锅炉液位PID控制系统的设计

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1、698化工自动化及仪表第38卷锅炉液位PID控制系统的设计张立众马永翔(陕西理工学院电气工程系，陕西汉中723003)摘要以Rockwell实验室的过程控制实验装置为实验平台，使用Rockwell公司的MicroLogix1500可编程控制器及其梯形图开发软件RSLogix500对锅炉液位控制系统进行控制，完成了锅炉液位PID控制系统的设计．并说明了锅炉液位控制系统的设计的过程和方法及其中的技术要点。关键词锅炉液位控制PIDMicroLogix1500RSLogix500+中图分类号TP273．5文献标识码A文章编号1000-3932(2011)06-0698-0

2、4锅炉本身存在误差和延迟导致在一些精度要2．2执行环节求较高的场合，难以达到控制要求。笔者以罗克2．2．1电动调节阀韦尔实验室的过程控制实验台模拟工业现场，采QSVY系列智能电动小流量调节阀，电动执用PLC实现了对锅炉液位控制系统的PID控制，行机构接受0～10mA/4～20mA/0～5V/1～5V等说明了锅炉液位控制系统的设计过程和方法及其控制信号改变阀门的开度，同时将阀门开度的隔中的技术要点，有效地提高了控制精度，具有一定离信号反馈给控制系统，实现对压力、温度、流量的参考价值。及液位等参数的调节。液位控制设计方案中电动1系统实验平台调节阀接受PLC扩展输出模块

3、1796-OF2的4～本系统采用SAC-JGK-Ⅱ型过程控制实验装20mA输出信号，由电动执行机构改变阀门开度置，该装置以热水锅炉为对象，配以高位水箱、液从而调节水箱的进水流量。电动调节阀功能组件位水槽、循环水泵以及相应的检测仪表、执行机最重要的是智能伺服放大器(A、B、C)，A、B、C智构、调节装置等。能伺服放大器(图2)以专用单片微处理器为基2锅炉液位控制系统的各个环节础，通过输入回路把模拟信号、阀位电阻信号转换2．1控制环节成数字信号，微处理器根据采样结果通过人工智控制调节环节是整个系统的核心部分。笔者能控制软件后，显示结果及输出控制信号。采用Rockwel

4、l公司生产的MicroLogix1500可编程控制器作为处理器，它由CPU模块，输入输出模块，编程设备和电源模块组成。本系统选用了［1］1769-IF4-4路模拟量输入和1769-OF2-2路模拟［2］量输出模块。MicroLogix1500的工作原理是建［3］立在计算机工作原理基础上的，采用循环扫描工作方式，这种工作方式是在系统软件控制下，顺次图2伺服放大器工作原理扫描各输入点的状态，按用户进行运算处理，然后2．2．2变频器及固态继电器顺序向输出点发出相应的控制信号。整个工作过［4］程(图1)可分为5个阶段:自诊断、与编程器等的系统选用160SSC变频器来控制电

5、机的启通信、输入采样、用户程序执行和输出刷新。＊动和停止;选用SSR-D10固态继电器。若条件允许，本系统的执行机构可选用PowerFlex40变频器来控制电机的启动和停止，以提高控制精度。1769-IF4-4路模拟量输入模块保持不变，1769-图1MicroLogix1500工作过程框图*收稿日期:2010-11-16第6期张立众等．锅炉液位PID控制系统的设计699OF2-2路模拟量输出模块变为1768-OF2-2路模将根据控制信号调节阀门开度来控制进水管道的流拟量输出模块。量，从而控制下水箱的液位高度。该系统采用AB公3锅炉液位控制系统的设计司的MicroL

6、ogix1500作为处理器，软件设计的系统程［5］锅炉液位控制系统由4部分组成:单容下水序主要由4部分组成，即系统起停控制、与监控组箱的液位单闭环控制、串接双容下水箱的液位单态软件通讯、PID控制算法和控制输出。闭环控制、双容水箱液位的串级控制和下水箱的3．2串接双容下水箱的液位单闭环控制温度单闭环控制。串接双容下水箱的液位单闭环控制是一个单3．1单容下水箱的液位单闭环控制回路控制系统，有两个水箱相串联，控制的目的是单回路调节系统指用一个调节器来保持一个使下水箱的液位高度等于给定值所期望的高度，在调节对象参数的恒定，调节器只接受一个测量信相连的两个水箱间有控制水流

7、量的阀门。当阀门号，其输出也只控制一个执行机构。单容下水箱关死时，两个水箱之间的水不能互相流通，在这种的液位单闭环控制的对象是下水箱的液位，其工状态下相当于单独对一个的水箱实施控制。当阀艺流程如图3所示，设计目的是使下水箱的液位门打开时，两个水箱之间的水就可以互相流通了，通过单闭环控制能稳定在给定值，能减少或消除且水流流通的速度一部分由上水箱的液位高度决来自系统内部或外部扰动，结构如图4所示。若定，一部分由阀门的开度决定。本设计仅仅打开上选用PowerFlex40变频器来作为执行机构，需将图水箱的入水阀门，而完全关闭下水箱的入水阀门，4中的电动调节阀改为变频器。由

8、上水箱控制