1 绪论 1.1 锅炉控制系统发展概述和国内外研究现状 21世纪到来，人类将进入一个以知识经济为特征的信息时代，检测技术、计算机技术和通讯技术一起构成现代信息的三大基础。 有的专家认为：在计算机和自动化领域，80年代的热点是个人计算机，90年代是算机，而21世纪第一个10年的热点必将是传感、执行与检测。锅炉自动化控制系统作为传感、执行与检测技术的一个应用方面也必将跨入数字化、网络化利智能化时代。 锅炉控制系统的发展过程与其它事物一样，也经历由简单到复杂、由机械到电子的过程。在我国，锅炉的控制大致经历四个阶段，叫手工控制阶段、专用仪表控制阶段、电动单元组合控制阶段和机算机控制阶段。 纵观国内外，总的来说，60年代，锅炉的控制还只是实行人工操作，锅炉的燃烧完全是凭司炉人的经验，几乎谈不到动控制。到了70—80年代，尤其是1972年能源危机之前，对锅炉的运行控制人多是注重安全性和可靠性。在越来越重视节约能源和环境保护的今天，人们则更注重于实现最佳燃烧控制，即把燃烧过程的热损失控制在最小，使热效率最高，且对环境污染最小的所谓最佳燃烧状态，因此，国内外相继对燃煤锅炉实行自动控制。逐步出现了由常规检测仪表和调节仪表构成的模拟控制系统，它具有可靠性高，成本低，易于操作利维护等优点，在大、中、小工业企业中得到了厂泛应用，解决了不少自动化方面的问题。 但是，随着生产向连续化、大型化发展，对自动化技术的要求越来越高，模拟自动控制系统越来越表现出它的局限性。主要表现在：(l)难以实现复杂的、多变
量控制规律，如最优控制、自适应控制、模糊控制以及实时控制等；(2)控制参数一旦确定后就难以修改，要改变控制方案比较困难；(3)一组仪表只能控制一条回路，难以实现密集的监视、管理和操作；(4)一次性投资较大；(5)各个系统间不便进行通讯联系，难以实现多级控制。 到了90年代，出现了以计算机作为自动化的过程控制技术，计算机控制系统运算速度快，控制精度高，并且具有分时操作功能，一台计算机可代替多台常规装置，计算机具有较强的记忆功能和逻辑判断功能，在环境或过程参数发生变化时，能及时做出判惭，选择最优控制决策，这是模拟控制装置所不能达到的。总的来说用计算机取代常规仪表具有以下优点：（1）信息存储量大，可以同时临视、检测多个回路，处理人量的数据，由此提高整个系统的临时控制能力，并且可以组成计算机监控网，便于全局管理；(2)硬件体积小，工作量少，便于以后的技术成果推广及系统的维护：(3)能用软件实现各种复杂的控制规律，以便合成新的算法；(4)具有分时分步操作的能力，一台计算机可以替代许多常规仪表,(5)一次性投资少，可靠性和性价比高（6）改善了工作环境，有利于减轻劳动强度，有利于文明生产。到了21世纪，计算机网络飞速发展，任何事物都已经没有了地域限制，把锅炉控制系统通过网络联系在一起，形成锅炉控制系统的集成化管理、网络化控制，这又将是锅炉控制系统发展的又一个里程碑。 随着电厂锅炉机组越来越向着高参数、大容量的方向发展，对热工自动控制系统的控制品质的要求也越来越高。从30年代起，锅炉控制中就采用了PID控制器。目前，国内的锅炉燃烧控制仍然大多采用常规PID控制器，或者为了改善控制效果，加一些前馈控制。控制方法远远落后于国外的控制技术，尤其是北欧国家和德国。
电液比例阀工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
电液比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，应用领域日益拓宽。近年研发生产插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。特别是电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。 2 工程机械电液比例阀种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点，以结构形式划分电液比例阀主要有两类：一类是螺旋插装式比例阀（screwin cartridge proportional valve），另一类是滑阀式比例阀（spool proportional valve）。 螺旋插装式比例阀是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件，螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点，近年来工程机械上应用越来越广泛。常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例阀主比例节流阀，它常它元件一起构成复合阀，对流量、压力进行控制；三通式比例阀主比例减压阀，也是移动式机械液压系统中应用较多比例阀，它主对液动操作多路阀先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先导阀，它比手动先导阀具有更多灵活性和更高控制精度。可以制成如图1所示比例伺服控制手动多路阀，不同输入信号，减压阀使输出活塞具有不同压力或流量进而实现对多路阀阀芯位移进行比例控制。四通或多通螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独控制。 滑阀式比例阀又称分配阀，是移动式机械液压系统最基本元件之一，是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换控制元件，它保留了手动多路阀基本功能，还增加了位置电反馈比例伺服操作和负载传感等先进控制手段。它是工程机械分配阀更新换代产品。 出于制造成本考虑和工程机械控制精度要求不高特点，一般比例多路阀内不配置位移感应传感器，具有电子检测和纠错功能。，阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响，操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界干涉影响。近来，电子技术发展，人们越来越多采用内装差动变压器（ＬＤＶＴ）等位移传感器构成阀芯位置移动检测，实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成高度集成比例阀，具有一定校正功能，可以有效克服一般比例阀缺点，使控制精度到较大提高。 3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术
电液阀控制原理 电液阀控制只有三种情况 1 加速控制：入口阀通电 出口阀通电－－>出口阀断电(保持)，出口阀通电时间越长加速越快。 开阀加速通电时间是指出口阀通电时间，如果电液阀不能启动，可将通电时间加长，断电时间缩短。或者将电液阀的出口手阀的开度加大。 2 减速控制：入口阀断电－－>入口阀通电(保持)，入口阀断电时间越长减速越快。 出口阀断电 关阀减速通电时间是指入口阀通电时间，如果电液阀减速过快或提前关阀，可将入口阀断电时间缩短，将通电时间加长。或者将电液阀的入口手阀的开度减小。 3 保持控制：入口阀通电 出口阀断电 电液阀工作原理 断电：入口阀（常开电磁阀）－－开 出口阀（常闭电磁阀）－－关 通电：入口阀（常开电磁阀）－－关 出口阀（常闭电磁阀）－－开 程序中电液阀控制流程 1 开阀加速调节 入口阀（常开电磁阀）－－通电 出口阀（常闭电磁阀）－－通电(加速)－>断电(保持)－>反复走下去 出口阀通电计数器计一次数 2 中途控制 A 进入中途控制条件 流速>=最大流速下限OR 开阀加速次数>=开阀加速最大次数－> 进入中途中控制 B 中途加速控制 流速<=最大流速下限-> 加速 入口阀－－通电 出口阀－－通电(加速)－>断电(保持)－>反复走下去直到流速>=最大流速下限为止 C 中途减速控制 流速>=最大流速上限-> 减速 出口阀－－断电 入口阀－－断电(减速)->通电(保持)－>反复走下去直到流速<＝最大流速上限为止 D 中途保持流速控制 流速>=最大流速下限OR 流速<=最大流速上限－>中途控制保持流速 入口阀－－通电 出口阀－－断电 3 关阀减速控制 A 减速触发位->关阀减速控制 入口阀－－断电(减速)－>通电(保持)－>反复下去 出口阀－－断电 B 关阀保持流速 流速<=保持流速－>关阀保持流速 入口阀－－通电 出口阀－－断电 C 关阀 关阀触发位－>关阀 入口阀－－断电 出口阀－－断电
摘要 本次毕业设计是液压控制阀的理论研究与设计，重点对溢流阀、减压阀及顺序阀的工作原理、结构特点、型号说明、应用情况进行阐述，以及结合CAD 技术对液压阀的设计，重点是对溢流阀的优化设计，使溢流阀的静、动态性能得到了明显的改善,取得了显著的经济效益。本设计绘制了溢流阀的二维图纸，方便于进行讨论研究。 关键词：溢流阀；减压阀；顺序阀；优化设计
Abstract The topic of this graduation project is the theoretical research and design of the hydraulic-control valve. The point is to expatiate on the operation principle and function and type and use situation of overflow valve and pressure-reducing valve as well as sequence valve. And depend on CAD to design the hydraulic-control valve. The point is overflow valve, in order to make its static and dynamic characteristics of the relief valve better and get reasonable economic achievement .In the graduation project, the detailed drawing of overflow valve has been drawn by AutoCAD in order to make project convenient . Key words：overflow valve；pressure-reducing valve；sequence valve ;better design
课程设计任务书 题目: 锅炉过热蒸汽温度控制系统设计 摘要 本文是针对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行的分析和设计。控制系统采用串级控制以提高系统的控制性能，在系统中采用了主控-串级控制的切换装置，使系统可以适用于不同的工作环境。通过使用该系统，可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护过热器营壁温度不超过允许的工作温度。 关键字：过热蒸汽控制串级控制系统自动控制主控-串级切换 目录 1 生产工艺介绍 .................................................. 错误！未定义书签。 1.1 锅炉设备介绍............................................................................ ３ 1.2 蒸汽过热系统的控制................................................................ ５2控制原理简介 ..................................................................................... ６ 2.1控制方案选择............................................................................. ６ 2.1.1单回路控制方案................................................................. ６
内蒙古科技大学 过程控制课程设计论文 题目：锅炉炉膛负压控制系统 学生姓名：严合 学号：0867112335 专业：测控技术与仪器 班级：测控2008-3 指导教师：左鸿飞 2011 年08 月31 日
目录 一、概述 (Ⅲ) 二系统要求及组成 (Ⅴ) 2.1系统的要求 (Ⅴ) 2.2炉膛负压的动态特性 (Ⅴ) 2.3引风控制系统的工况 (Ⅴ) 2.4系统的组成 (Ⅵ) 三应注意的问题 (Ⅷ) 3.1抗积分饱和及外反馈法 (Ⅷ) 3.2 采用死区非线性环节 (Ⅸ) 3.3 引风机1和2的双速调节 (Ⅸ) 3.4 炉膛压力的测量 (Ⅹ) 3.5 内爆保护 (Ⅹ) 四、仪表选型及参数整定 (Ⅺ) 4.1 前馈-反馈控制系统 (Ⅺ) 4.3 传感器的选择 (Ⅺ) 4.4 选择控制系统设计 (Ⅺ) 五课程设计体会 (Ⅻ) 六参考文献 (ⅩⅢ)
一概述 锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数（2.45Mpa- 27MPa ，400℃-570℃），并对外输出热能的特种设备。锅炉控制的主要目的是调节锅炉出口的蒸汽压力、流量和温度，使其达到所希望的数值。为此，需要对燃料、空气和水三者的量进行调节。锅炉是一个复杂的系统，对锅炉工况造成影响的因素之一是来自外部和内部的扰动，如燃料发热量的变化或热力系统工况的变化等。控制器或控制系统根据锅炉出口蒸汽参数实际值偏离其设定值的大小和方向，调节燃料量、空气量和水量，使锅炉出口参数与其所希望的值相一致。 锅炉除配有相应的仪表系统外，主要有以下控制系统：汽包液位控制系统；燃料控制系统；过热器和再热器出口蒸汽温度的控制系统；燃烧器程序控制系统等等。不同类型的锅炉，尽管其控制系统不尽相同，但是它们的工作原理大体是相同的。 而其中最重要的系统是燃烧控制系统。其主要功能是控制炉膛的燃料的空气的输入量，或控制燃烧率，以适应锅炉负荷的变化。对锅炉运行和控制系统来说，锅炉出口蒸汽压力的变化经常作为燃料量的输入和蒸汽量的输出之间不平衡的一个标志。引起蒸汽压力变化的因素很多，其中主要的扰动量是燃料量（内扰）和蒸汽量的变化（外扰）。燃烧控制系统的基本要求是：迅速适应外界负荷需求的变化；及时消除锅炉燃料侧的自发扰动；维持调节过程中各被调量在允许的范围内；保证锅炉运行的安全性和经济性。燃料控制系统一般包括燃料控制、引风控制和鼓风控制三个子系统。 燃料控制子系统中，蒸汽压力的实际值相对于其设定值的偏差输入到蒸汽压力控制器，经控制运算后输出调整锅炉燃烧率的指令信号；燃烧控制器根据锅炉燃烧率的指令信号的变化调整入炉燃料量。 同时，锅炉燃烧率的指令信号也加入到鼓风控制子系统中，对鼓风量进行调整。为保证燃烧的过程的经济性，即保证燃烧过程合适的燃料和风量的比值，常采用具有烟气氧量校正调节的鼓风控制系统，形成有燃料量前馈调节的串级控制系统，在保证送风量与燃料量基本成比例的粗调的基础上，进一步通过氧量校
电液比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，应用领域日益拓宽。近年研发生产插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。特别是电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。 2 工程机械电液比例阀种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点，以结构形式划分电液比例阀主要有两类：一类是螺旋插装式比例阀（screwin cartridge proportional valve），另一类是滑阀式比例阀（spool proportional valve）。 螺旋插装式比例阀是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件，螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点，近年来工程机械上应用越来越广泛。常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例阀主比例节流阀，它常它元件一起构成复合阀，对流量、压力进行控制；三通式比例阀主比例减压阀，也是移动式机械液压系统中应用较多比例阀，它主对液动操作多路阀先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先导阀，它比手动先导阀具有更多灵活性和更高控制精度。可以制成如图1所示比例伺服控制手动多路阀，不同输入信号，减压阀使输出活塞具有不同压力或流量进而实现对多路阀阀芯位移进行比例控制。四通或多通螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独控制。 滑阀式比例阀又称分配阀，是移动式机械液压系统最基本元件之一，是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换控制元件，它保留了手动多路阀基本功能，还增加了位置电反馈比例伺服操作和负载传感等先进控制手段。它是工程机械分配阀更新换代产品。 出于制造成本考虑和工程机械控制精度要求不高特点，一般比例多路阀内不配置位移感应传感器，具有电子检测和纠错功能。，阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响，操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界干涉影响。近来，电子技术发展，人们越来越多采用内装差动变压器（ＬＤＶＴ）等位移传感器构成阀芯位置移动检测，实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成高度集成比例阀，具有一定校正功能，可以有效克服一般比例阀缺点，使控制精度到较大提高。 3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术 节约能量、降低油温和提高控制精度，同时也使同步动作几个执行元件运动时互不干扰，现较先进工程机械都采用了负载传感与压力补偿技术。负载传感与
习题四 4-1在图示回路中，若溢流阀的调整压力分别为p Y1=6MPa，p Y2=4.5MPa。泵出口处的负载阻力为无限大，试问在不计算管道损失和调压偏差时： 1）换向阀下位接入回路时，泵的工作压力为多少？B点的压力为多少？ 2）换向阀上位接入回路时，泵的工作压力为多少？B点的压力又是多少？ 解：1）换向阀下位接入回路时，负载无限大，溢流阀p y1打开，p B=p p= 6 MPa 2）换向阀上位接入回路时，负载为0，顺序阀开启，p B=4.5 MPa，p p=4.5MPa 4-2 如图示简化回路中，缸1为进给缸，缸2为夹紧缸，已知液压缸1无杆腔的面积为A1=20×10-4m2，负载F1=6000N，溢流阀的调整压力为p y=3.5MPa，减压阀压力调整值2MPa，两缸的动作按顺序进行： （1）缸2空载接近工件； （2）缸2完成加紧工件； （3）电磁阀得电，缸1空载运行到工作位置； （4）电磁阀保持得电，缸1工作进给运动。 分析在上述4个动作过程中图中a、b、c点处的压力值各为多少？
解：（1）缸2空载接近工件时，p c = 0MPa ，p b = 0MPa ，p a =0MPa ， （2）缸2完成加紧工件，负载无限大，但是由于减压阀的作用， 故p b = 2MPa ，p c = 2MPa ， 而此时溢流阀工作，p a = 3.5MPa, （3）液压缸1工作时压力p 1= F 1/ A 1=3 MPa 电磁阀得电，缸1空载运行到工作位置， 故p a = 0MPa ，p b = 0MPa ， 由于单向阀的作用 ，p c = 2MPa ， （4）电磁阀保持得电，缸1工作进给运动， 液压缸1工作时压力p 1= F 1/ A 1=3 MPa ，则p a = 3MPa ； 减压阀工作，则p b = 2MPa, p c = 2MPa 4-3如图所示的液压系统，相同的两个液压缸的无杆腔有效面积为A 1= 10×10-3m 2，缸I 的负载F=3.5×104N ，缸Ⅱ运动时负载为零，不计摩擦阻力，惯性力和管路损失。溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4.0MPa ，3.0MPa 和2.0MPa 。求下列三种情况下A 、B 和C 点的压力。 1）液压泵启动后，两换向阀处于中位。 2）1YA 通电，液压缸I 活塞移动时及活塞运动到终点时。 3）1YA 断电，2YA 通电，液压缸Ⅱ活塞运动时及活塞杆碰到固定挡铁时。 1
内蒙古科技大学过程控制课程设计论文 题目：热电厂锅炉蒸汽压力 控制系统设计 学生姓名：张春霞 学号：0867112218 专业:测控技术与仪器 班级:测控08—2班 指导教师：李忠虎教授
2011年8月30日 热电厂锅炉蒸汽压力控制系统设计 摘要 本设计以包钢热电厂的锅炉蒸汽压力控制部分为研究对象,应用所学专业知识设计控制系统。热电厂的三大主机包括：锅炉、汽轮机、汽轮发电机。热电厂锅炉主要任务是加热蒸汽,蒸汽可直接进入生产系统或者进入汽轮机发电。蒸汽压力是衡量锅炉的蒸汽生产量与负荷设备的蒸汽消耗量是否平衡的重要指标，是蒸汽的重要工艺参数.蒸汽压力过低或过高,对于金属导管和负荷设备都是不利的。压力过高，会导致锅炉受损；压力过低,就不可能提供给负荷设备负荷质量的蒸汽；因此,控制蒸汽压力是安全生产的需要，也是保证燃烧经济性的需要。
关键词:热电厂；锅炉；蒸汽压力；控制系统
目录 摘要 ............................................... 错误!未指定书签。关键词 ............................................. 错误!未指定书签。引言 ............................................... 错误!未指定书签。 第一章工艺流程介绍 ................................. 错误!未指定书签。 1。1热电厂的工艺流程............................ 错误!未指定书签。 1.1.1化学水处理工序......................... 错误!未指定书签。 1.1.2输煤工序............................... 错误!未指定书签。 1。1.3锅炉工序.............................. 错误!未指定书签。 1.1。4汽机工序.............................. 错误!未指定书签。 1.2锅炉的工艺流程............................... 错误!未指定书签。第二章控制方案整体设计思路 ......................... 错误!未指定书签。 2.1锅炉汽包水位控制............................. 错误!未指定书签。 2.2蒸汽过热系统的控制........................... 错误!未指定书签。 2。3锅炉燃烧过程的控制.......................... 错误!未指定书签。第三章蒸汽压力控制方案的设计过程 ................... 错误!未指定书签。 3.1蒸汽压力调节对象的特性....................... 错误!未指定书签。 3。2控制系统的选择.............................. 错误!未指定书签。 3.3系统仪表选型................................. 错误!未指定书签。 3。3.1压力传感器的选择...................... 错误!未指定书签。 3.3。2流量计的选型.......................... 错误!未指定书签。 3.3。3控制器的选择.......................... 错误!未指定书签。 3.3.4控制阀的选择........................... 错误!未指定书签。 3。3。5主副调节器正反作用的选择............. 错误!未指定书签。
目录 1 热电厂的生产工艺 (1) 1.1锅炉简介................................................................................................... .. (1) 1.2工艺流程简介 (1) 2 锅炉蒸汽出口压力控制重要性 (2) 2.1控制重要性 (2) 2.2控制要求 (2) 3 锅炉出口压力控制系统的设计 (3) 3.1蒸汽出口压力分类 (3) 3.2蒸汽出口压力控制系统分析 (4) 3.3燃烧控制基本控制方案 (4) 3.4控制系统方框图 (5) 4 控制方案及仪表的选型 (6) 4.1蒸汽压力变送器选择 (6) 4.2燃料流量变送器的选用 (6) 4.3含氧量检测器 (7) 4.4控制阀的选择 (8) 5 系统参数整定和仿真 (9) 5.1PID参数对控制性能的影响 (9) 5.2用试凑法确定PID控制器参数 (9) 5.3系统的仿真 (10) 6 课程设计总结 (12) 参考文献
1 热电厂的生产工艺 1.1锅炉简介 锅（汽水系统）：由省煤器、汽包（汽水分离器）、下降管、联箱、水冷壁，过热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。 炉（燃烧系统）：由炉膛、燃烧器、点火装置、空气预热器、烟风道及炉墙，构架等组成. 锅炉是工业生产过程中必不可少的重要动力设备。它通过煤、油、天然气的燃烧释放出的化学能，通过传热过程把能量传递给水，使水变成水蒸气。这种高压蒸汽即可以作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发过程的能源，又可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源。随着石油化学工业生产规模的不断扩大，生产过程不断强化，生产设备的不断更新，作为全厂动力和热源的锅炉，亦向着高效率，大容量发展。为确保安全，稳定生产，对锅炉设备的自动控制就显得十分重要 1.2工艺流程简介 热电厂是利用煤和天然气作为燃料发电，产汽的，这也是目前世界上主要的电能生产方式。给水经给水泵、给水控制阀、省煤器进入锅炉的汽包，燃料和热空气按一定的比例送入燃烧室内燃烧，生成的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽Ds。然后经过热器，形成一定气温的过热蒸汽D，汇集至蒸汽母管。压力为Pm的过热蒸汽，经负载设备控制供给负荷设备用。与此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风机送往烟囱，排到大气。图1.2给出了一个20T/h 工业燃煤锅炉工艺流程图。
液压控制阀的研究与设计 第1章绪论 液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的10%~20%左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。 液压传动设备一般由四大元件组成，即动力元件——液压泵；执行元件——液压缸和液压马达；控制元件——各种液压阀；辅助元件——油箱、蓄能器等。 液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向，压力和流量；实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。 1.1 液压技术的发展历史 液压传动理论和液压技术发展的历史可追溯17世纪，当时的荷兰人史蒂文斯（Strvinus）研究指出，液体静压力随液体的深度变化，与容器的形状无关。之后托里塞勒(Torricelli)也对流体的运动进行研究。17世纪末，牛顿对液体的粘度以及浸入运动流动体中的物体所受的阻力进行了研究。18世纪中叶，伯努利提出的流束传递能量理论及帕斯卡提出的静压传递原理，使液压理论有了关键性的进展。1795年英国伦敦的约瑟夫.布拉默(Joseph Bramah 1749~1814)创造了世界上第一台水压机——棉花、羊毛液压打包机。1905年，詹尼（Janney）设计了一台带轴向柱塞泵的油压传动与控制装置，并于1906年成功地应用在弗吉尼亚号战舰的炮塔俯仰、转动机构中。1936年，哈里.威克斯（Harry Vikers）提出了包括先导式溢流阀在内的些液压控制元件有力地推动了液压技术的进步。1958年美国麻萨诸塞州理工学院的布莱克本（Blackburn）、李诗颖创造了电液伺服阀，并于1960年发表了对液压技术有杰出贡献的论著——《流体动力控制》。 现在由于微型计算机与液压技术日益密切的结合，对液压控制阀提出了更高、更新的要求，液压控制已开始形成了一个分支学科，继续不断不断地向高、精、尖的方向发展。 1.2 我国液压阀技术的发展概况 我国的液压工业及液压阀的制造，起始于第一个五年计划（1953~1957年），期间，由于机床制造工业发展的迫切需求，50年代初期，上海机床厂、天津液压件厂 - 1 -
电液阀 电液阀是由电磁先导阀控制膜片运动的液动阀。电液阀能手动控制和自动控制，由控制器控制，能进行自动调节，实现恒流功能；能多段开、闭阀门，消除水击现象，特别适用于石油化工等行业，以实现对输送介质流量的自动控制。 DYF型多功能电液阀结构原理图 如图所示为由一个常开电磁阀和一个常闭电磁阀组成的DYF型多功能电液阀结构原理图。常开电磁阀装在控制回路的上游管路上，常闭电磁阀装在控制回路下游管路上，当两电磁阀线圈通电后，常开电磁阀关闭，常闭电磁阀打开，上游的高压管路被挡住，膜片下部压力高于上部压力，主阀套中的介质通过常闭电磁阀排到下游管路，主阀被打开。相反，当两电磁阀线圈断电后，常开和常闭的电磁阀分别处于打开和关闭状态，上游的高压引入主阀套中，使膜片通过上、下压力相等，在弹簧力作用下，高压端介质通过常开电磁阀注入主膜中，主阀被关闭。 在主阀打开和关闭过程中，常开电磁阀通电，常闭电磁阀断电。这时，两电磁阀均处于关闭状态，压力被藏聚在主阀套中，使得主阀由于液压差而被锁在固定的打开位置，保持了一个恒定的流量。当工作条件变化引起流量变化时，控制器给相应电磁阀线圈通电，就能重新调到设定的流量值。 电液阀在控制回路中装有二个球阀作为主阀的响应阀，其中一个是开启调
节阀，另一个是关闭调节阀。使用过程中，可根据介质粘度和压力，调整两球阀的开启度就能微调主阀的启闭时间，以达到消除水击的目的。 多功能电液阀的功能特点： （1）可多段开、闭，消除水击。对于一个一般的发油系统，水击的冲击压力往往超过管路上相关设备的最高限压，有时甚至达3倍以上。这就足以使管路上的泵、阀、流量计、压力计、过滤器等设备遭到不同程度的破坏，导致寿命缩短，动作出错，严重时使作业瘫痪。DYF型多功能电液阀是消除水击的理想阀门，它的启、闭时间连续可调（从2s到无限长）。根据实际使用得知：一般情况下，开阀时间调到2s左右，关阀时间调到4s~5s即可基本消除水击现象。 （2）可控调节，实现恒流。由控制器控制常开和常闭两个电磁阀通、断电，可以使电液阀的开度任意调节，从而使其输出的流量按需变化。如果需恒定流量，只要流量信号反馈给控制器，控制器就能通过调节两电磁阀，使用权输出流量保持恒定。 （3）利用介质压力，开启压力小。 （4）使用寿命长。 （5）控制回路简单，维修方便。 （6）无填料密封，密封可靠。 （7）可水平、垂直安装，适用范围广。
基于变频控制技术的压力调节方法的研究与实现 摘要：长期以来，习惯于利用步进电机来控制电动调节阀，以实现压力、温度和液位等参数的自动控制。本文提出了一种利用变频器控制压力调节阀的方法，它具有实现简单、控制精确、价格低廉的特点。本方法的具体实现是利用PC微机与变频器之间的RS485通信，编写应用程序控制变频器的输出频率、输出相序和输出时间，以此来控制压力调节阀的开关，并结合压力传感器将系统压力传入PC微机，形成一个闭环控制系统。经实验测定表明可以达到预期的目的。 Abstract：People always use step motor to adjust the parameter such as pressure, temperature and the level of liquid. This article put forward a method using transducer to control the pressure adjuster, it has the virtues of simpleness, precision and low price. The method uses RS485 Bus between the PC and the transducer, programs the computer to change the output of the transducer to control the open and close of the electric adjuster, besides, uses pressure transmitter to form a closed control loop. 关键词：变频器电动调节阀压力调节阀 RS485总线 Key Words：Transducer，Electric Adjuster，Pressure Adjuster，RS485 Bus 1前言 某上个世纪80年代建造的钻井泵综合实验设备，限于当时的技术水平，其钻井泵出口压力的调节用一台三相电机通过减速器与一压力调节阀的阀杆连接，采用手动控制三相电机的起停和正反转，从而带动阀门的开启、关闭和定位来实现。显然，这种压力调节控制方法其操作控制的难度较大，系统压力难以精确调节控制，存在较大的危险性，所以需要重新设计，全面改造。为了减少资金投入，利用原系统的普通控制电机和高压压力调节阀，设计了一种用变频器调节控制电机的转速、转向和转动时间的方法来控制压力调节阀
河南xxx工业有限责任公司 锅炉房3台10T蒸汽锅炉自控系统 控 制 方 案 xxxx电气系统有限公司
一：概述 xxxx电气有限公司是暖通、供暖节能、锅炉、热能设备等领域自动化控制的高科技股份制公司，是国内最大的锅炉电脑控制器厂家。 xx公司于1995年在全国率先推出锅炉电脑控制器，至今已发展到全系列燃煤、燃油(气)和电热锅炉的电脑控制、PLC控制、小型和大型DCS控制和供暖节能控制，控制锅炉的吨位达到150t/h，并且始终保持技术领先地位。目前xx公司产品已遍布全国，部分出口国外，近1000家国内锅炉厂和11家外资锅炉厂配套使用，已成为我国锅炉控制的主流产品和著名品牌，是中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位。 公司资质： 中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位 省级高新技术企业 国家级高新区企业 计算机软件企业 中国锅炉行业协会团体会员 二、控制对象和设备 10T燃油气两用饱和蒸汽锅炉3台，每台包括： ●程控器外置式燃烧器1台；风机功率12KW， ●给水泵2台，功率15kw（一主一备）； ●循环泵 ●节能泵 由上述设备组成锅炉补水及蒸汽负荷输出系统。 三、关于标准 1、目前尚无锅炉控制器的国家标准或行业标准，我公司执行的是xxxx公司企业标准Q/3201RTG01-2000，是 目前国内唯一具有企业标准的锅炉电脑控制厂家。 2、我国工业锅炉控制装置的行业标准正在制定中，我公司为该标准的第一起草单位。 3、本控制方案依照国家有关标准和规程及xxxx公司企业标准编制，全面满足招标方要求。 四：系统设计原则 我方在进行本控制系统设计时，将严格遵循以下系统设计原则：
电液阀 2.2.1工作原理 FBDF系列数控电液阀由一只二通常开电磁阀、一只二通常闭电磁阀、2只 3/8”小球阀(针阀)组合而成（如图所示），常开电磁阀装在被控制回路的上游管路上，常闭电磁阀装在被控制回路的下游管路上。 在管道输送介质过程中，当需要开启阀门时，由计算机发出阀门开启信号，常开电磁阀通电（关闭），同时常闭电磁阀通电（开启）。这时，由上游通向主阀膜片上的腔室通道被截止，主阀膜片上腔室通向下游的通道被导通。此时，膜片下部的压力高于上部压力，主阀膜片上的腔室的介质通过常闭电磁阀通道排向下游管道，主阀被打开。 当需要关闭阀门时，由计算机发出阀门关闭信号，常开电磁阀断开（开启），同时常闭电磁阀断开（关闭）。这时，由上游通向主阀膜片上的腔室的通道被导通，主阀膜片上的腔室通向下游的通道被截止。上游的高压介质通过常开电磁阀进入主阀膜片上的腔室。此时，膜片上、下部压力相等，在弹簧力的作用下使主阀关闭。 在主阀开启和关闭过程中，常开电磁阀通电（关闭），常闭电磁阀断电（关闭）。这时，上、下游通道均处于截止状态，介质压力被截聚在主阀膜片上腔室内，使得主阀由于液压差而被锁死在固定的打开位置上，从而保持了主阀出口送出一个恒定的流量。当上游流量发生变化时，由计算机根据流量仪的反馈信号给相应的电磁阀发出信号，就能重新自动调节到预先设定的流量值。 FBDF系列数控电液阀在被控制回路中装有二只小球阀(针阀)作为主阀的响应阀，装在上游被控制回路中的一只为关闭调节阀，装在下游被控制回路中的一只为开启调节阀。可根据介质的粘度和使用的实际管道压力，分别调节二只小球阀(针阀)的开度就能微调主阀的开启和关闭；小球阀(针阀)关闭程度不超过满量程的4/5。 FBDF系列数控电液阀在下控制回路中还装了一只小球阀作为手动控制阀，当断电或电磁阀不能工作时，人工操作该阀就能使主阀开启或关闭；也可检测阀芯膜片是否损坏。
第31卷第9期2014年9月 机电工程 Journal of Mechanical ＆Electrical Engineering Vol．31No．9Sep．2014 收稿日期：2014－04－18 基金项目：国家自然科学基金资助项目（51175101） 作者简介：符海（1989－），男，四川巴中人，主要从事机械电子工程专业、流体控制及自动化方面的研究．E-mail ：fuhai19890909@163．com 通信联系人：李松晶，女，教授，博士生导师．E- mail ：lisongjing@hit．edu．cn DOI ：10．3969/j．issn．1001－4551．2014．09．001 基于AMESim 的新型PDMS 微阀动态特性仿真研究 * 符 海，刘旭玲，许宏光，李松晶 * （哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150001） 摘要：针对一种新型的可用于气动微流控芯片气压控制的电磁致动微阀的进一步研究和应用问题，在阐述了其结构和工作原理的基础上，利用AMESim 软件建立了相应的动态仿真模型，对其流量、压力动态特性进行了分析，并且给出了该种微阀和传统气动电磁阀的流量、压力动态特性的对比分析结果。该种新型的电磁致动微阀由微流控芯片的上层PDMS 平膜、具有微流道的下层PDMS 厚膜和电磁致动器构成，电磁致动器通过安装在阀座上的玻璃片与PDMS 微流控芯片实现了集成。而且，采用这种集成化的新型微阀的控制方式相较于传统采用气动电磁阀的控制方式，具有成本低、体积小、易于与微流控芯片集成等优点。研究结果表明，采用这种新型PDMS 微阀对微流控芯片进行驱动和控制可以获得较好的动态特性，并且该研究对电磁致动微阀的进一步研究和应用提供了一定的理论指导。关键词：气动微流控芯片；AMESim 仿真；气压控制；聚二甲基硅氧烷中图分类号：TH137 文献标志码：A 文章编号：1001－4551（2014）09－1103－04 Dynamic simulation on new type of PDMS microvalve based on AMESim FU Hai ，LIU Xu-ling ，XV Hong-guang ，LI Song-jing （School of Mechatronics Engineering ，Harbin Institute of Technology ，Harbin 150001，China ） Abstract ：Aiming at further researches and applications of a new type microvalve which can be used in pneumatic pressure control for lab-on-a-chip applications ，on the basis of descriptions of its structure and working principle ，an analysis of its flow and pressure dynamic character-istics ，a corresponding simulation model with the use of the software AMESim and dynamic simulation were carried out．As a comparison a same analysis of traditional solenoid valve was given ，as well．The new type microvalve is made up of upper layer PDMS flat film ，lower layer PDMS thick film with microchannels in microfluidic chip and electromagnetic actuator．The electromagnetic actuator was integrated into the PDMS microfluidic chip by bonding the glass on the valve seat to the PDMS chip．Besides ，the new PDMS microvalve's advantages such as lower cost ，smaller size and easier integration with the microfluidic chip and so on than the traditional control method with pneumatic solenoid valves were described．The results indicate that it has good dynamic characteristics to drive and control the microfluidic chip with the new PDMS microvalve and provide a theoretical guidance for further researches and applications of this microvalve．Key words ：pneumatic microfluidic chip ；AMESim simulation ；pressure control ；PDMS 0引言 微流控芯片实验室又称芯片实验室（Lab-on-a-Chip ）或微流控芯片（Microfluidic Chip ），指的是把生物和化学等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成或者基本集成到一块几个平方厘米（甚至更小）的芯片上，由微通道形成网络，以控 制流体贯穿整个系统，用以取代常规生物或化学实验室的各种功能的一种技术 ［1］ 。微流控芯片是微电子、 生物和化学等技术相结合的产物，目前，它已被广泛应用于生物、化学、医学等行业中的临床分析及疾病检测、环境监测、核酸和蛋白质分析以及细胞和离子的检测等多方面，并且形成了多学科交叉的一个研究热点，被列为21世纪最为重要的前沿技术之一。