电厂锅炉水位串级控制系统设计.doc

本科毕业设计论文 题 目 电厂锅炉水位串级控制系统设计 专业名称 自动化 学生姓名 指导教师 毕业时间 2014.6  毕业设计任务书 一、题目 电厂锅炉水位串级控制系统设计 二、指导思想和目的要求 通过毕业设计使学生对所学自动化基本知识和专业理论加深理解，掌握工业 生产过程控制系统设计和仿真的基本方法，培养独立开展设计工作的能力。 要求在毕业设计中： 1．分析研究大中型火力发电厂锅炉汽包水位控制要求，特点及控制系统设计方法，设计蒸汽锅炉汽包水位串级三冲量控制系统，其主要技术指标达到设计要求； 2．开展控制系统方案论证，建立系统数学模型，进行水位控制系统分析； 3．设计水位三冲量控制系统控制规律，进行参数整定； 4．进行数学仿真，验证设计； 5．撰写毕业设计论文。 三、主要技术指标 1. 锅炉汽包内径1.8m,筒身长20m； 正常水位在汽包几何中心线下100mmmm 处； 给水流量W=0~450t/h，蒸汽流量D=0~500t/h； 2. 在给水流量变化和蒸汽流量扰动下，锅炉汽包水位控制系统能稳定运行，衰减系数； 3. 过程动态性能指标为： （1）水位波动最大偏差不超过mm； （2）水位恢复到mm范围内的时间不大于； 4. 锅炉稳定运行时，汽包水位应在给定值的mm范围内变化。 四、进度和要求 1. 1-3周：收集查阅资料； 2. 4-6周：完成总体方案设计和建模； 3. 7-8周：完成系统分析和控制规律设计； 4. 9-11周：完成仿真验证及修改； 5. 12-13周：完成毕业设计论文. 五、主要参考书及参考资料 [1] 金以慧，方崇智.过程控制，清华大学出版社，2002年； [2] 张栾英，孙万云.火电厂过程控制，中国电力出版社，2004年； [3] 于希宁，刘红军.火电场自动控制理论，中国电力出版社，2004年. 学生 指导教师 系主任 摘要 现代大型锅炉的水位动态特性复杂，汽包存在着严重的“虚假水位”现象，为了给水系统的安全可靠，有多种设计方案，三冲量给水系统包括单级三冲量给水系统和串级三冲量给水系统，设计中重点针对串级三冲量给水系统进行了详细的设计及仿真研究。 本次设计是根据实验给定的参数，用理论计算的方法整定调节器的参数，同时借助MATLAB应用软件进行仿真，整定系统。本文在具体分析了一些影响汽包水位对象控制主要因数的基础上，讨论了目前通常采用的控制方法,分析了水位对象模型的动静特性，水位扰动、蒸汽流量扰动下的系统的性能和蒸汽流量信号丢失后的水位变化情况。通过对几种控制方案的分析、研究与比较，选串级三冲量系统作为最佳控制方案，并着力研究串级三冲量系统的特点。随后对其在PID的参数整定方面也进行了必要的分析，并进行仿真，验证设计。得到串级三冲量给水控制系统对各种典型影响因素的干扰均能做出快速反应，具有较高的调节质量和调节精度，能够维持汽包水位的稳定，保障锅炉的安全稳定运行。 关键词：汽包锅炉，MATLAB仿真，PID参数整定，三冲量控制系统 ABSTRACT The dynamic characteristics of water level in modern large boiler drum complex,there are false water level phenomenon, in order to supply system is safe and reliable, has a variety of design scheme, the three element feedwater system comprises a single stage three element and three element cascade feed watersystem, focusing on the design of the three element cascade feed water system design and detailed simulation research. The design is based on the parameters given by the method of the theoretical calculation, parameter self-tuning regulator, and carry on simulation using MATLAB application software, setting system. In this paper, based on analyzing the