3 水位控制系统设计 8

3.1 单冲量水位控制系统 8

3.2 双冲量水位控制系统 9

3.3 三冲量水位控制系统 10

3.3.1 模拟 PID 算法 12

3.3.2 数字 PID 算法 13

3.4 常用 PID 参数整定方法 14

3.5 串级 PID 控制 15

3.5.1 串级 PID 控制原理 15

3.5.2 串级控制系统的参数整定 15

4 仿真 17

4.1 仿真的目的和意义 17

4.2 组态王软件功能概述 17

5 硬件选择 35

5.1 流量传感器选择 35

5.2 水位传感器选择 35

5.3 电机的选择 35

5.4 接触器的选择 36

5.5 阀的开闭选择形式 36

5.6 PID模块选择 36

6 结论 37

致谢 38

主要参考文献 39

1 绪论

1.1 课题的目的和意义

锅炉直接受火灾和特种设备的影响，是工业生产中常用的设备。如果锅炉生产不合理，经营不善，行为不当，往往导致事故。如果操作不当，它会引起大爆炸，造成人身伤害，损坏设备，引起非常严重的后果。因此，锅炉的安全问题是一个非常重要的问题，我们必须密切关注。工业锅炉中最常见的事故有：锅炉缺水，锅炉超压，锅内满水，汽水共腾，炉管爆破等。其中，锅炉缺水事故比例最高。这些事故大多是由于锅炉水位控制不当，可见锅炉水位控制在锅炉设备控制系统中的重要作用。维持锅炉水位在规定的范围内，是锅炉安全运行的必要保证，是正常生产运行的主要指标之一。水位太高，会影响分离器的效果，使汽包出口的饱和蒸汽带水增多，蒸汽带水会使汽轮机产生水冲击，引起轴封破损，叶片断裂等事故。水位太低，则可能造成水的快速蒸发，汽水自然循环破坏，局部水冷管壁被烧坏，严重时造成爆炸事故。因此，锅炉水位必须严加控制。随着锅炉容量的扩大和对水位控制参数的改进提出了更高的要求。锅炉容量的增加，锅炉负荷变化对水位的影响加剧。另外，为了提高锅炉的工作压力，供水阀门和供水管网系统相对复杂，控制阀的流量特性更难以满足控制系统的要求。因此，随着汽包锅炉向着大容量、高参数的发展，供水系统具有自动控制是必不可少的，它可以保证液位控制的精度，保证锅炉的安全可靠运行，同时也大大降低了工作人员的工作强度，减少了人为因素的影响。从经济和实际的考虑，我们使用计算机来控制锅炉汽包水位。如果能够实现水位自动控制，可以大大减少人力资源，同时大大提高了锅炉的可靠性。