任务一VVNS油气式锅炉的液位控制系统总体方案设计

1、任务一任务一 油气式锅炉的液位控制系统总体控制方案油气式锅炉的液位控制系统总体控制方案任务二任务二 JX-300X系统硬件认识系统硬件认识任务三任务三 JX-300X系统软件组态系统软件组态任务四任务四 油气式锅炉的液位控制系统运行油气式锅炉的液位控制系统运行 任务一 油气式锅炉的液位控制系统总体方案设计General Design of the Level Control System of Air/Oil Boiler 能力目标能力目标 :1掌握液位控制系统的集成与调试技术。 2能够液位控制系统的设计方法。 知识目标知识目标 :1了解过程控制系统的组成。 2控制系统的性能指标。 3液位控制

2、与调试方法。 4掌握过程控制系统设计方法。 素质目标素质目标 :培养自主学习能力，挖掘潜在创造力，激发设计才 能，培养团队意识、组织协调能力、创新思维能力，培养分析和解决问题的能力。 任务一任务一 油气式锅炉的液位控制系统总体方案设计油气式锅炉的液位控制系统总体方案设计 一、任务分析一、任务分析 l工艺说明工艺说明为适应生产的需要，锅炉的大小、型号也有各种各样。锅炉为适应生产的需要，锅炉的大小、型号也有各种各样。锅炉的大小是以锅炉每小时产出的蒸汽量来衡量的，小型锅炉每的大小是以锅炉每小时产出的蒸汽量来衡量的，小型锅炉每小时产几吨蒸汽，大的可产小时产几吨蒸汽，大的可产200吨以上的蒸汽。产出的蒸

3、汽压吨以上的蒸汽。产出的蒸汽压力有高、中、低之分。在应用类型上，可将锅炉分为动力锅力有高、中、低之分。在应用类型上，可将锅炉分为动力锅炉和工业锅炉，其中工业锅炉又分为辅助锅炉、废热锅炉、炉和工业锅炉，其中工业锅炉又分为辅助锅炉、废热锅炉、快装锅炉、夹套锅炉等。锅炉的燃料也各不相同，有燃气型、快装锅炉、夹套锅炉等。锅炉的燃料也各不相同，有燃气型、燃油型、燃煤型和化学反应型等。燃油型、燃煤型和化学反应型等。 负荷设备调节阀过热蒸汽送负荷设备减温器炉墙热空气送往炉膛空气预热器给水冷空气烟气省煤器过热器汽包燃烧嘴炉膛热空气燃烧信号类型信号类型点数点数 使用的卡件使用的卡件数量数量AI电压信号（电压信号

4、（1-5V）0SP314SP3140电流信号（电流信号（4-20mA）31SP313SP3138热电阻热电阻6SP316SP3163热电偶热电偶7SP314SP3142AO4-20mA17SP322SP3225DI开关量输入开关量输入15SP363SP3632DO开关量输出开关量输出13SP364SP3642名称名称型号型号单位单位数量数量备注备注操作站硬件DELL服务器操作台操作员键盘打印机台SCnet II网卡（双绞线）名称名称型号型号单位单位数量数量备注备注控控制制站站硬硬件件机柜机柜SP2021机笼（含母板端子）机笼（含母板端子） SP2113电源箱电源箱SP251-12冗余冗余电源机

5、笼电源机笼SP2511主控制卡主控制卡SP2432冗余冗余电流信号输入卡电流信号输入卡SP3132电压信号输入卡电压信号输入卡SP31414热电阻信号输入卡热电阻信号输入卡SP31615电流信号输出卡电流信号输出卡SP3222触点型开关量输入触点型开关量输入卡卡SP3631继电器开关量输出继电器开关量输出卡卡SP3641数据转发卡数据转发卡SP2336冗余冗余空卡空卡SP000131 12 23 34 40 00 00 01 10 02 20 03 30 04 40 05 50 06 60 07 70 08 80 09 91 10 01 11 11 12 21 13 31 14 41 15 5

6、冗余冗余SP243SP243SP233SP233SP313SP313SP314SP314SP316SP316SP322SP363SP364序号序号卡件型号卡件型号卡件通道卡件通道00010203040500SP313LI101LI102FI101FI10201SP313PI101PI102AI10102SP314TI1021TI1022TI1023TI102403SP314TI1011TI101204SP316TI1031TI103205SP316TI10406SP322LV101 07SP363KI1011KI1012KI1021KI102208SP364KO101KO102KO103091

7、01112131415二、任务汇报二、任务汇报 l问题问题拟定锅炉汽包液位控制系统自动控制方案拟定锅炉汽包液位控制系统自动控制方案l小组汇报小组汇报由代表汇报小组讨论后形成的集体意见由代表汇报小组讨论后形成的集体意见l学生互评、教师点评学生互评、教师点评学生积极参与、开动脑筋寻求合理的处理方法的学习精神学生积极参与、开动脑筋寻求合理的处理方法的学习精神应充分肯定，但从小组代表的汇报情况，水箱液位的自动应充分肯定，但从小组代表的汇报情况，水箱液位的自动控制方法还存在许多不足之处，个别小组根本无从下手。控制方法还存在许多不足之处，个别小组根本无从下手。任务一任务一 油气式锅炉的液位控制系统总体方案

8、设计油气式锅炉的液位控制系统总体方案设计 三、控制任务分析三、控制任务分析 根据锅炉的工作原理，按照工艺要求，锅炉的运行主要有汽根据锅炉的工作原理，按照工艺要求，锅炉的运行主要有汽包液位控制、燃烧系统控制和过热蒸汽系统控制三个方面的包液位控制、燃烧系统控制和过热蒸汽系统控制三个方面的过程控制。汽包液位控制系统是锅炉安全运行的必要保证，过程控制。汽包液位控制系统是锅炉安全运行的必要保证，它要维持汽包内的水位在工艺允许的范围内。它要维持汽包内的水位在工艺允许的范围内。 汽包液位是锅炉正常运行的重要指标。液位过高，由于汽包汽包液位是锅炉正常运行的重要指标。液位过高，由于汽包上部空间变小，从而影响汽水

9、分离，产生蒸汽带液现象；液上部空间变小，从而影响汽水分离，产生蒸汽带液现象；液位过低，则由于汽包的容积较小而负荷却很大，水的汽化速位过低，则由于汽包的容积较小而负荷却很大，水的汽化速度加快，使得汽包内的储水量迅速减少，如不及时控制，就度加快，使得汽包内的储水量迅速减少，如不及时控制，就会使汽包内的水全部汽化，形成会使汽包内的水全部汽化，形成“干烧干烧”，可能导致锅炉烧，可能导致锅炉烧坏甚至爆炸的严重后果。坏甚至爆炸的严重后果。任务一任务一 油气式锅炉的液位控制系统总体方案设计油气式锅炉的液位控制系统总体方案设计 四、控制方案确定四、控制方案确定 控控制制器器控控制制阀阀被被控控对对象象测测量量

10、元元件件变变送送器器干干扰扰作作用用 f 被被控控变变量量 y控控制制作作用用偏偏差差e给给定定值值sz任务一任务一 油气式锅炉的液位控制系统总体方案设计油气式锅炉的液位控制系统总体方案设计 l集体讨论集体讨论学生根据刚刚所学过的知识，对控制方案进行改进。画出控学生根据刚刚所学过的知识，对控制方案进行改进。画出控制方框图及控制流程图。制方框图及控制流程图。小组汇报小组汇报小组汇报成果小组汇报成果五、技能提高五、技能提高 改进控制方案改进控制方案 六、知识总结六、知识总结 控制系统图绘制控制系统图绘制 l控制系统流程图的规范表示控制系统流程图的规范表示为了表示控制流程图，一般用小圆圈表示某些自动

11、化装置。为了表示控制流程图，一般用小圆圈表示某些自动化装置。任务一任务一 油气式锅炉的液位控制系统总体方案设计油气式锅炉的液位控制系统总体方案设计 l控制系统方块图的绘制控制系统方块图的绘制在研究自动控制系统时，为了能更清楚地表示出一个自动控在研究自动控制系统时，为了能更清楚地表示出一个自动控制系统各个组成环节之间的相互影响和信号联系，便于对系制系统各个组成环节之间的相互影响和信号联系，便于对系统进行分析研究，往往将表示各环节的方块根据信号流的关统进行分析研究，往往将表示各环节的方块根据信号流的关系排列起来，组成自动控制系统的方块图。系排列起来，组成自动控制系统的方块图。 任务一任务一 油气式

12、锅炉的液位控制系统总体方案设计油气式锅炉的液位控制系统总体方案设计 l 液位检测元件液位检测元件（1）液位检测仪表（）液位检测仪表（2）差压液位计的零点迁移问题（）差压液位计的零点迁移问题（3）显）显示记录：示记录：l 集散控制系统集散控制系统 集散控制系统集散控制系统(DCS)，是以多个微处理机为基础利用现代网，是以多个微处理机为基础利用现代网络技术、现代控制技术、图形显示技术和冗余技术等实现络技术、现代控制技术、图形显示技术和冗余技术等实现对分散控制对象的调节、监视管理的控制技术。其特点是对分散控制对象的调节、监视管理的控制技术。其特点是以分散的控制适应分散的控制对象，以集中的监视和操作以

13、分散的控制适应分散的控制对象，以集中的监视和操作达到掌握全局的目的。系统具有较高的稳定性、可靠性和达到掌握全局的目的。系统具有较高的稳定性、可靠性和可扩展性。可扩展性。 集散控制系统一般有四部分组成：（集散控制系统一般有四部分组成：（1）过程输入输出装置；）过程输入输出装置；（2）过程控制装置；（）过程控制装置；（3）操作接口；（）操作接口；（4）数据通讯系）数据通讯系统。统。任务一任务一 油气式锅炉的液位控制系统总体方案设计油气式锅炉的液位控制系统总体方案设计 1）设备及运行安全）设备及运行安全2）防爆）防爆自动控制系统中使用的仪器仪表，防爆一般有三种方式：自动控制系统中使用的仪器仪表，防爆一般有三种方式：隔爆型、增安型和安全火花型。隔爆型、增安型和安全火花型。3)自动信号报警和联锁保护自动信号报警和联锁保护自动信号报警和联锁保护系统，是现代化生产过程中非自动信号报警和联锁保护系统，是现代化生产过程中非常重要的组成部分，是保证安全生产的重要措施之一常重要的组成部分，是保证安全生产的重要措施之一。 七、控制方案中需要完善的地方七、控制方案中需要完善的地方八、小结、课后作业布置八、小结、课后作业布置 1）小结）小结2）作业布置）作业布置请同学们在课后结合实际控制问题，请同学们在课后结合实际控制问题，运用所学知识组成一个合理