用KMM调节器控制3#锅炉自动上水功能

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1前言微型计算机用于工业控制，走向仪表智能化，是当今仪表工业的发展方向，它具有体积小，功能强，运行可靠，造价低廉等优点，因此，它具有很大的发展潜力。在生产过程控制领域中逐步推广到工业锅炉，安全可靠，经济持久地运行，创造了更好的技术条件。

2概述锅炉的改造设想中，主要采用的是digitronik系列的kmm调节器，它是可编程调节器（即采用数字技术以微型计算机为核心部位）它具有以下优点：实现了仪表和计算机一体化。

调节器的多种运算和控制功能是由若干运算模块和控制模块来实现，只要将这些模块按系统需要进行组态，编制成用户程序，便可完成各种运算处理和复杂控制。

输入输出信号米用统一标准号1~5vc（dc）电压和4~20ma（pc）电流，与模拟式仪表具有通信接口，便于系统扩展。

33锅炉自动上水的现状锅炉的自动上水是单冲量给水控制系统，它是直接测量并显示汽包液位，然后通过我们所设定的汽包液位上、下限值，使执行器动作，从而控制水阀门的“开”与“关”，也就控制了汽包液位。

但是，给水流量和蒸汽流量也将影响到汽包水位，前者为内扰，后者为外扰。

给水的情况下：如，由于水的过冷却（即给水温度低于汽泡内饱和水的温度）的影响。这时候，水位反而降低，经过一段时候的缓慢变化，水位的变化速度才逐渐增加到恒温值。

作阶跃增加时，锅炉储藏的热能少，因而汽包内压力下降，沸腾突然加剧，水中的汽泡增多，水位反而上升，形成虚假水位。

pid调节器的功能上再加上若干辅助演算器的功能，并将它们都装到一仪表中去的一种小型面板式控制仪表。这种调节器与以往传统的调节器具有同样的操作性，且其控制参数等能以数字值进行高精度设定cnki. 43锅炉自动上水系统的改进为了使锅炉正常运行，汽包水位保持恒定是很重要的控制指标。如果水位过高，影响汽水分离的效果，当水份带入锅炉的过热器会引起管壁结垢，也会引起用汽设备发生故障。而水位过低，破坏汽水循环，严重时将导致锅炉爆炸。对大容量的锅炉，由于蒸发流量很大，如果给水不及时，数十秒钟之内就可能达到危险水位。

由于对锅炉水位控制非常重要，所以对汽包水位进行三冲量即前馈一反馈控制。汽包水位是反馈信号，蒸汽流量是前馈信号。为了及时消除给水流量波动对水位的影响，在主回路内部设有给水流量反馈。控制系统流程如。

它是蒸汽流量孔板fe101进行流量检测，然后通过流量变关器ft101把信号转变4 ~20ma的电流信号送入到调节器fc101.而锅炉的水位通过le102进行位置检测，同样，经过变送器lt102把信号变成4 ~20ma的电流信号送入到lc102.lc102与fc101这两个信号相加后送入fc103作为前馈信号；而给水信号通过孔w板fe102进行流量检测，通过流量变送器送入fc103作为反馈信号。fc103的信号输出控制阀门的开与关，从而控制了汽包水位。fc101、lc102、fc103，我们采用的是kmm调节器来实现。它是在分散型数字控制系统中将功能分散到了994个回路单位的！种数字调节器。它是在它主要包括主机、过程输入通道、过程输出通道、人机联系部件等部位。

模拟量和开关量输入信号（设定值）并分别通过模/数转换器（a！））和缓冲器将模拟量和开关量转换成计算机能识别的数字信号，经过8255的1/接口送入主机娜808故在cpu中控制下对输入数据进行运算处理、判断分析等一系列工作，运算结果经输出接口送至过程输出通道，一路由数模转换器（da）将数字信号转换成直流模拟电压，作为模拟量输出信号；去控制相应的执行机构；另一路经由锁存器直接输出开关量信号。

人机联系部件分别用来对系统进行监视、操作和将调节器同其它数字仪表或装置联系起来，人机联系部件中的键盘、按钮用以输入必要的参数和命令，切换运行状态以及改变输出值；显示器则用来显示过程参数、给定值、输出值、整定参数和故障标志。

ft101、ft102、ft103的输出为4~20ma，调节器联络信号为1~5v直流电压，信号电流与电压转换电阻为250即可达到我们所需的电压信号。

点如在cpu中，我们用这个流程来实现对系统的控制。图中air为汽包液位信号，air2和air3分别为蒸汽流量和给水信号，这两个信号均经输入处理模块开平方处理后，成为ai2和at信号。图中的pld1和pld2分别对应于中的lc和fcadd模块用以引入前馈信号。对照与，可以发现中多了一个sub模块，其目的是使调节器从“a”切向键盘i.hi显示器调节器方框图（4）系统功能kmm调节器的面板类似于模拟仪表，面板上有给定值（sp）与测量值（pv）指示表（双针动圈指示表、各种操作按钮和指示灯。调节器的给定值与输出值分别用升、降按钮来改变。工作状态（手动m、自动a或串级c）由运行方式按钮切换，复位按钮用来对调节器复位。上、下限报警指示灯、调节器异常指示灯、通信指示灯、联锁指示灯等用以显示系统工况和调节器的工作状态。

5结束语kmm调节器可以通过通信接口挂到数据通道与个人计算机（pc）联系起来，可实现对锅炉分散自动控制、集中监视、操作和管理。

kmm投入使用后，可以大大降低操作工人的劳动强度，改善工作环境，提高供汽质量，保障安全运行，减少故障发生，减轻维护人员的工作量，可取得明显的经济效益。

本次由于条件所限，经验不足，难免有不妥之处，敬请大家提出宝贵意见。

致谢对本次设计给予极大帮助的指导教师江耀天表示感谢！

（截稿期2000年9月）

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