工业锅炉除氧器液位控制DCS系统设计

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1、天津理工大学自动化学院专业设计报告题目：工业锅炉除氧器液位控制DCS系统设计学生姓名赵明学号20081001届2012班级08电气5班指导教师张惊雷专业电气工程及其自动化第14页共14页说明1.专业设计文本材料包括设计报告、任务书、指导书三部分，其中任务书、指导书由教师完成。按设计报告、任务书、指导书顺序装订成册。2.学生根据指导教师下达的任务书、指导书完成专业设计工作，合作完成的专业设计，要在设计报告概述中明确说明分工。3.设计报告内容建议主要包括：设计概述、设计原理、设计方案分析、软硬件具体设计、调试分析、总结以及参考资料等内容，不同类型

2、的设计可有所区别。4.设计报告字数应在3000-4000字，图纸设计应采用电子绘图、且符合相应符合国标，文字规范借鉴参考毕业设计要求。5.专业设计成绩由平时表现（50%）、设计报告（30%）和答辩成绩（20%）组成。专业设计应给出适当的评语。专业设计评语及成绩汇总表成绩平时成绩报告成绩答辩成绩总评成绩专业设计评语第14页共14页工业锅炉除氧器液位控制DCS系统设计前言集散控制系统（Distributedcontrolsystem）：是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。该系统将若干

3、台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。集散控制系统的基本组成：现场控制级、过程控制级、过程管理级、经营管理级DCS系统的硬件结构DCS的硬件系统主要由集中操作管理装置、分散过程控制装置和通信接口设备等组成。通过通信网络将这些硬件设备连接

4、起来，共同实现数据采集、分散控制和集中监视、操作及管理等功能。现场控制站　　现场控制站是一个可以独立运行的计算机检测控制系统。由于它是专为过程检测、控制而设计的通用型设备，所以其机柜、电源、输入输出通道和控制计算机等，与一般的计算机系统有所不同。操作站为了实现监视和管理等功能，操作站必须配置以下设备：1、操作台，也就是高档电脑桌；2、微处理机系统，就是高档电脑；3、外部存储设备，简单说就是大容量硬盘；4、图形显示设备，就是电脑显示器；5、操作键盘跟鼠标；6打印输出设备。集散控制系统结构图第14页共14页随着DCS系统在工业自动化领域的广泛应用

5、，工业自动化已经在各行各业展开本设计以工业锅炉为研究对象，通过对工业锅炉中除氧器DCS系统的设计和控制，初步掌握DCS系统控制思想和控制方法，为后续毕业设计打下基础。一、硬件系统介绍SMPT-1000的硬件主要包括：设计盘台、数值是软仪表、接口硬件、嵌入式工控机、辅助操作台二、软件系统介绍SMPT-1000软件系统主要包括上位机软件SMPTLAB、实时仿真引擎软件SMPTRuntime以及其他软件、硬件接口电路。上位机SMPTLAB：主要实现试验项目的管理、实时数据的监视、控制系统的组态等日常试验功能。实时仿真引擎软件SMPTRuntime：

6、完成实时动态仿真计算以及数据管理功能。第14页共14页软件系统主界面三、除氧器部分介绍：除氧器部分结构示意图：设计说明：通常情况下，液位控制有三个目的：①要求液位必须维持在设定值上，这个设定值代表了一个重要的操作点。比如锅炉汽包水位，过高会出现蒸汽带水，过低会导致设备过热或爆炸危险。此种情况下，控制器必须加入积分作用，以防止负荷变化时，由于余差而使液位偏离设定值。②为了建立物料或能量的平衡，以便在稳态时系统的流入量和流出量相等。这种情况下，液位不一定必须维持在设定值不变，通常用纯比例作用即可满足控制要求，而且比加入积分作用响应更快、更容易稳定

7、。第14页共14页③用于缓冲容器的液位控制。比如除氧器液位，当生产量较大时，液位应当设定得高一些，这样一来，当上游来料减少时，容器的存量可以维持下游的供料。而当下游生产量减小时，容器的液位应处于低位，以便吸收存储上游继续流过来的原料量。这种情况下也不应当加入积分作用，而应当用纯比例作用。除氧器出口软化水是锅炉汽包上水的主要来源。为了保持锅炉汽包水位的稳定，必须保证锅炉上水流量稳定。锅炉上水流量，也就是除氧器出口流量，更应该用来控制汽包水位。而为了保证锅炉上水流量稳定，必须要保持除氧器液位的稳定，不能波动。如果液位波动，锅炉上水流量（除氧器出口

8、流量）将会受到影响。因为从公用工程来的锅炉给水（除氧器入口流量）经常波动，可能会造成除氧器液位不稳定。为了保持除氧器液位的稳定，就设置了除氧器液位单回路控制系统，使