锅炉控制系统设计仿真毕业论文
基于单片机的小型开水锅炉控制系统设计
致谢
对于这次毕业论文的撰写,最需要感谢的是我的指导 老师刘老师。他在整个毕业设计过程中都给了我充分的帮
助与支持，他不仅耐心地帮我指出论文中的不足之处，而
且还对论文的改进提出了宝贵的建议，是在他对我自始自 终的指导下，我的论文设计才得以顺利完成。在次借论文 完成之际，表示由衷的感谢与敬意！还要感谢大学几年各 科老师的教导，是他们在这五年来对我的培养，使我学到
用率，大有推广应用的价值。由于该系统是针对无压热水
锅炉的设计，但如果是有压热水锅炉, 其压力控制部分也 是至关重要的。压力控制可采用机械重位式控制而无需电 子线路来控制。由于该系统工作的场合不确定，干扰信号 也不一样，在干扰较强时，系统工作不够稳定，在以后的
研究中应从系统的抗干扰方面努力，使系统实现无人值守
基于单片机的小型开水锅炉控制 系统设计
论文作者： 李浩 班 级：应教042 指导老师： 刘法治
介绍内容
选题的目的 系统设计方框图
系统操作过程 软件设计 结论 谢词
选题的目的
在我国，传统的开水锅炉控制中多以燃煤和燃油为主， 而且相当一部分还是采用人工控制或是继电接触式的控制 方式，自动化程度低，调节精度差，单靠人工操作已不能 适应当今高效、低耗、低劳动强度的要求，加上燃料燃烧 时产生大量的废气和废渣，对环境造成了严重的污染，给 人们的生产和生活也带来了巨大的危害。因此，对传统的 控制系统进行改造是适应今后发展的迫切需要。随着电力
温未达到设定值，立即回馈给系统，由系统自动调整加热
器工作状态，使水温到达设定值，满足用户需求。
软件设计
程序流程图是编写系统程序的基础，只有搞清程序流程 图的控制过程，才能编写符合控制流程的系统程序，结合 外围电路的设计，完成控制要求，以下是主程序流程图的 介绍。
锅炉毕业设计论文
目次1 绪论 (3)1.1燃气锅炉的特点 (3)1.2燃气锅炉的现状 (5)1.3此次设计燃气锅炉的基本思路 (6)2 设计任务与燃料特性参数 (7)2.1设计任务 (7)2.2燃料特性 (7)3 燃料计算 (8)4 燃料燃烧计算 (9)4.1烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数计算 (9)4.2理论空气量和理论烟气量的计算 (9)4.3各受热面烟道中烟气特性表 (9)4.4烟气温焓表（见附表） (10)4.5锅炉热平衡及燃料消耗量计算 (10)5 炉膛设计计算 (12)5.1炉膛热力计算方法 (12)5.2炉膛尺寸计算 (12)5.3炉膛结构特性计算 (13)5.4炉膛热力计算 (13)6 对流管束计算 (15)6.1设计思想 (15)6.2第一管束结构计算 (15)6.3第一管束热力计算 (15)6.4第二管束结构计算 (18)6.5第二管束热力计算 (18)7 过热器设计计算 (21)7.1过热器设计思想 (21)7.2过热器结构计算 (21)7.3过热器热力计算 (22)8省煤器设计计算 (25)8.1省煤器设计思想 (25)8.2省煤器的结构计算 (25)8.3省煤器热力计算 (25)9热力计算汇总表 (28)10阻力计算 (29)10.1第一锅束管束阻力计算 (29)10.2第二锅束管束阻力计算 (30)10.3 过热器阻力计算 (31)10.4 省煤器阻力计算 (32)11烟道阻力计算 (34)12 送引风机选择计算 (36)12.1送风机 (36)12.2引风机 (36)13 所选燃烧器的基本原理 (37)14 旋风除尘器 (38)14.1工作原理 (38)14.2旋风除尘器的特点 (38)14.3除尘器的选择 (38)15 防爆措施 (39)15.1气体爆炸原因 (39)15.2 防爆门结构设计 (39)16 水位自动调节系统 (40)16.1系统简介 (40)16.2系统原理 (40)附表（烟气焓温图）： (40)结论 (44)致谢 (45)参考文献 (46)1 绪论燃气锅炉是一种以可燃气体作为燃料的能源转换设备，用以生产热水或蒸汽，满足工业生产和人民日常生活的需要。
基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计_毕业设计论文正文 精品
基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计1 绪论1.1锅炉燃烧控制项目的背景改革开放以来，我国经济社会快速发展，生产力水平不断提高，在生产中，锅炉起着十分重要的作用，尤其是在火力发电中发挥重要作用的工业锅炉，是提供能源动力的主要设备之一。
锅炉产生的蒸汽可以作为蒸馏，干燥，反应，加热等各过程的热源，另外也可以作为动力源驱动动力设备。
工业过程中对于锅炉燃烧控制系统的要求是非常高的，要求锅炉燃烧控制系统必须满足控制精度高，响应速度快[1]。
作为一个非常复杂的设备，锅炉同时具有了数十个包括了扰动、测量、控制在内的参数，参数之间有着复杂的关系，并且相互关联[2]。
而锅炉燃烧过程中的效率问题、安全问题一直是大众关注的重要方面。
1.2锅炉燃烧控制的发展历史对于锅炉燃烧的控制，已经经历了四个阶段[3~5](1）手动控制阶段因为20世纪60年代以前，电力电子技术和自动化技术还没有得到完全发展，技术尚不成熟，因此，这个时期工业人员的自动化意识不强，锅炉燃烧的控制方式一般多采用纯手动的方法。
这种控制方法，要求进行控制的操作工人依靠他们的经验决定送风量，引风量，给煤量的多少，然后利用手动的操作工具等操控锅炉，该方法控制的程度完全取决于操作工人的经验。
因此，要求操作工人必须具有非常丰富的经验，这样无疑大大提高了操作工人的劳动强度，由十人的主观意识，所以事故率非常大，同时，也不能保证锅炉高效稳定的运行。
（2）仪器继电器控制阶段随着科技的不断进步，自动化技术以及电力电子技术快速提高，国内外以继电器为基础的自动化仪表工业锅炉控制系统也得到发展，并且广泛应用于实际生产过程。
在上个世纪60年代前期，我国锅炉的控制系统开始得到迅速发展;到了60年代的中后期，我国引进了国外全自动的燃油锅炉的控制系统；到了上个世纪的70年代末，我国逐渐自主研发了一些工业锅炉的自动化仪器，同时，在工业锅炉的控制系统方面也在逐步推广应用自动化技术。
在仪表继电器控制阶段，锅炉的热效率得到了提高，并且大幅度的降低了锅炉的事故率。
锅炉燃烧系统的控制系统设计毕业论文
锅炉燃烧系统的控制系统设计摘要：锅炉是热电厂重要且基本的设备，其最主要的输出变量之一就是主蒸汽压力。
主蒸汽压力的自动调节的任务是维持过热器出口气温在允许范围内，以确保机组运行的安全性和气温在允许范围内，以确保机组运行的安全性和[1]经济性。
锅炉所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可以作为精馏、干燥、反可以作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。
随着工业生产的规模不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。
在控制算法上、综合运用了单回路控制、串级控制、比值控制等控制方法实现了燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量、引风量控制炉膛负压，并有效克服了彼此的扰动，使整个系统稳定运行。
运行。
关键词：锅炉；蒸汽压力；单回路控制；关键词：锅炉；蒸汽压力；单回路控制；ControlsystemdesignoftheboilercombustionsystemAbstract:Theboilerisimportantandbasicequipmentofthethermalpowerplan t,oneofthemainoutputvariableisthemainsteampressure.Thetaskoftheauto maticadjustmentofthemainsteampressureistomaintainthesuperheateroutle ttemperaturewithintheallowablerange,toensurethesafetyandeconomyofth eunitoperation.Theboilersproducehighpressuresteamcanbeusedasasource ofpower-driventurbine,butalsoasadistillation,drying,reaction,heatingandprocesshe atsource.Withindustrialproductionexpanding,asafilterforpowerandheat,b utalsotowardthehigh-capacity,high-parameter,high-efficiencydirection.Inthecontrolalgorithm,theintegrateduseofsingle-loopcontrol,cascadecontrol,ratiocontrol,thecontrolmethodoffuelcontroltoadjustthevaporpressure,airvolumecontroltoadjustthefluegasoxygenconten t,thewindcontrolthefurnacenegativepressure,andeffectivelyovercomeeac hotherdisturbancessothatthewholestabilityofthesystem.Keywords:Boiler;Vaporpressure;Single-loopcontrol引言引言随着城市的快速发展，我们对用电的需求也越来越大，如何利用好有限的能源来保证供电是一个重要的话题，在能源的利用过程中如何更加提高能源的利用率是一个可研究性的话题，本文基于上述话题对电厂的燃烧锅炉控制进行了研究。
燃气锅炉毕业设计论文
摘要240t/h燃高焦炉混合煤气锅炉设计：（Q低温=1400千卡/标m3)，设计的参数为215℃的给水温度，540℃的过热蒸汽温度，140℃的排烟温度，20℃的环境温度。
本次设计计算了，炉膛，屏式过热器，高温过热器，低温过热器，高温省煤器，高温空气预热器，低温省煤器，低温空气预热器的结构计算和传热计算。
以及对烟道阻力的计算和空气预热器的计算，引风机，送风机的选择。
炉膛宽度取7.7米，顶棚宽4.675米，顶棚高4.2米，炉膛总高15.785米。
屏式过热器取8片，纵向排数27，每片屏并联管子根数为12，第一根屏管高度4.2米，屏高度最大值4.559米，屏的深度为1.244米。
高温过热器横向管排数62，纵向管排数8，管长3.329，管簇深度0.76米。
低温过热器横向管排数58，纵向管排数16，管长3.2.高温省煤器横向排数97.5，纵向排数26，受热面布置管长6.2。
高温空预器横向管排数100，纵向管排数50，管箱高度1.44米。
低温省煤器横向排数97.5，纵向排数64，受热面布置管长3.35米。
低温空预器横向管排数100，纵向管排数50，管箱高度1.44米。
本次设计中，烟气在炉膛出口温度是1295.1℃，经过屏式过热器烟温下降至1183℃，在经过高温过热器烟温下降到1032.6℃，经低温过热器温度下降到832.54℃，经高温省煤器下降到449℃，经高温空气预热器降至382℃，经低温省煤器下降到222℃，经高温空气预热器降至146.7℃排烟。
本次设计中，水的流程是215℃给水经低温省煤器加热到260℃，经高温省煤器加热到319.97℃，进入汽包，再经下降管，由水冷壁使饱和水变成319.97℃的水蒸气，经低温过热器将水蒸气加热到425.2℃，经屏将水蒸气加热到455.87℃，最后经高温过热器加热到540℃引出做功。
关键字：炉膛，过热器，省煤器，空气预热器。
Abstract240t / h burning blast furnace gas boiler design (high mixing coke oven gas: low-temperature Q = 1400 kcal / standard m3) of the graduation project, the design parameters for the feed water temperature of 215 °C, the superheated steam temperature of 540 °C, 140 °C exhaustsmoke temperature, 20 °C ambient temperature.The design, furnace, screen superheater, superheater high temperature, low temperature superheater, high-temperature economizer, high temperature air preheater, low-temperature economizer, low temperature air preheater of structural calculations and heat transfer calculations. And calculation of flue resistance and air preheater calculation of induced draft fan, blower options.Take chamber width 7.7 meters, the ceiling is 4.675 meters wide, 4.2 meters high ceiling hearth, total 15.785 metres high. Take platen superheater of 8, longitudinal row number 27, every piece of screen the number of 12 parallel tubes, the first root screen pipe height 4.2 meters, screen the maximum height 4.559 meters, the depth of the screen is 1.244 meters. High temperature superheater tube transverse number 62, vertical tube number 8, length 3.329, the depth of 0.76 meters. Low temperature superheater tube for 58 horizontal, vertical tube number 16, length 3.2. High temperature economizer horizontal row number 97.5, longitudinal row number 26, decorate in heating length 6.2. High temperature air preheater horizontal tube number 100, vertical tube number 50, the box height 1.44 meters. Of low temperature economizer horizontal row number 97.5, longitudinal row number 64, decorate in heating tube 3.35 meters. Low temperature air preheater horizontal tube number 100, vertical tube number 50, the box height 1.44 meters.In this design, the flue gas outlet temperature in the furnace is 1295.1 ° C, after the platen superheater flue gas temperature dropped to 1183 °C after the high temperature superheater flue gas temperature down to 1032.6° C, low temperature airpreheater temperature dropped to 832.54 ° C decreased to 449 °C, high temperature economizer, air preheater at high temperature dropped to 382°C, low temperature economizer decreased to 222 °C, dropped to 146.7 ℃high temperature air preheater exhaust.In this design, the water flow is 215 ℃water supply by the low-temperature economizer heating to 260 °C, high temperature economizer heating to 319.97 °C, into the drum, and then the down pipe, the water wall so that the saturated water into 319.97 °C steam, low temperature superheater steam heated to 425.2 ° C, the screen will steam heated to 455.87 °C, and finally by the high temperature superheater heating to 540 ° C leads to acting.Keywords: furnace, superheater, economizer, air preheater.目录摘要 (1)Abstract (2)绪论 (6)1燃气锅炉的特点 (6)2燃气锅炉的现状 (8)3此次设计燃气锅炉的基本思路 (9)第一章.设计任务与燃料特性参数 (10)1.1设计任务 (10)1.2燃料特性 (10)第二章.锅炉整体布置的确定 (11)2.1 燃料燃烧计算 (11)2.2空气平衡及焓温表 (13)2.3锅炉热平衡及燃料消耗量计算 (15)2.4燃烧室设计及传热计算 (16)2.5炉膛结构尺寸计算 (18)2.6燃烧器的布置及主要尺寸 (20)2.6燃烧室结构特性计算 (21)2.7炉膛热力计算 (22)2.8.炉膛顶部辐射受热面吸热量及工质焓增计算 (24)2.9炉膛受热面热力分配 (25)2.10屏式过热器结构计算 (26)2.11屏区传热计算 (28)2.12高温过热器结构计算 (32)2.13高温过热器传热计算 (33)2.14低温过热器结构计算 (36)2.15低温过热器传热计算 (37)2.16炉膛受热量的热量分配 (39)2.17高温省煤器结构计算 (42)2.18高温省煤器传热计算 (43)2.19高温空气预热器结构计算 (45)2.20高温空气预热器传热计算 (46)2.21低温省煤器结构计算 (49)2.22低温省煤器传热计算 (50)2.23低温空气预热器结构计算 (52)2.24低温空气预热器传热计算 (53)2.25热力计算汇总表 (55)第三章.阻力计算 (56)第四章.送引风机计算 (61)4.1送风机计算 (61)4.2引风机计算 (61)第五章.防爆措施 (62)第六章.结论 (63)第七章.参考文献 (64)第八章.附录A (65)第九章.附录B (73)第十章.附录C (93)第十一章.致谢信 (99)绪论燃气锅炉是一种以可燃气体作为燃料的能源转换设备，用以生产热水或蒸汽，满足工业生产和人民日常生活的需要。
(完整版)我的工业燃煤锅炉DCS控制系统设计毕业论文设计
工业燃煤锅炉DCS控制系统设计（子课题：控制方案的组态及监控画面的制作）摘要：本文叙述了工业燃煤锅炉的工作原理，具体阐述了锅炉控制中对汽水控制系统方案和自动检测的设计，利用了Control Builder 软件、UMC800控制器和FIX软件进行35吨工业燃煤锅炉汽水系统的自动检测与控制回路的组态，并设计了友好的监控画面。
关键词：锅炉FIX UMC800 控制系统汽水系统蒸汽压力Abstract: the paper introduce the principle of the boiler which is used in burning coal industrial,it describes the scheme of the steam controlsystem in boiler control and the design of auto-detection. it use the Control Buildersoftware,UMC800 controller and FIX softwareto auto-detect 35t steam system in burningcoal industrial and configuration the controlloop, and designed the friendly supervisionappearance.Keyword: boiler, FIX, UMC800, control system, steam system, steam pressure引言锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的13，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。
提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。
毕业设计(论文)_基于PLC的锅炉出水温度控制系统的研究与设计
毕业设计（论文）_基于PLC的锅炉出水温度控制系统的研究与设计毕业设计锅炉出水温度控制系统的研究与设计总计毕业设计（论文）61页表格2表插图16幅I摘 要随着我国经济的发展，资源和环境矛盾同趋尖锐，使我国的现代化建设面临严峻挑战。
作为温度控制系统重要能源转换设备的锅炉能耗巨大，占我国原煤产量的三分之一左右。
然而，我国目前运行的很多锅炉控制系统自动化水平不高、安全性低，工作效率和环境污染普遍低于国家标准，因此实现锅炉的计算机自动控制具有重要的意义。
随着科学技术的不断发展人们开始利用各种先进的仪器和技术组成计算机控制系统来代替人工复杂的控制操作，直接数字控制DDC 系统（Direct Control ），便是其中之一。
直接数字控制DDC 系统，它是工业生产计算机控制系统中用的最广泛的一种系统应用形式，在这类系统中的计算机，除了经过输入通道对多个工业过程参数进行巡回检测采集外，它还代替了模拟调节系统中的模拟调节气，按预定的调节规则进行调解运算，然后将运算结果通过过程输出通道输出并作用于执行机构，以实现多回路调节的目的。
本设计设计了基于PLC 的锅炉温度控制系统，该系统包括下位机控制和上位机控制两部分。
文中给出了通过时间和室外温度相结合的控制策略对系统温度进行调节控制。
关键字：锅炉；计算机控制； PLCAbstractWith China’s economic development，resources and the environment has become increasingly acute contradictions，so that the modernization of our country is facing a formidable challenge．As an important energy source conversion equipment，heating system of the industrial boiler consumes about one-third of China’s coal．However，the majori ty of China’s current operating boiler system’s security and efficiency is generally lower than the national standard．So it's great significance to achieve automatic control for boiler with computer．Along with science technical develop continuously people start making use of every kind of advanced instrument constituting the calculator control system with the technique to the control operation that replace the artificial complicacy, direct arithmetic figure control DDC system( Direct Control), just one of them Direct arithmetic figure control DDC system, it is an industry to produce convenient and the most extensive a kind of system in system of control of calculator application form, in addition to through importation passage to several industries process parameter proceeding cruising to return to examination to collect, it returned to replace the emulation regulates the emulation in the system regulates the spirit, at the set regulate rule proceed the intermediation carries to calculate, then will carry to calculate result pass process output passage output combine function in carry out the organization, to realize many the purpose that back track regulate.the paper presents a overall control thinking，the system designed to heating in winter includes superordinate computer control system and the subordinate system．To meet all the campus’s winter heating，it gives a complete control strategy which combined with time and outdoor’s temperature.IIKey Words：Boiler；Computer Control； PLCIII目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (6)1.1锅炉温度控制系统现状 (6)1.2锅炉自动控制的发展历史 (7)1.4课题意义 (9)第2章锅炉温度控制系统的总体介绍 (11)2.1锅炉温度控制系统的组成 (11)2.2交流电机的变频调速系统介绍 (13)2.2.1变频器驱动的特点 (13)2.2.2变频调速的基本原理 (14)2.2.3变频器基本结构 (15)2.3燃煤锅炉的工作过程 (17)2.3.1 燃煤锅炉的组成 (17)2.3.2燃煤锅炉的工作过程 (18)2.4燃煤锅炉的自动调节任务 (19)第3章控制系统下位机的设计 (22)3．1PLC软件介绍 (22)3.1.1 模块式PLC的基本结构 (23)3.1.2 PLC的特点 (24)3.2STEP7软件简介 (25)3.3控制系统所用功能块 (27)3.4锅炉控制系统的硬件组态 (29)3.5锅炉系统下位机程序设计 (31)3.5.1 系统下位机控制程序实现 (31)3.6本章小结 (41)第4章控制系统上位机设计 (42)IV4.1WINCC软件介绍 (42)4.2WINCC的特点 (43)4.3WINCC主要控制模块 (43)4.4项目组态 (45)4.5系统监控界面设计 (46)4.6I NTERNET远程监控 (52)4.6.1 WEB Navigator简介 (52)4.6.2 WEB Navigator的优点 (53)4.6.3 远程WEB发布与浏览 (55)4.6.4 使用WEB Navigator 过程中遇到的问题及解决办法 (55)4．7本章小结 (57)第5章系统的抗干扰设计 (58)5．1PLC系统的抗干扰性 (58)5.1.1 电磁干扰源及对系统的影响 (59)5.1.2 系统外引线的干扰 (59)5.1.3 PLC系统内部的干扰 (60)5.1.4 PLC控制系统工程应用的抗干扰设计 (61)5.2控制系统主要抗干扰措施 (61)第6章结论与展望 (63)6.1总结 (63)6.2展望 (64)致谢 (65)参考文献 (66)V第1章绪论1.1锅炉温度控制系统现状锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。
基于单片机的供暖锅炉控制系统设计
选题的目的意义
随着社会经济的飞速发展，人们生活水平的不断 提高，对城市生活供暖的数量和质量提出的要求越来 越高。由于传统的控制方式调节精度差，自动化程度 低，系统稳定性差，锅炉运行耗能大，并且存在安全 隐患等缺点，对现代锅炉运行方式有待于长足改进。 本系统以单片机模块为核心，通过实时采集环境温 度、锅炉出水温度、炉膛压力等信号，通过单片机内 部程序运算，实现对中小型锅炉运行的自动控制。通 过微机实现燃烧与给水系统的自动控制与调节，将保 证锅炉正常供气供暖，维持稳定系统，保证安全经济 运行，具有较高的实用价值和优越性。
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GND
水位控制电路
当水位到达某一光敏三极管的位置时，其输出端口就向单片 机输出高电平；当水位低于此光敏三极管的位置时，其输出端口就 向单片机输出低电平，从而通过程序设定控制补水泵动作。单片机 输出控制端P2.3和P0.4分别接继电器KM3和KM4线圈，继电器触 点的动作受单片机控制，从而对变频器和补水泵形成自动控制。补 水泵运行方式将在后面介绍。
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
电气控制电路
循环泵和补水泵分别由两台电机循环拖动，循环泵1和补水 泵1工作在变频状态，当它们运行出错时由M2和M4代替其工作。 对于循环泵1，当KM1接通X1端，变频器1输出频率从下限频率到 上限频率逐渐增加（上下限频率根据环境温度由用户通过面板设 定）。同理当环境温度超过单片机内部所设上限时，KM1断开、 KM2接通，频率逐渐下降。对于补水泵1，工作在正转加速和停止 状态，运行状态是根据锅炉水位的变化而变换的，由单片机来设定。
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锅炉控制系统设计仿真摘要工业锅炉作为我国工业生产和集中供热的重要能源转换设备，能耗巨大，长期处在高能耗、高污染的生产状态。
然而，目前我国大多数锅炉控制系统自动化不高、安全性低，效率普遍低于国家标准。
锅炉作为将一次能源转化为二次能源的重要设备之一，提高锅炉控制水平已势在必行。
本文针对锅炉系统参数时变、严重非线性、干扰因素复杂等特点，提出对汽包水位采用三冲量控制方式，对炉膛负压采用前馈PID控制，对最优风煤比采用双交叉限幅比值控制的控制策略。
在MATLAB环境下对几种控制系统进行了仿真。
仿真结果显示，三冲量控制、前馈PID和双交叉限幅比值控制具有良好的控制效果，减小了超调量，提高了上升时间，缩短了调节时间，与传统的PID控制器相比，更适合工业锅炉这种复杂的控制对象。
关键词：锅炉三冲量控制前馈PID控制双交叉限幅比值控制IAbstractAs central heating in industrial production and the important energy conversion equipment in China, industrial boiler consumes enormous energy，and stays at high energy consumption and pollution production status. However, at present the majority of automatic boiler control system is not high, the security is low and the efficiency is generally lower than the national standard. Because the boiler is one of the important equipment which converses primary energy into secondary energy, improving the level of boiler control is imperative.In view of many factors of the boiler system, such as time-varying parameters, severely nonlinear and complex interference factors and so on , this paper puts forward three control strategies, including using three-impulse control, utilizing feed forward PID control to hearth negative pressure, and adopting double crossover restricts the amplitude ratio control to the optimal air fuel ratio. Several control systems are simulated in the MATLAB environment. The simulation results shows that three-impulse control, feed forward PID control and double crossover restricts the amplitude ratio control have good control effect, which reduce the overshoot, improve the rise time and reduce adjustment time. Compared with the traditional PID controller, these control systems are more suitable for the industrial boiler, a kind of complex control object.Key words: The Boiler, Three-impulse Control，Feed forward PID Control, Double Cross Restricts the Amplitude Ratio ControlIIIII目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1．1 选题背景及意义 (1)1.2 国内外锅炉的运行水平 (1)1.3 制约我国锅炉发展的因数 (2)1.3.1 大多数锅炉制造厂技术力量仍然薄弱 (2)1.3.2 燃料的因素 (2)1.3.3 工业锅炉的标准体系 (2)1.3.4 市场机制的影响及科研开发投入的不足 (2)1.3本文研究的主要内容 (2)第2章锅炉系统的控制任务 (3)2.1 锅炉系统的工艺流程简介 (3)2.2 锅炉自动控制系统的任务 (4)2.3 PID控制规律介绍 (4)本章小结 (5)第3章汽包水位三冲量控制 (6)3.1 汽包水位系统介绍 (6)3.2 汽包水位的动态特性分析 (6)3.3 锅炉汽包水位的控制方案 (8)3.3.1 单冲量控制系统 (9)3.3.2 双冲量控制系统 (9)3.3.3 三冲量控制系统 (10)本章小结 (10)第4章炉膛负压控制 (11)4.1 控制和监视炉膛负压的意义 (11)4.2 炉膛负压控制 (11)本章小结 (12)第5章最优风煤比控制 (13)5.1 常规PID风煤比控制系统的缺陷 (13)5.2 双闭环交叉限幅比例控制 (13)5.3 温度串级控制 (14)5.4 控制过程分析 (15)本章小结 (16)第6章 MATLAB/Simulink仿真 (17)6.1 MATLAB软件介绍 (17)6.2 汽包水位控制MATLAB仿真 (17)6.3 炉膛负压控制仿真 (18)6.4 最优风煤比控制仿真 (19)本章小结 (20)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)II第1章绪论1.1选题背景及意义锅炉作为能源转换的重要设备，运行情况的好坏直接关系到能源的利用率高低。
由于我国总的能源特征是“富煤、少油、有气"，拥有丰富的煤炭资源，因此，在未来相当长的一段时期内，燃煤工业锅炉将是我国工业锅炉的主导产品。
但我国锅炉房管理水平不高，锅炉技术含量低，锅炉的自动化控制技术落后，操作工人水平参差不齐，经常是凭感觉和经验去操作，长期使锅炉处在能耗高、环境污染严重的生产状态。
因此，提高锅炉的生产运行效率不仅具有可观的经济效益，还能减少环境污染，提高能源利用率。
锅炉设备是一个复杂的控制对象，影响锅炉生产效率的重要因素之一是控制系统性能的好坏。
把计算机技术运用于锅炉生产过程相关环节，进行自动化控制，能够有效地提高锅炉运行可靠性和生产效率。
实现锅炉自动化控制的意义在于：(1)提高锅炉运行的安全性；(2)提高锅炉运行的经济性；(3)改善劳动条件；(4)减少运行人员，提高劳动生产率。
研究与开发功能完备、性能可靠的锅炉自动控制系统，是适应锅炉生产发展需要，具有广阔的发展前景与研究价值。
1.2 国内外锅炉的运行水平目前国内外已经研制出许多工业锅炉微规控制系统，总体说来，工业锅炉的自动化控制经历了20世纪30、40年代单参数仪表控制，40、50年代单元组合仪表控制、综合参数仪表控制，直到60年代兴起的计算机过程控制[1]。
尤其是近十几年来，随着先进控制理论帮计算机技术的飞速发展，加之计算机各种性能的不断增强，锅炉应用计算机控制很快得到了普及和应用。
在国外，锅炉的控制基基本实现了计算机自动控制，在控制方法上都采用了现代控制理论中最优控制、多变量频域、模糊控制等方法，因此，锅炉的热效率很高、运行平稳，而且减少了对环境的污染[2]。
我国由于经济技术条件的限制，锅炉设备水平一直比较落后。
大多数中小型锅炉停留在手工和简单仪表操作的水平；到80年代中后期，随着先进的控制技术引入我国的锅炉控制，锅炉的计算机控制得到了很大的发展[3]；至90年代，锅炉的自动化控制己成为一个热门领域，单片机、可编程序控制器、工业计算机以及引进的国外控制设备开发的各种控制系统，已逐渐用于对原有锅炉的技术改造中，并向与新建炉体配套的方向发展，许多新的控制方法，诸如最优控制、模糊控制、神经网络控制及专家控制等自动控制的最新成果也在锅炉自动控制中得到了尝试和应用[4]。
11.3 制约我国锅炉发展的因数1.3.1 大多数锅炉制造厂技术力量仍然薄弱目前，我国工业锅炉制造企业的技术力量参差不齐，具有自行设计和开发能力的仅有少部分，大多数企业的技术开发能力仍很薄弱。
虽然我国在实行许可证制度以后，部分工业锅炉制造企业通过技术改造，使企业的工艺装备有了一定的提高，然而，更大多数企业的工艺装备仍然比较简单，很少配备先进的加工装备，缺乏专用加工设备，加工能力比较薄弱。
缺少能在工业锅炉行业中起领头的龙头企业或骨干企业[5]。
1.3.2 燃料的因素我国的燃料结构和燃料政策决定了在未来相当长的一段时期内，燃煤工业锅炉仍将是我国工业锅炉的主导产品，即使中小型的生产和生活用燃煤锅炉也会在最近相当长的一段时间内在部分地区保留并生产。
1.3.3 工业锅炉的标准体系标准是工业锅炉发展的重要的技术支撑，在工业锅炉的发展过程中起到了决定性的作用。
我国虽然已经建立了比较完整的工业锅炉标准体系，由于受到全国锅炉制造厂总体的工艺装备和制造工艺因素的影响，我国的标准在制造方面与国外的先进标准比还有一定的差距[5]。
1.3.4 市场机制的影响及科研开发投入的不足由于受到市场的影响，部分的锅炉用户过分注重锅炉的价格。
过分的压价使得锅炉制造厂的利润空间被压缩得很小，造成制造厂的科研开发的投入难以为继的局面。
而另一些锅炉制造厂（主要是一些小企业）为了获得定单，甚至将原来的机械燃烧改为手工燃烧，并尽量减少锅炉的运行监控能力，降低锅炉的自控要求，使得锅炉的运行性能大打折扣。
当然，更谈不上对锅炉自控系统的开发了。
1.3本文研究的主要内容论文的研究内容主要包括：(1) 本课题的研究背景、意义、燃煤锅炉运行现状以及制约我国锅炉发展的因数。
(2) 介绍了对锅炉系统特性、产生扰动的主要因素及调节原理。
(3) 依据控制对象特性将三冲量控制运用于汽包水位，前馈PID控制运用于炉膛负压采用，双交叉限幅比值控制运用于最优风煤比，并运用MATLAB/Simulink仿真。
2第2章锅炉系统的控制任务2.1 锅炉系统的工艺流程简介锅炉最基本的构成是汽锅和炉膛两大部分[6]。