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水位控制器范文1
关键词：数显水位控制器；水位探测传感器；干簧管水深选择；单片机；数字显示；继电器；水泵
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)02-0469-02
AT89C52 Based Digital Water Level Controller
WU Ming-bo
（Changsha City School of Electronics Industry, Changsha 410008, China）
Abstract：This electric circuit is used to control the water supply in public places . Staff workers can choose the functional switches accord? ing to the number of people using the water to control the water using reasonably to save water. This electric circuit consists of five parts : detection of water level, selection of water depth, MCU, digital display and replay control. Four normal-on reed switches H1-H4 are put in four different places in the water tank and used as water lever detection circuit. Three switches S1,S2, S3 are used as functional switches to choose the depth of the water. The nixie tube is used to show the high-low of the water level. One port of the MCU is used as the end of replay control to control the pumping. This circuit requires that when the water level reaches the lowest point, the water pump begin to pump and it won’t stop until the water level has reached the highest point. On the contrary, when the water level drops to the lowest point, the pump begins to pump (not when the water level isn’t the lowest) till the water level reaches the highest point and the cycle will be repeated continuously .
Key words: digital controller of water level; water level detection sensor; reed switch; single chip microcomputer; digital display depth se? lection; relay; water pump
该电路可用于宾馆、酒店、工厂、学校等单位根据用水人数进行供水控制，从而达到节水的目的。该电路采用的水位探测传感器是用紫铜管、常开型干簧管和带磁铁的塑料浮漂制作而成，经久耐用、不腐蚀、不电解水。
1电路结构
该电路由水位探测、水深选择、单片机、数字显示、继电器控制等5部分组成。四个常开型干簧管H1-H4分别置于水箱里的四个不同的位置，作为水位探测电路；三个开关S1,S2,S3为功能选择开关，作为可控水深选择电路；S1的功能是设置水位在H1-H4之间进行高水位自动检测控制;S2的功能是设置水位在H1-H3之间进行中水位自动检测控制;S3的功能是设置水位在H1-H2之间进行低水位自动检测控制。将AT89C52的p1口通过限流电阻与一个共阳极数码管相连，用来显示水位的高低，p3.6.做为继电器控制端，继电器的常开触点作水泵的电源控制开关，常开触点闭合时，水泵通电给水箱灌水。
2电路的工作原理
上电后，芯片自动复位并从0000H单元开始执行程序。初始化以后，芯片循环检测P3.4,P3.5,P3.7口，即检测功能开关S1-S3的状态，若哪个端口被检测为低电平，则执行相应的水位检测程序。功能开关S1-S3的闭合和断开会出现如下几种情况：
1)当用水人数很多时，闭合S1，程序循环检测水箱里不同高度的四只常开型干簧管H1-H4的状态。当水位降低到最低位置时，H1闭合，数码管显示“1”，P3.6口输出低电平，三极管导通，继电器线圈得电，常开触点闭合，水泵得电开始抽水；当水位上升到H2的位置时，H2闭合，数码管显示“2”，P3.6口保持低电平，继电器触点保持闭合，水泵继续抽水；当水位上升到H3的位置时，H3闭合，数码管显示“3”，P3.6口保持低电平，继电器触点保持闭合，水泵继续抽水；当水位上升到H4的位置时，H4闭合，数码管显示“4”，P3.6口输出高电平，继电器触点断开，水泵停止抽水。水箱里的水位下降时与上述情况相反。即水位下降在H4与H1之间时，P3.6口输出高电平，水泵不抽水，直到水位下降到H1时，P3.6口才输出低电平，三极管导通，继电器线圈得电，常开触点闭合，水泵得电开始抽水。
2)当用水人数比较多时，闭合S2，程序循环检测水箱里不同高度的三只常开型干簧管H1-H3的状态。与S1闭合时相似，当水位降低到最低位置时，H1闭合，数码管显示“1”，P3.6口输出低电平，水泵得电开始抽水；此后水泵继续抽水，直到水位上升到H3的位置时，H3闭合，数码管显示“3”，P3.6口输出高电平，继电器触点断开，水泵停止抽水。水箱里的水位下降时与上述情况相反。
3)当用水人数比较少时，闭合S3，程序循环检测水箱里不同高度的两只常开型干簧管H1-H2的状态。当水位降低到最低位置时，H1闭合，数码管显示“1”，P3.6口输出低电平，水泵得电开始抽水；当水位上升到H2的位置时，H2闭合，数码管显示“2”，P3.6口输出高电平，水泵停止抽水。水箱里的水位下降时与上述情况相反。
4)当S1,S2,S3中有两个或三个闭合，则属于误操作，数码管显示“E”，P3.6口输出高电平，继电器触点断开，水泵不抽水。
参考程序：#include
sbit H1=P3^0;
sbit H2=P3^1;
sbit H3=P3^2;
sbit H4=P3^3;
sbit S1=P3^4;
sbit S2=P3^5;
sbit S3=P3^7;
sbit shuibeng=P3^6;
void main(void)
{ unsigned char i;
P1=0xff; P3=0xff;
while(1)
{if((S1==0 && S2==0) || (S1==0 && S3==0 )|| (S2==0 && S3==0 ) )
{
shuibeng=1;
P1=0x06;
}
else
{
P1=i;
if(H1==0 && (S1==0 || S2==0 || S3==0))
{shuibeng=0;
i=0xf9;
}
if(H2==0 && (S1==0 || S2==0 || S3==0))
{ i=0xa4;
if(S3==0) shuibeng=1;
}
if(H3==0 && (S1==0 || S2==0 ))
{
i=0xb0;
if(S2==0) shuibeng =1;
} if(H4==0 && S1==0)
{ i=0x99;
shuibeng=1;
} } } }
图1
图2水位传感器
参考文献：
水位控制器范文2
关键词：汽包水位；自适应模糊；PID控制；仿真
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）22-0195-03
Abstract： In the boiler， the water level control requirements are particularly high， as it relates to the security and stability of the boiler system， water level control is a nonlinear， strongly coupled multivariable systems. Fuzzy control does not depend on having a control object to establish accurate mathematical model， with small overshoot， etc. to prevent shaking. In this paper， this phenomenon a fuzzy adaptive system， and gain the MATLAB simulation. The results show that the fuzzy adaptive system for boiler water level have very good control.
Key words： Drum Level； simulation； Fuzzy adaptive PID control
1 锅炉供水系统
1.1 锅炉供水系统工作原理
锅炉供水系统是由锅炉主体、液位传感器、给水阀和各种管道构成。控制系统是通过液位传感器返回的测量数据，去控制阀门开度的大小和开闭的时间来维持锅炉内的水位，来保证锅炉的水位在一个安全的范围值之内[1]。锅炉控制系统如图1所示。
1.2 在给水流量作用下汽包水位的动态特性
锅炉的输入量就是给水量，在给水量发生变化时，汽包水位对象的微分方程式可以表示为：
2 汽包水位模糊控制自适应系统设计
自适应模糊PID控制系统，使用了性能优越的模糊控制器取代了参数无法改变的常规PID控制器，使用PID和偏差e和偏差变化率ec相结合，通过使用模糊推理对PID进行在线整定，可以得出被控对象有良好的静、动态特性[2]。则模糊PID控制器结构如图2所示。
3锅炉汽包水位的自适应模糊控制系统MATLAB仿真
3.1 锅炉汽包水位模糊控制系统仿真结构图的搭建
模糊规则制定完成后，在SIMULINK环境下中建立智能控制系统模糊控制仿真结构图，并对系统进行仿真实验，在Simulink中的模糊自适应PID控制系统如下所图7所示[6]。
锅炉水位仿真结果的自适应模糊PID控制如图8所示。
3.2 锅炉汽包水位模糊控制系统的MATLAB仿真
在Simulink环境下，PID控制系统仿真框图如图9所示，仿真曲线如图10所示。
在锅炉汽包水位控制系统，通过SUMLINK建立的两种不同形式的PID曲线，可以看出丛这两个仿真曲线图有些不同，采用模糊自适应控制系统的PID曲线具有更好的控制效果，比经典的PID控制器具有更快的动态响应特征，丛模糊自适应控制系统结果曲线可以很好的看出系统能很快的趋向平衡点，这就表明系统响应速度很快，超调量比较小，完成系统稳定控制的时间短，控制精度也很高，并且控制结果非常稳定。
4 结论
此项研究从锅炉系统控制的特点出发，将锅炉水位控制系统进行模型化分析，得出锅炉水位控制系统在工业过程中表现出的非线性，大滞后，强耦合，不容易控制等特点的结论。此研究根据以上模型得出的结论，将PID控制和模糊控制理论相结合，弥补了传统PID控制器难以达到理想控制效果的不足，既延续了PID控制中稳态精度高的优点，又将模糊控制融入其中，此两种控制理论的结合，使锅炉控制系统保持在最优的实时参数上，达到了令人满意的控制效果。
参考文献：
[1] 娄伟，刘向东.模糊控制在锅炉汽包水位控制系统中的应用[J].山东农业大学，2010（1）.
[2] 李成浩.锅炉水位PID控制与模糊控制的比较研究[J].商，2012（21）：135-135.
[3] 高俊.锅炉汽包水位模糊控制的应用研究[J].上海应用技术学院，
[4] 张鑫.模糊PID技术在控制锅炉汽包水位的初探[J].机械制造与自动化，2013，42（2）：170-174.
水位控制器范文3
关键词:JY32水泵液位控制器;给排液双控;枯液满液报警;自动化给排水
中图分类号:TU991文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)01-0018-02
近年来,随着城市建设的发展,大规模住宅小区及标准高、功能复杂的各类建筑越来越多,居民用水需求不断发展,工业也对供水系统提出了更高的要求。如何确保城市给排水的可靠性,已成为一个焦点问题。传统的控制系统已经很难保证这样复杂系统的安全可靠供水。经常出现水箱溢水、井源干枯水泵空转等事故。本控制系统利用JY32和液位传感器通过对水池(箱)和井源液位进行实时监控,实现给水排水双控制、枯水溢水越限报警(停机)控制。
一、液位控制器的工作原理
JY32的接线端子如图1所示,其中5、6为工作电源输入AC380V或AC220V,端0、1、2、3、4为型控制器的弱电信号端子。其中,端子1、2应分别接到低位水池的上、下探头;3、4应分别接到高位水池的上、下探头。端子0为公共信号端。5、6、7、8、9为强电端子。其中,7、8、9为一组电隔离的输出转换触点(7、8常开,8、9常闭)。通过输入点探头的通断,判断井源、水箱的液位,从而控制泵的启停。
二、给水排水双控
给排水的应用场合有自动给水、自动排水,或者两者同时控制――双控。本论文以双控为例介绍。双控同时控制低位水水源池(水井、地面水箱)和高位水池(水塔、楼顶水箱)。接线图如图2所示,其工作过程是:在低位水池水位高于1端探头(准备开泵水位)的前提下,如果高位水池(箱)内水位下降至刚好脱开4端探头时,则控制器端子7、8闭合启动电泵开始供水,直至水位上升至3端探头或低位水池水位下降至刚好脱开2端探头时(强制停泵水位),控制器端子7、8断开电泵停止供水。当低位水池水位高于1端探头同时高位水池水位低于4端探头才开始重新启动,如此循环。需要指出的是:如果低位水池中的水源充足(水位始终能保持高于1端探头,即1端与公共端0始终接通),则工作过程等同单独的给水控制方式。如果低位水池水源不足,或高位水池水量消耗太大(持续缺水,4端持续与公共端0断开),则工作过程等同于单独的排水控制方式。通常情况下二者同时起作用。
三、枯水溢水越限报警/停机控制
有些水池要求保证既不能干枯也不能溢水。JY32可以同时检测到枯水、溢水两种情况并即时给出报警信号。实现方法是:将0端接公共大地,2端探头设置在地面低位水池的最低限报警位置,3端引出探头设置在楼顶高位水池的最高限报警位置。也可如图3(a)所示,分别将探头2、3设置在同一水池内最低超限水位(枯水)和最高超限水位(溢水)的位置。如水面可能存在波浪抖动,还应加装液面防抖复位探头1、4。则当液面低于2或高于3时,8、9闭合驱动电铃报警(可同时引作强停泵信号),而在液面位于1、4两点之间的正常范围内,8、9分断不报警。由于1、4为防抖动复位探头,应设置探头4略低于探头3,探头1略高于探头2。一般设置防抖探头与报警探头之间的高差为1～3cm,略微大于实际液面波动落差。
单独用于监控枯水或溢水的报警方式接线图如图3(b)、(c)所示。由于这种接线方式在液位正常及电源接通或断开时能自动复位,而且枯水或溢水报警信号发生后能够自动保持,故不需要设置防抖探。
四、防止空泵运转自动给排水控制
在单独用于给水控制的情况下,可利用JY32的空余端1、2对管道内的存水量进行监控,即在高于水泵叶轮以上的任何高度部位设置探头1、2,从而实现引水缺乏状态(1、2与公共端0断开)水泵不工作(7、8分断),同时“排水等待”指示灯亮。一般也可在高位池内比4端探头略低3～30mm的位置范围内,增设超低水位监控探头1、2(2端比1端略低可起防抖稳定作用),如开机后液面不上升反而下降到了2点,便自动关机,同时排水等待指示灯“亮”表示报警信号。这种情况可能是引水漏空、管道堵塞导致水泵空抽、出水量太小,也可能是控制柜主回路、二次回路出现了故障或电机烧毁。自动排水控制方式下防止空泵运转的原理于给水控制方式类似。其原理分别如图4、图5所示。
五、结语
本论文提供了利用JY32液位控制器实现给水排水同时控制,并有效的防止溢水枯水、泵空转的方法。该方法简单实用,可广泛的应用于各类生活泵、消防泵、污水泵、工业泵等,为自动化给排水提供一种行之有效的方案。
参考文献
[1]李仰斌.村镇供水工程设计图集[M].北京:中国水利水电出版社,2008.
[2]王志勇,王雷霆,罗炳忠.给排水与采暖工程技术手册[M].北京:中国建材工业出版社,2009.
[3]程文义.建筑给排水工程[M].北京:中国电力出版社,2009.
[4]王鸿鹏.新农村建设给排水工程及节水[M].北京:中国电力出版社,2008.
[5]崔福义,彭永臻,南军.给排水工程仪表与控制[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
水位控制器范文4
关键词：汛限水位；汛期过渡期；模糊集合理论；汛期隶属度
中图分类号：TV文献标识码： A 文章编号：
中图分类号：TV213.9 文献标识码：A
由于降雨时空分布差异较大，使得我国不仅洪水灾害频繁、洪灾损失严重，而且干旱缺水问题突出。为实现防汛抗早并举，开发利用洪水资源，减害增利，更好地促进人与自然和谐共存，新时期采用全过程、全方位、多角度治水思路和理念，统筹防洪减灾和兴利，对洪水实施有效管理，对洪水资源进行合理配置，在保障防洪安全的同时，努力增加水资源的有效供给，维系良好的生态环境。
水库是径流调节的工具，同时也是存储水资源的一种工程措施。人们运用水库的调蓄能力，通过水利枢纽的各种建筑物及设备，按设计要求，有目的地调节控制河流的天然来水，在保障水库本身和上下游防洪目标安全前提下，达到除害兴利的目的。
水库调度按调度的目标可分为防洪调度和兴利调度。水库防洪调度过程中，防洪和兴利总是矛盾对立的，本文就防洪调度中所涉及到的汛限水位和汛期过渡期水位控制，进行了一些思考。
1 汛限水位
汛限水位是发挥水库综合效益的重要特征水位，是防洪和兴利的结合点。
近几年，随着数值预报技术的快速发展，中央、各省市自治区及大型水库气象台短期天气预报的准确率大大提高，尤其是雨区的预报（小雨和中雨）提高更为明显[1-2]。研究合理利用这些信息，突破当前水库防洪调度的观念，建立实时动态控制汛限水位的新理念，在保证防洪安全前提下使水库在汛期多蓄水，缓解水资源和电力短缺的问题，充分发挥水库的综合效益。
确定水库汛限水位动态控制范围值，可先采用以下方法分别确定汛限水位动态控制上限值和下限值，然后采用包线法确定汛限水位动态控制范围值[3]。①预报调度法。利用预报的洪水总量或峰前量或洪峰流量，在不改变水库防洪标准，确保水库及上、下游防洪安全前提下，改变水库洪水调度的判别条件，确定新的汛限水位，并以此作为汛限水位动态控制上限值，原设计汛限水位作为动态控制下限值。②预泄能力约束法。利用洪水预报和降水预报的有效预见期，按照洪水起涨前库水位必须降至原设计汛限水位的要求，根据下游河道安全泄流能力，确定汛限水位动态控制上限值，原设计汛限水位作为动态控制下限值。有效预见期必须考虑信息传递、决策、闸门操作所需时间。③库容补偿法。当上游或下游水库有富余防洪库容时，可充分利用其富余防洪库容，并依此计算相应的汛期限制水位，作为汛限水位动态控制上限值，原设计汛限水位作为动态控制下限值。④其它方法。
值得指出的是，只有当水库水位落在汛限水位动态控制范围内，且处于洪水的退水期时，才存在汛限水位动态控制问题。
在2009年的“莫拉克”台风洪水过程中，周公宅水库采用水位动态控制方法进行调度，在台风影响前期，利用洪水预报与降水预报的有效预见期，按照洪水起涨前，库水位必须降至汛限水位的原则，及预报的洪峰流量、洪水总量，提前进行预泄了约300万方水量，有效提高了防洪安全。在洪水退水期阶段，根据降水预报及下游水库防洪安全的实际情况，水库关闭闸门，利用发电下泄水量，适当超蓄了部分水量，并采用当预报24h有中雨或中雨以上量级的降雨时，从安全角度出发，在有效预见期内的退水过程中，水库开闸门提前预泄，尽快将水位降至汛限水位的原则，从而可以有效拦蓄洪水尾巴。
2 汛期过渡期的水位控制
水文上一般将一年分为汛期(丰水期)和非汛期(枯水期)两大阶段。目前，各地主要采用分期汛限水位法，以洪水的季节性特点为依据，将汛期划分为几个阶段，针对不同时期采用适当的方法确定并执行各自的汛限水位。这种方法考虑了汛期水文气象特性的分布规律，在实际中运用比较广泛，但是这种方法没能考虑洪水和降雨预报信息，没有充分挖掘水库的潜力，在固定的汛限水位约束下，出现汛期大量泄洪，汛后蓄水量偏少的现象，造成的一定程度的洪水资源的浪费。
深入探究水文分期的实质,一个流域的汛期、非汛期划分是很不清晰的, 其原因是天然径流现象与大气循环和气象变化有直接联系。地球的自转和公转规律决定了大气循环、气象变化的周期性和渐变性, 从而影响到水文现象及其分期在年度周期内的渐变过渡过程。因此任一地区、任一流域的汛期和非汛期都是模糊现象。已往根据统计分析, 人为指定水文分期时间间隔点, 把汛期和非汛期看作时间论域上的普通集合的处理, 只能是对客观现象的一种近似描述。要客观合理地描述水文分期, 应该计入其模糊性特点, 把汛期和非汛期看作时间论域上的模糊集。
模糊集合分析法进行汛期分期的实质就是如何确定描述汛期的中介过渡性和隶属函数形状或参数。由于自然径流现象受到地球物理及大气循环周期性变化的影响, 每年降雨集中、径流较丰的汛期具有产生、增长、保持、减小、消失的变化规律,因此汛期是一种升半降半分布的模糊集合。汛期模糊集合的隶属函数可选用升半降半岭形分布函数, 或选用升半降半正态分布函数。升半降半正态分布隶属函数更接近模糊统计分析结果，其表达式为:
（1）
式中exp为e的指数;参数a1，a2分别是汛期开始与结束时间;参数b1，b2是采用最小二乘法进行曲线拟合而得，和过渡期控制防洪库容与校核洪水标准的防洪库容之比有关。
基于模糊集合论,过渡期中任意时间属于主汛期的隶属度是不同的, 也就是说, 过渡期中不同时间所要求的防洪库容是不一样的。据此, 当已知所需要的设计防洪库容, 和研究得出的水库汛期的相对隶属函数, 即可完整地勾画出过渡期防洪库容的连续变化过程, 计算出不同时间水库的防洪库容，然后在确定出不同时间的水库库容，从而可确定水库水位。
采用采用模糊集合分析法对汛期过渡期的水位进行控制，充分考虑了洪水发生发展变化规律，过渡期内发生较大洪水的几率较小，适当抬高过渡期的限制水位，可以有效避免不必要的弃水现象，实现多蓄水，提高水库的综合利用效益。
目前，很多水库（例如北京的密云水库、黑龙江省的二龙山水库等）采用模糊集合分析法对汛期过渡期的水位进行控制，使汛限水位更具可操作性， 在防洪安全的前提下，确保水库拦蓄更多的水量。
受极端恶劣天气影响，暴雨、台风洪水频发，合理控制和防御洪水灾害显得尤为重要，水库防洪调度工作面临新的挑战，充分利用先进科技手段，加强技术理论创新，总结经验教训，全过程、全方位、多角度治理洪水， 促进人与自然和谐共存。
参考文献：
[1] 林明智，毕宝贵，乔林.中央气象台短期降雨预报水平初步分析[J].应用气象学报，1995，6(4):391-399.
水位控制器范文5
关键词：锅炉 汽包水位 调整
一、汽包水位事故的危害
汽包水位是锅炉运行中的一个重要监控参数，维持汽包水位是保证机组安全运行的重要条件。当汽包水位过高时，由于汽包蒸汽空间减小，会增加蒸汽携带水分使蒸汽品质恶化，容易造成过热器沉积盐垢使管子过热损坏。严重满水时，会造成蒸汽大量带水，除造成过热汽温急剧下降外，还会引起在蒸汽管道和汽轮机内产生严重水冲击，甚至造成汽轮机叶片断裂事故。当汽包水位过低则可能引起锅炉水循环破坏，使水冷壁管的安全受到威胁引起水冷壁管的破裂，严重时会造成干锅损坏汽包。如果出现严重缺水而又处理不当时，则可能造成炉管爆破，带来更为严重的损害。所以锅炉运行中对水位监视不严操作维护不当，或设备存在缺陷而发生缺水、满水事故时，都会造成巨大的损失。尤其对于现代大型锅炉，汽包容水量小，而蒸发量又大，如给水中断而继续运行，则只需几十秒钟，汽包水位计中的水位就会消失。如果不是给水中断，而只是给水量与蒸发量不相适应，那也会在几分钟内发生缺水或满水事故，由此可见，锅炉运行中保持水位的正常是一项极为重要的工作。
二、影响水位变化的原因
锅炉在正常运行中，水位是经常变化的。引起水位变化的原因主要有：
1.锅炉负荷的变化
锅炉负荷发生缓慢变化，锅炉燃烧和给水的调整均能及时配合进行时，汽包水位的变化是不明显的，但当负荷发生突然变化时，则会引起水位的迅速波动。如负荷突然增加，在燃烧和给水未调整之前，汽压将迅速下降，造成炉水饱和温度下降，汽水混合物比容增大，体积膨胀，使水位上升，形成虚假水位，但此时给水流量并没有随负荷增加，因而在大量蒸汽逸出水面后，水位也即随之降低。因此，当负荷突然增加时，汽包水位的变化为先高后低。反之，当负荷突然降低时，在给水和燃烧未调整之前，汽包水位则会出现先低后高的现象。
2.燃烧工况的变化
燃烧工况的变化对汽包水位的影响也是很大的。如燃料量突然增加，锅炉燃烧率和炉水汽化加强，体积膨胀，使水位暂时升高；由于锅炉蒸发量的增加，而给水流量却未变，因此继而又即发生水位下降。锅炉燃烧率减弱时汽包水位的变化则与此相反。
3.给水压力的变化
如果给水系统不正常使给水压力变化时，将使进入锅炉的给水流量发生变化，从而引起汽包水位的波动。在其它情况不变时，给水压力升高，将引起汽包水位升高；给水压力下降，将引起汽包水位下降。
4.汽包相对水容积的大小
汽包的相对水容积越大，水位变化速度越慢；汽包的相对水容积越小，水位变化速度则越快。
5.设备泄漏或故障的影响
运行中如发生高压加热器、省煤器、水冷壁泄漏或给水系统主要设备故障等情况，都会造成汽包水位的变化。
三、汽包水位的控制与调整
说起水位的控制及调整，在正常的运行中只要解决外因，即给水量和蒸发量达到平衡就可以维持汽包水位的稳定。但在工况剧烈变化时，水位变化的决定因素就不仅仅是给水量和蒸发量的平衡了，内因所产生的虚假水位是妨碍我们正确调整水位的关键。
锅炉汽包水位的调节是通过改变主给水调节阀的开度或给水泵的转速，即通过改变给水流量来实现的。通常在正常运行时汽包水位采用调节灵敏度高、偏差小的三冲量给水自动调节系统，它把蒸汽流量作为前馈信号，给水流量作为反馈信号进行粗调节，然后把汽包水位作为主信号进行校正。而在工况急剧改变的情况下，水位自动调节将会跟踪不上水位的实际变化，这时就需要进行手动调节。当负荷急剧增加时，起初水位上升。这时应当明确，从蒸发量与给水量不平衡的情况来看，蒸发量大于给水量，因而这时的水位上升现象是暂时的，它不可能无止境的上升，而且很快就会下降的。因而切不可立即去减少给水，而应当作好强化燃烧、恢复水位的正常。虚假水位过后应相应增加给水。
当负荷急剧降低时，水位暂时下降，则采取与上述相反的调节方法。当然，在出现虚假水位现象时，还需要根据具体情况具体对待。例如负荷急剧增加，虚假水位严重时，水位上升幅度很大，上升速度也很快时，还是应该先适当的减少给水，以免满水事故的发生。带水位即将开始下降时，再增加给水，恢复水位正常。
锅炉在安装完毕试运过程中有一个重要环节，即吹管。为了保证机组运行时的蒸汽品质，就需要用吹管来清除安装时管道中的各种杂质。吹管时汽压下降及其迅速，造成汽包压力下降很快，炉水饱和温度下降很快，这样炉水急剧蒸发，产生大量汽泡，导致水位急剧上升，但这是虚假的，因为吹扫用汽量很大，就造成给水量远远小于蒸汽量，最终水位会急剧下降。这种情况实际调整时要在吹扫之前尽量维持较低水位，这样吹扫时虚假水位上升会相对低些。吹扫开始后要进行大量补水，否则水位迅速下降时容易造成过低水位。
锅炉安全门动作时水位变化跟吹管一样，只是动作之前未能维持低水位，就需要在动作时先适当减少给水，待水位即将下降时再大量补水。
汽机跳闸时蒸汽被切断，造成压力急剧上升，炉水饱和温度上升，炉水中大量汽泡凝结成水，形成虚假水位，造成水位急剧下降，但因为给水量远远大于蒸汽量，汽包水位很快会迅速上升。这样需要采取先增加给水，待水位即将上升时大量减少给水的办法。
高压旁路开启时水位变化与安全门动作相同，操作方法与其相同，关闭时操作方法相反。
制粉系统启停情况属于燃烧工况改变，强化燃烧水位先上升后下降，减弱燃烧水位先下降后上升。但是水位波动不会太大，完全可以根据水位变化反方向调整给水量，一般来说，水位自动调节系统就可以胜任，不需要进行手动调整。而机组启停时，水位变化很复杂，但是都可以分解成上述几个情况来对待，在不同的阶段采取相应的方法。
还有一种情况就是汽水系统自身问题造成给水量与蒸发量的不平衡，比如给水系统故障造成供水量不足，锅炉“四管泄漏”等等。就需要降低蒸发量来平衡给水量的不足，即降低锅炉负荷。严重时不足以维持汽包水位稳定的，就得进行紧急停炉处理了。
四、结束语
影响汽包水位变化的因素很多，水位变化是各种因素综合作用的结果。所以，正常运行中应认真监视各项参数及工况的变化，及时进行有关的调节，将调节工作做在水位变化之前，一旦发生水位变化时，应迅速查明引起水位变化的原因，及时分析判断汽包水位的变化趋势和进行必要的调节，保证汽包水位的稳定运行。
参考文献
[1] 白国亮、锅炉设备运行、中国电力出版社、2005.
水位控制器范文6
关键词：压力自适应；除氧器水位；节能
中图分类号：TK223 文献标识码：A
0.引言
近年来随着国家对节能环保越来越重视，各电厂都开始在节能降耗上下功夫。目前，凝结水泵已有不少机组改造为变频泵，凝泵变频在各新建电厂也成了主流配置。怎样能够控制除氧器水位在各种工况下的稳定，同时尽量减小凝结水压力和管道阻力，充分发挥变频泵的节能效果，是近年来一直在研究的问题。本文提出的基于压力自适应的除氧器水位控制的节能优化策略，通过与常规的变频控制方案对比，优化了除氧器水位控制及凝泵变频控制策略，进一步降低了管道阻力，进一步挖掘了凝泵变频的优荩达到了最佳的节能效果。
1.常规的除氧器水位控制策略
600MW超临界直流机组一般配有两台100%变频泵，正常运行时一用一备。凝结水流量调节阀设计有主副两个调节阀，主阀100%流量调节，副阀30%流量调节。30%负荷以下时副调节阀单冲量调节除氧器水位，凝结水泵变频调节凝结水母管压力。30%负荷以上时切换至凝结水泵三冲量（除氧器水位、主给水流量、凝结水流量）调节除氧器水位，凝结水流量主调节阀通过PID闭环调节凝结水压力，副调节阀慢慢关闭。上述控制方案可以满足除氧器水位调节的要求，同时通过凝结水流量主调节阀的调节作用，可以有效地减小凝结水压力，降低凝结水泵电流，达到一定的节能效果。其中存在的问题是，压力设定值的整定一般是通过各个负荷段的试验得出，并不是最佳值，当凝结水用户用水量发生变化时，调门开度也随之变化。在实际运行过程中发现，凝结水流量调节阀开度通常在一定范围内（50%～100%）变化，仍然存在一定的节流损失，不能达到最佳的节能效果，存在优化的空间。
2.基于压力自适应的除氧器水位控制策略
2.1 凝结水流量调节阀的控制
在低负荷段，仍然采用凝结水流量副调节阀单冲量调节除氧器水位，凝结水泵变频调节凝结水母管压力。升负荷到30%后，凝结水流量副调节阀慢慢关闭，凝结水流量主调节阀进入串级三冲量调节。主调节器保证水位的无静态偏差调节，主调节器的输出和给水流量、凝结水流量共同作为副调节器的输入，副调节器的作用主要是通过内回路进行给水流量和凝结水流量的比值调节，并快速消除来自给水侧的扰动。在工艺上凝结水流量调节阀比凝结水泵更靠近除氧器，因此用凝结水流量调节阀控制除氧器水位能够更加快速地对除氧器水位变化做出响应，对除氧器水位控制的精度更高。
2.2 凝结水泵的压力自适应控制
凝结水泵闭环调节凝结水母管压力，其中凝结水流量主副调节阀开度的函数作为凝结水泵转速的前馈信号，加快凝泵的响应速度。凝结水母管压力设定值为负荷对应的函数，该函数可通过试验或查询历史曲线得出。在压力设定值回路中加入了一路压力修正回路，压力修正回路通过一个闭环的PID调节器实现。通过凝结水主调节阀的阀位与设定的最佳阀位比较，自动计算出压力修正值，使凝结水母管压力自动适应工况的变化，最终控制凝结水主调节阀的开度稳定在最佳开度附近。经试验，汕尾电厂2号机组凝结水主调节阀最佳开度约为88%。即当凝结水主调节阀开度小于88%时，压力修正值减小，凝结水母管压力降低，为了维持除氧器水位，凝结水主调节阀开大；当凝结水主调节阀开度大于88%时，压力修正值增大，凝结水母管压力升高，为了维持除氧器水位，凝结水主调节阀减小。调节阀的阀位始终控制在目标值88%附近。由于凝结水流量调节阀开度、凝结水母管压力、除氧器水位相互影响，为了防止调节作用相互耦合发生振荡，压力修正回路的PID调节作用要尽量减弱。由于压力设定值可以根据调节阀开度自动修正，因此压力设定值函数不需要整定得太精确，减小了函数整定的难度。此外，在压力修正值回路中引入了凝结水主调节阀开度的函数作为前馈信号，当凝结水主调节阀开度大于95%时迅速提高凝结水母管压力，弥补凝结水主调节阀接近全开时调节裕量不足的缺陷。当高加退出、凝结水用量突然增大等异常工况时，该前馈信号可以迅速提高凝结水母管压力，维持除氧器水位不发生大的波动。
3.除氧器副调节阀的有效利用
在原控制策略中，30%负荷以上时，除氧器副调节阀全关，完全由除氧器主调门调整除氧器水位。经过试验调整发现在机组高负荷运行时，开大除氧器副调阀能有效降低除氧器调节阀节流损失，降低管道阻力，从而降低凝泵电耗。根据试验情况，当机组负荷450MW以上时，同样的一台凝泵，电流能降低10A以上，节能效果非常明显。在保证机组安全稳定运行的前提下，初步设定机组大于60%负荷时，开启除氧器副调节阀，具体逻辑条件如下：
（1）各机组凝泵变频投入运行，机组负荷大于450MW、除氧器主调门开度大于80%且凝泵出口压力大于1.6MPa时，除氧器副调阀自动缓慢开启至全开。
（2）凝泵工频运行时该项节能措施不起作用，所以有任一凝结水泵工频运行、凝泵工频试运、凝泵定期切换时需要自动关闭除氧器副调阀。
（3）机组负荷小于400MW、除氧器主调门开度小于60%或凝泵出口压力低于1.6MPa时，除氧器副调阀自动缓慢关闭。
（4）除氧器副调阀开关速率根据运行人员要求，可由热控人员设定调节速率。
（5）优化后除氧器副调阀不影响除氧器主调和变频自动控制，不影响机组低负荷时（约120MW）除氧器主副调控制自动切换。
4.实际应用效果
上述控制策略在汕尾电厂1、2号机组进行了实际应用。在升负荷过程中，凝结水流量调节阀迅速全开，凝结水母管压力在负荷函数及调节阀函数的双重作用下快速增大，整个过程中除氧器水位波动不超过20mm。变负荷结束后，在凝结水压力设定值修正回路PID的调节作用下，经过一段时间调整，凝结水母管压力自动调整到最佳的目标值，凝结水流量调节阀逐渐稳定在设定值88%附近。
与常规控制策略相比，该方案既能满足机组在各种工况下除氧器水位、凝结水母管压力的稳定调节，同时由于凝结水流量调节阀始终处于最佳开度，凝结水母管压力在各个负荷段可降低0.2MPa～0.5MPa，单台凝结水泵电流降低20A～40A，进一步挖掘了凝泵变频的节能效果。
结语
本文提出了一种基于压力自适应的除氧器水位控制节能优化策略，当负荷大于30%时，凝结水流量调节阀的串级三冲量调节保证了除氧器水位控制的稳定，凝结水压力的自适应控制使调节阀处于最佳开度，实现了最佳的节能效果，同时调节阀对压力设定值的前馈作用满足了在高加退出、凝结水用量突然增大等异常工况下的控制要求。并且，在60%负荷以上时，通过全开除氧器副调节阀，有效降低管道阻力，进一步降低凝泵电流10A左右。综上所述，采用该技术实现了除氧器水位的稳定调节和凝结水泵最佳的节能效果。
