锅炉汽包水位自动控制

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1、中国矿业大学信电学院课程设计姓名：叉叉班级:自动化06-9学号：07063011指导老师：常俊林-1-老师评语：-1-目录1.电站锅炉汽包水位自动控制的意义及其研究现状……………………………………01页1.1锅炉汽包水位自动控制的意义………………………………………………………….01页1.2锅炉液位控制的难点…………………………………………………………………….01页1.3锅炉汽包水位自动控制的现状………………………………………………………….02页2.“虚假水位”的成因及对策……………………………………………………………10页2.1锅筒

2、水位的动态特性…………………………………………………………………….10页2.2锅筒水位的控制方案…………………………………………………………………….11页3.锅炉汽包的数学模型及其仿真…………………………………………………………14页3.1参数自适应模糊控制器结构…………………………………………………………….14页3.2参数自适应模糊控制器结构…………………………………………………………….14页3.3建立控制规则……………………………………………………………………….……15页3.4仿真研究……………………………………………………

3、…………………………….17页4.锅炉汽包水位自动控制系统的设计与实现……………………………………………18页4.1系统的工作原理………………………………………………………………………….18页4.2硬件设计…………………………………………………………………………….……19页5.参考书目…………………………………………………………………………………21页-1-摘要本文首先阐述了电站锅炉汽包水位自动控制的意义及其研究现状，全面介绍了对于锅炉汽包水位自动控制问题的各种控制理论和控制技术，并对各主要技术做了分析，指出他们的主要特点；然后文章继

4、续进一步分析“虚假水位”的成因，对蒸汽引用量和冷水进入量干扰下的汽包变化做了深入剖析，进而针对“虚假水位”的成因提出了相应的对策；随后，文章的第三部分，利用已经分析得出的结论，把实际问题进行抽象建模，建立的数学模型在MATLAB中进行了仿真计算；在文章的最后一部分，记录了在搭建具体的页面控制硬件电路时的设计过程和心得体会。关键词：液位控制汽包PID模糊-1-火力发电是我国电力能源的主要来源。大型火力发电机组是由锅炉、汽轮发电机组等设备构成，它利用锅炉生产的过热蒸汽来推动汽轮机运转，带动发电机组发电。锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必

5、不可少的重要动力设备。锅炉控制的目的是供给合格的蒸汽，使锅炉产气量适应符合的需要，同时保证燃烧的经济性、安全性。液位控制技术作为锅炉系统控制中较为重要的一项技术，也成为了锅炉制造企业技术含量的衡量点。锅炉液位是通过操纵流进量或流出量来控制的，因此其液位被认为是比较容易控制的回路。但是，在实际生产运行中，锅炉的液位控制直接影响了锅炉是否正常运行以及运行的安全状况。1.电站锅炉汽包水位自动控制的意义及其研究现状锅炉是一个复杂的被控对象，主要输入变量包括符合的蒸汽需求量、给水量、燃料量、减温水量、送风量和引风量等；主要输出变量有锅筒水位、蒸汽压

6、力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气（烟气含氧量）等，图1-1所示为输入变量与输出变量之间的相互关系。如果蒸汽符合变化或给水量发生变化，会引起锅筒水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度等的变化；而燃料量的变化不仅影响蒸汽压力，还会影响锅筒水位、过热蒸汽温度、过剩空气和炉膛负压、可见，锅炉是一个具有多输入、多输出且变量之间相互关联的被控对象。图1-1锅炉的输入输出变量示意图1.1锅炉汽包水位自动控制的意义锅筒水位是保证锅炉安全运行的重要指标。水位过低时，如果符合（蒸汽用量）较大，水的气话速度又快，使锅筒内的水量变化速度较快，一旦锅炉内的水全部气话，会

7、导致锅炉烧坏，甚至爆炸；水位过高、影响锅筒的汽水分离，产生蒸汽带液现象，是过热器关闭结垢导致损坏，同时过热蒸汽温度下架，容易损坏汽轮机叶片，影响机组运行的安全和经济性。因此，必须严格控制锅筒水位的高低。1.2锅炉液位控制的难点液位的控制技术是通过控制进水或出水阀门的开度，改变水流量来实现的，而水温的控制是通过调节加热的功率来实现的。锅炉液位的控制是锅炉控制系统较为重要和比较难于控制的一项。由于在锅炉运行过程中存在进水量和出水量的变化，所以很难通过调整PID控制器参数来满足所有的运行条件，获得理想的控制效果。调整过量会导致流量回路动作频繁，

8、从而给下游设备带来了额外的干扰。这样就导致液位控制器通常处于欠调正状态允许液位在一定范围内波动，以减小出水量的变化。然而，欠调正的PID不能及时抑制大扰动，这就可能引起锅炉运行的安全问题。另外