锅炉汽包压力控制系统

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1、0 过程控制仪表课程设计题目： 锅炉汽包压力控制系统班级：08 自动化 01 班姓名：学号：指导老师：2011 年 12 月 27 日1 目录目录。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。1 1. 锅炉汽包压力控制系统简介。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

2、 。 。 。 。 。 。 。 。 。2 2锅炉汽包压力控制系统设计方案。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。2 2.1 锅炉汽包压力控制方案。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。2 2.2 锅炉汽包压力控制仪表选型。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

3、 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。3 2.3 锅炉汽包压力选型表目。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。9 2.4 锅炉汽包压力控制系统原理图。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。93锅炉汽包压力控制系统各仪表间的配接图。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

4、 。 。 。 。 。 。 。 。104. 设计总结。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。10 5. 参考文献 . 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。102 1. 锅炉汽包压力控制系统简介：锅炉是工厂重要的动力设备， 其任务是供给合格稳定

5、的蒸汽， 以满足负荷的需要。为此，锅炉生产过程的各个主要参数都必须严格控制。锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风量。主要输出变量包括汽包水位、过热蒸汽温度及压力、烟气氧量和炉膛负压等。因此锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的复杂控制系统。本实验主要研究工业锅炉汽包压力的控制系统设计。锅炉汽包压力控制原理框图如图1 所示：图 1 锅炉汽包压力控制原理框图压力控制系统简介 : 要控制汽包中的蒸汽压力恒定， 就必须对压力进行实时监测， 实时控制阀的开度，使其保持在设定的范围之内。首先将锅炉汽包中的蒸汽压力（0100KPa ）通过压力变送器，转换为标准

6、统一的电流信号(420mA) ，然后将其输入到电动调节器的信号测量端，并与调节器的给定电流值进行偏差计算，然后进行PID运算，调节器输出与偏差值相对应的统一的标准电流信号（420mA ） ，输入到电动执行器，调节蒸汽阀门的开度，有效地控制了锅炉汽包中蒸汽压力的恒定。2锅炉汽包压力控制系统设计方案2.1 锅炉汽包压力控制方案锅炉汽包压力控制实验中，选用DDZ- 型组合仪表。首先用压力变送器检测汽包中的压力， 转换成标准电流信号 （420mA ） ，同时把输出信号接到显示仪表上，并将显示仪表相应的输出电流接到调节器的测量信号端。用恒流给定器给调节器进行外给定， 将调节器的输出电流接到FC伺服放大器

7、，最后接到执行器上。下图图 1.3 为锅炉压力设计方案原理方框图：3 图 2 锅炉压力设计方案原理方框图2.2 锅炉汽包压力控制仪表选型（1）DBY-1100压力变送器用途: 本仪表为DDZ- 系列电单仪表中的重要检测环节，用于连续测量气体，蒸汽、液体等介质的压力和负压，并将被测参数转换成4-20mADC 统一标准信号输出。它与该系列的显示单元类， 调节单元类等其他仪表构成工业生产过程自动检测与调节系统。技术参数：输入范围： 0100KPa 输出范围： 420mA DC 二线制输出负载电阻： 250欧姆电源：24V DC 接线端子：图 3 DBY-1100 接线端子图恒 流 给 定 器双 指

8、示 单 元调 节 器伺 服 电 机电 动 执 行 器压力变送器4 表 1：DBY-1100的端子接线说明表端子号极性名称使用说明1 + 外接端子接电源和受信仪表， 对非“安全”系统即接24VDC 稳压电压及相应受信仪表2 - 3 + 检测端子供现场检测变送器用接入检测用电流表，同时打开短路片4 - （2）DXG-2010S 双光柱式指示仪用途：DXG双光柱式指示仪表是DDZ- 系列电动单元组合仪表显示单元之一。它在自动控制系统中做给定，测量等直流电压显示。技术参数输入信号： 420mA DC 指示精度： 0.5% 供电电源： 24V DC 环境温度： 050接线端子图 4 DXG-2010S接

9、线端子图表 2：DXG-2010S 的端子接线说明表端子2010S型光柱位置1（+）输入信号左5 2（- ）420mA (1-5V) 3（+）输入信号420mA(1-5V) 右4（- ）18 接地19（+）电源24VDC 20（-）（3）DGA-2000 恒流给定器用途：恒流给定器是DDZ-型电动单元组合仪表给定单元中的一个常用品种。它可提供 420mA DC 的恒流电流，作调节仪的外给定。技术参数：输出参数： 420mA 直流电流可连续调负载电阻 :250-750 欧姆供电电源 :24VDC 端子接线：图 5 DGA-2000端子接线图表 3：DGA-2000的端子接线说明表端子DGA-20

10、00 端子DGA-2000 6（+）输出11（+）电源6 7(-) 12（- ）24VDC 10 接地（4）DTZ-2100指示调节器用途指示调节器是调节单元的一个基型品种，它接收变送器或转化器的1-5VDC测量信号，作为输入信号与15VDC 给定信号进行比较，对其偏差进行比例，微分，积分运算之后输出420mADC 信号。技术参数输入信号： 1-5VDC 输出电阻 : 约 400 欧姆外给定信号： 420mA 电流信号输出信号： 420mA 电流信号电源:+24VDC 端子接线图 6 DTZ-2100 端子接线图表 4：DTZ-2100的端子接线说明表端子DTZ-2100端子DTZ-21001

11、（+）输入信号15VDC 13（+）输出信号420mADC 2（-）14（-）7（+）外给定信号19(+) 电源7 8（-）420mADC 20(-) 24VDC 18 接地（5）DKZ-2100 电动执行器用途DKZ-2100电动执行器是DDZ- 电动组合仪表中的执行单元，它以交流电源为动力，接受统一的标准直流信号（420mA ） 。技术参数输入信号： 4-20mADC 输入电阻： 250欧姆输入通道： 3 个电源电压 :220V AC 接线端子图 7 DKZ-2100 的端子接线图表 5：DKZ-2100的端子接线说明表端子.DKZ-2100 端子.DKZ-2100 端子.DKZ-2100

12、 端子.DKZ-2100 1（+） 位置发送器3 电机8 电机7、14 220VAC 2（- ）4 9 6、13 12 接地5 10 8 （6）伺服放大器 FC 伺服放大器能和执行机构配套组成执行单元。操纵风门、挡板等，完成调节任务。FC型伺服放大器输出正转、反转、控制信号直接驱动阀门，稳定可靠。技术参数1、输入信号： 420mA DC (型) 2、输入通道 : 2个(含反馈通道带隔离 ) 3、输入阻抗： 250 (4 20mA DC) 4、输出通道：一个 ( 位置反馈信号输出，带隔离，适用于ZPE 型，输出负载750) 5、死区：480A ( 4 20mA DC) 6、信号断失保位： 4 2

13、0mA DC 全行程信号断失保位 ( 适用于 ZPE型-型) 7、输出功率： 3A 220V 8、电源电压： 220V AC 50Hz 9、使用环境：温度： 0 50相对湿度： 85% 图 8 FC 的端子接线图表 6：FC的端子接线说明表端子FC端子FC端子FC端子FC1(+) 输入通道一5（+）输入通道三11 电机输出16 保护开关2(-) 6（-）12 17 （+）220VAC 3(+) 输入通7（+）输出13 保护开关18 接地9 4(-) 道二8（-）通道14 19 （- ）220VAC 9 电机输出10 电机输出15 20 （+）2.3 锅炉汽包压力选型表表 7：锅炉汽包压力选型表

14、压力变送器DBY-1100 天津自动化仪表厂显示仪表DXG-2010S 上海自动化仪表一厂给定单元DGA-2000 大连仪表厂调节器DTZ-2100 天津自动化仪表厂执行器DKZ-2100 大连第三仪表厂伺服放大器FC 大连第三仪表厂2.4 锅炉汽包压力控制系统原理图图 9 锅炉汽包压力控制原理电路图锅炉汽包压力控制原理电路配接说明如下（1）压力变送器 DBY-1100的 1,2 脚接 24VDC ；3 脚接指示仪 DXG 的 3 脚，指示仪 DXG 的 4 脚接调节器 DTZ-2100的 1 脚，调节器 DTZ-2100的 2 脚接压力变送器 DBY-1100的 4 脚；（2）恒流给定器 D

15、GA-2000的 6 脚接指示仪 DXG 的 1 脚， 指示仪 DXG 的 2 脚接10 调节器 DTZ-2100的 7 脚，调节器 DTZ-2100的 8 脚接恒流给定器DGA-2000的 7 脚；恒流给定器DGA-2000的 10 脚接地， 11,12 脚接 24VDC ；指示仪表DXG 的 19,20 脚接 24VDC ，18 脚接地；调节器 DTZ-2100的 18 脚接地， 19,20脚接 24VDC ；（3）调节器 DTZ-2100的 13 脚接伺服放大器FC的 1 脚，伺服放大器FC的 2脚接调节器 DTZ-2100的 14 脚；伺服放大器FC的 7 脚接执行器 DKZ-2100

16、的1脚， 伺服放大器 FC的 8 脚接执行器 DKZ-2100的 2 脚； 伺服放大器 FC的 9,10脚和执行机构 DKZ-2100的 3,4,5 脚相连；伺服放大器FC的 11,12 脚和执行器 DKZ-2100的 8,9,10 脚相连；（4）伺服放大器 FC的 17,20 脚接 220V AC的正极， 19 脚接负端， 18 脚接地；执行器 DKZ-2100的 7,14 脚接 220VAC 的正极， 6，13 脚接负端， 12 脚接地。3锅炉汽包压力控制系统各仪表间的配接图4. 设计总结按照老师所给题目并对锅炉汽包压力的控制系统进行了设计；锅炉是重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽，以满足负荷的需要。为此，锅炉生产过程的各个主要参数都必须严格控制。锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风量。主要输出变量包括汽包水位、