锅炉自动进水电气控制

目录摘要………………………31、引言…………………32、锅炉房自动进水的主要设备元件……………32.1、差压变送器…………32.2、调节器………………32.3、水位数显报警仪……………………42.4、伺服操作器…………42.5、电动执行器…………6

3、原理介绍……………74、锅炉自动上水系统接线原理图……………85、PID调节器……………86、设备故障判断和处理……………97、锅炉房自动加水建议……………98、结束语………………109、参考文献……………10锅炉房自动进水电气控制

摘要：锅炉在工业、民用范围里是很常见的一种热源设备。而锅炉自动上水的控制是锅炉的重要环节之一，它是通过智能调节器对差压变送器检测的液位与设定液位的差值进行PID调节，输出4—20mA或1—5V信号到智能操作器，由智能操作器控制执行器的开度来实现自动上水的过程。水位的高低直接影响输气量，中水位时输气量最多，这就需要对锅炉供水精确控制，使其供水周期最短，保证被供暖单元的供暖质量，节省了成本。这个过程很大程度上解放了人工。控制过程需要一系列的自动化设备，每个仪表都有它独特的性能，而每个仪表又是整个流程的组成部分。

关键词：差压变送器调节器伺服操作器电动执行器1、引言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。锅炉自动进水电气控制的实现方便控制锅炉的进水从而方便控制锅炉的效益。2、锅炉房自动进水的主要设备元件2.1差压变送器NDY—1151

1151电容式差压变送器是以微处理器为基础的智能变送器，全面提升了变送器的精度，可靠性及长期稳定性指标。它能测量各种液体和气体的差压、流量、压力或液位，并输出对应的4~20mA模拟信号和数字信号。它独特的温度和静压误差自动修正功能使其能满足苛刻的使用环境。将一个空间用敏感元件分割成两个腔室，分别对两个腔室输入压力时，传感器在两方压力共同作用下产生位移，这个位移量呵两个腔室压力差成正比，将这种位移转换成可以反映差压大小的标准信号输出。将位移量放大处理转换为二线制，指现场变送器与控制室仪表联系仅用两根导线，这两根导线既是电源线，又是信号线。图1差压变送器2.2、调节器XMT—62XXMT62X系列智能调节仪用作温度、压力、流量、速度、阀门的PID调节器，并可带报警功能、变送功能、通讯功能。调节器的作用是接收差压变送器检测的液位信号,调节器绿色光柱是自动输出，红色光柱是水位计显示的水位。将其现在的液位和自身设定的中水位进行对比并进行PID调节,使得差压变送器检测的液位和给定液位之差转变成4-20ma的电流信号，使加水量达到安全运行所需的量.调节器将调节信号传给操作器。。图2调节器的接线图2.3、水位报警器水是导电的，当用两个电极浸在水中时，两个电极间电阻就会变小，跟据这一原理我们可以用若干个不同长度的电极置于液面，当液面逐渐增高，电极将依次导通。这一原理广泛地用于锅炉的电子液位计，水泵控控制器等。当然另外还有很多办法，比如水的介电常数较大，可以用特殊的接近开关隔着玻璃感知液位。还有一个最简单的办法就是将一个开关与一个浮球联接在一起，当液面什高，浮球浮起带动开关，开关再接通电路。一般来说水位自动报警器，一般如果是用光线感应的，就是照射光线下去，然后反射上来，测量高度得到。对于一些不是要求很高的，就是直接用2个低压电极，然后水位高低和电阻成反比，这样得到结果。图3水位报警电路这里采用UDZ—141X—G型多功能锅炉水位显示控制报警器是UDSK系列示控仪的升级板，是一款真正免维护型锅炉水位仪表，它符合（GB/T13638—92）《工业锅炉水位控制报警装置》国家标准。本仪表推出的功能更多，性能更强，运行更稳定，是性价比更高的新产品，本仪表采用了独特的设计和抗干扰技术，并实现了双色锅炉水位显示、锅炉水位状态指示二合一。

本仪表不仅仅适用于工业锅炉汽包水位显示控制报警、蒸汽超压连锁保护，同时也广泛应用于各种水箱、水塔、水池水位的监视、控制、报警、连锁，也可用于污水监控、自动排水等液位控制。本仪表具有功耗低、寿命长、灵敏度高、导电率适应范围宽、功能齐全、使用范围广及免维护等特点。根据用户要求，我厂可提供有偿现场安装、调试、配套、特殊功能及非标设计等服务。主要技术参数：1、电源电压：220V/50HZ，正常功耗不大于1W。2、

外形尺寸：160＊80＊160（横装），开孔尺寸：152＊76。3、适配传感器：各类电极式、电接点、浮球、干簧管、开关型等无源传感器。4、输出开关容量（阻性）最大值：5A/220VAC，3A/380VAC。5、传感器动态电压：脉动6.3V10.3V。图4水位报警器的接线图2.4、伺服操作器LS—51111

操作器接收调节器经过PID调节后输出的4-20毫安信号，操作器再根据这一信号来输出控制电动执行器动作的4-20毫安来调节执行器阀门开度，对锅炉进行上水。表盘上红色光柱来显示，绿光住是反馈信号，是执行器阀位。手动时，将手动按钮按下，这时操作器上的“增加”“减少”按钮就可直接控制电动执行器阀门的开度，直接对锅炉进行上水。避免了自动上水系统不能正常工作时，岗位到现场开阀门上水的麻烦，可直接在控制室内通过操作器的手动功能进行手动上水。2.5、电动执行器DKZ—4100

它是一种自动控制领域的常用机电一体化设备，主要是对一些设备和装置进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业。DKZ电动执行器是一个采用二相伺服电动机为原动机的位置伺服机构，主要由伺服放大器和执行器两大部分组成，电动执行器是电动单元组合仪表中的执行单元，以伺服电动机为动力的位置伺服机构。当输入端有输入信号时，此信号与位置反馈信号在伺服放大器的前级进行比较，偏差信号经放大使伺服放大器输出，驱动电机运转直至位置反馈信号与输入信号相等为止。电动执行原理如下：电动执行器以AC220单相交流电为电源，接受来自DCS、PLC系统和其他操作器的DC4~20mA，标准信号来控制执行器进行开关阀门或自动调节。电子控制模块采用最先进的混合集成电路，包含完整的保护功能，可现场控制或远程控制，被设计成匣子形式，并用树脂浇铸密封。驱动反馈量采用高性能导电塑料电位器、精度高、寿命长等特点，可与各种角行程调节机构组合成高性能、高可靠性的电动调节阀。因此被广泛用于冶金、发电、石化、造纸、轻工及环保等工业部门。图5电动执行器的接线图3、原理介绍:

双室平衡容器取得差压信号，这个双室平衡容器是一个简单平衡容器正压室和负压室构成。由1151差压变送器输出标准4-20MA信号，再由水位数显报警仪SWP—T80显示水位数据，液位计输出信号供参考观察水位情况，水位调节器XMT-5880根据检测液位与设定液位比较从而进行PID调节自动整定或人为整定，输出4-20MA或1-5V信号，输送给LS-51111伺服操作器，由伺服操作器输出正反信号，由电动执行器进行正反动作调节，完成自动上水过程。差压变送器差压变送器4~20mA信号水位数显报警器调节器水位数显报警器调节器PID调节信号伺服操作器伺服操作器正反转信号4~20反馈信号正反转信号电动执行器电动执行器图6锅炉房自动上水系统图4、锅炉自动上水系统接线原理图图7锅炉自动上水系统接线原理图5、PID调节器 PID调节是比例积分微分调节。比例调节：是一种输出和偏差成正比，有偏差就有输出，但是控制有余差。积分调节：输出变化速度与偏差信号值成正比，能消除余差，缺点是调节慢。微分调节：输出与偏差值变化流量成正比，有超前能力，但是不能独立工作。在这个锅炉自动加水系统中，在调节器中仪表进行了PID调节，当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。对比了锅炉水位和给定的目标值差距，尽快减小余差使之达到平衡，进行加水控制。有个实践方法：先设置P的系数，设定积分时间I为中间值（这是根据经验设定的），投入自动观察系统反应，看系统平衡点是否在系统平衡点220附近，若系统稳定性不好，就再次增大P减小比例I，再观察，直到很快进入系统平衡点，调试完成。最后使P、I各增大一档，为了使系统更稳定。微分D是为误差消除提前，一般不用设定，为0或1即可。6、设备故障判断和处理6.1、差压变送器(1)零点变化原因是受温度及取压管路影响，使零点发生偏移，造成测量压力不准。处理方法：重新调整零点。(2)指示压力偏低或偏高原因是一般为取压管路堵塞，或三通阀门不严，造成取压信号偏差。处理方法：检查管路，处理堵塞点位。6.2、调节器(1)仪表无显示处理方法：①调节器所需24伏供电电源无供电回路。②调节器本身损坏，需更换。

③调节器显示板损坏，需更换。(2)调节器显示光柱缺笔画处理方法：调节器显示板损坏需更换新的板面。6.3、伺服操作器(1)伺服操作器显示乱码操作不起作用，原因是单片机死机。处理方法：将数显操作器断电，复位即可恢复。(2)伺服操作器显示正常但无伺服输出处理方法：①检查伺服输出保险管一般都是保险开路。

②检查伺服输出板，如果有问题更换就可以了。6.4、电动执行器(1)电动执行器电机不动作。处理方法：①检查电源是否正常如果不正常处理电源问题。②检查电机启动电容是否正常。

③检查电机是否烧损。

④检查执行器机械部分是否存在卡死现象。(2)电动执行器无阀位输出。处理方法：①检查执行器电源是否正常。

②检查与机械部分联动的反馈电位器是否开路。

③反馈模块损坏。

7、锅炉房自动加水建议

我对锅炉房自动加水有以下建议：如用PLC控制现场设备，然后连接到电脑，通过液位计传输4-20ma信号给PLC，PLC控制执行机构的正反转，执行机构给PLC一个位置反馈，计算机设置中

水位的值，连接到PLC上。这样不仅所有的数据都会得到汇总，省去很多不必要的麻烦。8、结束语：通过此次论文设计，不仅让我学到了很多课堂上根本学部到得东西，也懂得了学习的意义，时间的宝贵。每位同学的参考都是我的一次经验教训，老师的指及时，我感觉到了一种深深地幸福感。我突然间领悟到