過(guò)程控制課程設(shè)計(jì)--鍋爐溫度定值智能儀表控制系統(tǒng)

1、<p>　　《鍋爐溫度定值智能儀表控制系統(tǒng)》</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 10級(jí)自動(dòng)化1班 </p><p><b>　　物理與電氣工程學(xué)院</b></p><p>　　2013年6月15日</p><

2、p><b>　　摘 要</b></p><p>　　鍋爐參數(shù)控制，是過(guò)程控制的典型實(shí)例。鍋爐微計(jì)算機(jī)控制，是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)，它是微型計(jì)算機(jī)軟、硬件、自動(dòng)控制、鍋爐節(jié)能等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，我國(guó)現(xiàn)有中、小型鍋爐30多萬(wàn)臺(tái)，每年耗煤量占我國(guó)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(fèi)大、環(huán)境污染等嚴(yán)重的生產(chǎn)狀態(tài)。提高熱效率，降低耗煤量，用微機(jī)進(jìn)行控制是一件具有深遠(yuǎn)意

3、義的工作。</p><p>　　本課題利用智能儀表控制系統(tǒng)，結(jié)合組態(tài)王監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)人機(jī)對(duì)話(huà)界面，實(shí)現(xiàn)鍋爐溫度定值智能儀表控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集處理，在組態(tài)王中實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)警處理、流程控制、實(shí)時(shí)曲線(xiàn)和報(bào)表輸出等功能。同時(shí)利用智能儀表控制系統(tǒng)，在所設(shè)計(jì)的組態(tài)王監(jiān)控界面中，進(jìn)行相關(guān)儀表調(diào)校和控制器參數(shù)整定。最后向用戶(hù)提供鍋爐溫度控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行結(jié)果。</p><p>　　關(guān)

4、鍵詞：鍋爐；溫度定值；智能儀表；組態(tài)王</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1.緒論3</b></p><p>　　2. 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1鍋爐的工作原理及過(guò)程3</p><p>　　2.2.設(shè)計(jì)方案選擇

5、4</p><p>　　2.2.1串級(jí)控制系統(tǒng).4</p><p>　　2.2.2. 單回路控制系統(tǒng)6</p><p><b>　　3.硬件選型7</b></p><p>　　3.1智能儀表選型8</p><p>　　3.2溫度傳感器選型9</p><p>　　

6、3.3變送器概述及選型10</p><p>　　3.4執(zhí)行器選型10</p><p>　　4鍋爐溫度智能儀表控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)10</p><p>　　4.1組態(tài)王概述10</p><p>　　4.2鍋爐溫度智能儀表控制界面設(shè)計(jì)11</p><p>　　5 鍋爐溫度控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行結(jié)果12</p>

7、<p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b></p><p><b>　　1.緒論</b></p><p>　　鍋爐是化工、冶煉、發(fā)電等作為公用民用部門(mén)必不可少的主要?jiǎng)恿υO(shè)備，其產(chǎn)品是蒸汽，即將一次能源（煤炭、石油、提燃?xì)獾龋┺D(zhuǎn)換為二次能源（蒸汽）。</p><p>　　工業(yè)鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)的重要設(shè)備，往往直接影響

8、生產(chǎn)的正常進(jìn)行和產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和成本。工業(yè)鍋爐又是能耗極大的設(shè)備，在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的能源消耗中占相當(dāng)大的比重。而燃煤鍋爐又是一種廣泛實(shí)用的工業(yè)鍋爐，廣泛地應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。由于技術(shù)落后、設(shè)備陳舊、操作水平低下，目前我國(guó)工業(yè)燃煤鍋爐普遍存在著熱效率低、能耗高的問(wèn)題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)共有各類(lèi)鍋爐近四十萬(wàn)臺(tái)，每年的耗煤量達(dá)三億多噸，占我國(guó)原煤產(chǎn)量的三分之一。由于煤質(zhì)變化大，設(shè)備陳舊，不僅工人勞動(dòng)條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且鍋爐熱效應(yīng)低。由

9、此可見(jiàn)，提高鍋爐的效率，具有十分重要的意義。然而我國(guó)近些年來(lái)的實(shí)踐表明，除設(shè)備本身經(jīng)過(guò)合理改進(jìn)或采用先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備外，另一條節(jié)能的途徑就是通過(guò)對(duì)鍋爐的自動(dòng)控制。此外，要想實(shí)現(xiàn)鍋爐安全運(yùn)行，保證向用戶(hù)提供高質(zhì)量的蒸汽，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少環(huán)境污染等目的，采用自動(dòng)控制也是必須的。</p><p>　　2. 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) </p><p>　　2.1鍋爐的工作原理及過(guò)程</p>

10、;<p>　　鍋爐的工作過(guò)程概括起來(lái)應(yīng)該包括三個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程：燃料的燃燒過(guò)程、水的汽化過(guò)程、煙氣向水的傳熱過(guò)程。</p><p>　　A.燃料的燃燒過(guò)程：</p><p>　　首先將燃料加到煤斗中，借助于重力下落在爐排面上，爐排接電動(dòng)機(jī)通過(guò)變速齒輪箱減速后由鏈輪來(lái)帶動(dòng)，將燃料煤帶入爐內(nèi)。燃料一面燃燒，一面向后移動(dòng)，燃料所需要的空氣是由風(fēng)機(jī)送入爐排腹中風(fēng)倉(cāng)后，向上穿過(guò)爐排到達(dá)

11、燃料層，進(jìn)行燃料反應(yīng)形成高溫?zé)煔?。燃料燃燒剩下的灰渣，在爐排末端翻過(guò)除渣板后排入灰斗，這整個(gè)過(guò)程稱(chēng)為燃燒過(guò)程。</p><p><b>　　B.水的汽化過(guò)程：</b></p><p>　　水的汽化過(guò)程就是蒸汽的產(chǎn)生過(guò)程，主要包括水循環(huán)和水分離過(guò)程。經(jīng)處理的水由泵加壓，先流經(jīng)省煤器而得到預(yù)熱，然后進(jìn)入氣鍋。鍋爐工作時(shí)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

12、低區(qū)段的對(duì)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(duì)流管束，因受熱強(qiáng)烈，相應(yīng)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)。此外，為了阻止水循環(huán)和進(jìn)行疏導(dǎo)分配的需要，而筒鍋上集箱上的汽水混合物導(dǎo)入爐墻外的不受熱地上鍋筒。</p><p>　　蒸汽所產(chǎn)生的過(guò)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，是汽水混合

13、物得到分離。蒸汽在上鍋筒頂部引出后，進(jìn)入蒸汽過(guò)熱氣，而分離下來(lái)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?zé)煔庀嘟佑|的金屬受熱面的以冷卻而不被燒壞，是鍋爐能長(zhǎng)期安全運(yùn)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(guò)熱可靠工作的必要的設(shè)備。</p><p>　　C.煙氣向水的傳熱過(guò)程：</p><p>　　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

14、排水管，俗稱(chēng)水冷壁。高溫?zé)煔馀c水冷壁進(jìn)行強(qiáng)烈的輻射換熱，將熱量傳給管內(nèi)工質(zhì)水。繼而煙棋手引風(fēng)機(jī)，煙囪的引力爾向爐膛上方流動(dòng)。煙氣出煙窗爐膛出口）并略過(guò)防渣管后，就沖刷蒸汽過(guò)熱—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(guò)熱。煙氣流經(jīng)過(guò)過(guò)熱氣后掠過(guò)脹接在上、下鍋筒間的對(duì)流管束，在管束間設(shè)置了折煙墻使煙氣呈“S”型形成曲折地橫向沖刷，再次以對(duì)流換熱的方式將熱量傳遞給管束的工質(zhì)。沿途降低著溫度的煙氣最后進(jìn)入尾部

15、煙道，與省煤器和空氣預(yù)熱氣內(nèi)的工質(zhì)進(jìn)行熱交換后，以經(jīng)濟(jì)的較低的煙溫排出鍋爐。省煤器實(shí)際上同給水預(yù)熱氣和空氣預(yù)熱器一樣，斗設(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。</p><p>　　2.2.設(shè)計(jì)方案選擇</p><p>　　要分析、設(shè)計(jì)和應(yīng)用好一個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)，首先應(yīng)對(duì)被控過(guò)程做全面了解，對(duì)工藝過(guò)程、設(shè)備等深入的分析，然后應(yīng)用自動(dòng)控制原理與技術(shù)，擬定一個(gè)合適

16、正確的控制方案，從而達(dá)到保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品產(chǎn)量、降耗節(jié)能、保護(hù)環(huán)境和提高管理水品等目的。過(guò)程控制系統(tǒng)可分為單回路控制系統(tǒng)、串級(jí)控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)、大滯后補(bǔ)償控制系統(tǒng)、比值控制系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)等一些復(fù)雜控制系統(tǒng)。</p><p>　　2.2.1 串級(jí)控制系統(tǒng)</p><p>　　串級(jí)控制系統(tǒng)特點(diǎn):串級(jí)控制系統(tǒng)是改善控制過(guò)程品質(zhì)極為有效的方法，因而得到了較為廣泛應(yīng)用。與簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)相

17、比，串級(jí)控制系統(tǒng)只是在結(jié)構(gòu)上增加了一個(gè)內(nèi)回路，卻能收到顯的控制效果。這是因?yàn)樵诖?jí)控制系統(tǒng)中，由于副回路具有快速作用，因此串級(jí)控制系統(tǒng)對(duì)進(jìn)入內(nèi)回路的擾動(dòng)有很強(qiáng)的克服能力；同時(shí)由于有副回路的存在，改善了對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性，提高了系統(tǒng)的工作頻率，且使系統(tǒng)具有一定的自適應(yīng)能力，為了充分發(fā)揮串級(jí)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)實(shí)際控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計(jì)主、副回路及選擇主、副調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律。副調(diào)節(jié)器的任務(wù)是要快速動(dòng)作以迅速消除進(jìn)入副回路的擾動(dòng)，而且副參數(shù)并不

18、要求無(wú)差，所以一般選擇P調(diào)節(jié)器，也可采用PD調(diào)節(jié)器，但這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。在一般情況下，采用P調(diào)節(jié)器就足夠了，如果主、副回路頻率相差很大，也可考慮采用PI或PID調(diào)節(jié)器。主調(diào)節(jié)器的任務(wù)是準(zhǔn)確保持被調(diào)量符合生產(chǎn)要求。凡是需采用串級(jí)控制的生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)控制品質(zhì)的要求總是很高的，不允許被調(diào)量存在靜態(tài)，偏差因此主調(diào)節(jié)器必須具有積分作用，一般采用PI或PID控制器。串級(jí)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。</p><p>　　圖1

19、 串級(jí)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　采用鍋爐溫度定值串級(jí)汽溫控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。從被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性來(lái)看，噴水?dāng)_動(dòng)下的汽溫動(dòng)態(tài)特性不如其他擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性，為了克服控制通道的滯后和慣性，采用了導(dǎo)前汽溫信號(hào)。在噴水量擾動(dòng)下肯定比主汽溫能提前反映控制作用。因此，采用導(dǎo)前汽溫信號(hào)構(gòu)成串級(jí)汽溫控制系統(tǒng)，以改善汽溫的控制質(zhì)量。</p><p>　　圖2 鍋爐溫度定值串級(jí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖&

20、lt;/p><p>　　串級(jí)汽溫控制系統(tǒng)的工作原理：圖3所示的串級(jí)汽溫控制系統(tǒng)，只要導(dǎo)前汽溫發(fā)生變化，副調(diào)節(jié)器P就去改變減溫水流量，初步維持后級(jí)過(guò)熱器入口汽溫在一定范圍內(nèi)，起粗調(diào)作用。而過(guò)熱器出口汽溫的控制，則是通過(guò)主調(diào)節(jié)器PI來(lái)校正副調(diào)節(jié)器工作，只要未達(dá)到給定值，主調(diào)節(jié)PI的輸出信號(hào)就不斷的變化，使副調(diào)節(jié)器不斷去控制減溫水噴水量的變化，直到恢復(fù)到給定值為止。穩(wěn)態(tài)時(shí)，導(dǎo)前汽溫可能穩(wěn)定在與原來(lái)數(shù)值不同的數(shù)值上，而主汽溫

21、則一定等于給定值。</p><p>　　在串級(jí)汽溫控制系統(tǒng)中，由于兩個(gè)回路的任務(wù)及動(dòng)態(tài)特性不同，可以選用不同的調(diào)節(jié)器。副回路及副調(diào)節(jié)器的任務(wù)是快速消除內(nèi)擾，要求控制過(guò)程的持續(xù)時(shí)間較短，但不要求無(wú)差，故一般可選用純比例調(diào)節(jié)器。當(dāng)導(dǎo)前汽溫慣性較大時(shí)，也可選用比例微分調(diào)節(jié)器。主回路及主調(diào)節(jié)器的任務(wù)是維持恒定，一般選用比例積分調(diào)節(jié)器。當(dāng)過(guò)熱器惰性區(qū)較大時(shí)，也可選用比例、積分、微分調(diào)節(jié)器。</p><p

22、>　　圖3 串級(jí)汽溫控制系統(tǒng)</p><p>　　2.2.2單回路控制系統(tǒng)</p><p>　　單回路過(guò)程控制系統(tǒng)亦稱(chēng)單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)單回路系統(tǒng)，一般是指針對(duì)一個(gè)過(guò)程（調(diào)節(jié)對(duì)象），采用一個(gè)測(cè)量變送器監(jiān)測(cè)被控過(guò)程，采用一個(gè)控制（調(diào)節(jié)）器來(lái)保持一個(gè)被控參數(shù)恒定（或在很小范圍內(nèi)變化），其輸出也只控制一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（調(diào)節(jié)閥）。單回路過(guò)程控制系統(tǒng)框圖如圖4所示，只有一個(gè)閉環(huán)回路。</p&

23、gt;<p>　　圖4 單回路控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　其中： — 調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)；</p><p>　　— 調(diào)節(jié)閥傳遞函數(shù)；</p><p>　　— 被控過(guò)程的傳遞函數(shù)；</p><p>　　— 測(cè)量變送器的傳遞函數(shù)。</p><p>　　單回路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，易于調(diào)整和投運(yùn)，又能滿(mǎn)

24、足不少工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制要求，因此應(yīng)用十分廣泛，尤其適用于被控過(guò)程的純滯后和慣性小、負(fù)荷和擾動(dòng)變化比較平緩，或者不對(duì)被控質(zhì)量要求不高的場(chǎng)合，約占目前工業(yè)控制系統(tǒng)的80%以上。</p><p>　　與單回路控制系統(tǒng)相比，串級(jí)控制系統(tǒng)的控制效果顯著提高，原因是在串級(jí)控制系統(tǒng)中增加了一個(gè)二次擾動(dòng)的副回路，使系統(tǒng)改善了被控過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性，提高了系統(tǒng)的工作頻率，對(duì)二次干擾有很強(qiáng)的克服能力，提高了對(duì)一次擾動(dòng)的克服能力和對(duì)回路

25、參數(shù)變化的自適應(yīng)能力。但就工藝要求而言，串級(jí)控制系統(tǒng)比單回路控制系統(tǒng)多了一個(gè)測(cè)量變送器和一個(gè)控制器，增加了成本，并且單回路控制質(zhì)量即可滿(mǎn)足一般的小型鍋爐，所以本課題選用單回路控制系統(tǒng)來(lái)控制過(guò)熱蒸汽溫度。</p><p>　　根據(jù)工藝流程和控制方案的選擇，可以得出本設(shè)計(jì)的控制流程（圖5）。</p><p>　　圖5鍋爐溫度控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　當(dāng)主汽溫的測(cè)

26、量值等于設(shè)定值時(shí)，噴水閥門(mén)不動(dòng)，系統(tǒng)處在動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，此時(shí)，若爐膛燃燒工況發(fā)生變化使汽溫變化，造成給定值和測(cè)量值產(chǎn)生偏差，則偏差信號(hào)經(jīng)過(guò)控制器的方向判斷及數(shù)學(xué)運(yùn)算后，產(chǎn)生控制信號(hào)使噴水閥門(mén)以適當(dāng)形式打開(kāi)噴水流量。測(cè)量值最終回到設(shè)定值，系統(tǒng)重新回到平衡狀態(tài)。鍋爐溫度控制系統(tǒng)示意圖如圖6所示。</p><p>　　圖6 鍋爐溫度控制系統(tǒng)</p><p>　　其中：1―熱電阻；2―溫度變送器；3

27、―溫度調(diào)節(jié)器；4―調(diào)節(jié)閥。</p><p><b>　　3. 硬件選型 </b></p><p><b>　　3.1智能儀表選型</b></p><p>　　A.原理框圖：智能式儀表自20世紀(jì)80年代問(wèn)世以來(lái),很多公司推出了多種不同設(shè)計(jì)、格各異的產(chǎn)品,但其核心結(jié)構(gòu)卻基本上是一致的,可以將其歸納為圖7所示的框圖結(jié)構(gòu)。<

28、;/p><p>　　B.智能式儀表的應(yīng)用：</p><p>　　除智能式儀表正確的安裝和設(shè)定量程范圍外,還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　　a)智能式儀表的參數(shù)選擇性強(qiáng),在參數(shù)設(shè)置時(shí)應(yīng)正確地檢查和設(shè)定信號(hào)輸出。通過(guò)正確的設(shè)定,在測(cè)量介質(zhì)流向相反時(shí),也能正常輸出電流。</p><p>　　b)部分需要觸點(diǎn)輸出的變送器,應(yīng)正確地設(shè)定其回差,以保證

29、系統(tǒng)控制的平穩(wěn)性。</p><p>　　c)智能變送器的使用電壓和環(huán)境溫度考慮</p><p>　　圖7 智能儀表原理結(jié)構(gòu)框圖</p><p><b>　　C.智能儀表選型：</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)選用的智能儀表為百特公司的XMA5000系列的智能儀表。功能特點(diǎn)是：</p><p>&

30、lt;b>　　適用范圍：</b></p><p>　　適用于溫度控制、壓力控制、流量控制、液位控制等各種現(xiàn)場(chǎng)和設(shè)備配套。</p><p><b>　　技術(shù)要求：</b></p><p>　　采用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)，可保證全量程不超差，長(zhǎng)期運(yùn)行五時(shí)漂、零漂；</p><p>　　嚴(yán)格按ISO90021認(rèn)證的工

31、藝生產(chǎn)，可保證長(zhǎng)期無(wú)故障運(yùn)行，平均可利用率達(dá)99.98%；</p><p>　　信號(hào)輸入、控制輸出，全部采用軟件調(diào)試；</p><p>　　輸入分度號(hào)、輸出參數(shù)、控制算法按鍵可設(shè)定；</p><p><b>　　萬(wàn)能輸入信號(hào)；</b></p><p>　　只需做相應(yīng)的按鍵設(shè)置和硬件跳線(xiàn) ，即可在一下所有輸入信號(hào)之間任意切

32、換，即設(shè)即用；</p><p>　　熱電阻：Pt100、Pt100.0、Cu50、Cu100、Pt10；</p><p>　　熱電偶：K、E、S、B、T、R、N；</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：0～10mA、4～20mA、0～5V、1～5V；</p><p>　　霍爾傳感器：mA輸入信號(hào)，0～5V以?xún)?nèi)任意信號(hào)按鍵即設(shè)即用。</p>

33、<p>　　遠(yuǎn)傳壓力表：30～350Ω，信號(hào)誤差現(xiàn)場(chǎng)按鍵修正。其它用戶(hù)特殊訂制信號(hào)。3）多種給定方式可選：</p><p>　　本機(jī)給定方式（LSP）</p><p>　　可通過(guò)面板上的增減鍵直接修改給定值，也可以加密碼鎖定不讓修改。</p><p>　　時(shí)間程序給定（TSP）</p><p>　　每段程序最長(zhǎng)6000分鐘，曲線(xiàn)

34、最多可設(shè)16段。</p><p>　　外部模擬給定（遠(yuǎn)程給定）（RSP）</p><p>　　0～10mA/4～20mA/0～5V/1～5V通用。</p><p>　　多種控制輸出方式可選：</p><p>　　（96*96、72*72放表和48*96小表多種控制輸出之間可模塊切換）</p><p>　　10mA、4～

35、20mA、0～5V、1～5V控制輸出；</p><p>　　時(shí)間比控制繼電器輸出（1A/220V DC阻性負(fù)載）；</p><p>　　時(shí)間比控制5～30VSSR控制信號(hào)輸出；</p><p>　　時(shí)間比控制雙向可控硅輸出（3A，600V）；</p><p>　　單相2路可控硅過(guò)零或移相觸發(fā)控制輸出（獨(dú)創(chuàng)電路觸發(fā)3～1000A可控硅）；<

36、;/p><p>　　三相6路可控硅過(guò)零（（獨(dú)創(chuàng)電路觸發(fā)3～1000A可控硅）。外掛三相SCR觸發(fā)器。</p><p>　　智能儀表接線(xiàn)圖如下：</p><p>　　圖8 智能儀表接線(xiàn)圖</p><p>　　3.2溫度傳感器選型</p><p>　　本課題采用的是接觸式測(cè)溫方法。選用的是熱電阻Pt100傳感器。為上海維連電子

37、科技有限公司生產(chǎn)的T-2系列溫度傳感器。該產(chǎn)品為德國(guó)進(jìn)口芯片，精度高，固定螺紋安裝，互換型好。型號(hào)為T(mén)-2Pt100AGS，所代表的含義是：</p><p>　　T-2:基本型號(hào)；Pt100：分度號(hào)；A：精度等級(jí)；G:溫度范圍（0～850℃）；</p><p><b>　　S：三線(xiàn)制接法。</b></p><p><b>　　3.3變

38、送器選型</b></p><p>　　SBWR/Z系列一體化溫度變送器模塊是一種現(xiàn)場(chǎng)安裝式溫度變送單元。采用二線(xiàn)制方式（電源輸入與信號(hào)輸出為兩根公用導(dǎo)線(xiàn)），輸出與被測(cè)溫度成線(xiàn)性4～10mA電流信號(hào)。SBWR/Z溫度變送器模塊可以安裝于熱電阻的接線(xiàn)盒內(nèi)與之形成一體化結(jié)構(gòu)，也可單獨(dú)安裝在儀表內(nèi)作轉(zhuǎn)換元件。</p><p><b>　　圖9 變送器接線(xiàn)圖</b>

39、</p><p>　　所選用型號(hào)為SBWR/Z 2□61，技術(shù)參數(shù)為：測(cè)量精度：±0.1%F.S；環(huán)境溫度影響：±0.1%F.S/℃；電源輸出二線(xiàn)制：24V DC、4-20mA；長(zhǎng)期穩(wěn)定性：<1°/F.S/年；負(fù)載電阻：0-600Ω；電源：24V DC；環(huán)境溫度：-25℃～+85℃；貯存溫度：-25℃～+125℃；測(cè)量介質(zhì)溫度：-200℃～+1600℃；響應(yīng)時(shí)間：≤10mS。&

40、lt;/p><p><b>　　3.4執(zhí)行器選型</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)選用的是Honeywell的電動(dòng)執(zhí)行器，型號(hào)為ML7420A3055-E，其特點(diǎn)是：無(wú)需連桿，安裝方便快捷，標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)管式接線(xiàn)連接，無(wú)需調(diào)整，閥門(mén)定位準(zhǔn)確，低功耗，高的關(guān)斷壓力，終端推力限位開(kāi)關(guān)，同步馬達(dá)，0～10V DC或2～10V DC信號(hào)輸入，正反作用可選，防腐設(shè)計(jì)。</p>

41、<p>　　4鍋爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1組態(tài)王概述</b></p><p>　　組態(tài)王是一個(gè)具有易用性、開(kāi)放性和集成能力的通用組態(tài)軟件。應(yīng)用組態(tài)王可以使工程師把精力放在控制對(duì)象上，而不是形形色色的通信協(xié)議、復(fù)雜的圖形處理、枯燥的數(shù)字統(tǒng)計(jì)。只需要進(jìn)行填表操作，即可生成適合于用戶(hù)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?？梢栽谡麄€(gè)生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部將各種

42、系統(tǒng)和應(yīng)用集成在一起，實(shí)現(xiàn)“廠(chǎng)際自動(dòng)化”的最終目標(biāo)。</p><p>　　使用組態(tài)王軟件開(kāi)發(fā)具有以下幾個(gè)特點(diǎn):</p><p>　　(1) 實(shí)驗(yàn)全部用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn),只需利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)就可完成自動(dòng)控制系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn),從而大大減少購(gòu)置儀器的經(jīng)費(fèi)。</p><p>　　(2) 該系統(tǒng)是中文界面,具有人機(jī)界面友好、結(jié)果可視化的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)用戶(hù)而言,操作簡(jiǎn)單易學(xué)且編程簡(jiǎn)單,參數(shù)輸

43、入與修改靈活,具有多次或重復(fù)仿真運(yùn)行的控制能力,可以實(shí)時(shí)地顯示參數(shù)變化前后系統(tǒng)的特性曲線(xiàn),能很直觀地顯示控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn),這些很強(qiáng)的交互能力使其在自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)揮理想的效果。</p><p>　　4.2鍋爐溫度智能儀表控制界面設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)以上工藝流程和控制方案的確定，設(shè)計(jì)如下的監(jiān)控界面：</p><p><b>　　圖1

44、0 監(jiān)控界面</b></p><p>　　定義數(shù)據(jù)變量（表1）</p><p>　　表1 定義的數(shù)據(jù)變量</p><p><b>　　選擇設(shè)備：</b></p><p>　　其相關(guān)設(shè)置如下：設(shè)計(jì)邏輯名稱(chēng)：baite2；</p><p>　　選擇串口號(hào)：COM2；</p>

45、<p><b>　　設(shè)置設(shè)備地址：2；</b></p><p><b>　　通信參數(shù)：默認(rèn)；</b></p><p><b>　　完成。</b></p><p>　　最后設(shè)置串口通訊參數(shù)，將通信方式選為RS485，其他默認(rèn)。</p><p><b>　　動(dòng)態(tài)

46、連接</b></p><p>　　參數(shù)動(dòng)態(tài)連接設(shè)置如表2。</p><p><b>　　表2 動(dòng)態(tài)參數(shù)設(shè)置</b></p><p>　　5鍋爐溫度控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行結(jié)果</p><p>　　初次上電，沒(méi)有模擬量輸入，只顯示PID值和當(dāng)前溫度，曲線(xiàn)圖為鍋爐溫度的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)圖。</p><p&g

47、t;<b>　　圖11 初次上電</b></p><p>　　啟動(dòng)后，鍋爐開(kāi)始升溫，并維持在50攝氏度左右。</p><p><b>　　圖12 啟動(dòng)加熱</b></p><p>　　按下停止按鈕后，鍋爐停止加熱，停止燈亮，溫度開(kāi)始下降。</p><p><b>　　圖13 停止&l

48、t;/b></p><p>　　當(dāng)溫度越上限時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警。</p><p><b>　　圖14 報(bào)警</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 袁秀英.組態(tài)控制技術(shù)［M］.北京: 電子工業(yè)出版社, 2003.8</p><p>

49、;　　[2] 范紅梅. 基于PID參數(shù)工業(yè)整定方法及其應(yīng)用[J]. 數(shù)字石油和化工,2006,(6).</p><p>　　[3] 李志全.智能儀表設(shè)計(jì)原理及其應(yīng)用［M］.上海: 華東理工大學(xué)出版社, 2003.8.</p><p>　　[4] 俞金壽.過(guò)程控制系統(tǒng)和應(yīng)用［M］.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2003.6.</p><p>　　[5] 王桂斌, 劉浩

50、. 鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 煤炭現(xiàn)代化,2005,(5).</p><p>　　[6] 阿雷尼,韋伯斯特著.張倫譯.傳感器和信號(hào)調(diào)節(jié)［M］.北京: 清華大學(xué)出版社, 2003.</p><p>　　[7] 中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)科技服務(wù)中心，華中科技大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院. 鍋爐機(jī)組節(jié)能［M］. 北京: 中國(guó)電力出版社，2008.</p><p>　　[8] 王乃