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1、盐城工学院本科生毕业设计说明书( 2009)毕业设计说明书基于组态王智能仪表锅炉过热蒸汽控制系统的设计专业自动化学生姓名班级B自动化051学号0510630126指导教师完成日期2009年6月5日基于组态王智能仪表锅炉过热蒸汽控制系统的设计摘 要：过热蒸汽温度是各种工业锅炉设备的重要参数。如果过热蒸汽温度过高，则过热器容易损坏，也会使汽轮机内部引起过度的热膨胀严重影响生产运行的安全；过热蒸汽温度偏低，则设备的效率将会降低，同时使通过汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加，引起叶片的磨损。因此，必须控制过热器出口蒸汽温度。锅炉过热蒸汽温度的控制任务，就是为了维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围内，并保护过热
2、器管壁温度不超过允许的工作温度。本课题利用智能仪表控制系统，结合组态王监控软件设计人机对话界面，实现锅炉过热蒸汽控制系统设计。通过对现场系统数据的采集处理，在组态王中实现动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线和报表输出等功能。同时利用智能仪表控制系统，在所设计的组态王监控界面中，进行相关仪表调校和控制器参数整定。最后向用户提供锅炉过热蒸汽控制系统的动态运行结果。关键词：过热蒸汽温度；智能仪表；组态王Design of Intelligent Instrument based on Kingview boiler superheated steam control systemAbstract:
3、 Superheated steam temperature is a variety of important industrial boiler equipment parameters, in the production process, the entire path of soft drink is the highest temperature of superheated steam temperature, superheater temperature normal working hours, there are generally closer to the mater
4、ial to allow the maximum temperature, if overheating steam temperature too high, easy to damage superheater and steam turbine will cause excessive internal seriously affected the production of thermal expansion of the safety of operation; superheated steam temperature is low, it will reduce the effi
5、ciency of equipment, while the adoption of the final class of steam turbine steam humidity increased, the wear and tear caused by the leaves. Therefore, we must control the export steam superheater temperature. Overheated steam boiler control is tantamount to the task, that is, in order to maintain
6、the export steam superheater temperature in the permit, and to protect the superheater tube wall temperature does not exceed allowable operating temperature. The subject control system using smart meters, combined with monitoring software Kingview dialogue man-machine interface design, the realizati
7、on of superheated steam boiler control system design. Through on-site data acquisition and processing system, in achieving kingview animation, alarm processing, process control, real-time curves and the functions of the output statements. At the same time, the use of intelligent instrument control s
8、ystem, designed in Kingview monitoring interface, the associated instrumentation and controls to adjust the setting parameters. Finally, to provide users with superheated steam boiler control system for dynamic results.Key Words: suerheated steam temperature; intelligent instrument; Kingview目 录1.绪论1
9、1.1课题研究背景11.2课题研究意义11.3.设计内容及要求22. 系统方案设计32.1锅炉概述32.1.1锅炉的基本构造32.1.2锅炉的工作原理及过程42.2.设计方案52.2.1.过热蒸汽温度调节方案选择52.2.2.控制方案选择73.硬件选型123.1智能仪表概述及选型123.2温度传感器概述及选型153.3变送器概述及选型173.4执行器概述及选型184过热蒸汽温度度控制监控系统设计194.1组态软件概述194.2组态王概述214.3过热蒸过热蒸汽温度度控制界面设计224.4报警和事件窗口设计234.5建立数据库连接244.6报表系统设计255 锅炉过热蒸汽控制的动态运行结果256
10、 结束语27参考文献28致 谢29附 录30附录1：基于组态王智能仪表锅炉过热蒸汽控制系统电气原理图31附录2：基于组态王智能仪表锅炉过热蒸汽控制系统工艺流程图32盐城工学院本科生毕业设计说明书( 2009)基于组态王智能仪表锅炉过热蒸汽控制系统的设计1.绪论1.1课题研究背景随着科学技术的飞速发展，带动社会生产的发展，人类对能源的需求不断增加，世界上发达国家为了解决能源紧张而带给各行业的冲击，都努力在开发能源的同时，致力于节能新方案的研究。锅炉是化工、冶炼、发电等作为公用民用部门必不可少的主要动力设备，其产品是蒸汽，即将一次能源（煤炭、石油、提燃气等）转换为二次能源（蒸汽）。工业锅炉是工业生
11、产的重要设备，往往直接影响生产的正常进行和产品的质量、产量和成本。工业锅炉又是能耗极大的设备，在整个工业生产的能源消耗中占相当大的比重。而燃煤锅炉又是一种广泛实用的工业锅炉，广泛地应用于国民经济各个领域。由于技术落后、设备陈旧、操作水平低下，目前我国工业燃煤锅炉普遍存在着热效率低、能耗高的问题。据不完全统计，我国共有各类锅炉近四十万台，每年的耗煤量达三亿多吨，占我国原煤产量的三分之一。由于煤质变化大，设备陈旧，不仅工人劳动条件差，劳动强度大，而且锅炉热效应低。由此可见，提高锅炉的效率，具有十分重要的意义。然而我国近些年来的实践表明，除设备本身经过合理改进或采用先进的节能设备外，另一条节能的途径
12、就是通过对锅炉的自动控制。此外，要想实现锅炉安全运行，保证向用户提供高质量的蒸汽，减轻工人的劳动强度，减少环境污染等目的，采用自动控制也是必须的。过热蒸汽温度是锅炉汽水工质中的最高温度，维持过热蒸汽温度稳定，控制过热蒸汽温度在给定值上，保证整个过热器不要超温是过热蒸汽温度控制系统的重要任务。首先，过热蒸汽温度过高，可能造成过热器 蒸汽管和汽轮机的高压部分损坏，会影响过热器金属材料的使用寿命；过热蒸汽温度过低 ，又会降低全厂的热效率，并使汽轮机轴向推力增大而造成推力轴承过载，还会使汽轮机末级蒸汽湿度增加，从而降低汽轮机的内效率，加剧对叶片的侵蚀，影响汽轮机的安全运行；汽温变化过大，除使管材及有关
13、部件产生疲劳外，还将引起汽轮机汽缸的转子与汽缸的胀差变化，甚至产生剧烈振动，危及机组安全 。因此，过热蒸汽温度是锅炉运行中的一个重要参数，直接影响锅炉 、汽轮机的安全经济运行。1.2课题研究意义锅炉是发电厂及其它工业企业中最普遍的动力设备之一，功能是把燃料中的贮能，通过燃烧转化成热能，以蒸汽或热水的形式输向各种设备。目前，国内大多数工业锅炉都是人工控制的，燃料浪费很大。工业锅炉作为一个设备总体，有许多被控制量与控制量，扰动因数也很多，许多参数之间明显地存在着复杂的耦合关系。对于工业锅炉这个复杂的系统，锅炉过热蒸汽具有大惯性、大滞后的特点,并且动态特性随机组负载变化而变化,运行过程中扰动多、难控
14、制，由于其内部能量转换机理过于复杂，难以达到理想的控制效果，因此，必须采用智能控制方式控制，才能获得最佳控制效果。燃煤锅炉生产过程中所发生的事故大部分是由于锅炉过热蒸汽温度控制不当引起的。组态王是一款国产组态软件，具有：丰富的图库及图库开发工具，通过形象简单的组态工作，即可构成所需功能的界面；大量的设备驱动接口，支持国内主流的各种PLC、智能仪表、板卡和现场总线等工控产品；一种类似C语言的编程环境，便于建立命令语言文本，处理一些简单的算法和操作；内嵌许多控件函数、命令语言函数供用户调用，另外支持自定义函数。智能式仪表是以微处理器为中央控制单元,能完成物理信号的输入输出、信号转换和计算控制等功能
15、,并可与外界通讯的仪器仪表。其可靠性高,稳定性好,长期工作维护量小。可采用LCD显示,清晰直观,读数方便。适用范围广,使用灵活:可选择不同的测量值和输出值;可在线修改参数,流量小信号切除、失败模式电流输出等功能;具有内部计算、数据存储、自诊断、自校验等多种功能。具有大量的非控制性信息(管理信息) ,可供用户参考。过程控制系统通常是指工业生产中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成分、粘度、湿度等这样一些过程变量的系统，具有连续生产过程自动控制、由过程检测和控制仪表组成、被控过程多样，控制方案丰富的特点。在现代工业生产过程自动化中，过程控制技术正在为实现各种最优技术经济指标、提高经济效益和社会效益、提高劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生、提高市场竞争力等方面起着越来越大的作用。综上所述，锅炉过热蒸汽温度控制在锅炉设备控制系统中非常重要。本课题利用智能仪表控制系统，结合组态王监控软件设计人机对话界面，实现锅炉过热蒸汽控制系统设计，可以使过热蒸汽温度控制在合适的范围内。实现了系统的自动化，使操作员的劳动强度大大减小，提高了生产的效益和劳动成本。1.3.设计内容及要求本课题利用智能仪表控制系统，结合组态王监控软件设计人机对话界面，实现锅炉过热蒸汽控制系统设计。要求通过对现场系统数据的采集处理，在组态王中实现动画
