船用增压锅炉水位监控装置的研制

摘要

本文对船用增压锅炉水位监控装置进行了研究。主要内容如下： 1)根据船舶锅炉的工作原理，通过对锅炉汽包水位的动态特性的分析，得到锅炉汽包水位调节对象的变化规律，并通过一定的假设和简化，得到汽包水位近似数学模型。 2)设计了锅炉综和检测控制装置，实现了水位信号的高精度的采集和处理，采用了各种有效的水位显示和故障报警方法 。 3)为使程序的组装、调试及控制系统方案变更更加方便，程序设计中采用了模块化的结构形式、各功能模块以子程序形式出现。利用监控装置与机舱集中控制台上位机的通讯，实现了锅炉运行参数的在线修改，数据自动保存等功能。系统采用友好的人机界面，方便了人员的管理。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1“虚假水位”现象

1.2锅炉监控系统的课题意义

1.3锅炉控制中微机系统的应用

第2章锅炉汽包水位的测量

2.1水位计的选用

2.1.1汽包水位特点

2.1.2差压式水位计

2.1.3差压式水位计测量误差

2.2水位测量方法

2.2.1水位值的压力补偿

2.2.2参比水柱温度的取值

第3章水位动态模型及控制算法

3.1锅炉汽包水位系统的动态特性分析

3.1.1汽包水位在给水扰动下的动态特性

3.1.2汽包水位在蒸汽流量扰动下的动态特性

3.1.3虚假水位的识别

3.1.4动态实验结果分析及结论

3.2系统的控制方案

3.2.1给水控制系统

3.2.2 PID控制算式

3.2.3 PID参数的整定

3.2.4水位控制系统仿真

第4章水位监测装置系统硬件设计

4.1系统组成

4.1.1系统功能

4.1.2主控制器的选择

4.2控制电路的设计

4.2.1模拟输入通道

4.2.2地址译码电路

4.2.3 A/D转换电路

4.2.4开关量输出通道

4.2.5电磁阀驱动电路

4.2.6 D/A转换电路设计

4.2.7光电隔离电路

4.2.8模拟表显示输出通道

4.2.9自检电路

4.3控制器冗余设计

4.3.1切换方式

4.3.2备用处理系统

4.3.3各控制器通信接口的设计

4.3.4主系统看门狗监控

4.4电路板电源布置

4.4.1系统供电

4.4.2电路板电源的采用

第5章控制器的软件系统

5.1软件职能和结构

5.1.1监测和控制功能

5.1.2编程语言

5.2程序流程

5.2.1主程序

5.2.2参数设置流程

5.2.3数据采集子程序

5.2.4上位机监控程序

5.2.5串口通讯程序

5.3控制策略的实现

5.3.2水位控制

5.3.1水位变化状态识别

第7章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文