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锅炉汽包水位控制系统（SP=70CM学生学号： __________学生姓名： ______________专业班级： __________分院：机电工程学院______指导教师： ______________起止日期：2008.12.27〜2009.1.08中国计量学院Chi na Jilia ng Uni versity课程设计任务书 (4)第一章课程设计的目的 (5)第二章目前锅炉汽包水位控制现状 (6)2.1. 单冲量控制 (6)2.2三冲量控制 (6)2.3模糊控制 (7)第三章系统工艺过程 (8)3.1保持汽包水位正常 (8)3.2保持给水流量稳定 (8)第四章控制方案的确定和要求 (9)4.1. 单冲量水位控制系统 (9)4.2. 三冲量控制系统 (9)4.3. 系统控制方法确定 (10)4.4系统要求： (11)第五章设备选型和仪表规格表 (12)5.1对流量信号输入、通讯和变送采用AI-808H型仪表： (12)5.2. .............................................................................................................................................. 采用CAP-3011型智能电容液位计：. (13)5.3仪表规格表 (13)第六章系统的监控软件组态 (15)6.1. 三维力控组态： (15)6.2. 系统组态： (15)第七章软件功能介绍 (16)7.1. .............................................................................................................................................. 软件主界面：. (16)7.2功能报表： (16)7.3. 趋势曲线： (17)7.4 报警： (17)7.5设定值的设定（SP=70cn） : (17)7.6策略控制生成器： (19)7.7 DDE 通信： (19)第八章系统仿真和结果分析 (20)8.1系统在matlab7.0下simulink中的仿真框图： (20)82仿真曲线如下（输入为最终值为1的阶跃相应）： (20)8.3. .............................................................................................................................................. 结果分析 (21)第九章设计体会 (22)参考文献： (22)课程设计任务书一、设计题目：基于PID的锅炉汽包水位控制系统二、设计目的1. 掌握三维力控组态软件的应用及其策略控制生成器的开发。
设计基于PLC 的锅炉控制系统需要考虑到控制逻辑、传感器选择、执行器配置、人机界面以及安全性等多个方面。
以下是一个基本的PLC 锅炉控制系统设计方案：1. 控制逻辑设计：-设定温度和压力设定值，根据实际情况设定控制策略。
-设计启动、停止、调节锅炉火焰和水位控制等具体操作逻辑。
2. 传感器选择：-温度传感器：用于监测锅炉管道和水箱的温度。
-压力传感器：监测锅炉的压力情况。
-液位传感器：监测水箱水位，确保水位在安全范围内。
-其他传感器：根据需要选择氧含量传感器、烟气排放传感器等。
3. 执行器配置：-配置控制阀门、泵等执行器，用于控制水流、燃料供应、风扇转速等。
-确保执行器与PLC 的通讯稳定可靠，实现远程控制和监控。
4. 人机界面设计：-设计人机界面，包括触摸屏或按钮控制板，显示关键参数和状态信息。
-提供操作界面，方便操作员设定参数、监控运行状态和进行故障诊断。
5. 安全性设计：-设计安全保护系统，包括过压保护、过温保护、水位保护等，确保锅炉运行安全。
-设置报警系统，当参数超出设定范围时及时警示操作员。
6. 通讯接口：-考虑与其他系统的通讯接口，如SCADA 系统、远程监控系统等，实现数据传输和远程控制。
7. 程序设计：-使用PLC 编程软件编写程序，包括控制逻辑、报警逻辑、自诊断等功能。
-测试程序逻辑，确保系统稳定可靠，符合设计要求。
以上是基于PLC 的锅炉控制系统设计方案的基本步骤，具体设计还需根据实际情况和需求进行调整和优化。
在设计过程中，还需遵循相关标准和规范，确保系统安全可靠、运行稳定。
基于PLC的蒸汽锅炉控制系统的设计摘要：目前，随着工业的发展，锅炉作为能源转化的重要动力设备之一，其主要作用体现在城市供热和现代化工业生产中。
由于我国目前多数主流锅炉自动化控制水平不高，许多问题接踵而至，比如能源转化率低，导致资源浪费和环境污染；工人的操作水平参差不齐，导致各种安全隐患等。
通过现代化控制手段改造锅炉的燃烧系统，可以提高能源转化率，有效减少资源的浪费。
利用上位机实时监控生产全过程，降低风险，减少一线人员的工作量。
这样在节约能源的同时，也保证了生产运行的安全。
关键词：PLC；蒸汽锅炉；控制系统引言在工业生产阶段，应用与之相匹配的设备不仅能够有效提高生产效率，更能实现对成本的合理缩减。
尤其是在锅炉生产中，安全指标的提升逐渐成为长远发展的关键点，蒸汽锅炉的正确使用也就显得尤为重要。
以技术发展为依托，蒸汽锅炉的PLC系统抓紧被应用到实践生产中，这就大大提高了自动化发展能效。
但是蒸汽锅炉的自动化水平与预期目标之间存在显著差距，相对的能源消耗量大、参数缺少精准调控等问题也频繁发生，这就需要针对PLC的自动控制技术进行全面分析及探究，找寻更为有效的发展路径，促使其能效作用充分发挥。
1基于PLC的新型蒸汽锅炉自动控制系统总体方案基于PLC的新型蒸汽锅炉自动控制系统设计目标为将原来由继电器等基础器件控制或者人工操作的锅炉控制系统通过对水位、蒸汽流量、压力、排烟温度等参数的联合调控实现自动控制。
整个自动控制系统分为三级操控模式。
蒸汽锅炉控制系统的主要功能是实现锅炉的水位控制、蒸汽流量控制、蒸汽压力控制、排烟温度控制和监测。
具体功能如下：（1）自动控制：自动控制锅炉的运行参数，使蒸汽锅炉满足工作要求，并且可以安全、经济地运行。
（2）程序控制：通过对锅炉设定一个具体的操作顺序以及各参数的定义来编制程序实现对锅炉的自动控制，完成锅炉的正常运行。
如首先进行启动设置，然后将煤斗中的煤炭运送至炉膛进行燃烧，并按照顺序控制启动引风机、鼓风机以及炉排。
目录目录0第1章引言01.1 PLC控制燃油锅炉的目的和意义01。
2 PLC控制燃油锅炉的设计内容01.3 预期实现的目标0第2章系统总体设计12。
1 系统控制要求12.2 确定设计方案2第3章控制系统硬件设计23.1 PLC选型及扩展23。
2 电机及驱动线路83。
3 检测元件选型93。
4 低压电器选型103。
5 电源设计103。
6 人机接口设计11第4章控制系统软件设计114.1 控制程序流程图114。
2 控制程序设计124。
3 显示操作界面设计13结束语14参考文献14附录1：PLC源程序15附录2：硬件原理图0第1章引言1.1PLC控制燃油锅炉的目的和意义锅炉是一次性能源煤炭、石油、天然气转换成二次能源蒸汽量的重要动力设备。
据有关数据统计，目前我国有各类工业锅炉约25万。
每年耗煤量占全国产量的1/3,同时还消耗大量的石油和天然气.工业锅炉是生产过程中重要的动力设备。
在石油化工领域，它的主要作用是向生产装置提供所需的合格蒸汽，其控制质量的优劣不仅关系到锅炉自身运行的效果，而且还将直接影响到相关装置生产过程的稳定性。
现代燃油燃烧机多为自动控制的燃烧机，一般采用工业程序控制器、火焰检测器以及温度传感器等组成自动控制系统。
燃油锅炉随着城市的发展而越来越多地被应用。
以前使用燃煤锅炉由于其在燃烧时产生大量的CO2和粉尘污染环境而逐渐被淘汰,相对应的用燃油锅炉来代替燃煤锅炉已被广泛用于酒店、大型商场等建筑。
由PLC组成的燃油锅炉控制系统适用于配用各种进口及国产燃烧器的燃油锅炉，对锅炉实行全自动控制，包括锅炉水位、蒸汽压力、燃烧系统的参数检测、指示、调节等进行控制。
1.2PLC控制燃油锅炉的设计内容本设计采用可编程序控制器PLC控制燃油锅炉的稳定可靠运行。
通过PLC的选型和扩展电机及驱动控制、检测元件选型、低压电器选型、电源设计完成燃油锅炉的硬件设计部分。
通过组态软件以及仿真软件的模拟和调试完成燃油锅炉的软件设计。
基于PLC的汽包水位自动控制系统设计摘要以某厂的35T／h蒸汽锅炉为对象，结合蒸汽锅炉的结构，设计了一套基于PLC 的汽包水位自动控制系统设计。
系统设计采用罗克韦尔自动化公司的ControlLogix系列PLC，配置Logix 5550型号的1756-L1 M2处理器模块，模拟量输入采用1756-OB16D模块，数字量输出采用1756-IF6I模块，以太网通讯接口采用1756-ENBT模块，设备网通讯接口采用1756-DNB模块，控制系统使用编程软件RSLogix5000来设计锅炉控制的梯形图。
为了维持汽包水位的稳定，采用了三冲量串级控制，有效克服了“虚假水位’’对汽包水位控制的影响。
系统采用工控机作为上位机，并使用罗克韦尔自动化公司的RSView32进行监控界面的设计，这样能够使得在上位机上实时监控系统的运行状况并可以设置系统的工作参数。
使用罗克韦尔RSLINX软件完成系统通讯网络的组建，来完成以太网，设备网之间的通讯。
控制系统遵循的PID参数整定的工程整定方法，并模拟研究，最总完成系统设计，PLC在锅炉汽包水位控制系统的最终完成。
关键词：汽包水位控制三冲量PID控制PLC 工业以太网The Design of the Boiler Drum WaterLevelControl System with PLCABSTRACTIn a factory 35T / h steam boiler for the object, binding steam boiler drum level designof a PLC automatic control system design is based.System design using Rockwell Automation's ControlLogix series PLC, configure the Logix 5550 model 1756-L1 M2 processor module, analog input using the 1756-OB16D modules, digital output modules using the 1756-IF6I, Ethernet communication interface uses 1756-ENBT module, network communication equipment interface with 1756-DNB module, control systems use programming software to design the boiler control RSLogix5000 ladder. In order to maintain the stability of drum level, using athree-impulse cascade control, effectively overcome the impact of the "false waterlevel'' of drum level control.System uses IPC as a host computer, and using Rockwell Automation's RSView32 monitoring interface design, so the PC can be made in real-time monitoring system onthe operating conditions and operating parameters of the system can be set. Rockwell RSLINX software to complete the formation of the communication network system to complete the communication Ethernet network between devices. PID parameter tuning control system engineering followed tuning methods and simulation studies, most of the total completion of the system design, PLC in the boiler drum level control system finalized.KEY WORDS: Steam drum water level Three impulses control PID controlPLC Industrial Ethernet目录第1章绪论 (1)1.1 锅炉控制的发展和现状 (1)1.2 本设计的主要工作 (2)第2章控制系统方案设计 (3)2.1 原始资料介绍 (3)2.2 汽包水位的影响因素 (7)2.2.1 给水扰动的影响 (7)2.2.2 汽轮机耗气量扰动的影响 (8)2.2.3出水量扰动的影响 (9)2.3 汽包水位控制方案的设计 (9)2.4 控制算法及其参数整定 (14)2.4.1 PID算法介绍 (14)2.4.2 三冲量控制系统参数的计算 (15)第3章AB工业网络以及控制硬件选型 (18)3.1 概述 (18)3.1.1 信息层EtherNet/IP (19)3.1.2 控制网ControlNet (19)3.1.3 设备网DeviceNet (20)3.2 控制器的选型及控制平台 (21)3.2.1 控制器选型步骤 (21)3.2.2 罗克韦尔ControlLogix平台 (22)3.3 Logix5550处理器 (24)3.4 ControlLogix I/O模块 (26)3.5 PowerFlex 40变频器 (26)3.5.1 变频器的工作原理 (26)3.5.2 PowerFlex 40变频器的主要特点 (27)3.6 通讯网络模块 (28)第4章控制系统的设计 (30)4.1 系统整体的线路设计 (30)4.2 系统线路模块设计 (32)4.3 控制线路设计 (35)第5章控制系统软件设计 (37)5.1 程序流程设计 (37)5.2 DeviceNet 网络组态 (39)5.3 RSLogix5000程序设计 (44)5.3.1控制器组态 (44)5.3.2 I/O模块组态 (45)5.3.3通讯模块组态 (46)5.3.4梯形图程序设计 (46)第6章监控界面设计 (51)结论 (54)谢辞 (1)参考文献 (2)附录 (3)外文资料翻译 (4)第1章绪论1.1 锅炉控制的发展和现状蒸汽锅炉是企业重要动力设备，其任务供给合格稳定地蒸汽产品，以满足负荷需要。
摘要汽包水位是影响锅炉安全运行的一个重要参数，汽包水位过高或者过低的后果都非常严重，因此对汽包水位必须进行严格控制。
PLC技术的快速发展使得PLC广泛应用于过程控制领域并极大地提高了控制系统性能，PLC已经成为当今自动控制领域不可缺少的重要设备。
本文从分析影响汽包水位的各种因素出发，重点分析了锅炉汽包水位的“假水位现象”，提出了锅炉汽包水位控制系统的三冲量控制方案。
按照工程整定的方法进行了PID参数整定，并进行了仿真研究。
根据控制要求和所设计的控制方案进行硬件选型以及系统的硬件设计，利用PLC编程实现控制算法进行系统的软件设计，最终完成PLC在锅炉汽包水位控制系统中应用。
关键词：汽包水位三冲量控制PLC PID控制ABSTRACTThe steam drum water level is a very important parameter for the boiler safe operation, both high and low steam drum water level may lead to extremely serious consequence; therefore it must be strictly to be controlled. With the rapid development of PLC technology, it can widely be applied to the process control domain and enhances the performance of control system enormously. PLC has already become the essential important equipment in automatic control domain.Based on the analysis of all kinds of factors which influence steam drum water level, “unreal water level phenomenon”is analyzed specially, and three impulses control plan for steam drum water level control system is proposed. According to the needs of control, the selection of control requirements hardware and system hardware design as well as system software design are carried out. Finally the application of PLC in boiler steam drum water control system is completed.Key words:Steam drum water level Three impulses control PLC PID control目录1绪论 (1)1.1汽包水位控制系统的发展现状 (1)1.2本设计的主要工作 (2)2控制方案设计 (4)2.1汽包水位的影响因素 (4)2.2汽包水位的控制方案设计 (7)3硬件选型 (13)3.1水位传感器选型 (13)3.2流量传感器的选型 (14)3.3电机的选型 (16)3.4变频器的选型 (17)3.5接触器的选型 (17)3.6熔断器的选型 (18)3.7功率三极管的选型 (18)3.8PLC及相关模块的选型 (19)3.9硬件工作原理 (22)4硬件设计 (25)4.1系统总体线路设计 (25)4.2控制线路设计 (27)5控制算法及参数整定 (29)5.1PID算法简介 (29)5.2三冲量控制系统参数整定 (30)6软件设计 (37)6.1程序流程设计 (37)6.2DeviceNet网络组态 (39)6.3RSLogix5000程序设计 (42)7监控界面设计 (48)8结束语 (51)参考文献 (53)致谢 (53)附录 (55)1绪论1.1汽包水位控制系统的发展现状蒸汽锅炉是企业重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽产品，以满足负荷的需要。
基于PLC的锅炉控制系统设计是一种常见的工业自动化应用，用于实现对锅炉的自动化控制和监测。
下面是一个简要的锅炉控制系统设计的示例：
系统组成：
PLC（可编程逻辑控制器）：作为控制系统的核心，负责接收输入信号、进行逻辑处理和输出控制信号。
传感器：用于测量锅炉的各种参数，如温度、压力、流量等。
执行器：用于执行控制信号，如阀门、泵等。
人机界面（HMI）：提供人机交互界面，用于显示锅炉状态、操作控制等。
控制策略：
温度控制：根据锅炉的温度设定值和实际测量值，通过控制执行器来调节燃料供应、水流量等，以维持锅炉温度在设定范围内。
压力控制：根据锅炉的压力设定值和实际测量值，通过控制执行器来调节燃料供应、风量等，以维持锅炉压力在设定范围内。
安全保护：设置各种安全保护措施，如过热保护、低水位保护等，通过监测传感器信号，及时采取相应的控制措施，确保锅炉的安全运行。
编程实现：
使用PLC编程软件，根据控制策略进行逻辑编程，设置输入输出信号的连接关系，编写控制程序。
在编程中考虑异常处理、报警和故障诊断等功能，确保系统的可靠性和稳定性。
人机界面设计：
设计直观友好的人机界面，显示锅炉状态、参数、报警信息等。
提供操作界面，允许操作人员设定参数、监控状态、执行操作等。
在设计过程中，应充分考虑锅炉的特性、运行环境和要求，并遵循相关的安全标准和规范。
此外，进行实施前应进行充分的测试和验证，确保系统的功能和性能符合设计要求。
需要指出的是，以上仅是一个基本的锅炉控制系统设计示例，实际的设计可能会因具体的应用要求而有所差异。
基于PLC的锅炉汽包液位控制系统设计课程设计摘要锅炉是钢铁、石油、化工、发电等工业过程中必不可少的重要动力设备，所产生的高压蒸汽既可作为驱动的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。
例如电厂里的汽轮发电机，就是靠锅炉产生的一定温度和压力的过热蒸汽来推动的，化工厂里许多换热器的热源大多是锅炉提供的蒸汽。
为适应生产的需要，锅炉的大小、型号也是各种各样。
锅炉的大小是以锅炉每小时产生的蒸汽量来衡量的，小型锅炉每小时产几吨蒸汽，大的锅炉每小时能产200t 以上的蒸汽，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、燃油型、燃煤型和化学反应型等。
锅炉产生蒸汽的压力和温度是否稳定、锅炉运行是否安全，直接影响到生产能否正常进行，更关系到人员和设备的安全与否，因此，锅炉的过程控制十分重要。
工业蒸汽锅炉是一个复杂的控制对象，为了保证锅炉能够提供合格的蒸汽，生产过程中的各工艺参数必须严格控制。
在这些工艺参数中，锅炉汽包水位是一个非常重要的参数，水位的大小不仅是影响蒸汽质量的主要因素，而且将水位控制在一定的范围之内是保证锅炉安全运行的必要因素。
关键词：锅炉汽包；三冲量；PLC；PID；目录第一章锅炉的工艺流程描述 (3)第二章锅炉汽包水位控制系统的设计 (6)2.1系统的硬件设计 (9)(1) 主控制器的设计 (9)（2) 检测电路的设计 (9)（3）输出控制电路 (10)2.2系统软件设计： (11)第三章PID调节规律的选择及参数整定 (13)3.1 比例调节作用对系统性能的影响 (13)3.2积分调节作用对系统性能的影响 (13)3.3微分调节作用对系统性能的影响 (14)3.4整定的基本方法 (14)（1）临界比例度法(闭环整定） (14)（2）衰减曲线法(闭环整定） (14)（3）反应曲线法（动态特性参数法） (14)（4）现场实验整定法 (14)3.5调节规律的确定原则 (15)总结 (16)参考文献 (17)附录: (18)第一章锅炉的工艺流程描述锅炉的工艺流程如图1.1 所示。
图1.1锅炉工艺流程图燃料和热空气按一定的比例混合后进入燃烧室燃烧，加热汽包内的水产生饱和蒸汽Ds，经过热器后形成一定温度的过热蒸汽D，再汇集到蒸汽总管PM，最后经过负荷设备调节阀供给负荷设备使用。
燃料在燃烧时产生的烟气，其热量一部分将饱和蒸汽变成过热蒸汽，另一部分经省煤器对锅炉供水和空气进行预热，最后由引风机从烟囱排入大气。
锅炉的正常运行必须要保持物料（水）平衡和热量平衡。
在物料平衡中负荷是汽包内水的蒸发量，被控变量是汽包的水位，操纵变量是锅炉的给水量；在热量平衡中负荷是蒸汽带走的热量，被控变量是蒸汽压力，操纵变量是燃料量。
上述的物料平衡和热量平衡是相互关联、互相影响的。
汽包水位不仅受到给水流量的影响，而且也受到热量变化的影响。
例如，当热量平衡被破坏，蒸汽压力发生变化后，会影响到汽包水面下蒸发管中的汽水混合物的体积，使汽包水位发生变化。
同样蒸汽压力不仅受到燃料输入量的影响，而且进水量的变化也会影响到蒸汽压力的稳定。
例如，给水流量增加时，由于冷水的温度低，会使汽包内的蒸发量减少，导致蒸汽压力下降。
综上所述，锅炉的运行主要包括以下三个方面的过程控制系统：（1）汽包水位控制系统：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；（2）燃烧系统的控制：通过使燃料量与空气量保持一定的比值，以保证经济燃烧和锅炉的安全运行，同时保证引风量与送风量相适应，维持炉膛内的负压恒定不变，其最终目的是使燃料产生的热量满足蒸汽负荷的需要；（3）过热蒸汽系统的控制：这是一个温度控制系统，其作用主要有 2 个：一是保持过热器出口温度在允许范围内；二是保证管壁的温度不超过允许的工作温度。
影响汽包水位的主要因素是给水量和蒸汽流量，其他因素都可以作为干扰因素另作考虑。
当负荷增大时，蒸汽流量增大，会使得汽包水位下降，当突然增加蒸汽流量会使得蒸汽压力减小，汽包水位不降反增，出现虚假水位现象，这是设计中必须要考虑的因素。
给水量对汽包水位的影响存在惯性区，但基本是线性的。
汽包水位是锅炉运行的重要指标，对锅炉的安全运行非常重要，保持水位在一定范围内是保证锅炉安全运行的首要条件，水位过高或过低，都会给锅炉及蒸汽用户的安全操作带来不利影响。
过高会影响汽水分离效果，蒸汽过湿，饱和水蒸汽将会带水过多，导致过热器管壁结垢并损坏，使过热蒸汽的温度严重下降，若以此过热蒸汽带动汽轮机，将因蒸汽带液损坏汽轮机的叶片，造成运行的安全事故。
然而，水位过低，则因汽包内的水量较少，而负荷很大，加快水的汽化速度，使汽包内的水量变化速度很快，若不及时加以控制，将有可能使汽包内的水全部汽化；尤其是大型锅炉，水在汽包内的停留时间极短，从而导致水冷壁烧坏，甚至引起爆炸。
因此，必须对汽包水位进行严格的控制。
汽包水位控制系统的任务是维持给水量与蒸汽蒸发量的平衡，使汽包水位保持在允许的范围内。
第二章锅炉汽包水位控制系统的设计目前，锅炉汽包水位常采用单冲量、双冲量及三冲量控制方案。
此处的“冲量”不是物理上定义的作用在物体上力和时间的乘积，而是一种表示变量的习惯沿用。
锅炉汽包水位单冲量控制系统是一个典型的单回路控制系统，其被控变量是汽包水位，操纵变量是锅炉的给水流量。
当汽包水位偏离设定值时，变送器将测量到的信息送给控制器，按照特定的控制规律来增加或减少供水量，使汽包水位回到设定值。
影响锅炉汽包水位的主要扰动是蒸汽负荷的波动，因为用户的蒸汽需要量是在不断变化的。
假设蒸汽需要量突然加大，汽包的压力会瞬时降低，水的沸腾加剧，使水加速汽化，水中的气泡量会骤然增多。
而气泡的体积比其液态时的体积大很多倍，结果出现汽包内的水位不降反升的假象，即出现“假水位”。
控制器获得的信息是“水位升高了”，本来该增加供水量，现在却错误地减少供水量，严重时会使汽包水位下降到危险区内以致发生事故。
产生上述“假水位”的主要原因是蒸汽负荷量的波动而造成“闪蒸”现象，如果把蒸汽流量作为前馈信号引入控制系统，及时知道其变化情况，就可以克服这个主要的扰动。
为此我们引入双冲量控制系统。
这里的“双冲量”是指汽包水位信号和蒸汽流量信号2个变量。
它是一个前馈-反馈控制系统。
水位信号从系统的输出端返回到输入端，因此属于反馈控制；蒸汽流量信号未经反馈而直接与水位控制器的输出信号相加，因此是前馈控制。
当蒸汽负荷变化可能导致汽包水位大幅度波动时，蒸汽流量信号的引入起着超前控制作用，它在汽包水位还没有出现波动时，提前使调节阀动作，从而减少因蒸汽负荷量变化引起的水位波动，极大改善了控制品质。
尽管双冲量控制克服了蒸汽压力变化带来的扰动，却不能克服供水压力变化的干扰，当供水压力变化时，同样会引起供水流量的变化，会导致汽包水位的波动，双冲量控制系统只有在汽包水位变化后才由控制器进行调整，控制不及时。
因此，当供水压力波动比较频繁时，双冲量控制系统的控制质量较差，这时可采用三冲量控制系统。
在锅炉汽包水位三冲量控制系统，该系统除了水位、蒸汽流量信号以外，又增加了一个供水流量信号，显然，当蒸汽负荷不变，供水量因压力波动而变化时，加法器的输出相应变化，直接调整给水流量的大小。
不需要等汽包水位变化了再去由控制器调整，从而极大减少了水位的波动，缩短了过渡过程的时间，提高了控制质量。
三冲量控制系统动作及时，有较强的抗干扰能力，在较大的扰动时也能有效地控制水位的变化，显著地改善了控制系统的品质。
对于现代大、中型锅炉来说，对象控制通道的迟延和变化速度都比较大，“虚假水位”现象比较严重，工艺上对控制质量的要求又比较高，因此，普遍采用具有蒸汽流量前馈信号及给水流量反馈信号和汽包水位主信号的三冲量水位控制系统。
系统控制流程图如图2.1。
图2.1锅炉汽包液位控制系统根据系统的控制流程图，我们还可以绘制出三冲量控制系统的方框图，如图2.2。
图2.2三冲量控制系统的方框图三冲量控制系统由于控制器有不同的位置，又可以有多种不同控制方案，以下为常见的三种方案，如图2.3。
方案一方案二方案三图2.3常见控制方案2.1系统的硬件设计(1) 主控制器的设计在自动控制系统中，最常见的控制器有两种：一种是PLC，另外一种是单片机。
PLC自诞生以来，由于其可靠的性能、高的性价比、强大的功能等众多的优点而受到了广泛的应用，本系统也采用PLC。
PLC选用西门子公司的S7—200CPU214，该系列PLC性能稳定，可以根据设计要求灵活的选择相关模块。
本系统需要输入的模拟量有：给水流量信号、水位信号、蒸汽流量信号，需要输出的数字量有：变频器控制信号，所以只需要选择模拟量输入模块EM231，EM231具有四个模拟量输入点，可以刚好满足需要。
（2) 检测电路的设计由于该设计的目的是控制水位稳定，而整个控制系统的基础是对水位的准确测量，因此水位能否准确测量直接关系到控制质量的优劣。
合理的选择水位传感器在水位控制系统的设计中有关键作用。
本系统采用双室平衡容器进行液位信号的采集，用差压变送器对液位信号进行变送。
江苏威腾自控设备有限公司生产的微差压变送器（WT-1151/3351DR）可满足变送要求。
该型号变送器可以将微小差压转换成4——20mA DC信号。
它采用专门设计的放大线路板和特殊的温度补偿工艺，性能稳定可靠。
根据控制方案我们可以知道流量传感器用于测量给水流量和蒸汽流量，这两个信号可以有效地改善控制质量，因此合理的选择流量传感器能够有效的改善整个系统的控制质量。
上海正博自动化仪表有限公司生产的LUGB-99型涡街流量计是一种基于卡门涡街原理流体振动式新型流量计，它具有测量范围广、压损小、性能稳定、准确度高和安装、使用方便等优点，广泛应用于封闭工业管道中液体、汽体和蒸汽介质体积和质量流量的测量。
该流量计的部分技术参数如下：①测量介质：蒸汽、汽体、液体②传感器的感应元件不直接与被测介质接触，性能稳定、可靠性高③传感器内无可动部件，结构简单而牢固，压损小、维扩量小、使用寿命长④范围度宽达10：1～15：1⑤测量范围：正常工作范围，雷诺数为20，000～7，000，000；输出信号不受液体温度、压力、粘度及组份影响。
测量可能范围，雷诺数8，000～7，000000⑥精度等级：液体，指示值的±1.0%；蒸汽，指示值的±1.5%⑦输出信号：a.电压脉冲低电平：0-1V；高电平：大于4V；占空比为 50%b.电流: 4～20mA(三线制)（3）输出控制电路PLC根据采样的相对液位数值对其进行相应规则的计算、处理、判断后，得出控制结果，输出相应的控制信号，模拟量输出模块我们选择EM232，它有两个模拟量输出点，可满足要求。
