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目录1 引言 (1)1.1 论文选题背景 (1)1.2 锅炉汽包给水系统 (1)1.2.1 工作过程 (1)1.2.1 控制对象及控制任务 (1)2 给水控制基本方案 (2)2.1 单冲量控制系统 (2)2.2 双冲量控制方案 (3)2.3 三冲量控制系统 (4)2.4 几种控制方案的比较 (4)2.5 最优方案 (5)3 系统的实现 (6)3.1 引起“虚假水位”原因分析 (6)3.2 汽包水位检测元件 (7)3.2.1 测量的问题 (7)3.2.2 检测元件的型号选择 (8)3.2 给水阀的选择 (8)3.2.1 气开气关的选择 (8)3.2.2 调节阀的型号选择 (8)3.3 调节器的选择 (9)3.3.1 控制规律与正反作用确定 (9)3.3.2 调节器的型号选择 (10)3.3 流量检测元件的选择 (10)3.4 仪器仪表清单 (11)4 结束语 (12)参考文献 (13)附录...................................... 错误!未定义书签。
1 引言1.1 论文选题背景锅炉是典型的复杂控制系统，其中锅炉汽包水位是锅炉运行中的重要参数，同时，它还是衡量锅炉汽水系统物质是否平衡的标志，维持锅炉汽包水位在规定的范围内，是锅炉正常运行的主要指标之一。
因此要时刻掌握锅炉汽包的液位情况，研究汽包液位的检测原理，保证仪表检测装置的检测精度是非常有必要的。
1.2 锅炉汽包给水系统1.2.1 工作过程给水由给水泵打入省煤器以后，在此加热成为汽包工作压力下的饱和水，进入汽包，然后沿下降管进入炉膛四周的水冷壁，在此吸收炉膛中的热量汽化后沿上升管回到汽包，从汽包中分离出的饱和蒸汽进入过热器，进一步吸收烟气中的热量变成过热蒸汽，送往汽轮机中做功。
如图1所示锅炉给水系统结构。
1.2.1 控制对象及控制任务汽包水位反映了锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关系。
维持汽包水位正常是保证锅炉和汽轮机安全运行的必要条件，这是因为：①汽包水位过高，会影响汽包内汽水分离装置的正常工作，造成出口蒸汽水分过多而使过热器管壁结垢，容易烧坏过热器，也会使饱和水蒸气温度急剧下降，该过热蒸汽作为气轮机动力的话，将会损坏气轮机叶片，影响运行的安全性和经济性。
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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火力发电厂汽包锅炉给水自动控制【摘要】工业锅炉的汽包水位是运行中的一个重要参数，维持汽包水位是保持汽轮机和锅炉安全运行的重要条件，锅炉汽包水位过高会造成汽包出口蒸汽中水分过多，使过热器受热面结垢而导致过热器烧坏，同时还会使过热汽温急剧变化，直接影响机组运行的经济性和安全性；汽包水位过低则可能导致锅炉水循环工况破坏，造成水冷壁管供水不足而烧坏。
【关键词】汽包水位;动态特性;给水全程控制;三冲量1.串级三冲量给水控制如今的汽包水位自动控制基本上都是通过分散控制系统（DCS）来实现的，而控制策略基本上已串级三冲量给水控制为主，单回路调节已不能适应大型锅炉汽包水位的控制，如今已很少采用，串级三冲量给水控制由于引入了蒸汽流量和给水流量信号，对快速消除，平衡水位有着明显的效果，因此被广泛采用。
1.1串级三冲量给水控制系统工作原理如图4.1所示，串级三冲量给水控制系统由主调节器PI1(控制器1)和副调节器PI2（控制器2）串联构成。
主调节器接受水位信号Hf为主控信号，其输出去控制副调节器。
副调节器接受主调节器信号IH外，还接受给水量信号IW和蒸汽流量信号ID。
副调节器的作用主要是通过内回路进行蒸汽流量D和给水流量W的比值调节，并快速消除水侧和汽侧的扰动。
主调节器主要是通过副调节器对水位进行校正，使水位保持在给定值。
串级三冲量给水控制系统有以下特点：①两个调节器任务不同，参数整定相对独立。
主调节器的任务是校正水位，副调节器的任务是迅速消除给水和蒸汽流量扰动，保持给水和蒸汽量平衡。
给各整定值的整定带来很大的便利条件。
②在负荷变化时，可根据对象在内外扰动下虚假水位的严重程度来适当调整给水流量和蒸汽流量的作用强度，更好的消除虚假水位的影响，改善蒸汽负荷扰动下水位控制的品质。
给水流量和蒸汽流量的作用强度之间是相互独立的，这也使整定工作更加方便自由。
图1.1 单冲量/三冲量全程给水控制系统原理1.2信号的静态配合问题如图五可以看出，在副调节器的入口△W=IH+ID-IW-IO。
目录引言 (1)第一章第一章给水控制系统的动态特性 (3)1.1锅炉给水控制系统的任务 (3)1.2 给水控制对象和各种扰动下水位变化的动态特性 (3)1.2.1 给水控制对象的动态特性 (3)1.2.2 各种扰动下水位的动态特性 (5)第二章给水自动控制系统的基本要求和基本结构 (9)2.1 给水控制系统的基本要求 (9)2.2 给水控制系统的基本结构及分析 (9)2.2.1 单冲量给水控制系统 (9)2.2.2 前馈-反馈三冲量给水控制系统 (10)2.2.3 串极三冲量给水控制系统分析 (16)第三章给水控制系统的无扰切换 (20)3.1 测量信号的自动校正 (20)3.1.1 水位信号的压力校正 (20)3.1.2 过热蒸汽气流信号的压力、温度校正 (22)3.1.3 给水流量信号的温度校正 (23)3.2 给水控制系统的切换 (24)3.2.1 给水流量测量装置切换系统 (24)3.2.2 大小给水调节阀门的切换 (28)3.2.3 系统的无扰切换 (29)第四章系统的参数整定及MATLAB仿真 (32)4.1 控制系统的参数整定方法 (32)4.1.1 广义频率特性法 (32)4.1.2 工程整定法 (33)4.2 调节器的选取 (35)4.3 参数整定及MATLAB仿真 (36)4.3.1 单冲量调节系统的参数整定及MATLAB仿真 (36)4.3.2 串级三冲量调节系统的参数整定 (37)4.3.3 整个系统和各种扰动量下的SIMULINK结构图和仿真图 (41)结论 (45)参考文献 (46)谢辞 (47)引言自动控制技术在工程和科学发展中起着极为重要的作用，在火电厂的生产过程中也采用了自动控制技术。
在火电厂的生产过程中采用的热工自动控制系统，是伴随着社会对电能需求的日益增加、单机容量的日益扩大和自动控制技术在火力发电厂中应用的深度与广度与日俱增而逐步发展起来的。
电厂热工自动化水平的高低是衡量电厂生产技术的先进与否和企业现代化的重要标志。
第五章汽包锅炉给水自动控制系统5-1 前馈--反馈调节系统一.前馈--反馈调节原理反馈调节系统特点：事后控制，反馈校正。
调节过程中被调量的动态偏差较大,且调节过程也较长。
前馈调节系统特点：直接根据扰动进行调节,减小动态偏差。
()yxW s()oxW s()bxW sxu y1.定义直接根据造成被调量偏差的原因进行调节的系统,称为前馈调节系统。
2.前馈的类型及整定前馈调节的类型：很多,因而()b SW的规律不同。
不变性原理：设计前馈补偿器,使被调量y与扰动无关。
(a)扰动有单独通道()()()()0()()yxyx b o boW sW s W s W s W sW s+=⇒=-(b) 扰动作用在对象之前补偿作用在调节器之前。
例如:喷水压力改变时对温度的影响。
()()()()()10()()1()()()o b a o b a o a W s W s W s W s Y s W s X s W s W s W s +==⇒=-+(c) 扰动有单独通道,补偿作用在调节器之后()()()()()0()()1()()()yx b o yx b a o W s W s W s W s Y s W s X s W s W s Wo s +==⇒=-+(d) 扰动有单独通道,补偿在调节之前()()()()()()0()()1()()()()yx a b o yx b a o a W s W s W s W s W s Y s W s X s W s W s W s Wo s +==⇒=-+前馈一般不能做到完全补偿。
常用静态前馈或者一些特定形式的动态前馈。
(a) 静态前馈即根据不变性原理求出()b S W ,用其静态放大系数作为补偿装置,它是一个比例环节: ()0|b b S s k W →=(b) 动态前馈直接根据不变性原理求得。
在热工过程控制中常用:211()1b bT s W s k T s +=+-----超前—滞后环节()0|b b S s k W →=当21T T >时 ,超前补偿(PD 作用) 当12T T >时,滞后补偿(PI 作用)21T T >tktk 12211(0)lim ()lim ()b b S S T y SY S SW S k S T →∞→∞===01()lim ()b b S y SW S k S→∞==3. 存在缺点:(1) 只能针对一种或者几种典型扰动设计()b W s ,然而生产过程中扰动因素很多,因而调节效果受到限制. (2) 对不可测量的扰动,无法实现补偿. (3) 不能做到完全补偿,实现复杂,采用b k 或者2111bT sk T s++近似补偿. 前馈—反馈调节系统：必须将前馈和反馈结合起来进行调节,利用前馈来减小扰动对被调量的影响,而反馈作用保障被调量等于给定值.二.前馈—反馈调节系统. 1.概念r y前馈控制:作用是有效抑制主要扰动,开环控制。
