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1、目录1.设计概述22.设计目标及设计任务23.系统的设计方案2（1）控制、测量方案设计（附件1）4（2）设备的选型 （附件2）5（3）仪表盘正面布置设计 （附件3）6（4）表盘后接线图设计 （附件4）7（5）仪表供电系统设计 （附件5）94.参考文献资料91. 设计概述金弘基供热锅炉系统由两台40吨热水锅炉构成，负责向大连市西南部的书香园一期、二期、三期住宅小区冬季供暖。为保证锅炉的安全、经济运行，需要设计相应的测量、控制系统。本设计仅包含1#锅炉的测量、控制系统。锅炉供暖系统主要用于住宅小区冬季供暖。为保证锅炉的安全、经济运行，需要设计相应的测量、控制系统。作为民用供暖锅炉，在保证实现要求的
2、前提和节约成本上考虑，要尽量降低测控系统建造成本、运行成本。在测量控制设备选型方面，为了便于操作人员熟练掌握，只要能满足要求，不追求较高的技术指标。在锅炉供暖系统方案设计方面，考虑所设计的系统将不会配备专业人员维护、操作，因此，尽量避免设计复杂的控制系统。能采用人工监测的参数，就不采用自动监测。能够开环控制的参数，就不采用闭环控制。实现各种知识层面上的人都能操作，便于维护管理。2. 设计目标及任务住宅供热锅炉测控系统主要实现的目标：（1）通过对炉膛温度、炉膛负压、出水温度、出水压力、总管温度、总管压力等控制参数进行设计，进而保证锅炉的安全运行。（2）通过对回水温度进行控制进而保证住宅供暖室内温
3、度的恒定。（3）通过对出水温度、出水压力、回水温度、炉膛温度等重要参数的当班记录及煤、水消耗的当班记录，来考核评价等其他管理需要，确保锅炉稳定、安全的运行。设计任务：供热热水锅炉测控系统方案设计、扩大初步设计。在本设计中主要完成以下设计任务：（1）供热热水锅炉测控系统方案设计。（2）设备选型设计。（3）仪表盘正面布置设计。（4）仪表盘盘后接线图设计。（5）仪表供电系统设计。3. 系统的设计方案（1）控制、测量方案说明控制方案：本设计方案是基于民用住宅锅炉供电系统的测控方案，民用供热锅炉是由锅炉本体和辅助设备所组成。锅炉本体的任务是将煤能通过燃烧和传热转换为水的热能。辅助设备是由提供锅炉工作所必
4、须的设备和工作系统。锅炉本体包括有炉膛、蒸发受热面、蒸汽过热器、磨煤器、煤斗、排粉风机，送风机，引风机，省煤器，空气预热器，除尘器，烟筒等。辅助设备包括有燃料和燃料系统、汽水系统、给水和水处理系统、通风系统、附件、测量仪表和控制设备等。锅炉作为重要的动力设备，其控制的基本要求是供给合格的蒸汽，使锅炉蒸发量适应符合的需要。为此，生产过程的各个主要参数必须严格控制。锅炉设备也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、送风和引风等。主要输出变量是出水温度，出水压力，炉膛负压、过剩空气（烟气含氧量）等，锅炉对象简图如这些输入变量与输出变量之间相互关联。如果蒸汽负荷发生变化，必将引起出
5、水温度，出水压力和过热蒸汽温度等的变化；燃料量的变化不仅影响蒸汽压力，同时还会影响出水压力、过热蒸汽温度、过剩空气和炉膛负压；给水量的变化不仅影响出水温度，而且对蒸汽压力过热蒸汽温度等亦有影响；减温水的变化会导致过热蒸汽温度、蒸汽压力、出水温度等的变化等等。所以锅炉设备是多输入，多输出且相互关联的控制对象。由此可知，锅炉作为一个调节对象，是一个多输入，多输出，非线性的相互关联的对象。所有这些特性是由锅炉本身的物理特性决定的。因此，理想的锅炉自动控制系统应该是多回路的调节系统。这样当锅炉的运行状况发生变化或受到某一扰动后，系统会同时协调地动作，改变其调节量，使所有的被调量都具有一定的调节精度。但
6、这种调节十分复杂，实现起来相当困难。所以根据本次课程设计要求，应设计简单、易行的锅炉单回路闭环控制系统。控制系统设计与实现锅炉控制系统需检测参数,包括锅炉入口水温、压力,出口水温、压力,鼓风机风压、炉膛负压、空气预热器入口负压、除尘器入出口负压,引风机负压、炉膛温度、排烟温度。其中大多数需要随时观察的参数要通过控制系统传到控制室操作台上显示1由此可知，锅炉作为一个调节对象，是一个多输入，多输出，非线性的相互关联的对象。所有这些特性是由锅炉本身的物理特性决定的。因此，理想的锅炉自动控制系统应该是多回路的调节系统。这样当锅炉的运行状况发生变化或受到某一扰动后，系统会同时协调地动作，改变其调节量，使
7、所有的被调量都具有一定的调节精度。但这种调节十分复杂，实现起来相当困难。所以根据本次课程设计要求，应设计简单、易行的锅炉单回路闭环控制系统。控制系统设计与实现锅炉控制系统需检测参数,包括锅炉入口水温、压力,出口水温、压力,鼓风机风压、炉膛负压、空气预热器入口负压、除尘器入出口负压,引风机负压、炉膛温度、排烟温度。其中大多数需要随时观察的参数要通过控制系统传到控制室操作台上显示。测量方案： 1：测量参数：炉膛温度、炉膛负压、出水温度、出水压力、回水温度、省煤器入口温度、省煤器出口温度、省煤器出入口压差。2：闭环控制参数：出水压力操纵变量：出水泵电机功率。执行装置：变频调速器 + 出水泵电机；3：
8、开环控制参数：回水温度、炉膛负压。4：操纵变量：炉排转速、鼓风机功率。执行装置：滑差电机、变频调速器 + 鼓风机电机。系统的温度信号采集,主要是采集锅炉的出水温度和回水温度。采用铜电阻测温电路,测温范围0100,相应的输出电压为04 V.当温度变化时,Cu50的阻值会随着温度的变化线性变化,其分压值与某一固定电路分压值进行比较,其结果送入运算放大器,转换成A/D转换范围内的模拟量。全面掌握整个系统的运行工况,监控系统将实时监测并采集锅炉有关的工艺参数、电气参数以及设备的运行状态等。系统具有丰富的图形库,通过组态可将锅炉的设备图形连同相关的运行参数显示在画面上;除此之外,还能将参数以列表或分组等
9、形式显示出来。监控系统根据监测到的锅炉运行数据,按照设定好的控制策略,发出控制指令,调节锅炉系统的设备的运行,从而保证锅炉高效、可靠运行。监控系统的实时数据库将维护锅炉运行参数的历史记录,另外监控系统还设有专门的报警事件日志,用以记录报警/事件信息和操作员的变化等。历史记录的数据根据操作人员的要求,系统可以显示为瞬时值,也可以为某一段时间内的平均值。历史记录的数据可有多种显示方式,例如曲线、特定图形、报表等显示方式;此外历史记录的数据还可以由以网络为基础的多种应用软件所应用。历史数据可归档保存或在光盘或磁盘中保存,归档后的历史均可以由监控系统的软件个重要措施也是控制难度最大的部分。它是一个多变
10、量输入、多变量输出、大惯性、大滞后且相互影响的一个复杂系统。本系统采用模糊控制器来实现鼓风量给煤机给煤速度的自动调节。（2）设备的选型本设计一共使用了8个调节器，分别是出水温度显示仪WP-C803-02-08-HL、回水温度显示仪WP-C801-02-08、炉膛温度显示仪WP-C803-02-02-HL、排烟温度显示仪WP-C801-02-08、省煤器入口温度显示仪WP-C801-02-08、出水压力显示仪WP-C803-02-12-HL(Mpa) 、炉膛负压显示仪WP-C803-02-12-HL(Pa) 、省煤器出入口差压显示仪WP-C803-02-12(Pa)。系统设备选型具体详情请见附件
11、2（设备选型表图）（3）仪表盘正面布置设计仪表盘设计为高600mm，宽480mm，把仪表盘设计为放置九个仪表的孔，孔的尺寸为高76mm，宽152mm的长方形。系统仪表盘正面布置设计情况请见附件3（仪表盘正面布置图）（4）表盘后接线图设计采用端子呼应法标注仪表之间的接线关系、仪表与盘后端子的接线关系，盘后端子信号的去向。将所有仪表依次接在X1上，并把每个仪表对应的传感器引脚接入相对应的端子上。Pt100有三个引脚，分别设为a、b、c三个端子，S热偶有两个引脚，分别设为a、b两个端子，而压力传感器有两个引脚，分别设为1、2两个端子。将所有仪表13、14接线端接220VAC接线端子，给仪表使用的220V交流电，系统还将提供24VDC给变频调速器供电。表盘后接线图设计情况请见附件4（仪表盘后接线图）（5）仪表供电系统设计本设计需要给系统提供220VAC和24VDC两种供电。系统配电图情况请见附件5（仪表配电图）
