過程控制儀表課程設計
題目：鍋爐汽包壓力控制系統
班級：08自動化01班
姓名：學號：指導老師：
2023年12月27日
目錄11.鍋爐汽包壓力控制系統簡介2
2．鍋爐汽包壓力控制系統設計方案2
2.1鍋爐汽包壓力控制方案2
2.2鍋爐汽包壓力控制儀表選型3
2.3鍋爐汽包壓力選型表目9
2.4鍋爐汽包壓力控制系統原理圖9
3．鍋爐汽包壓力控制系統各儀表間的配接圖10
4.設計總結10
5.參考文獻10
1.鍋爐汽包壓力控制系統簡介：
鍋爐是工廠重要的動力裝置，其任務是供給合格穩定的蒸汽，以滿足負荷的需要。為此，鍋爐生產過程的各個主要引數都必須嚴格控制。鍋爐裝置是乙個複雜的控制物件，主要輸入變數是負荷、鍋爐給水、燃料量、減溫水、送風和引風量。
主要輸出變數包括汽包水位、過熱蒸汽溫度及壓力、煙氣氧量和爐膛負壓等。因此鍋爐是乙個多輸入、多輸出且相互關聯的複雜控制系統。本實驗主要研究工業鍋爐汽包壓力的控制系統設計。
鍋爐汽包壓力控制原理框圖如圖1所示
圖1鍋爐汽包壓力控制原理框圖
壓力控制系統簡介:
要控制汽包中的蒸汽壓力恆定，就必須對壓力進行實時監測，實時控制閥的開度，使其保持在設定的範圍之內。首先將鍋爐汽包中的蒸汽壓力（0—100kpa）通過壓力變送器，轉換為標準統一的電流訊號(4—20ma)，然後將其輸入到電動調節器的訊號測量端，並與調節器的給定電流值進行偏差計算，然後進行pid運算，調節器輸出與偏差值相對應的統一的標準電流訊號（4—20ma），輸入到電動執行器，調節蒸汽閥門的開度，有效地控制了鍋爐汽包中蒸汽壓力的恆定。
2．鍋爐汽包壓力控制系統設計方案
2.1鍋爐汽包壓力控制方案
鍋爐汽包壓力控制實驗中，選用ddz-ⅲ型組合儀表。首先用壓力變送器檢測汽包中的壓力，轉換成標準電流訊號（4—20ma），同時把輸出訊號接到顯示儀表上，並將顯示儀表相應的輸出電流接到調節器的測量訊號端。用恆流給定器給調節器進行外給定，將調節器的輸出電流接到fc伺服放大器，最後接到執行器上。
下圖圖1.3為鍋爐壓力設計方案原理方框圖：
圖2 鍋爐壓力設計方案原理方框圖
2.2鍋爐汽包壓力控制儀表選型
（1）dby-1100壓力變送器
用途:本儀表為ddz-ⅲ系列電單儀表中的重要檢測環節，用於連續測量氣體 ，蒸汽、液體等介質的壓力和負壓，並將被測引數轉換成4-20madc統一標準訊號輸出。它與該系列的顯示單元類，調節單元類等其他儀表構成工業生產過程自動檢測與調節系統。
技術引數：
輸入範圍：0—100kpa
輸出範圍：4—20ma dc 二線制輸出
負載電阻：250歐姆
電源：24v dc
接線端子：
圖3 dby-1100接線端子圖
表1：dby-1100的端子接線說明表
（2）dxg-2010s雙光柱式指示儀
用途：dxg雙光柱式指示儀表是ddz-ⅲ系列電動單元組合儀表顯示單元之一。它在自動控制系統中做給定，測量等直流電壓顯示。
技術引數
輸入訊號：4—20ma dc
指示精度：0.5%
供電電源：24v dc
環境溫度：0—50℃
接線端子
圖4 dxg-2010s接線端子圖
表2：dxg-2010s的端子接線說明表
（3）dga-2000恆流給定器
用途：恆流給定器是ddz-ⅲ型電動單元組合儀表給定單元中的乙個常用品種。它可提供4—20ma dc的恆流電流，作調節儀的外給定。
技術引數：
輸出引數：4—20ma直流電流可連續調
負載電阻:250-750歐姆
供電電源:24vdc
端子接線：
圖5 dga-2000端子接線圖
表3：dga-2000的端子接線說明表
（4）dtz-2100指示調節器
用途 指示調節器是調節單元的乙個基型品種，它接收變送器或轉化器的1-5vdc測量訊號，作為輸入訊號與1—5vdc給定訊號進行比較，對其偏差進行比例，微分，積分運算之後輸出4—20madc 訊號。
技術引數
輸入訊號：1-5vdc
輸出電阻: 約400歐姆
外給定訊號：4—20ma電流訊號
輸出訊號：4—20ma電流訊號
電源:+24vdc
端子接線
圖6 dtz-2100端子接線圖
表4：dtz-2100的端子接線說明表
（5）dkz-2100電動執行器
用途dkz-2100電動執行器是ddz-ⅲ電動組合儀表中的執行單元，它以交流電源為動力，接受統一的標準直流訊號（4—20ma）。
技術引數
輸入訊號：4-20madc
輸入電阻：250歐姆
輸入通道：3個
電源電壓:220v ac
接線端子
圖7 dkz-2100的端子接線圖
表5：dkz-2100的端子接線說明表
（6）伺服放大器fc
伺服放大器能和執行機構配套組成執行單元。操縱風門、擋板等，完成調節任務。 fc型伺服放大器輸出正轉、反轉、控制訊號直接驅動閥門，穩定可靠。
技術引數
1、輸入訊號：4～20ma dc (ⅲ型)
2、輸入通道: 2個(含反饋通道帶隔離)
3、輸入阻抗： 250 ω (4～20ma dc)
4、輸出通道：乙個 (位置反饋訊號輸出，帶隔離，適用於zpe型，輸出負載≤750ω)
5、死區： ≤480μa( 4～20ma dc)
6、訊號斷失保位： 4～20ma dc 全行程訊號斷失保位 (適用於zpe型-ⅲ型)
7、輸出功率： 3a 220v
8、電源電壓：220v ac 50hz
9、使用環境：溫度： 0～50℃ 相對濕度：<85
圖8 fc的端子接線圖
表6：fc的端子接線說明表
2.3鍋爐汽包壓力選型表
表7：鍋爐汽包壓力選型表
2.4鍋爐汽包壓力控制系統原理圖
圖9 鍋爐汽包壓力控制原理電路圖
鍋爐汽包壓力控制原理電路配接說明如下
（1） 壓力變送器dby-1100的1,2腳接24vdc；3腳接指示儀dxg的3腳，指示儀dxg的4腳接調節器dtz-2100的1腳，調節器dtz-2100的2腳接壓力變送器dby-1100的4腳；
（2） 恆流給定器dga-2000的6腳接指示儀dxg的1腳，指示儀dxg的2腳接調節器dtz-2100的7腳，調節器dtz-2100的8腳接恆流給定器dga-2000的7腳；恆流給定器dga-2000的10腳接地，11,12腳接24vdc；指示儀表dxg的19,20腳接24vdc，18腳接地；調節器dtz-2100的18腳接地，19,20腳接24vdc；
（3） 調節器dtz-2100的13腳接伺服放大器fc的1腳，伺服放大器fc的2腳接調節器dtz-2100的14腳；伺服放大器fc的7腳接執行器dkz-2100的1腳，伺服放大器fc的8腳接執行器dkz-2100的2腳；伺服放大器fc的9,10腳和執行機構dkz-2100的3,4,5腳相連；伺服放大器fc的11,12腳和執行器dkz-2100的8,9,10腳相連；
（4） 伺服放大器fc的17,20腳接220v ac的正極，19腳接負端，18腳接地；執行器dkz-2100的7,14腳接220vac的正極，6，13腳接負端，12腳接地。
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