng)4.1概述

DFS-系列電接點電致發(fā)光水位計是采取電致發(fā)光屏作為顯示器件，以實現(xiàn)水位動態(tài)模擬顯示的新型水位測量儀表。這種水位計廣泛適用于鍋爐汽鼓、除氧器、水箱等高、中、低壓水容器的水位測量。尤其是在鍋爐變參數(shù)運行的情況下，仍能準(zhǔn)確及時地顯示出鍋爐內(nèi)部的真實水位。如果配置相應(yīng)的外部電路就可以對鍋爐進行高低水位手/自動控制及高低水位極限報警。

4.2外部電路的設(shè)計要求

由于鍋爐在正常運行時，既要保證生產(chǎn)需要的用汽量，又要保證鍋爐的安全運行。這就需要水位應(yīng)控制在一定的范圍，也就是鍋爐水位應(yīng)有上、下限水位，上、下限極點水位。在正常運行時，鍋爐水位應(yīng)在上、下限之間。這個范圍應(yīng)根據(jù)鍋爐的產(chǎn)汽量及用汽量的大小來確定。上限、下限極點則從鍋爐的安全角度來考慮確定。

鍋爐水位在下限時，應(yīng)起動水泵給鍋爐上水，這時聲、光報警不動作，如果水位下降到下限極點時聲、光報警同時動作，提醒操作人員注意或采取相應(yīng)的措施。

當(dāng)鍋爐水位上升到上限水位應(yīng)停止上水，水泵停止運行。這時聲、光報警也不動作，當(dāng)水位仍然上升，到達上限極點時聲、光報警才同時動作進行報警。4.3外部電路的設(shè)計

DFS-系列電接點電致發(fā)光水位計的顯示屏刻度有15點和19點兩種。分為0±20，±40，±60，±80，±100，±150，±200毫米，0，±20，±40，±60，±80，±100，±150，±200，±250，±300毫米。有三組常開觸點輸出，觸點容量為48V，AC，0.25A，觸點控制位置可根據(jù)需要設(shè)定。其工作原理見圖4-1所示。表4-1圖4-1：水位計工作原理圖其它詳DFS-系列電接點電致發(fā)光水位計說明書。根據(jù)鍋爐的運行要求及DFS-系列電極點電致發(fā)光水位計的特點，采用水位計的輸出觸點組成鍋爐水位上，下限控制和報警外部電路。

將水位計的一組觸點做為鍋爐水位上限控制及報警，另一組觸點做為鍋爐水位下限控制和報警。高低水位聲報警共用一個電路。手/自動轉(zhuǎn)換可利用繼電器的一個觸點和一個開關(guān)就可轉(zhuǎn)換。其電路見圖4-2。圖4-2：水位自動控制聲、光報警及手/自動轉(zhuǎn)換電路4.4操作步驟及工作原理

合上電源開關(guān)K1，將手/自動開關(guān)K2合到自動位置。當(dāng)鍋爐水位為下限極點時，由于水位計測量筒的測量電接點沒有導(dǎo)通故水位計的輸出觸點J下限不動作處于閉合狀態(tài)。這時電源通過J下限，J1-2常閉觸點，使J2中間繼電器勵磁。J2-7，J2-1常開觸點閉合，使控制水泵的交流接觸器C勵磁，水泵起動開始給鍋爐上水。J2中間繼電器同時自鎖。由于這時鍋爐水位處于低水位下限極點以下，J下限極點為常閉狀態(tài)，J2-3由常開已經(jīng)變?yōu)槌ｉ]。低水位光報警信號燈點亮，提醒操作人員注意水位到了危險水位。

當(dāng)水位上升到下限極點時，測量筒的相應(yīng)電接點導(dǎo)通，使J下限極點觸點打開。低險水位聲、光報警同時停止報警。水位上升到J下限時，測量筒的相應(yīng)電接點導(dǎo)通，經(jīng)過水位計內(nèi)電路的放大驅(qū)動，使J下限觸點打開。但這時J2中間繼電器處于自鎖狀態(tài)，水泵仍然繼續(xù)上水。

當(dāng)水位上升到高水位時測量筒高水位相應(yīng)電接點導(dǎo)通，使J上限觸點閉合。J1中間繼電器勵磁。J1-2常閉斷開使J2中間繼電器斷電釋放，J2-7觸點斷開，水泵停止上水。同時J1-5觸點閉合，如果水位繼續(xù)上升到水位上限極點。這時測量筒的相應(yīng)電接點導(dǎo)通，J上限極點閉合，使聲、光報警同時動作提醒操作人員采取相應(yīng)的措施。

當(dāng)控制電路正常工作時，聲、光報警都不動作。在圖4-2中J上限、J上限極點、J下限、J下限極點為DFS-系列電極點電致發(fā)光水位計的輸出觸點。其作用分別為高、低水位控制，聲、光報警控制觸點。DL、HD、LD分別為高、低水位聲、光報警電鈴及信號燈。J1、J2為高、低水位控制繼電器。J3為聲報警控制繼電器，消音按鈕為消除聲報警控制按鈕，試驗按鈕為檢查聲報警電路是否正常，聲報警電路為高、低水位報警共用。C為水泵起動停止控制交流接觸器，TAN、QAN分別為手動停止，起動水泵控制按鈕。K1為控制電路電源開關(guān)，K2為手/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)自動控制電出現(xiàn)故障時，可將轉(zhuǎn)換開關(guān)K2合到手動位置，用手動控制水泵上水。如果有備用水泵則可利用J2繼電器的觸點再做一套手/自動轉(zhuǎn)換控制電路。4.5參數(shù)的設(shè)定

水阻的設(shè)定：在正常的情況下根據(jù)被測水質(zhì)情況適當(dāng)選擇DFS-系列電極點電致發(fā)光水位計的水阻開關(guān)的檔位，以獲得最佳測量靈敏度。當(dāng)鍋爐變參數(shù)運行時隨時調(diào)整檔位以適應(yīng)水電阻的變化。其檔位參數(shù)見表4-2。施用電壓有水接通電阻無水?dāng)嚅_電阻檔位9V50HZ≤10K≥50K中18V50HZ≤40K≥100K高27V50HZ≤80K≥150K表4-2水阻檔位參數(shù)表

顯示屏亮度調(diào)整：根據(jù)現(xiàn)場照明度調(diào)整“調(diào)壓”旋鈕，改變發(fā)光屏的驅(qū)動電壓，以取得最合適的亮度。

鍋爐水位上，下限控制范圍的設(shè)定：這個參數(shù)的設(shè)定要根據(jù)鍋爐的產(chǎn)汽量及用汽量來設(shè)定，或者根據(jù)鍋爐原有的平面板玻璃水位計的顯示位置來確定。這就要求在安裝DFS-系列電接點電致發(fā)光水位計的測量筒時，其中心點要與平面板玻璃水位計的中心點相一致，否則將會測量不準(zhǔn)。

水位上，下限極點的確定應(yīng)從鍋爐的安全角度來考慮設(shè)定。一般在顯示屏上看，上限極點比上限點高一格，下限極點則比下限點低一格。具體設(shè)定可參照DFS-系列電極點電致發(fā)光水位計的說明書及電路圖，將顯示板背面的跨接線上端焊點斷開，再焊接到所需要的控制點上即可。五結(jié)論利用XDPS的組態(tài)技術(shù)，按實際系統(tǒng)的要求進行邏輯設(shè)計，克服了以往模擬組合儀表實現(xiàn)調(diào)節(jié)的諸多缺點，對生產(chǎn)過程實現(xiàn)了分散控制、集中操作、分級管理、分而自治和綜合協(xié)調(diào)的功能。PID設(shè)計是本次設(shè)計的主要內(nèi)容和關(guān)鍵核心，能夠很好的實現(xiàn)順序控制和給水的自動化調(diào)節(jié)。汽包水位控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計以串級三沖量控制理論和單沖量控制理論為