熱水鍋爐電氣控制系統設計畢業設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 型號、結構、敷設方式和使用環境等，二是選擇電纜或導線截面。在實際中根據具體要求，選擇原則包括：（1）、發熱大??；（2）、架空線路機械強度；（3）、電壓損失問題；（4）、經濟條件；選擇電纜或導線時，有按電纜或導線所允許的載流量來選擇其截面的；有根據架空線路的機械強度來選擇截面的；有根據線路所允許的電壓損失來選擇截面的；也有按經濟條件來選擇截面積的。在本設計系統中，結合考慮熱水鍋爐特定應用場合，選擇電纜方式是按發熱條件選擇電纜的截面積的。在按發熱條件選擇電纜或導線的截面必需滿足下列條件：（1）、導線或電纜正常運行時，必須保證它不致因溫度過高而燒毀，因此要滿足： IY ≧ Ijs 式中 IY——電纜或導線的長期允許電流 Ijs——通過線路的計算電流（2）、電纜或導線所允許的持續電流與熔斷器熔體的額定電流、空氣開關脫扣器的動作電流之間有一定的關系。一般來說，對于支線，為了安全，必需考慮過載保護。此時電纜或導線的允許持續電流應大于熔體的額定電流，即要求 ＞ Ier本次設計中所有電線都選擇用銅軟線BVR —— 銅芯聚氯乙烯絕緣軟電線。電線選型如下表：電機設備名稱及功率電流大約（A)控制回路(mm178。)主回路(mm178。)引風機 110KW220140鼓風機 55KW110120循環泵 90KW180130爐排 4KW81補水泵 151上煤機 1112除灰機 151出渣機 3KW611 接觸器選擇正泰品牌接觸器CJ20系列220V交流接觸器，其正常的工作條件為：海拔高度不超過2000m。周圍空氣溫度5～+40℃。空氣的最大濕度不大于90%。污染為三級，安裝類別為Ⅲ類。安裝面與垂直面傾角度不大于177。5176。，各設備所選對應接觸器如下表：電機設備名稱及功率電流大約（A)接觸器型號引風機 110KW220CJ20250鼓風機 55KW110CJ20160循環泵 90KW180CJ20250爐排 4KW8CJ2010補水泵 15CJ2025上煤機 11CJ2016除灰機 15CJ2025出渣機 3KW6CJ2010 電流互感器原理是依據電磁感應原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞繞組組成。它的一次繞組匝數很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經常有線路的全部電流流過，二次繞組匝數比較多，串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器在工作時，它的2次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態接近短路。電流互感器型號選擇如下表所示：電機設備名稱及功率電流互感器型號長 mm寬 mm高 mm引風機 110KW163105133鼓風機 55KW163105133循環泵 90KW163105133爐排 4KW150105133補水泵 150105133上煤機 150105133除灰機 150105133出渣機 3KW150105133 壓力傳感器是工業實踐、儀器儀表控制中最為常用的一種傳感器，并廣泛應用于多種工業自控環境，涉及水利水電、生產自控、鐵路交通、航空航天、石化、軍工、油井、船舶、電力、管道、機床等各類行業。力學傳感器的種類繁多：如半導體應變片壓力傳感器、電阻應變片壓力傳感器、電感式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器、電容式壓力傳感器與電容式加速度傳感器等。但在實際應用中最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，因為它具有合理的價格和較高的精度，以及很好的線性特性。 壓阻式壓力傳感器原理及應用壓阻式壓力傳感器是應用單晶硅材料的壓阻效應以及集成電路技術相結合制成的傳感器。壓阻式傳感器常用于壓力、拉力、壓力差和可以轉變為力的變化的其他物理量（如液位、流量、重量、加速度、真空度、應變）的測量和控制。當力作用于硅晶體時，晶體的晶格產生變形，使載流子從一個能谷向另一個能谷散射，引起載流子的遷移率發生變化，擾動載流子橫向和縱向的平均量，從而使硅的電阻率發生變化。這種變化因晶體的取向的不同而不同，因此硅的壓阻效應與晶體的取向有關系。硅的壓阻效應不同于金屬應變計，前者電阻隨壓力的變化主要取決于電阻率的變化，后者電阻的變化則主要取決于幾何尺寸的變化（應變），并且前者的靈敏度比后者的靈敏度大50～100倍。優點：①、頻率響應高()，適于動態測量；②、體積?。ǎ?，適于微型化；③、精度高，～％；④、靈敏高，比金屬應變計高出很多倍，有些應用場合可不加放大器；⑤、無活動部件，可靠性高，能工作于振動、沖擊、強干擾、腐蝕等惡劣環境。缺點：①、溫度特性差，由于壓阻式壓力傳感器是用半導體材料制成的，受溫度影響較大，因此，應用在溫度變化大的環境中，必須進行溫度補償。②、工藝復雜，成本高，對研制條件的要求高而且嚴格，尤其是擴散雜質、燒結、封裝工藝等比其他傳感器的研制要復雜的多，因而成本也相對要高。本次設計STP壓力變送器選用美國原裝高精度 STP 壓力變送器擴散硅不銹鋼隔離膜傳感器。本次設計設計溫度傳感器用于測量爐膛溫度、鍋爐回水、出水溫度、集水器和分水器溫度。測量鍋爐出水溫度、回水溫度、集水器和分水器上的溫度使用pt100熱電阻溫度傳感器，爐膛內的溫度通常在950℃左右，本次設計爐膛溫度采用鉑銠熱電偶溫度傳感器測量。 熱電阻是中低溫區最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高，性能穩定。其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應用于工業測溫，而且被制成標準的基準儀。與熱電偶的測溫原理不同的是，熱電阻是基于電阻的熱效應進行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化。因此，只要測量出感溫熱電阻的阻值變化，就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。一、金屬熱電阻和半導體熱敏電阻金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關系式表示，即 Rt=Rt0[1+α(tt0)] 式中，Rt為溫度t時的阻值；Rt0為溫度t0(通常t0=0℃)時對應電阻值；α為溫度系數。半導體熱敏電阻的阻值和溫度關系為的近似關系式表示，即 Rt=AeB/t 式中Rt為溫度為t時的阻值。A、B取決于半導體材料的結構的常數。相比較而言，半導體熱敏電阻的溫度系數更大，常溫下的電阻值更高(通常在數千歐以上)，但互換性較差，非線性嚴重，測溫范圍只有50~300℃左右，大量用于家電和汽車的溫度檢測和控制。金屬熱電阻一般適用于200~500℃范圍內的溫度測量，其特點是測量準確、穩定性好、性能可靠，在過程控制中的應用極其廣泛。目前應用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高，適用于中性或氧化性介質，穩定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻的變化率越??；銅電阻在測溫范圍內電阻值和溫度呈線性關系，溫度線性數大，適用于無腐蝕介質，超過150℃易被氧化。中國最常用的有R0=10Ω、R0=100Ω、R0=1000Ω等幾種，它們的分度號分別為PtPt100、Pt1000。銅電阻有R0=50Ω和R0=100Ω兩種，它們的分度號為Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50應用最為廣泛。一、熱電偶的應用原理：溫度傳感器熱電偶是工業上最常用的溫度檢測元件之一。其優點是： ①測量精度高。因溫度傳感器熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響。 ②測量范圍廣。常用的溫度傳感器熱電偶從50~+1600℃均可邊續測量，某些特殊溫度傳感器熱電偶最低可測到269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達+2800℃（如鎢錸）。 ③構造簡單，使用方便。溫度傳感器熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。二、熱電偶測溫基本原理：將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一個閉合回路，當導體A和B的兩個執著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現象稱為熱電效應。溫度傳感器熱電偶就是利用這一效應來工作的。第四章 相關儀表選型 交流電流表選擇名稱：電流表6L2A交流指針電流表 外形尺寸：80*80mm 開孔尺寸：76*76mm主要技術參數 國家標準GB/T 767698安裝位置儀表適用垂直安裝，允許傾斜177。5176。；除非另有規定指針偏轉角度從左向右指示存儲溫度40℃～+70℃阻尼時間小于4s工作環境溫度:20～+40℃,相對濕度不超過85%，且空氣中無灰塵和腐蝕性氣體絕緣強度能承受頻率為50HZ的正弦波交流2kV電壓歷時1分鐘的耐壓試驗絕緣電阻大于20MΩ/DC500V產品名稱型號單位測量范圍接入說明精度交流電流表6L2AA5mA～20A直接接入KA30A～10kA經電流互感器CT接入（二次電流為5A、1A） 6L2型電表是用途廣泛的直接作用模擬指示電測量儀表、適用于直流電路和交流電路測量：電壓、電流、功率、頻率和功率因數等電量參數。安裝式電表的優點是可以顯示被 測量電量的變化趨勢：主要用于工礦企業，冶金，化工、電力、成套設備及各種電控裝置上。造型簡潔明快、美觀大方。產品性能符合GB/T76762002國家標準要求。本次設計主要選用9個電流儀表，在操作臺上分別對補水泵、出渣機、爐排、上煤機、除灰機、循環泵、引風機和鼓風機進行運行電流進行顯示。數顯表是一種用于顯示的電子儀表，目前在各行各業均有應用，因為其顯示數據精確而且一目了然，所以在很多場合下已經代替了指針式儀表。從我們家中的電子鐘表到工廠用的顯示儀表，無論是對時間的把握還是對產量的控制都提供了精準的數字顯示，用數字量替換了模擬量。因此數顯表會在我們的生活中越來越普及。 到目前為止數顯表的概念還沒有統一的說法，但對其認識卻大都相同，顧名思義它應該是數字或字母顯示的儀表。從廣義上講，街頭隨處可見的大屏幕數字交通信號燈計時牌，車站的車次牌、工廠數控顯示表等都算是數顯表的范疇，目前的數顯表一般都與電腦、PLC等設備相互連接使用。它的應用非常廣泛，大到衛星監控數據、小至手腕上的電子手表，可以說在現代社會里，它的身影無處不在，其結構并不是很統一，它的形狀大小也會跟著需要而變化，一般為長方形的表頭配一個表身。數顯表的數字顯示一般采用LED發光管或者是液晶屏幕這兩種來完成。工業、交通等一般都是采用LED發光管的數顯表，因為LED光源比較亮，有多種顏色，尤其是紅色，非常適合辨別。液晶顯示通常用于家用鐘表，因其自身不發光，所以比較省電。 本次設計選用FWP 系列雙回路數字顯示儀，每個儀表上都顯示一個溫度和一個壓力，其中出水壓和出水溫度有報警，具體設置參數在實際為主。FWP 系列顯示控制儀適用于各種溫度、壓力、液位、長度等的測量控制。采用微處理器進行數字運算，可對各種非線性信號進行高精度的線性矯正。FWP 系列光柱顯示控制儀集數字測量顯示和模擬測量顯示于一體，采用數碼 LED顯示，可精確的顯示控制實時測量值；同時采用高精度40線光柱顯示，清晰直觀的顯示實時測量值。以方便直觀的與其它測量參數進行比較。FWP 系列顯示控制儀向用戶開啟了儀表內部參數（包括輸入類型、 運算方式、輸出參數、通訊參數等）的設定界面。FWP 系列顯示控制儀可切換輸入多種分度號。采用先進的無跳線技 術，更改輸入分度號時，不用更改跳線或開關。整個儀表改型過程不需斷電，只需設定儀表的分度號及相關參數， 即可在線完成輸入分度號的更改。FWP 系列顯示控制儀支持多機通訊， 具有多種標準串行雙向通訊 功能， 可選擇多種通訊接品方式（如 RS232C、RS48RS422等），通訊波特率300～9600bps儀表內部參數自由設定?？膳c各種帶串行輸入輸出的設備（如電腦、可編程控制器、PLC等）進行通訊，構成智能管理系統。配用 FWP系列數據采集器和基于 WINDOWS’9X平臺的全中文 FWP工控組態軟件，可方便的實現多臺儀表與上位機進行聯網管理。本次選用D421/423系列，寬9