鍋爐汽泡水位控制系統(tǒng)設計

/遼寧工業(yè)大學過程限制課程設計（論文）題目：鍋爐汽泡水位限制系統(tǒng)設計院（系）：電氣工程學院專業(yè)班級：自動化092班學號：學生姓名：指導老師：起止時間：課程設計（論文）任務及評語院（系）：電氣工程學院教研室：學號090302062學生姓名韓忠鈺專業(yè)班級自動化課程設計（論文）題目鍋爐汽包水位限制系統(tǒng)設計課程設計（論文）任務課題完成的設計任務及功能、要求、技術參數(shù)實現(xiàn)功能在工業(yè)生產(chǎn)中常常要對鍋爐汽包的液位進行限制，為了能夠精確限制液位高度，保證正常生產(chǎn)，要求設計液位閉環(huán)反饋限制系統(tǒng)，能抑制流量波動，且系統(tǒng)無余差。本設計要求設計一個鍋爐汽包液位閉環(huán)反饋限制系統(tǒng)，采納適合的限制算法，輸入設定水位值，并實時顯示當前水位。設計任務及要求1、確定限制方案并繪制P&ID圖、系統(tǒng)框圖；2、選擇傳感器、變送器、限制器、執(zhí)行器，給出詳細型號和參數(shù)；3、確定限制器的限制規(guī)律以及限制器正反作用方式；4、若設計由計算機實現(xiàn)的數(shù)字限制系統(tǒng)，應給出系統(tǒng)硬件電氣連接圖及程序流程圖；5、在試驗室進行計算機軟件仿真，并給出仿真結果；6、按規(guī)定的書寫格式，撰寫、打印設計說明書一份；設計說明書應在4000字以上技術參數(shù)：測量范圍：20～100cm；限制精度：±0.5cm；限制液位：80cm；最大偏差：1cm。進度安排1、布置任務，查閱資料，理解駕馭系統(tǒng)的限制要求。（2天，分散完成）2、確定系統(tǒng)的限制方案，繪制P&ID圖、系統(tǒng)框圖。（1天，試驗室完成）3、選擇傳感器、變送器、限制器、執(zhí)行器，給出詳細型號和參數(shù)。（2天，分散完成）4、確定限制器的限制規(guī)律、限制器正反作用方式以及保證系統(tǒng)無余差。（試驗室1天）5、仿真分析或試驗測試、答辯。（3天，試驗室完成）6、撰寫、打印設計說明書（1天，分散完成）指導老師評語及成果平常：論文質量：答辯：總成果：指導老師簽字：年月日注：成果：平常20%論文質量60%答辯20%以百分制計算

摘要鍋爐是生產(chǎn)過程中必不行少的設備。它所生產(chǎn)蒸汽不緊供生產(chǎn)過程作為熱源，而且還作為蒸汽透平熱力源。鍋爐限制裝置其主要作用是保障鍋爐的平安，穩(wěn)定運行準則。因此，在設計限制系統(tǒng)時要求供應蒸汽量應適應負荷變更須要或保持給定負荷，蒸汽壓力，過熱蒸汽溫度，氣泡水位，爐膛負壓都應保持在肯定范圍內(nèi)。本設計的被控變量為氣泡水位，操縱便能量為給水量，給水量的凹凸干脆影響著鍋爐和汽輪機的平安運行，過高會影響汽水分別機的正常運行，過低會破壞正常水循環(huán)。所以過高過低都是不允許的。本設計是針對鍋爐氣泡水位做出合理的設計方案，使氣泡水位維持在肯定的范圍內(nèi)，以保證鍋爐設備的平安穩(wěn)定運行。關鍵詞：鍋爐汽泡；水位限制；蒸汽流量

目錄TOC\o"1-3"\f\t"頁腳,4"第1章緒論 1第2章課程設計的方案 22.1概述 22.2虛假水位的行程及對策 22.3汽泡水位的影響因素 22.4汽泡水位限制方案設計 3第3章硬件設計 73.1液位傳送器選型 73.2流量傳送器選型 73.3執(zhí)行器選型 83.4限制器器選型 9第4章鍋爐汽泡水位的模型及仿真 114.1仿真分析 114.2仿真分析 12第5章課程設計總結 15參考文獻 16第1章緒論鍋爐燒水會產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，其溫度可以達到1000多度，這樣的蒸汽可以作為強大的動力源，蒸汽鍋爐的作用是供應穩(wěn)定的蒸汽產(chǎn)品，為保證供應合格的蒸汽產(chǎn)品來適應負荷的須要，和其配套的限制系統(tǒng)必需滿意各工藝參數(shù)。保持鍋爐汽泡水位在一個規(guī)定的范圍內(nèi)變更，對于鍋爐的平安運行是特別重要的，由于鍋爐的水位同時受到鍋爐側，汽輪機側，燃燒狀況及給水量等因素的干擾，而使其水位常常變更。因此鍋爐氣泡水位應依據(jù)設備的運行狀況進行實時調(diào)整，以嚴格保證設備的平安運行。工業(yè)鍋爐氣泡水位限制的任務是讓生產(chǎn)的蒸汽量和給水量形成一個平衡，這樣既保證了蒸汽產(chǎn)品的供應量和質量，又使整個系統(tǒng)得以平安運行，同時鍋爐氣泡水位也間接的體現(xiàn)了鍋爐負荷和給水量之間的平衡關系。以前的工作的過程是以各分立元件做基礎，利用各個檢測器件對被控參數(shù)進行檢測和反饋，反饋信號經(jīng)限制器運算輸出到執(zhí)行器來變更各量，使系統(tǒng)復原正常和穩(wěn)定。達到自動限制的目的，但是這種方法分立器件多，系統(tǒng)反饋回路相對困難，受分立器件性能影響大，系統(tǒng)內(nèi)部各部分的影響也較大，使自動限制實力下降。液位限制是通過限制閥變更開度影響給水量限制的，而水溫的限制是通過調(diào)整加熱的功率實現(xiàn)的。由于鍋爐運行過程中存在進水量和出水量的變更，很難通過調(diào)整PID限制參數(shù)來滿意全部的運行條件，而獲得志向的限制結果。給水量，蒸汽的出口流量和燃料的進料量是使液位變更的主要擾動量，其擾動影響各不相同。本設計的主要工作有：設計鍋爐氣泡水位的限制方案從水位的的動態(tài)變更入手，找出影響液位的主要緣由，選擇合適的操縱變量使水位在干擾作用下得到穩(wěn)定的調(diào)整，來復原平衡。硬件設備的選擇在選擇硬件設備時肯定要選擇參數(shù)和你設計的限制系統(tǒng)基本吻合的，這樣可以削減系統(tǒng)內(nèi)部各部分別的影響，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和平安性。PID參數(shù)PID參數(shù)設置肯定要合理，這樣才能使液位得到很好的調(diào)整。

第2章課程設計的方案2.1概述本次設計是綜合運用所學學問，設計鍋爐汽泡液位限制系統(tǒng)，并在實踐的基礎上提高對學問的理解，提高綜合運用過程限制學問的實力，并初步駕馭小系統(tǒng)的過程設計方法。應用場合：應用于鍋爐液位限制系統(tǒng)，限制系統(tǒng)，通過檢測器，限制器，執(zhí)行器等器件，完成對液位的限制。系統(tǒng)功能介紹：能顯示系統(tǒng)實時液位數(shù)值，擾動進入系統(tǒng)后，不須要任何人工參和便可回到穩(wěn)態(tài)值，實現(xiàn)了液位的自動限制，確保了系統(tǒng)平安穩(wěn)定的運行。2.2虛假水位的行程及對策虛假水位是鍋爐運行時不真實的水位，氣泡壓力突降時，爐水飽和溫度下降到壓力較低時的飽和溫度，使爐水大量放熱蒸發(fā)，使爐水內(nèi)的氣泡增加，汽水混合物體積膨脹，使水位很快上升形成虛假水位，當氣泡壓力突增時，飽和溫度上升，部分爐溫被用于加熱爐水，相應的蒸發(fā)露水的熱量削減，爐水氣泡削減，爐水體積收縮，形成虛假水位。此外鍋爐內(nèi)外負荷增加或驟減時，水的比熱容增大或減小，也會形成虛假水位。在輸入端引入蒸汽流量信號，設置水位系統(tǒng)的前饋調(diào)整，當蒸汽流量增大或減小時，給水量也會相應增大或減小，給水量增多或減小使溫度下降或上升，反之當給水量增大或減小時，蒸氣流量也會相應的增加或減小，蒸汽流量增加或減小使爐溫上升或下降，有利于克服“虛假水位”的影響。2.3汽泡水位的影響因素在限制系統(tǒng)中，擾動量有，蒸汽流量，給水流量等，當蒸汽流量增加時，氣泡溫度上升，氣泡壓力減小，氣泡蒸發(fā)變快氣泡增多，出現(xiàn)虛假水位現(xiàn)象，反之也同樣會有虛假水位的現(xiàn)象，虛假水位打破了系統(tǒng)原有的平衡狀態(tài)，破換了洗頭的穩(wěn)定性，假如調(diào)解不剛好，嚴峻者會導致干鍋現(xiàn)象，損壞鍋爐設備，降低了誰把誒誒的壽命。當給水量增加時液位上升，導致液位溫度下降，造成蒸發(fā)溫度低，出現(xiàn)蒸汽帶液，供應動力不足，設備生產(chǎn)效率降低，同時由于溫度降低氣泡內(nèi)壓力增大，運用于蒸發(fā)水的熱量減小，氣泡削減，爐水體積收縮，產(chǎn)生虛假水位現(xiàn)象。此外他是一個具有延時時間的積分環(huán)節(jié)，水的溫度越低延時時間就會越長，系統(tǒng)衰減比增大，俞差為零，最大偏差減小，系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)的時間變長，限制作用下降。此外還有汽輪機耗氣量的多少，汽輪機耗氣量變大時，使供應爐水加熱的溫度減小，打破了系統(tǒng)原有的物料平衡，還會導致虛假野味的現(xiàn)象產(chǎn)生。由以上分析可知，給水量擾動下的水位相應有遲滯性，負荷擾動下的水位有“假水位”現(xiàn)象，這些特性使得氣泡水位的變更受到多種因素的影響，因而對他的限制就變得比較困難。2.4汽泡水位限制方案設計（1）方案一—單沖量限制系統(tǒng)從反饋和自動限制的角度動身，很簡潔想到氣泡水位作為被控對象，給水量作為操縱變量構成單回路自動限制系統(tǒng)，即水位單沖量限制系統(tǒng)，如圖2.1所示，這是一個最基本的限制方案，其方框圖為2.2，其特點為：結構簡潔，投資少，適用于氣泡容量較大，虛假水位不嚴峻，負荷較平穩(wěn)的場合。該過程具有虛假水位的反向特性，因此，當符合變更較大時，會造成限制器輸出誤動作，嚴峻影響設備的運行壽命和平安，影響限制系統(tǒng)的限制品質。蒸汽負荷變更后，要在引起水位變更后才變更給水量，因此限制不剛好。（2）方案二—雙沖量限制系統(tǒng)從物質平衡的角度動身，保證給水量恒久等于蒸發(fā)量就可以保證汽泡水位大致不變。故應在單沖量限制基礎上引入蒸汽流量作為前饋信號構成雙沖量水位自動限制系統(tǒng)。這種限制方式的優(yōu)點是：蒸汽流量為前饋限制信號，可以消退“虛假水位”對限制系統(tǒng)的不良影響。當蒸汽流量變更時給水量也會同方向跟隨蒸汽量變更，這就消退了由于“虛假水位”產(chǎn)生的誤動作，因而大大減小了給水和水位的波動，能夠改善限制系統(tǒng)的靜態(tài)特性，提高限制品質，其原理圖和方框圖見圖2.3和2.4由于過程限制系統(tǒng)總有滯后特性，總是在擾動量引起被控變量變更后很總是在擾動量引起被控變量變更后很長一段時間才會得到調(diào)整，因此限制器參數(shù)要達到新的穩(wěn)定狀態(tài)就要經(jīng)驗相當長的時間，滯后時間越長限制器參數(shù)變更的幅度就越大，偏差持續(xù)的時間就越長，為了解決這一問題，須要將擾動量前饋，這樣擾動一產(chǎn)生，前饋限制器就有輸出，在被控變量變更之前，前饋限制器就依據(jù)干擾大小變更限制閥開度，被控變量基本不受擾動影響。LCLCLT蒸汽省煤器汽泡圖2.1氣泡水位單沖量限制系統(tǒng)+++—給水流量限制器電動調(diào)整閥汽泡水位汽泡水位液位變送器圖2.2單沖量限制系統(tǒng)框圖（3）方案三—三沖量限制系統(tǒng)為進一步改善限制品質，引入給水量信號，形成了用給水流量限制汽泡水位的串級限制，這時調(diào)整器接受三個輸入信號：汽泡水位為被控對象，是主沖量信號，蒸汽流量是前饋信號，給水量是反饋信號，主限制器為液位限制器，副限制器為給水流量限制器。這就是汽泡水位的三沖量限制系統(tǒng)。即前饋—反饋—串級限制系統(tǒng)，被限制系統(tǒng)包含給水量限制回路和汽泡水位限制回路兩個限制回路以及一個蒸汽流量前饋通道，這樣一方面可以克服給水量擾動，使給水量自行調(diào)整，另一方面可以有效地抑制“虛假水位”現(xiàn)象。此外工作調(diào)整閥為線性，可以干脆補償給水擾動。蒸蒸汽汽泡LTLCLYFTFC省煤器+f(x)圖2.3雙沖量限制系統(tǒng)原理圖蒸蒸汽流量設定值+_液位變送器汽泡水位執(zhí)行器液位流量限制器前饋限制器流量變送器給水流量限制器擾動通道圖2.4雙沖量限制系統(tǒng)框圖采納三沖量限制系統(tǒng)，當蒸汽負荷突然變更，蒸汽流量信號使給水閥一起先就向著正確的方向移動，即蒸汽流量增加，給水閥門開度增大，抵消了由于“虛假水位”引起的反向動作，避開了限制器輸出誤動作，同時減小了給水量和水位的波動幅度。當水壓干擾使給水量變更時，限制器能快速消退干擾，假如給數(shù)量減小，副限制器會馬上依據(jù)給水流量信號使閥門開度增加，使水流量基本不變。三沖量限制不但彌補了雙沖量可以在給水流量和給水壓力等擾動方面的限制缺點，此外限制器動作快還可以避開調(diào)整過頭，削減波動和失調(diào)，使汽泡水位很難過到影響，系統(tǒng)穩(wěn)定性很強不易被破壞。其結構框圖和原理圖如圖2.5和2.6。蒸蒸汽流量設定值+_液位變送器汽泡水位執(zhí)行器液位流量限制器前饋限制器流量變送器給水流量限制器擾動通道圖2.5三沖量限制系統(tǒng)方框圖f(x)f(x)LCLTFCFTLY汽泡FC+FT蒸汽過熱器省煤器圖2.6三沖量限制系統(tǒng)原理圖

第3章硬件設計3.1液位傳送器選型由于該設計的目的是限制氣泡水位平衡，而整個限制系統(tǒng)的基礎為水位的精確測量，只有水位的測量精確，才能使整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性更好，限制質量更高。合理的選擇水位傳感器是整個限制系統(tǒng)的關鍵。已知汽泡水位應當限制在80cm，依據(jù)過程限制儀表選擇原則：所選傳送器的最大量程應為：0到160cm。而且汽泡水位應當限制在80cm左右，因此所選傳感器精度應當高于0.5%FS,因此滿意該測量精度才可以滿意要求。再者液位變送器的選擇還要考慮到其靈敏度，其對信號的反應速度要足夠快，因為這樣可以提高系統(tǒng)的工作效率，使系統(tǒng)能夠快速的調(diào)整，擾動的影響，增加系統(tǒng)的調(diào)整作用，是系統(tǒng)更穩(wěn)定。采納型號為：CYB31—II系列變送器其主要參數(shù)為：量程：0～100cm（水位高度）精確度：±0.5%FS輸出信號：4～20mA(二線制)0～5V,1～5V,0～10V(三線制)供電電壓：24V（12～36V）負載電阻：R=（U-12.5）∕0.02-RD防護等級：IP67響應時間：≤1ms運用時可運用24V直流電源供電以保證傳感器的正常工作。3.2流量傳送器選型依據(jù)限制方案可以知道流量傳感器用于測量給水流量和蒸汽流量，這兩個信號可以有效的改善限制質量，因此合理選擇流量傳感器能夠有效的改善整個系統(tǒng)的限制質量，依據(jù)液位限制參數(shù)給定估算鍋爐正常工作時每小時蒸發(fā)的水量為90t左右，即水位穩(wěn)定時供水量應當為：90m3∕h。LUGB—99型渦街流量計是一種基于卡門渦街原理流體振動式新型流量計，它具有測量范圍廣﹑壓損小﹑性能穩(wěn)定﹑精確度高和安裝﹑運用便利等優(yōu)點。廣泛用于封閉管道中液體﹑汽體和蒸汽介質體積和流量的測量。該流量計的技術參數(shù)如下：測量介質：蒸汽﹑汽體﹑液體傳感器的感應元件不干脆和被測介質接觸，性能穩(wěn)定﹑牢靠性高傳感器內(nèi)無可動部件，結構簡潔而堅固，壓損小，維擴量小，運用壽命長。范圍寬度：10:1～15:1測量范圍：正常工作范圍雷諾數(shù)為：20000～7000000；輸出信號不受介質壓力，溫度，粘度的影響。精度等級：液體指示值的±0.1%FS；蒸汽，指示值的±1.5%FS輸出信號：低電平：0—1V；高電平：大于4V；占空比：50%電源電壓：24V3.3執(zhí)行器選型此系統(tǒng)的執(zhí)行器選擇限制閥，因為它可以干脆變更給水量，反應時間短，有利于系統(tǒng)限制品質的改善，它是限制系統(tǒng)一個特別重要的環(huán)節(jié)，它接收限制器的輸出信號，執(zhí)行最終任務，氣動限制閥分為氣開和氣關兩種形式。限制閥開關形式的選擇應依據(jù)一下三個方面考慮：(1)從工藝生產(chǎn)平安的角度考慮。主要考慮當漏氣或限制閥門出現(xiàn)故障時，應避開破壞設備和傷人。事故狀況下限制閥處于關閉狀態(tài)危害性小，則應選氣開發(fā)，例如，加熱爐燃料一般選擇氣開閥，以保證在限制閥失氣時能處于全關狀態(tài)切斷進爐燃料，從而避開加熱爐溫度過高造成事故。（2）從介質特性上考慮。假如介質是易凝，易結晶，易聚合的的物料，限制閥開關形式選擇應考慮介質的這些特性。防止限制閥失氣時閥門關閉，停止蒸汽進入而導致再沸器和塔內(nèi)液體的結晶和凝合，造成堵塞。假如介質易結焦，則一般選擇氣開閥。（3）保證產(chǎn)品質量，經(jīng)濟損失最小的角度考慮。當事故發(fā)生時盡量減小原料和動力消耗，但要保證產(chǎn)品質量。當汽泡數(shù)量增多時閥門相應關閉以免奢侈，當汽泡數(shù)量少時閥門相應打開，保證蒸汽質量。限制閥口徑選擇是否合適干脆影響限制效果。在不同的自控系統(tǒng)中，由于參數(shù)千差萬別，在選擇閥口徑時，要嚴格計算閥孔徑，來提高限制系統(tǒng)的限制質量。

3.4限制器器選型限制器是限制系統(tǒng)的核心部件，它將測量變送信號和給定值比較產(chǎn)生偏差信號，并按肯定的限制規(guī)律對該偏差進行運算，輸出的信號送執(zhí)行器。限制器的選擇主要包括限制規(guī)律的選擇和正﹑反作用方式的選擇。(1)限制規(guī)律選擇比例限制器（P）比例限制是最基本的限制規(guī)律，其特點是限制規(guī)律簡潔，調(diào)整便利；缺點是會使系統(tǒng)產(chǎn)生余差，雖然通過增加比例放大系數(shù)可以減小余差，但是系統(tǒng)穩(wěn)定程度降低。所以比例限制系統(tǒng)適用于限制通道滯后剛好間常數(shù)均較小，干擾幅度較小，負荷變更不大，限制質量要求不高，允許有余差的場合。比例積分限制（PI）比例積分限制是運用最多，應用最廣的的限制規(guī)律，在反饋限制系統(tǒng)中約有75%是采納PI限制規(guī)律的。積分作用的引入，使系統(tǒng)具有消退余差的實力。另外積分作用的滯后特性有利于減小高頻噪音的影響。但是加入積分作用后，會使系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，必需減小比例放大系數(shù)以保持系統(tǒng)原有的穩(wěn)定。對于容量滯后較小，負荷變更不太大，工藝參數(shù)不允許有余差的場合。比例微分限制器（PD）由于微分作用的引入，使系統(tǒng)具有超前限制功能，因而限制更加剛好，可有效減小動態(tài)偏差，適用于限制對象容量滯后較大的場合。比例積分微分限制（PID）其綜合了各種限制規(guī)律的優(yōu)點，所以適當調(diào)整靜態(tài)增益，積分時間，微分時間，可以使系統(tǒng)獲得較高的限制質量。一般來說其適用于容量滯后較大，負荷變更大，限制質量要求高的場合。綜上分析本設計選擇PID限制器，因為本設計對限制器限制質量要求高，切鍋爐負荷變更大。(2)限制器正﹑反作用選擇對于一個閉環(huán)限制系統(tǒng)來說，若要使系統(tǒng)穩(wěn)定，系統(tǒng)應采納負反饋。在實際系統(tǒng)分析中，為了保證能夠成負反饋限制系統(tǒng)，主要考慮限制器，被控對象，測量變送器各個環(huán)節(jié)放大系數(shù)Kc﹑Kv﹑Ko﹑Km的符號連乘得負。只要事先知道了對象，限制閥，測量變送器放大系數(shù)的正負，再依據(jù)系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)放大系數(shù)乘積必需為負的原則，很簡潔就能確定限制器的正反作用方式。環(huán)節(jié)正負的確定：輸入增加，輸出也增加，則該環(huán)節(jié)放大系數(shù)符號為正，反之輸出減小則為負，本設計給水流量選擇氣關閥Kv小于零，又已知系統(tǒng)其他環(huán)節(jié)增益為正，所以當閥門打開時給水量增加，輸入副限制器的偏差減小，應使輸入執(zhí)行器的信號增加而使閥門開度減小使給水量削減，所以副限制器為正作用，主回路當給水量增多時氣泡水位上升輸入主限制器偏差減小為保證副限制器輸入信號為正主限制器應為反作用。AI—808型人工智能限制器，是功能增加型的限制器，其具備外給定，手動自動切換，手動自整定和顯示輸出值功能。能精確限制溫度，壓力，流量，液位等各種物理量。其參數(shù)如下：限制方式：AI人工智能調(diào)整及PID調(diào)整輸入規(guī)格：Sn=33,1～5V電壓輸入輸入下限顯示值：一般為DIL=0輸入上限顯示值，液位一般為DIH=100輸出方式：4～20mA線性電流輸出系統(tǒng)功能選擇：CF=0為內(nèi)部給定，反作用調(diào)整

第4章鍋爐汽泡水位的模型及仿真4.1仿真分析本設計限制系統(tǒng)為前饋—反饋—串級限制系統(tǒng)，被控變量為汽泡水位，操縱變量為給水流量，擾動前饋量為蒸汽流量，介于其原理和調(diào)整過程以及各個變量的性質可以用以水箱液位作為被控變量，變頻器支路流量作為操縱變量，電動閥支路流量作為擾動前饋，的前饋—反饋—串級限制系統(tǒng)來模擬，反應出系統(tǒng)在調(diào)整過程以及參數(shù)設置方面的要求，測試方案的合理性，限制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及限制質量，模擬硬件連接電路如圖4.1。所需試驗設備如下：THSA-1型過控綜合自動化限制系統(tǒng)試驗裝置計算機﹑上位機MCGS軟件﹑RS232-485轉換器1只﹑串口線1根SA-11﹑SA-12﹑SA-14掛件各一個萬用表一只圖4.1模擬硬件連接電路圖

4.2仿真分析限制器參數(shù)設置為：主限制器：P=60，I=20，dil=0,dih=50,Addr=1,Sn=33；副限制器：P=60,I=0,dil=0，dih=100,Addr=2,Sn=32,CF=8；前饋限制器參數(shù)：P=60,I=0,dil=0,dih=100,Sn=33,Addr=3,CF=0。（1）其他參數(shù)不變加入擾動，電動調(diào)整閥開度設為70，液位設定值為8。其變更曲線如下圖：圖4.2液位調(diào)整仿真圖由上圖視察發(fā)覺54:24前曲線上升快，緣由為下水箱出水閥開度小，進水出水量偏差過大，導致系統(tǒng)擾動過強而使系統(tǒng)調(diào)整不過來。曲線出現(xiàn)振蕩，幅度大約相等，即出現(xiàn)等幅振蕩，緣由為：靜態(tài)增益過大導致系統(tǒng)調(diào)解不剛好，系統(tǒng)平衡被破壞，此時應相應調(diào)整Rp使其增大來降低擾動加入比例，或調(diào)整出水閥使其開度增加。（2）將（1）中出水閥開度調(diào)到最大，將下水箱水全部放出，當主限制器顯示數(shù)位數(shù)值接近零時，變頻器接正轉上水，擾動限制閥開度改為73，設定值為8，從開MCGS頁面得出水位變更如下圖：圖4.3液位調(diào)整仿真圖視察上圖在19:24之前出現(xiàn)等幅振蕩，前饋限制增益選取過大應剛好調(diào)整Rp使系統(tǒng)能夠剛好調(diào)整回到平衡，19:24后波動幅值變小且在漸漸趨于平衡，說明系統(tǒng)正在相應并有效調(diào)整，但整個調(diào)整時間過長說明，積分限制作用不強或沒起作用，應適度增大積分時間使系統(tǒng)調(diào)整加快，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，改善系統(tǒng)限制質量。（3）將2中下水箱中水全部放出，當限制器顯示水位接近零時，將出水閥調(diào)至合適開度，水位設定值改為10，其他均不變，其水位調(diào)整曲線如下圖：由4.2和4.3圖一起視察發(fā)覺調(diào)整時間過長，說明比例參數(shù)設置過大，系統(tǒng)失去調(diào)整作用或調(diào)整時間過長，這在工業(yè)生產(chǎn)中將導致嚴峻后果，使整個系統(tǒng)被破壞，此時應剛好變更限制器P，I參數(shù)使他們減小到合適的比例系數(shù)，同時減小前饋限制增益K的減小擾動，是系統(tǒng)復原調(diào)整實力并調(diào)整系統(tǒng)平衡。（4）將4.3中水全部放出，液位設定值改為8，從新啟動變頻器上水，從開MCGS頁面，將P改為80，I改為30，其液位調(diào)整曲線如下圖：圖4.5液位調(diào)整仿真圖由上圖分析，液位曲線漸漸于設定值穩(wěn)定，說明系統(tǒng)有較強的限制作用，但調(diào)整時間長并出現(xiàn)衰減振蕩，說明比例參數(shù)設置過大，應適當調(diào)整比例參數(shù)，使系統(tǒng)的限制作用增加，提高限制品質。綜上仿真分析可知，主限制器為系統(tǒng)的核心限制器，其參數(shù)設置關系著整個限制器的限制作用和限制質量，時系統(tǒng)穩(wěn)定的關鍵。此外前饋限制增益的設置，和其他如閥門開度大小，及口徑，影響著系統(tǒng)的穩(wěn)定。因此在設計中應綜合考慮這些問題，在選擇應將上肯定要做到嚴謹，設計參數(shù)肯定要和理，來保證限制系統(tǒng)的正常運行。第5章課程設計總結鍋爐水位限制的方案多種多樣，因每鍋爐的特性及實際工況的不同而各異，本文介紹的是運用常規(guī)儀表對鍋爐汽泡水位進行自動限制的幾個比較典型的限制方案，隨著社會和科