蒸汽发生器液位控制系统课程设计
(完整word版)带PID的液位控制系统课程设计

《过程控制》课程设计学生姓名:学号:210992专业班级:电气工程及其自动化(1)班指导教师:二○一二年六月十五日目录1.课程设计目的 (3)2.课程设计题目和要求 (3)3。
设计内容 (4)3.1课程设计的方案 (4)3。
2 硬件设计。
.。
......。
..。
..。
.。
.。
.。
..。
...。
.。
..。
......。
.。
..。
.。
..。
..。
.。
...。
.。
.。
....。
.。
.。
.。
.......。
.。
.73。
3 软件设计。
..。
.。
....。
.。
.。
.....。
...。
.。
..。
.。
.。
.。
.。
.。
..。
..。
.....。
...。
.。
......。
..。
.。
..。
...。
..。
..。
...。
104.设计总结 (18)5.参考书目 (18)附录 (19)1、课程设计目的通过本课程设计, 主要训练和培养学生的以下能力:(1)。
查阅资料:搜集与本设计有关部门的资料(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力;(2).方案的选择:树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意提高分析和解决实际问题的能力;(3).迅速准确的进行工程计算的能力,计算机应用能力;(4)。
用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
2、课程设计题目和要求题目:带PID的液位控制系统要求:1. 要求设计液位系统,要求通过阀门准确控制液位,采用带有增量式的PID,要求无余差,超调小,加热速度快.2。
硬件采用51系列单片机。
3采用keil c作为编程语言,采用结构化的设计方法3、设计内容3。
1课程设计的方案在工业生产过程中,如图2。
1所示的加热炉,为了保证生产正常进行,物料进出均需平衡,炉内温度也需恒定。
选择被控参数:根据工艺可知,加热炉的液位要求维持在某给定值上下,所以直接选取液位为被控参数。
加热炉的温度则以炉壁的温度为被控参数。
选择控制参数:液位控制以流出加热炉的物料流量为控制参数。
温度控制以供给燃料的流量为控制参数。
液位过程控制课程设计

中南大学《过程控制仪表》课程设计报告设计题目液位控制系统设计指导老师王莉吴同茂设计者龚晓辉专业班级自动化09级05班02号设计日期2012年5月目录第一章过程控制仪表设计的目的意义 (1)1.1 设计目的 (1)1.2课程在教学计划中的地位和作用 (2)第二章液位控制系统实验控制设计与调试 (3)2.1 液位控制系统的工艺及控制要求 (3)2.2 液位系统控制实验方案设计 (5)2.3 系统调试与控制效果 (7)第三章火力发电气泡水位控制系统设计 (8)3.1 火力发电厂生产工艺及控制要求 (8)3.2 系统总体方案设计 (9)3.3 系统硬件设计 (11)3.4 系统软件设计 (14)第四章收获、体会和建议 (16)参考文献第一章过程控制仪表设计的目的意义1.1 设计目的本课程设计是为《过程控制仪表》课程而开设的综合实践教学环节,是对《现代检测技术》、《自动控制理论》、《过程控制仪表》、《计算机控制技术》等前期课堂学习内容的综合应用。
其目的在于培养学生综合运用理论知识来分析和解决实际问题的能力,使学生通过自己动手对一个工业过程控制对象进行仪表设计与选型,促进学生对仪表及其理论与设计的进一步认识。
其主要是设计工业生产过程经常遇到的压力、流量、液位及温度控制系统,使学生将理论与实践有机地结合起来,有效的巩固与提高理论教学效果。
1.2课程在教学计划中的地位和作用课程设计对过程控制课程有重要的实践意义,可以加深学生对所学知识的理解与运用。
主要的内容是通过对典型工业生产过程中常见的典型工艺参数的测量方法、信号处理技术和控制系统的设计,掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、测控通道技术、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的PID控制参数整定方法,进一步加强对课堂理论知识的理解与综合应用能力,进而提高学生解决实际工程问题的能力。
基本要求如下:1. 掌握变送器功能原理,能选择合理的变送器类型型号;2. 掌握执行器、调节阀的功能原理,能选择合理的器件类型型号;3. 掌握PID调节器的功能原理,完成相应的压力、流量、液位及温度控制系统的总体设计,并画出控制系统的原理图和系统主要程序框图。
液位控制系统方案设计PPT课件

调节器
SP
-
4~20mA
执行器
被控对象
测量变送装置
进
PLC控制系统
料
口
监
控
变
plc
送
器
+
控制器
SP -
执 行 器
4~20mA
D/A
4~20mA
A/D
执行器
被控对象
测量变送装置
数字信号
DCS控制系统
进 料 口
变 送 器
I/O
站
控
制
控
柜
制
站
执 行 器
组态王
上位机监控
JX300
控制方案确定
被控对象:锅炉 被控变量:锅炉液位 操纵变量:锅炉给水 干 扰:蒸汽用量等。
一 单回路液位控制系统 蒸汽
出口控制
LT
LC
由于水在气化过程中特 别是沸腾时的汽泡迅速 增加,将水位抬高,造成 “虚假液位”现象。
气开/气闭形式的选择
四种组合方式
序 执行机 阀
(a)
正
正
(b)
正
反
(c)
反
正
(d)
反
反
调节 气关 气开 气开 气关
气开式
选择原则:
1.首先要从生产安全出发; 2.从保证产品质量出发; 3.从降低原料、成品、动力 损耗来考虑; 4.从介质的特点考虑。
正作用与反作用(保证系统是负反馈的)
输出信号随输入信号的增加而增加的环节称为正作用环节 输出信号随输入信号的增加而减小的环节称为反作用环节 例如:对于调节器来说,测量值增大,输出增大,称为正作用调节器
液位 控制系统设计
第 一 设 计 组
DCS液位控制课程设计

锅炉汽包水位控制系统概述蒸汽锅炉是企业重要的动力设备,其任务是供给合格稳定的蒸汽产品,以满足负荷的需要。
锅炉是一个十分复杂的控制对象,为保证提供合格的蒸汽产品以适应负荷的需要,与其配套设计的控制系统必须满足各主要工艺参数的需要。
保持锅炉汽包水位在正常范围内是锅炉运行的一项重要的安全性能指标,由于负荷、燃烧状况及给水流量等因素的变化,汽包水位会经常发生变化。
因此锅炉汽包水位应当根据设备的运行状况进行实时调节加以严格控制以保证锅炉的安全运行。
工业蒸汽锅炉汽包水位控制的任务是控制给水流量使其与蒸发量保持动态平衡,维持汽包水位在工艺允许的范围内,是保证锅炉安全生产运行的必要条件,锅炉汽包水位也是锅炉运行中一个重要的监控参数,它间接地体现了锅炉负荷和给水之间的平衡关系。
采用PLC控制技术,能实现对锅炉运行过程的自动检测、自动控制等多项功能。
它的被控量是汽包水位,而调节量则是汽包给水流量,通过对汽包水位的实时检测并进行反馈,PLC对反馈信号和给定信号进行比较,然后根据控制算法对二者的偏差进行相应的运算,运算结果输出给执行机构从而实现给水流量的调节,使汽包内部的物料达到动态平衡,汽包水位变化在允许范围之内。
1.1 锅炉汽包水位的控制方案锅炉汽包水位控制系统采用三冲量控制系统,三冲量控制系统实际上是前馈一串级控制系统,它的主回路是一个定值调节系统,副回路是一个随动调节系统,主调节器按照对象操作条件及负荷情况而随时校正副调节器的给定值,从而使副参数能随时跟踪操作条件或负荷的变化而变化,最终达到保持主参数恒定的目的。
其中主变量是汽包液位,副变量是给水流量蒸汽流量信号作为前馈信号引入流程。
(见图1和图2)。
图1 汽包水位三冲量软件控制系统框图图2 汽包水位三冲量硬件控制系统框图2 一次仪表选型2.1PLC 及相关模块选型本设计PLC 选用FX2N 系列PLC 。
它是FX 系列PLC 中功能最强、速度最快的微型可编程控制器。
液位控制系统——过程控制课程设计

参考文献
[1]林锦国.过程控制.第3版.南京.东南大学出版社.2011
[2]范永久.化工测量及仪表.北京.化工工业出版社.2002
2个中间结果参数:PVn-1为上一次的归一化测量值;Mx是计算中的中间参量,是积分之和。可见,9个参数中有:1个输出变量,1个输入变量,5个常数,2个中间变量。设定值SPn、采样时间Ts和3个PID参数共5个常数应事先确定,并在程序初始化时、或在每次执行PID模块指令前,存放到数值存储区,以供调用。
[7]潘新民.微型计算机控制技术.第2版.北京.电子工业出版社.2011
[8]廖常初.PLC编程及应用.北京.机械工业出版社.2002
MOVR0.0,VD124//关闭微分作用
MOVB 100, SMB34 //100ms放入特殊内存字节SMB34,用于控制中断0的时间间隔
ATCH INT_0, 10//调用中断程序
ENI//全局性启用中断
INT0
LD SM0.0//RUN模式下,SM0.0=1
ITDAIW0, AC0//模拟量输入映像寄存器AIW0的数转双精度数存入AC0寄存器
可得到:Mn = Kc*(SPn-PVn)+Kc*(Ts/Ti)* (SPk-PVk)
+Kc*(Td/Ts)*[(SPn—PVn)-(SPn-PVn-1)]
=Kc*(SPn-PVn)+Kc*(Ts/Ti)*(SPn-PVn)
+Kc*(Td/Ts)*[PVn-1—PVn]+Mx
压水堆蒸汽发生器水位控制器的频域设计

上海电力学院课程设计报告课名:控制原理应用实践题目:压水堆蒸汽发生器水位控制器的频域设计院系:自动化工程学院专业:自动化班级:姓名:学号:时间:2015年1月22日压水堆蒸汽发生器水位控制器的频域设计前言蒸汽发生器(SG)水位偏低时,可破坏蒸汽发生器的正常自然循环,甚至会出现“干锅”危险;反之,如果水位过高,则将严重影响蒸汽的质量,使进入汽轮机的饱和蒸汽干度不符合要求,影响汽轮机正常工作和安全。
因此,控制蒸汽发生器水位非常重要。
对于蒸汽发生器水位的控制,曾经有过串级PID 水位控制、前馈—反馈水位控制、Smith 水位预估补偿控制、模糊控制和模糊自适应控制。
前馈—反馈可以克服“虚假水位”产生的反向错误动作和控制通道长的问题,但克服给水量的扰动效果较差。
Smith 预估器能较大地改善系统克服给水扰动的能力,但会偏离水位设定值。
一、实际控制过程及控制要求(1)实际控制过程蒸汽发生器(SG)水位偏低时,可破坏蒸汽发生器的正常自然循环,甚至会出现“干锅”危险;反之,如果水位过高,则将严重影响蒸汽的质量,使进入汽轮机的饱和蒸汽干度不符合要求,影响汽轮机正常工作和安全。
(2)控制要求通常所期望的开环频域特性是:低频段增益应足够大,以保证稳态精度的要求;中频段一般以-20dB/dec的斜率穿越零分贝线,并维持一定的宽度,以保证合适的相位裕量和增益裕量,从而使系统具有良好的动态性能;高频段的增益要尽可能小。
专为控制系统的根轨迹设计和频域设计的Matlab工具软件rltool,可使试凑式的设计工作效率大大提高。
因为,用rltool设计平台进行频域设计时,设计者可以轻松地改变控制参数并同时看到伯德图,奈氏图,尼氏图和阶跃响应图以及指标变化。
二、控制对象数学模型及特性SG水位模型具有复杂的非线性特性,本文采用E.Irving提出的分段线性模型。
为蒸汽发生器的简化数学模型,为线性时变模型。
图1 SG线性模型图中,错误!未找到引用源。
液位自动控制系统方案

等级:课程设计课程名称电气控制与PLC课程设计课题名称液位自动控制系统设计与调试专业班级学号姓名指导老师电气信息学院课程设计任务书课题名称液位自动控制系统设计与调试姓名专业班级学号指导老师课程设计时间教研室意见审核人:一.课程设计的性质与目的本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节,是实现理论与实践相结合的重要手段。
它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程围的一般工程技术问题,建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序和方法。
通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练,获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。
二. 课程设计的容1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求,确定控制方案。
2.绘制水箱液位系统的PLC I/O接线图和梯形图,写出指令程序清单。
3.选择电器元件,列出电器元件明细表。
4.上机调试程序。
5.编写设计说明书。
三. 课程设计的要求1.所选控制方案应合理,所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求,并且技术先进,安全可靠,操作方便。
2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728-84《电气图用图形符号》、GB6988-87《电气制图》和GB7159-87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。
3.所编写的设计说明书应语句通顺,用词准确,层次清楚,条理分明,重点突出,篇幅不少于7000字。
四.进度安排1.第一周星期一:布置课程设计任务,讲解设计思路和要求,查阅设计资料。
2.第一周星期二~星期四:详细了解搬运机械手的基本组成结构、工艺过程和控制要求。
确定控制方案。
配置电器元件,选择PLC型号。
绘制传送带A、B的拖动电机的控制线路原理图和搬运机械手控制系统的PLC I/O接线图。
设计PLC梯形图程序,列出指令程序清单。
3.第一周星期五:上机调试程序。
4.第二周星期一:指导编写设计说明书。
(完整版)优秀pid毕业课程设计实例3——液位控制系统水位的控制

液位控制系统水位的控制北京科技大学自1105班李骏霄指导老师:付冬梅教授摘要:这篇文章是把PID调节器运用于实际系统中,实现对其调节。
该系统中水位位置的控制是通过出水管和进水管流量的差值的大小来反应水位的高低,根据它们的不同变化运用PID调节器对闸门进行调节。
关键字:PID调节器,Matlab 仿真曲线,反馈系统The water level control of the liquid level control systemAbstract: This article is to put PID adjustor into practice in order to adjust it. The water level control of the system is to use the differences of output and input of the water pipe to reflect the diagram , feedback system1.引言:工业生产中,为了提高经济效率,常需要实行最优控制。
同理,在水位控制系统中,由于阀门压强的不断变化引起水位的不断变化,影响生产的顺利进行。
所以为了改善这种情况,引入PID调节器,利用进出流量的差值的反馈来测水流速度的大小,近而调节阀门,控制水位这样达到最优配置,提高效率。
2.理论部分:PID是指PID调节器,被插入到反馈控制系统的控制偏差信号后,它是将具有放大功能的比例P(proportional),积分I(integral),微分D(derivative)的各种功能并行结合的,此时的传递函数为:C(s)=Kp(1+1TiS+TdS)Kp比例增益,Ti积分时间,Td微分时间。
比例作用是输出比例于控制偏差的操作量。
只靠比例作用的控制中,有时会有稳定偏差,一般情况下下一个积分作用也被引用。
积分作用是输出积分偏差后的信号。
只要有偏差,则操作量增加,最终可以将偏差可以变为0。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
学号:课内实践题目蒸汽发生器液位控制系统学院自动化学院专业班级姓名指导教师李向舜年月日课内实践任务书学生姓名:专业班级:指导教师:李向舜工作单位:自动化学院题目: 蒸汽发生器液位控制系统初始条件:1.先修课程:“调节仪表与过程控制系统”、“计算机控制技术”、“传感与检测技术”、“自动控制理论”等。
2.熟练使用MATLAB软件、Protel软件等。
3. 主要涉及的知识点:控制系统分析与设计、过程对象建模、仿真等。
4.课程设计参考资料:“过程控制系统及仪表”、“计算机过程控制系统”、“PID控制原理及应用”、“MATLAB应用宝典”。
要求完成的主要任务:(包括课内实践工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1. 课内实践时间:8学时。
2. 课内实践内容:根据指导老师给定的题目,按规定选择其中一套完成;至少应包括:1)过程数学模型(2学时)能够对生产某一过程进行特性分析和建模。
2)执行器、检测仪表(2学时)根据生产需要对用到的调节阀和检测仪表进行选型。
3)控制系统设计(2学时)根据工艺需求,完成整个控制系统结构设计,原理分析。
4)控制器参数整定(2学时)根据和工艺需求和控制方案设计控制器,并对控制器参数整定,应用MATLAB完成仿真验证,完成实践报告。
3. 本课内实践统一技术要求:研读辅导资料对应章节,对选定的设计题目进行理论分析,针对具体设计部分的原理分析、建模、必要的推导和可行性分析,画出系统设计框图,具体设计控制系统软硬件组成,记录实验结果(仿真结果),并对实验结果进行分析和总结。
具体设计要求包括:①复习过程控制系统设计的相关技术与方法;②针对被控对象的工艺特点,设计工业流程框图。
③根据工艺特点,分析并设计控制系统原理。
④分析并设计系统各个组成部分的结构原理以及组成,并对结果进行验证或仿真。
2.课内实践说明书按学校“课内实践工作规范”中的“统一书写格式”撰写,具体包括:①目录;②该过程对象的工艺特点与需求分析;③结合该过程对象特点及系统功能要求完成系统控制方案的选择。
④设计整个控制系统原理框图,并对各个组成部分进行选型、设计、分析;⑤重点设计出系统的控制器,并对系统的控制参数进行整定;⑥给出系统示意框图、工艺流程图、仿真运行结果和图表、以及对结果分析和总结;⑦课程设计的心得体会(至少500字);⑧参考文献;⑨其它必要内容等。
指导教师签名:年月日蒸汽发生器俗称锅炉,是发电炼油与化工等工业部门利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的重要能源与热源机械动力设备。
蒸汽发生器按照燃料分类可分为电蒸汽发生器、燃油蒸汽发生器、燃气蒸汽发生器等;按照出口压力可分为低压蒸汽发生器、中压蒸汽发生器、高压蒸汽发生器、超高压蒸汽发生器、亚临界压力蒸汽发生器、超临界压力蒸汽发生器等。
不同的蒸汽发生器蒸气发生系统和处理系统工作原理基本相同。
蒸汽发生器是一个较为复杂的控制过程,为保证提供合格的蒸气适应负荷需要以及安全运行,工艺参数必须严格控制。
被控参数有水位,蒸气压力,蒸气温度,炉膛负压和燃-空配比等;被控变量有给水量,燃料量和送风量等。
这些被控参数与控制变量间相互影响。
工业上将蒸汽发生器控制主要分为液位控制系统,过热蒸气温度控制系统和燃烧控制系统。
本次课内实践对蒸汽发生器液位控制系统进行研究,并利用matlab对液位控制系统进行仿真验证。
关键词:蒸汽发生器;液位控制系统;仿真1.需求分析 (1)2.被控参数和控制变量的选择 (3)3.被控过程的数学模型 (4)3.1蒸气流量对水位的影响 (4)3.2给水流量对水位的影响 (5)4.方案设计与选择 (6)4.1单冲量水位控制系统 (6)4.2双冲量水位控制系统 (6)4.3方案选择 (7)5.变送器的选择 (8)5.1蒸气流量变送器的选择 (8)5.2液位变送器的选择 (8)6.调节器的选择 (9)7.执行器的选择 (10)8.控制系统示意图 (11)9.仿真程序设计与仿真结果 (12)9.1仿真程序设计 (12)9.2仿真结果 (15)10.调节器参数整定 (17)结论 (21)心得体会 (22)参考文献 (23)附录 (24)附录A 包含前馈控制器的仿真程序图 (24)附录B 不含前馈控制器的仿真程序图 (25)附录C 仿真程序代码 (26)本科生课内实践成绩评定表 (27)蒸汽发生器液位控制系统1.需求分析液位控制的任务是使给水量与蒸汽发生器蒸发量相适应,维持液位在工艺规定的范围内。
蒸汽发生器液位体现了蒸气流量与给水量的平衡关系,是一个重要监控参数。
液位过高,会使蒸气带液,过热器结垢,影响过热器效率;同时带液蒸气进入汽轮机,会损害汽轮机叶片。
水位过低,会破坏水循环而损坏蒸汽发生器。
对于大型蒸汽发生器,若停止给水,令存水短时间内完全气化会引起重大事故,甚至爆炸。
因此,必须将蒸汽发生器液位控制在工艺允许范围内。
蒸汽发生器工艺流程图如图1.1所示。
图1.1 蒸汽发生器工艺流程图2.被控参数和控制变量的选择蒸汽发生器液位控制系统可直接选择液位作为被控参数。
影响液位变化的因素有给水量变化,蒸气流量变化,燃料量变化,蒸汽发生器压力变化等。
蒸汽发生器压力变化并不直接影响水位,而是通过压力升高时的“自凝结”和压力下降是的“自蒸发”过程影响水位。
压力变化通常是由蒸气流量变化引起的,因此可将压力变化归入蒸气流量变化因素。
蒸气流量是应用户需要改变的不可控因素,因此蒸气流量不能作为液位的控制变量。
燃料量变化要经过燃烧系统变成热量后,才被水吸收,然后影响汽化量以改变液位。
该过程传输滞后和容量滞后都很大,燃烧过程又有专门的调节系统,因此燃料量不能作为液位控制系统的控制变量。
综上所述,可作为蒸汽发生器液位控制变量的因素只有给水量。
3.被控过程的数学模型3.1蒸气流量对水位的影响在其他条件不变的情况下,蒸气流量突然增加,会使蒸汽发生器物料平衡发生变化,瞬间流出量大于流入量,存水量减少。
存水量瞬时减少必然使液位下降。
图3.1 蒸气流量阶跃干扰下蒸汽发生器水位响应曲线图3.1中的ΔH1(t)表示将蒸汽发生器当作非自衡单容对象看待时,汽包水位对蒸气流量的阶跃响应曲线。
但当蒸气流量突然增加,将导致压力瞬间下降,在蒸发管内的水沸腾突然加剧,水中气泡数量迅速增加,气泡体积增大,使液位升高。
上述现象称为“虚假水位”现象。
该现象对应曲线如图3.1ΔH2(t)所示。
蒸气流量增加ΔD 时,水位变化实际阶跃曲线如图3.1中ΔH(t)所示。
由曲线分析得,实际水位变化ΔH(t)为ΔH1(t)与ΔH2(t)的叠加。
即ΔH(t)=ΔH1(t)+ΔH2(t)。
用传递函数表示为式中,f ε为蒸气流量作用下,阶跃响应曲线稳定时的斜率;K2,T2分别为只考虑水面下气泡体积变化所引起的液位变化ΔH2(t)的放大倍数与时间常数。
()()()()()()1H H H 2221++-=+=s T K s s D s s D s s D s f ε3.2给水流量对水位的影响图3.2 给水流量阶跃干扰下蒸汽发生器水位响应曲线在给水流量增大时,水位阶跃响应曲线如图3.2中ΔH(t)所示。
若将液位对给水的响应看作无自衡单容过程,水位的阶跃响应曲线如图3.2中ΔH1(t)所示。
由于给水温度比发生器内饱和水的温度低,给水会从饱和水中吸收一部分热量,故当给水量增大后,水中气泡总体积减小,导致水位下降。
以上过程的阶跃响应曲线如图3.2中ΔH2(t)所示。
实际水位变化ΔH(t)是ΔH1(t)与ΔH2(t)的叠加,即ΔH(t)=ΔH1(t)+ΔH2(t)。
用传递函数可表示为式中,0ε为给水流量作用下,阶跃响应曲线稳定时的斜率;K1,T1分别为只考虑水面下气泡体积变化所引起的液位变化ΔH2(t)的放大倍数与时间常数。
()()()()()()1H H G H 11021++=+=s T K s s G s s G s s s ε4.方案设计与选择4.1单冲量水位控制系统以液位为被控参数,给水量作为控制变量构成的单回路液位控制系统,工程上也称单冲量控制系统,系统框图如图4.1所示。
图4.1 单冲量液位控制系统框图4.2双冲量水位控制系统液位的主要干扰是蒸气流量变化。
利用蒸气流量变化信号对给水量进行补偿控制,就可以消除或减小“虚假水位”对液位的影响。
该双冲量液位控制系统的框图如图4.2所示。
图4.2 双冲量液位控制系统框图4.3方案选择单冲量液位控制系统的优点是所用设备少,结构简单,参数整定和使用维护方便。
但缺点明显,当蒸气流量突然增加时,由于虚假水位现象,调节器不但不及时开大给水阀来增加给水量,反而去关小调节阀的开度,减小给水量。
因此,这样当蒸气量增加,给水量减小使存水量减小。
等到虚假水位消失后,水位会严重下降,甚至可能会下降到危险程度,引起事故。
双冲量液位控制系统相对单冲量控制系统增加了针对蒸气流量扰动的补偿通道,使调节阀及时按照蒸气流量扰动进行给水量补偿,而其他干扰对水位的影响有反馈控制回路克服。
这是一个前馈-反馈复合控制系统。
可以消除或减小“虚假水位”现象对液位的影响。
经由上述比较,这里选择双冲量液位控制系统作为使用方案。
5.1蒸气流量变送器的选择流量一般指单位时间内流过管道某一截面的流体数量,即瞬时流量。
把某一段时间内流过管道的流体数量的总和,即瞬时流量在某一段时间内的累计值,称为总量。
可利用流量计获得一段时间内通过的物料总体积或总质量。
常用的流量检测仪表有差压式流量计,转子流量计,靶式流量计,椭圆齿轮流量计,涡轮流量计,电磁流量计,旋涡式流量计和超声波流量计等。
差压流量计使用时有诸多因素制约,因此要查阅相关手册;转子流量计主要适合于小管径,小流量的测量;靶式流量计能测量有悬浮物,沉淀物的流体流量;椭圆齿轮流量计可能因热胀冷缩发生齿轮卡死;涡轮流量计只能在清洁流体中使用;电磁流量计特别适合测量测量含有纤维和固体颗粒的流体;旋涡式流量计要求流体的流速分布均匀;超声波流量计要求流体清洁且测量管前后有足够长的直管段。
经由上述比较,最终选择涡轮流量计作为蒸气流量变送器。
5.2液位变送器的选择通过物位测量可以获知容器内物质的体积或质量,还可以监视或控制容器内介质物位,使它保持在工艺要求的高度上,使过程正常进行。
蒸汽发生器可通过液位变送器检测液位以保证安全。
常用物位检测仪表有差压式液位变送器,电容式物位变送器和超声波液位计等。
由于蒸汽发生器使用的水含有杂质,可能会损坏直接接触液体的变送器,又因为蒸汽发生器内液体温度变化较大,使用超声波液位计会产生较大误差。
综上所述,最后选择法兰式差压变送器作为蒸汽发生器的液位变送器。
调节器常用比例积分微分调节装置。
比例控制P 的优点是控制及时,反应灵敏,偏差越大控制力度越大;缺点是控制结果存在余差。