小型锅炉温度控制课程设计

1、小型电锅炉过程控制系统课程设计任务书题目：小型电锅炉过程控制系统学生姓名:系部名称:指导老师:完成时间:年月日第1页共11页小型电锅炉过程控制系统目录概述1.1 课程设计的性质、目的1.2 课程设计的主要内容与要求1.2.1 主要设计内容1.2.2 设计基本要求2 .被控对象设计2.1 实验装置简介2.2 被控对象特性说明2.3 被控对象的结构设计2.4 被控对象工艺流程图3 .控制系统设计3.1 控制系统原理分析及控制方案设计3.2 一次仪表选型设计3.3 DCS选型设计4 .DCS组态设计4.1 DCS硬件组态设计4.1.1 DCS卡件配置图5 .设计总结与体会6 .参考文献第2页共11页

2、小型电锅炉过程控制系统摘要电锅炉温度智能控制系统在工业生产和科研工作中占有重要的地位。电锅炉温度能控制系统主要由三个部分组成：温度检测与调理电路、温度控制电路、温度显示电路。在温度检测电路中，选用了完全符合测量温度范围要求且工作一致性很好的热电偶温度变送器作为温度传感器来实现数据采集，使用仪表放大电路对电压信号进行放大，实现了对温度的检测和信号的传输。本文是针对小型电锅炉过程控制系统的分析和设计。设计一种新型低成本、操作方便、数字直观、保护功能齐全的全自动电锅炉控制系统。主要实现对锅炉的运行的自我监控、自动控制、自动调节和自动保护，提高生产效率，节约能源，减轻工人的劳动强度。关键词:热电偶温度

3、变送器液位测量压力检测温度检测审级控制系统概述现实生活中，很多场所都要对温度进行检测和控制，温度控制器的应用领域非常广泛，在工业生产中，温度往往是一个很重要的参数，许多物理过程和化学反应都必须在特定的温度下才能进行，一旦温度不达标，生产的成品率也会大打折扣，并且有些设备需要合适的温度才能稳定地运行，生产的产品需要适宜的温度才能保存和使用。第3页共11页小型电锅炉过程控制系统1.1 课程设计的性质、目的过程控制工程是自动化专业必须实践性教学环节。其目的是使我们在深入理解已学的有关过程控制仪表和DCS8统的基本概念、组成结构、工作原理系统组态设计方法、系统设计原则的基础上，结合联系实际的课程设计题

4、目，使我们熟悉和掌握DCS空制系统设计和调试方法，初步掌握控制系统的工程设计步骤，进一步增强解决实际工程问题的能力。1 .通过课程设计使学生进一步熟悉流量、压力、温度、液位等过程参数的检测原理。2 .学会正确选择检测变送仪表、执行机构、控制仪表。3 .熟悉简单过程控制系统和复杂过程控制系统的组成、掌握系统调试方法。4 .培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。1.2 课程设计的主要内容与要求1.2.1 主要设计内容(1)锅炉出水口温度控制范围0100C；环境温度检测范围-30+50C,检测精度士10环境温度在+5C以上时，出水口温度可控制在60C；环境温度在-2C以下时，出水口温

5、度可控制在72Co对锅炉出水口温度要求在0100C范围内能够实现人工数字设定、包温控制及数字显示。(2)锅炉出水口压力检测范围01MPa报警压力设定值0.6MPa。压力只需要就地指示和超高压报警。(3)锅炉液位实现上、下液位检测及控制。要求上液位到时控制补水泵停止补水，水位降至下液位时控制补水泵自动补水。第4页共11页小型电锅炉过程控制系统1.2.2 设计基本要求1 .画出系统流程图2 .根据设计要求，选择系统方案（控制方式）3 .画出系统接线图4 .列出系统I/O清单5 .系统组态设置6 .正确选择系统相关仪表7 .系统调试运行8 .撰写课程设计报告（论文）9 .被控对象设计9.1 实验装置

6、简介该系统的实验装置包括水箱、水槽、锅炉，各种变送仪表，以及各种管道阀门。由本该系统的实验装置可构成锅炉进水流量定值调节，并联管道压力定值调节，锅炉液位定值调节的系统典型生产工艺流程。9.2 被控对象特性说明本系统中被控对象是锅炉，锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产

7、中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。第5页共11页小型电锅炉过程控制系统2.3被控对象的结构设计锅壳式锅炉原理图5一肋片6一锅炉外10一火焰滞留器11一进水15一支撑圈16一手1一鼓风机2水位表3水空间4保温层壳7蒸汽出口8蒸汽空间9燃烧器口12一排污口13烟气通道14一燃烧室孔17外筒18一外包第6页共11页小型电锅炉过程控制系统2.4被控对象工艺流程图如图所示为炉温控制系统的流程图3.控制系统设计3.1 控制系统原理分析及控制方案设计(1)根据所组态的被控生产过程(被控对象)的工艺要求，确定控制系统的控制方案为单回路控制系统，要求控

8、制系统原理框图如下：控制系统原理图第7页共11页小型电锅炉过程控制系统(2)控制方案选择单回路过程控制系统也称为单回路控制(或调节)系统，简称单回路系统，是指由一个测量变送器、一个控制器、一个控制阀和一个被控对象所构成的闭环控制系统。图4-1所示的液位控制系统中，储槽是被控对象，液位是被控变量，液位变送器LT将反映液位高低的信号送往液位控制器LC,在控制器中进行信号处理运算后，控制器的输出信号送往执行器一一控制阀，通过改变控制阀开度是储槽输出流量发生变化，以维持液位稳定。如图所示的温度控制系统，换热器出口温度是被控对象，温度变送器TT将检测到的信号送温度控制器TC,控制器的输出信号送往执行器一

9、一控制阀，通过控制阀改变进入换热器的载热体流量，以维持换热器出口物料的温度在工艺规定的数值上。单回路过程控制系统的结构比较简单，所需的自动化装置数量少，投资低，操作维护也比较方便，而且在一般情况下，都能满足控制质量的要求。单回路过程控制系统虽然简单，但它的分析、设计方法是其他各种复杂过程控制系统分析、设计的基础。第8页共11页小型电锅炉过程控制系统3.2 一次仪表选型设计叹表型号仪表位号功制QS智能型电口局节阀QSVP16KMl调节进才阀使M2调节出水阀位电磁瓶总传感器LDG10SFE1在量讲水温呈FE2在坦土水难坦LD2-4B型电礴流量插换耨HT1显示进水流.量FIT2显示出水流量DYBG压

10、力变送器LT1水箱赧位trz锅沪液也3.3 DCS选型设计(1)I/O清单如下:fP信号类型不冗余点费荣誉点物总克敌AL电茬信号606AO模拟量输出201根据系统I/O清单，确定DCS勺硬件配置清单如下:卡仲名称千件代码卡件数量卡件名称卡竹代科卡件蚁量电等供电士PS221|1电源信号输入二PS3132主控卡PS2+3X1模拟量输出二PS3221数捱转发卡PS23314.DCS组态设计4.1DS硬件组态设计025613是否冗氽不冗余不冗余不冗余不冗余不冗余模块名称电海供电卡主控制卡数据转发卡电流信号输入卡电器信号输入卡模拟量的出卡星号FS221SP24JXSP2QSP313SP313SVM2第9

11、页共11页小型电锅炉过程控制系统5.设计总结与体会经过将近两个多星期的学习，我们小组终于完成了锅炉课程设计，锅炉课程设计对我们专业的学生来说好比吃饭的筷子一样！同时通过这次的课程设计我也认识到了自己的不足，对我未来的道路起到了极大的更正作用！通过对课程设计的学习，我的知识得到了进一步的升华，课本上角落里的知识也被带入我的理解中，此次我们主要进行校核计算，但进行锅炉的辅助计算时还好，不需要校核，但进行到锅炉受热面校核计算时感觉计算量巨大，对原理的掌握不够透彻，导致很多计算不知缘由，不知此公式如何得来，从何处得来，这是万万不行的，每次校核失败后，都要重新估计出口烟气温度，以计算出新的对流吸热量，然

12、后结合传热方程式进行校核，此过程进行时间较长，涉及数据较多，但也是最锻炼能力的地方。通过的课程设计的学习，我具体了解到了某些受热面大致的漏风系数，了解到了如何计算炉膛表面积，如何计算炉膛的体积，记得在查表是不知道如何计算壁面温度，还好及时请教了老师，得到了老师的悉心指导通过锅炉温度控制课程设计，不仅对我学习上有很大的帮助，对我对待问题的态度上也有很大的帮助，无论什么时候都要学习，我在知识上永远都是只走出一小步，永远不要认为任何问题的简单。任何的问题都要细致的分析，任何问题都要精确！与此同时，我还学会如何和自己的组员如何配合。在这种相互协调合作的过程中，口角的斗争在所难免，关键是我们如何的处理遇到的分歧，而不是一味的计较和埋怨.这不仅仅是在类似于这样的协调当中，生活中的很多事情都需要我们有这样的处理能力，面对分歧大家要消除误解，相互理解，增进了解，达到谅解.也许很多问题没有想象中的那么复杂，关键还是看我们的心态，那种处理和解决分歧的心态，两周，让我们更加了解了锅炉，更加深入地学习了锅炉，并把自己所学的专业知识逐渐融会贯通成一个整体，使我的专业素质和能力得到了真正地提升！最后，我们组想特别感谢冉老师的耐心指导。老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；