基于PLC的锅炉三冲量给水控制系统设计毕业设计

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PLC在锅炉控制系统中的应用毕业设计

PLC在锅炉控制系统中的应用毕业设计

华东交通大学理工学院Institute of Technology.East China Jiaotong University毕业设计Graduation Design(2010—2014年)题目PLC在锅炉控制系统中的应用分院:电气与信息工程分院专业:电力系统及其自动化班级:电力2010-3学号:20100210470436学生姓名:吴伟指导教师:李房云起讫日期:2014.1——2014.4华东交通大学理工学院毕业设计原创性申明本人郑重申明:所呈交的毕业设计是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的研究成果。

设计中引用他人的文献、数据、图件、资料,均已在设计中特别加以标注引用,除此之外,本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。

本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。

毕业设计作者签名:日期:年月日毕业设计版权使用授权书本毕业设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计的复印件和电子版,允许设计被查阅和借阅。

本人授权华东交通大学理工学院可以将本设计的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编毕业设计。

(保密的毕业设计在解密后适用本授权书)毕业设计作者签名:指导教师签名:签字日期:年月日签字日期:年月摘要80年代开始到90年代中期,PLC开始迅速地被开发,在这段时间内,PLC 在模拟量处理,数字运算,人机接口和网络容量的能力大幅改善,PLC慢慢深入过程控制的领域,在一些应用过程控制领域支配性的位置替换掉了可编程控制器强的DCS系统。

PLC拥有通用性强,方便使用,广阔的适应性,高信赖性强,抗干扰性强等的优点,PLC在一般工业自动化编程,特别是时序控制,位置,可预见的未来中,无可替代。

本论文引进锅炉作为对象,被控的主要参数是锅炉出口水温控制,以炉内温度控制作为参数,加热电阻线的电压,控制装置的可编程控制器,用锅炉温度控制系统构成用PID算法,用PLC梯形图程序语言的使用编程控制,实现锅炉的温度控制。

基于PLC的锅炉串级三冲量给水控制系统设计

基于PLC的锅炉串级三冲量给水控制系统设计
炉 蒸汽量 与给 水 量 的动态 平衡 。
2 受控 对象 特性
锅 炉 给 水量 、 锅炉 蒸 发 量 是所 设 计 控制 系统 实 际运 行 中所 要 面 对 的两 个 主 要扰 动 信 号 , 为 更好 的确 定控制 系 统硬 件 结 构 及 软件 流程 , 应 首 先对控 制 系统 受控 对象 的动态特 性进 行分 析 。 1 )给 水扰 动 下 的水位 动 态特 性 。 当锅 炉的给 水量 大 于蒸 发 量时 , 汽 包 内的 水位 并 未立 即随 之增 加 , 而变现 出- - +段 的惯 性阶段 , 原 因 就在 于 循 环 系统 之 外 的给 水 温度远 小 于循 环 系 统
汽 包 水 位 即开 始 因 水量 增 加 而渐 渐 上 升 , 直至汽 泡 体 积变 化 达
到饱 和 状态 , 即 动态 过 程 结 束 时 , 汽 包 水 位即开 始 随 注入 水 量 的增 加呈 直线 性上 升 。 2 )蒸 发扰 动 下 的水位 动态 特性 。 在 持续 不断 的蒸发 过程 中 , 部分 蒸 汽会 在 短 暂 时 间 内无 法 从水 中分离 出来 , 如若蒸 发 状 态 呈现 阶 跃信 号特 点 时 , 锅 炉 中 的压 力 不再 增加 , 循 环 系统 中水 的汽 化 度 增加 , 二 者混 合 物 中 蒸汽 的体积 即刻 变 大 。此 刻 , 锅 炉给 水 量虽 小于 锅 炉蒸 发量 , 但汽 包水 位 却表现 出较 快 的增长 。 直至 蒸发 量与 汽泡 体积 相适 应 , 水 位才表 现 出下降 的趋势 。
2 0 1 4  ̄
6 期总第 1 5 0 期
S_ 锅 炉 串级三冲量给 水控制 系统设 计
田晓伟 ( 潍坊 科技 学院 , 山 东寿光
2 6 2 7 0 0 )

基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计_毕业设计论文正文 精品

基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计_毕业设计论文正文 精品

基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计1 绪论1.1锅炉燃烧控制项目的背景改革开放以来,我国经济社会快速发展,生产力水平不断提高,在生产中,锅炉起着十分重要的作用,尤其是在火力发电中发挥重要作用的工业锅炉,是提供能源动力的主要设备之一。

锅炉产生的蒸汽可以作为蒸馏,干燥,反应,加热等各过程的热源,另外也可以作为动力源驱动动力设备。

工业过程中对于锅炉燃烧控制系统的要求是非常高的,要求锅炉燃烧控制系统必须满足控制精度高,响应速度快[1]。

作为一个非常复杂的设备,锅炉同时具有了数十个包括了扰动、测量、控制在内的参数,参数之间有着复杂的关系,并且相互关联[2]。

而锅炉燃烧过程中的效率问题、安全问题一直是大众关注的重要方面。

1.2锅炉燃烧控制的发展历史对于锅炉燃烧的控制,已经经历了四个阶段[3~5](1)手动控制阶段因为20世纪60年代以前,电力电子技术和自动化技术还没有得到完全发展,技术尚不成熟,因此,这个时期工业人员的自动化意识不强,锅炉燃烧的控制方式一般多采用纯手动的方法。

这种控制方法,要求进行控制的操作工人依靠他们的经验决定送风量,引风量,给煤量的多少,然后利用手动的操作工具等操控锅炉,该方法控制的程度完全取决于操作工人的经验。

因此,要求操作工人必须具有非常丰富的经验,这样无疑大大提高了操作工人的劳动强度,由十人的主观意识,所以事故率非常大,同时,也不能保证锅炉高效稳定的运行。

(2)仪器继电器控制阶段随着科技的不断进步,自动化技术以及电力电子技术快速提高,国内外以继电器为基础的自动化仪表工业锅炉控制系统也得到发展,并且广泛应用于实际生产过程。

在上个世纪60年代前期,我国锅炉的控制系统开始得到迅速发展;到了60年代的中后期,我国引进了国外全自动的燃油锅炉的控制系统;到了上个世纪的70年代末,我国逐渐自主研发了一些工业锅炉的自动化仪器,同时,在工业锅炉的控制系统方面也在逐步推广应用自动化技术。

在仪表继电器控制阶段,锅炉的热效率得到了提高,并且大幅度的降低了锅炉的事故率。

毕业设计基于PLC和组态技术的锅炉水温串级控制系统设计

毕业设计基于PLC和组态技术的锅炉水温串级控制系统设计

摘要本设计论述了基于PLC和组态技术的锅炉内胆水温和夹套水温构成的串级控制系统的设计过程。

下位机编程软件采用SIEMENS公司的STEP 7软件,选用西门子S7-400PLC控制锅炉温度的控制系统,介绍了西门子S7-400PLC和系统硬件及软件的具体设计过程。

上位机组态画面软件采用SIMATIC WINCC,对其进行了简单介绍,并详细介绍了项目的创建、变量的新建、画面的组态。

上位机进行程序编写实现控制,下位机组态画面,建立人机界面,进行远程控制。

锅炉水温具有非线性、时变性、大滞后和不对称性等特点,采用传统的控制方法所得到的控制量的控制品质不高。

锅炉内胆与夹套构成串级控制。

由于串级控制具有有效改善过程的动态特性、提高工作频率、减小等效过程时间常数和加快响应速度等特点,所以在克服被控系统的时滞方面能够取得较好的效果。

串级控制中的主副回路是控制夹套和内胆的温度,温度是一个多变且不易控制的量,而PID控制在这方面具有突出的优点,很适合采用PID控制技术。

综合以上得到一个品质比较高的控制系统。

关键词PLC;组态技术;串级控制;锅炉水温;PID控制ABSTRACTThis design is discussed based on PLC and configuration technology of water temperature and clip boiler water tank consists of cascade control system design process. Lower level computer programming software using the SIEMENS company's STEP 7 software, choose SIEMENS s7-400plc control boiler temperature control system, introduces SIEMENS s7-400plc and system hardware and software, and the specific design process. Upper unit used in the software configuration screen WINCC, the SIMATIC simply introduced, and introduces the creation, variable of project construction, picture configuration. PC for programming realize control, lower frame) unit, establish normal screen man-machine interface, carries on the remote control.Boiler water temperature with nonlinearness, time delay and asymmetry wait for a characteristic, USES the traditional control method can get control portion control quality is not high. Boiler of the bladder and clip constitutes a cascade control. Due to the cascade control has effectively improve the dynamic characteristics, improve process working frequency, reducing the time constant and accelerate equivalent process characteristic, the response speed of the controlled system in overcome delay to the good result is achieved. Cascade control the principal deputy loop is control of the temperature of the clamping and bladder, temperature is a variable and not easy to control, and the amount of PID control in this respect has outstanding advantages, very suitable PID control technology. Comprehensive above gets a quality higher control system.Key words plc;configuration technology;cascade control;boiler water temperature;pid control目录1 引言 (4)1.1 系统的设计背景 (4)1.2 系统设计内容及技术要求 (5)1.3 系统的设计原理 (5)1.4 系统的整体设计方案 (6)2 串级控制系统设计 (7)2.1 串级控制系统的概述 (7)2.2 PID控制系统的简介 (8)2.3 PID控制器的参数整定 (10)3 硬件系统设计 (13)3.1 PLC的基本介绍 (13)3.2 S7-400简介 (14)3.3 其它器件介绍 (16)4 STEP 7简介及组态硬件、程序编写 (18)4.1 STEP 7简介 (18)4.2 STEP 7项目的创建 (20)4.3 组态硬件 (22)4.4 SETP 7编程介绍 (25)4.5 变量及系统程序 (26)5 WINCC简介及人机界面组态 (33)5.1 WinCC简介 (33)5.2 WinCC系统功能 (34)5.3 WinCC的项目创建及组态方法 (35)6 控制系统整体调试 (46)6.1 系统整体测试 (46)6.2 系统测试的结果 (47)结束语 (48)参考文献 (49)致谢 (51)1 引言1.1 系统的设计背景自70年代以来,由于工业过程控制的需要,特别是在电子技术的迅猛发展,以及自动控制理论和设计方法发展的推动下,国外温度控制系统发展迅速,并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。

基于plc的锅炉监控系统的设计--大学毕业设计论文

基于plc的锅炉监控系统的设计--大学毕业设计论文

基于PLC的锅炉监控系统的设计摘要本文介绍了以锅炉为被控对象,以锅炉出口水温为主被控参数,以炉膛内水温为副被控参数,以加热炉电阻丝电压为控制参数,以PLC为控制器,构成锅炉温度串级控制系统;采用PID算法,运用PLC梯形图编程语言进行编程,实现锅炉温度的自动控制。

本文分别就燃煤锅炉的控制系统工作原理,温度变送器的选型、PLC配置、组态软件程序设计等几方面进行阐述。

通过改造燃煤锅炉的控制系统具有响应快、稳定性好、可靠性高,控制精度好等特点,对工业控制有现实意义。

关键词:燃煤锅炉的控制系统,温度控制,串级控制,PLC,PIDPLC-based boiler control systemDesignABSTRACTThis paper introduces the boiler is controlled object to the boiler outlet water main parameter to be controlled to within the furnace temperature was deputy accused of parameters to the furnace resistance wire voltage of the control parameters, PLC as controller, constitute the boiler temperature cascade level control system; using PID algorithm, using PLC ladder programming language programming, automatic control of the boiler temperature.This paper on the coal-fired boiler control system works, temperature transmitters selection, PLC configuration, the configuration software program design and other aspects to elaborate. Through the transformation of coal-fired boiler control system has fast response, good stability, high reliability, control accuracy and good features, the industrial control has practical significance.Key words:Coal-fired boilers control system,temperature control,cascade control PLC ,PID目录1 绪论 (1)1.1 课题背景及研究目的和意义 (5)1.2 国内外研究现状 (5)1.3 项目研究内容 (6)2 锅炉控制系统总体设计 (8)2.1 燃煤锅炉的组成 (8)2.2 燃煤锅炉的工作过程 (8)2.3 系统功能分析 (9)2.4 控制方案的设计 (10)2.5 控制系统结构 (11)2.6 电路的保护 (12)3 PLC控制系统的硬件设计 (14)3.1 可编程控制器基础 (14)3.1.1 PLC概述 (14)3.1.2 PLC的历史 (14)3.1.3 现今的PLC (16)3.1.4 PLC的设计标准 (17)3.2 可编程控制器的产生和应用 (19)3.2.1 可编程控制器的组成和工作原理 (19)3.2.2 可编程控制器的分类及特点 (21)3.3 组态软件的基础 (22)3.3.1 组态的定义 (22)3.3.2 组态王软件的特点 (22)3.3.3 组态王软件仿真的基本方法 (23)3.4 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (23)3.4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (23)3.4.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (23)3.4.3 PLC程序设计的一般步骤 (24)3.4.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (23)3.4.3 PLC程序设计的一般步骤 (24)3.5 PLC的选型和硬件配置 (26)3.5.1 PLC型号的选择 (26)3.5.2 温度传感器 (26)3.6 系统整体设计方案与电气接线图 (26)3.7 PLC控制器的设计 (27)3.8 控制系统数学模型的建立 (27)4 PLC控制系统的软件设计 (29)4.1 PLC程序设计常用方法 (29)4.2 编程软件FPWIN-GR概述 (29)4.3 梯形图 (29)4.4 文本显示图 (34)参考文献 (36)致谢 (37)1 绪论1.1 课题背景及研究目的和意义燃煤锅炉的应用领域相当广泛,燃煤锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。

基于plc的锅炉控制系统的设计方案

基于plc的锅炉控制系统的设计方案

设计基于PLC 的锅炉控制系统需要考虑到控制逻辑、传感器选择、执行器配置、人机界面以及安全性等多个方面。

以下是一个基本的PLC 锅炉控制系统设计方案:1. 控制逻辑设计:-设定温度和压力设定值,根据实际情况设定控制策略。

-设计启动、停止、调节锅炉火焰和水位控制等具体操作逻辑。

2. 传感器选择:-温度传感器:用于监测锅炉管道和水箱的温度。

-压力传感器:监测锅炉的压力情况。

-液位传感器:监测水箱水位,确保水位在安全范围内。

-其他传感器:根据需要选择氧含量传感器、烟气排放传感器等。

3. 执行器配置:-配置控制阀门、泵等执行器,用于控制水流、燃料供应、风扇转速等。

-确保执行器与PLC 的通讯稳定可靠,实现远程控制和监控。

4. 人机界面设计:-设计人机界面,包括触摸屏或按钮控制板,显示关键参数和状态信息。

-提供操作界面,方便操作员设定参数、监控运行状态和进行故障诊断。

5. 安全性设计:-设计安全保护系统,包括过压保护、过温保护、水位保护等,确保锅炉运行安全。

-设置报警系统,当参数超出设定范围时及时警示操作员。

6. 通讯接口:-考虑与其他系统的通讯接口,如SCADA 系统、远程监控系统等,实现数据传输和远程控制。

7. 程序设计:-使用PLC 编程软件编写程序,包括控制逻辑、报警逻辑、自诊断等功能。

-测试程序逻辑,确保系统稳定可靠,符合设计要求。

以上是基于PLC 的锅炉控制系统设计方案的基本步骤,具体设计还需根据实际情况和需求进行调整和优化。

在设计过程中,还需遵循相关标准和规范,确保系统安全可靠、运行稳定。

毕业设计-基于PLC控制的电热锅炉

毕业设计-基于PLC控制的电热锅炉

电热锅炉是把电能转化为热能,把水加热至有压力的热水或蒸汽(饱和蒸汽)的一种电力设备。

电热锅炉无需炉膛、烟道和烟囱,同样无需储存燃料的空间,很大程度上减少了常规燃煤锅炉使用产生的污染。

电热锅炉具有低污染,低噪声,体积小,安装使用便利,自动化程度高,安全可靠,热效率高达98%以上等特点,电热属于一种绿色环保产品。

一些国家在20世纪70年代后期到80年代初期就已经开始研究设计电热锅炉。

中国在80年代中期,开始设计电热锅炉产品,到了90年代中期,许多公司将电热锅炉用来采暖、中央空调和热水供应。

1 绪论1.1电热锅炉的介绍在当今社会,电加热锅炉的使用领域已经越来越广泛了。

它的经济性,安全性和较高的自动化程度越来越受到人们的认同。

可是电加热锅炉的性能优劣充分的反映了电热锅炉的质量好坏。

电加热锅炉已逐渐进入人民的生活,成为洗浴,供热等场所的首选设备。

目前电热锅炉的控制系统多采用以微处理器为核心的PLC控制技术,既提高产品的自动化程度又增加了锅炉的控制精度。

现在使用的大部分电加热锅炉控制系统的设计还不完善,因此需要设计一种全新的、自动化程度较高的电加热锅炉控制系统来代替和完善以前的控制系统。

现在工业生产所使用的控制器大多数是用继电器、接触器为主的控制装置。

使用继电器电路组成的控制系统出现的误操作较多,其可靠性不好。

而该设计所使用的是以PLC来取代原有的控制系统。

控制系统的要求:补水泵和循环泵交替使用,互为备用;缺相报警,水泵停止运行;循环泵主/备用泵能手动选择。

1.2 电热锅炉的分类电热锅炉就是以电为能量来加热的锅炉,即使用清洁的电能转化为热能,从而把常温水加热为高温度热水或具有压力蒸汽的热能电气设备。

电热锅炉分为两大类:LDR(WDR)电热蒸汽锅炉和CLDZ(CWDZ)电热热水锅炉及KS-D电开水锅炉。

其中电开水锅炉又分为KS-D电开水锅炉和XKS-D电蓄热开水锅炉。

电开水锅炉配置微电脑控制器、陶瓷电热管,采用电磁阀作为补水装置配合水位电极、感温探头全自动工作,连续大量供应饮用开水,广泛适用于政府机关、企业、工厂、医院、学校、宾馆、酒店等企事业单位使用。

毕业设计(论文)_基于PLC的锅炉出水温度控制系统的研究与设计

毕业设计(论文)_基于PLC的锅炉出水温度控制系统的研究与设计

毕业设计(论文)_基于PLC的锅炉出水温度控制系统的研究与设计毕业设计锅炉出水温度控制系统的研究与设计总计毕业设计(论文)61页表格2表插图16幅I摘 要随着我国经济的发展,资源和环境矛盾同趋尖锐,使我国的现代化建设面临严峻挑战。

作为温度控制系统重要能源转换设备的锅炉能耗巨大,占我国原煤产量的三分之一左右。

然而,我国目前运行的很多锅炉控制系统自动化水平不高、安全性低,工作效率和环境污染普遍低于国家标准,因此实现锅炉的计算机自动控制具有重要的意义。

随着科学技术的不断发展人们开始利用各种先进的仪器和技术组成计算机控制系统来代替人工复杂的控制操作,直接数字控制DDC 系统(Direct Control ),便是其中之一。

直接数字控制DDC 系统,它是工业生产计算机控制系统中用的最广泛的一种系统应用形式,在这类系统中的计算机,除了经过输入通道对多个工业过程参数进行巡回检测采集外,它还代替了模拟调节系统中的模拟调节气,按预定的调节规则进行调解运算,然后将运算结果通过过程输出通道输出并作用于执行机构,以实现多回路调节的目的。

本设计设计了基于PLC 的锅炉温度控制系统,该系统包括下位机控制和上位机控制两部分。

文中给出了通过时间和室外温度相结合的控制策略对系统温度进行调节控制。

关键字:锅炉;计算机控制; PLCAbstractWith China’s economic development,resources and the environment has become increasingly acute contradictions,so that the modernization of our country is facing a formidable challenge.As an important energy source conversion equipment,heating system of the industrial boiler consumes about one-third of China’s coal.However,the majori ty of China’s current operating boiler system’s security and efficiency is generally lower than the national standard.So it's great significance to achieve automatic control for boiler with computer.Along with science technical develop continuously people start making use of every kind of advanced instrument constituting the calculator control system with the technique to the control operation that replace the artificial complicacy, direct arithmetic figure control DDC system( Direct Control), just one of them Direct arithmetic figure control DDC system, it is an industry to produce convenient and the most extensive a kind of system in system of control of calculator application form, in addition to through importation passage to several industries process parameter proceeding cruising to return to examination to collect, it returned to replace the emulation regulates the emulation in the system regulates the spirit, at the set regulate rule proceed the intermediation carries to calculate, then will carry to calculate result pass process output passage output combine function in carry out the organization, to realize many the purpose that back track regulate.the paper presents a overall control thinking,the system designed to heating in winter includes superordinate computer control system and the subordinate system.To meet all the campus’s winter heating,it gives a complete control strategy which combined with time and outdoor’s temperature.IIKey Words:Boiler;Computer Control; PLCIII目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (6)1.1锅炉温度控制系统现状 (6)1.2锅炉自动控制的发展历史 (7)1.4课题意义 (9)第2章锅炉温度控制系统的总体介绍 (11)2.1锅炉温度控制系统的组成 (11)2.2交流电机的变频调速系统介绍 (13)2.2.1变频器驱动的特点 (13)2.2.2变频调速的基本原理 (14)2.2.3变频器基本结构 (15)2.3燃煤锅炉的工作过程 (17)2.3.1 燃煤锅炉的组成 (17)2.3.2燃煤锅炉的工作过程 (18)2.4燃煤锅炉的自动调节任务 (19)第3章控制系统下位机的设计 (22)3.1PLC软件介绍 (22)3.1.1 模块式PLC的基本结构 (23)3.1.2 PLC的特点 (24)3.2STEP7软件简介 (25)3.3控制系统所用功能块 (27)3.4锅炉控制系统的硬件组态 (29)3.5锅炉系统下位机程序设计 (31)3.5.1 系统下位机控制程序实现 (31)3.6本章小结 (41)第4章控制系统上位机设计 (42)IV4.1WINCC软件介绍 (42)4.2WINCC的特点 (43)4.3WINCC主要控制模块 (43)4.4项目组态 (45)4.5系统监控界面设计 (46)4.6I NTERNET远程监控 (52)4.6.1 WEB Navigator简介 (52)4.6.2 WEB Navigator的优点 (53)4.6.3 远程WEB发布与浏览 (55)4.6.4 使用WEB Navigator 过程中遇到的问题及解决办法 (55)4.7本章小结 (57)第5章系统的抗干扰设计 (58)5.1PLC系统的抗干扰性 (58)5.1.1 电磁干扰源及对系统的影响 (59)5.1.2 系统外引线的干扰 (59)5.1.3 PLC系统内部的干扰 (60)5.1.4 PLC控制系统工程应用的抗干扰设计 (61)5.2控制系统主要抗干扰措施 (61)第6章结论与展望 (63)6.1总结 (63)6.2展望 (64)致谢 (65)参考文献 (66)V第1章绪论1.1锅炉温度控制系统现状锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。

基于PLC的锅炉控制系统的设计

基于PLC的锅炉控制系统的设计

基于PLC的锅炉控制系统设计是一种常见的工业自动化应用,用于实现对锅炉的自动化控制和监测。

下面是一个简要的锅炉控制系统设计的示例:
系统组成:
PLC(可编程逻辑控制器):作为控制系统的核心,负责接收输入信号、进行逻辑处理和输出控制信号。

传感器:用于测量锅炉的各种参数,如温度、压力、流量等。

执行器:用于执行控制信号,如阀门、泵等。

人机界面(HMI):提供人机交互界面,用于显示锅炉状态、操作控制等。

控制策略:
温度控制:根据锅炉的温度设定值和实际测量值,通过控制执行器来调节燃料供应、水流量等,以维持锅炉温度在设定范围内。

压力控制:根据锅炉的压力设定值和实际测量值,通过控制执行器来调节燃料供应、风量等,以维持锅炉压力在设定范围内。

安全保护:设置各种安全保护措施,如过热保护、低水位保护等,通过监测传感器信号,及时采取相应的控制措施,确保锅炉的安全运行。

编程实现:
使用PLC编程软件,根据控制策略进行逻辑编程,设置输入输出信号的连接关系,编写控制程序。

在编程中考虑异常处理、报警和故障诊断等功能,确保系统的可靠性和稳定性。

人机界面设计:
设计直观友好的人机界面,显示锅炉状态、参数、报警信息等。

提供操作界面,允许操作人员设定参数、监控状态、执行操作等。

在设计过程中,应充分考虑锅炉的特性、运行环境和要求,并遵循相关的安全标准和规范。

此外,进行实施前应进行充分的测试和验证,确保系统的功能和性能符合设计要求。

需要指出的是,以上仅是一个基本的锅炉控制系统设计示例,实际的设计可能会因具体的应用要求而有所差异。

基于PLC锅炉水温控制系统设计

基于PLC锅炉水温控制系统设计

基于PLC锅炉水温控制系统设计1. 引言1.1 背景锅炉是工业生产中常用的热能设备,用于产生蒸汽或热水,供应能量给生产过程中的各个环节。

在锅炉的运行过程中,水温是一个重要的参数,对于保证锅炉运行稳定、安全、高效具有重要意义。

传统的锅炉水温控制方法主要依靠人工操作,存在操作不准确、响应速度慢等问题。

因此,设计基于PLC(可编程逻辑控制器)的锅炉水温控制系统可以提高控制精度和响应速度。

1.2 目的本文旨在设计一个基于PLC锅炉水温控制系统,通过对传感器信号进行采集和处理,并通过PLC进行逻辑判断和控制输出信号,实现对锅炉水温进行精确可靠地控制。

2. 锅炉工作原理及参数2.1 锅炉工作原理锅炉是通过将液体(通常是水)加热至蒸发状态以产生蒸汽或提供加热能量。

其主要部件包括:进水系统、燃烧系统、排烟系统、水循环系统等。

2.2 锅炉水温参数锅炉水温是指锅炉内部循环水的温度,它是锅炉运行稳定性和效率的重要指标。

在正常运行中,锅炉水温应在一定的范围内保持稳定。

过高或过低的水温都会对锅炉运行造成不利影响。

3. PLC控制系统设计3.1 PLC控制原理PLC是一种用于工业自动化控制的电子设备,它能够根据预设的程序和逻辑进行自动化控制。

PLC主要由处理器、输入/输出模块和编程设备等组成。

3.2 PLC应用于锅炉控制系统设计将PLC应用于锅炉控制可以实现自动化程度高、响应速度快等优点。

通过对传感器信号进行采集和处理,PLC可以实时监测并判断锅炉内部参数,并根据预设逻辑进行相应的输出信号,实现对锅炉水温的精确控制。

4. 系统硬件设计4.1 传感器选择选择适合的传感器对于准确获取锅炉水温至关重要。

常用的传感器包括热电偶、热电阻等。

在选择传感器时需要考虑其测量范围、精度和适应环境等因素。

4.2 PLC选型根据锅炉控制系统的需求,选择合适的PLC型号和规格。

需要考虑PLC的输入/输出点数、通信接口、运算速度等因素。

4.3 控制执行机构选型控制执行机构用于实现对锅炉水温的控制,常用的包括电动阀门、变频器等。

基于PLC实现的锅炉水位监控系统设计完成

基于PLC实现的锅炉水位监控系统设计完成

毕业设计基于plc发电厂锅炉水位控制系统设计摘要在锅炉水位监控系统中,水位是一个很重要的控制参数,它间接地反映了锅炉负荷和给水的平衡关系。

本次设计是合理控制水位,其控制方案是于GE90-30 PLC实现三冲量调节系统,即前馈-串级复合控制系统。

本文介绍的是基于PLC实现的锅炉水位监控系统设计,设计中主要解决的是确定锅炉水位的控制方案、系统控制设备选型、PLC梯形图的编程、系统配置、IO配置、上位机工艺操作界面组态的设计。

本锅炉水自控设计选用的美国GE Fanuc自动化公司的90TM-30系列PLC可编程序控制操作站GE Fanuc自动化公司用GE90-30 PLC来实现锅炉水位监控,可以提高锅炉的自动化控制水平,维持水位在给定范围内,保证了锅炉安全运行,降低工作人员的劳动强度,取得了较好的经济和社会效益。

关键词: PLC 水位三冲量调节系统监控软件Abstractfeed-forward complThe article describes the design of based on PLC. The problems solved in the article are the control scheme of , equipment selection, the program for ladder diagram of PLC, IO configuration and the design for the technological operation of PLC, in the design,we choose 90TM-30 series PLC made by automation company GE Fanuc in America with programmable controllers as input and output passages, which realizes data testing and output control in the scene. We choose automatic monitored software CIMPLICITY HMI 4.01 (300 points) produced by GE Fanuc automation company in America as operation station which can realize configuration design for operation station and realize data testing and output control in the scene. As a result, this can realize the control for the . GE90-30 PLC. It can not only improve the standard of automatic control ofKey Words:PLC Water Level of Steam Manifold Tri-Impulse Controlling System Monitoring and Controlling Software引言在锅炉水位监控系统中,水位是一个很重要的控制参数,它间接地反映了锅炉负荷和给水的平衡关系。

基于PLC的锅炉燃烧控制系统的设计-毕业论文

基于PLC的锅炉燃烧控制系统的设计-毕业论文

摘要随着社会经济的飞速发展,城市建设规模的不断扩大,以及人们生活水平的不断提高,对城市生活供暖的用户数量和供暖质量提出了原来越高的要求。

结合现状,本论文供暖锅炉监控系统,设计了一套基于PLC和变频调速技术的供暖锅炉控制系统。

该控制系统以一台工业控制机作为上位机,以西门子S7-300可编程控制机为下位机,系统通过变频器控制电机的启动,运行和调速。

上位机监控采用WinCC设计,主要完成系统操作界面设计,实现系统启停控制,参数设定,报警联动,历史数据查询等功能。

下位机控制程序采用西门子公司的STEP7编程软件设计,主要完成模拟量信号的处理,温度和压力信号的PID控制等功能,并接受上位机的控制指令以完成风机启停控制,参数设定,循环泵的控制和其余电动机的控制。

本文设计的变频控制系统实现了锅炉燃烧过程的自动控制,系统运行稳定可靠。

采用锅炉的计算机控制和变频控制不仅可大大节约能源,促进环保,而且可以提高生产自动化水平,具有显著的经济效益和社会效益。

关键字:锅炉控制;变频调速;组态软件;PLCAbstractAlong with social economy’s swift development, the urban construction scale’s unceasing expansion , as well as the peple living standard’s unceasing enhancement , set more and more high request to the city life heating’s user quantity and the heating quality. The union present situation, the present paper heating boiler supervisory sysem, has designed a set based on PLC and the frequency conversion velocity modulation technology heating boiler control system.This control system takes the superior machine by one Industry cybertrons , west of family household S7-300 programmable controller for lower position machine ,system through frequency changer control motor’s start , movement and vclocity modulation .the superior machine monitoring software uses the three dimensional strength to control the WinCC design , mainly completes the system operation contract surface design ,realizes the system to open/stops functions and so on control ,parameter hypothesis ,warning linkage,historical data inquiry. The lower position machine control procedure uses Siemen’s STEP7 programming software design , mainly completes the simulation quantity signal processing , temperature and pressure signal functions and so on PID control , and receives the superior machine control command to complete the air blower to open/stops the control , the parameter hypothesis, the circulating pump control and other electric motor’s control.This article designs the frequency conversion processs automatic control, the systems operation is stable, is reliable. Uses boiler’s computer control and the frequency converseon control noe only may save the energy greatly, the promotion environmental protection moreover may raise the production automation level, has the remarkable economic efficiency and the social efficiency.Key Words:Boiler control;Frequency conversion velocity modulation ;Configuration Software;PLC目录摘要 0Abstract (1)第1章概述 (4)1.1 项目背景及课题的研究意义 (4)1.2 供暖锅炉控制的国内外研究现状 (5)1.3锅炉控制系统的发展趋势 (6)1.4本文所做工作 (7)第2章系统方案设计 (9)2.1锅炉控制研究简介 (9)2.2 总体设计思路 (9)2.3方案比较 (10)2.3.1方案1 (10)2.3.2 方案2 (10)2.4方案论证与方案确定 (11)第3章硬件设计 (12)3.1 用户系统框图 (12)3.2 锅炉系统的理论分析 (13)3.2.1变频调速基本原理 (13)3.2.2变频调速在供暖锅炉中的应用 (13)3.2.3变频调速节能分析 (14)3.3燃烧过程控制 (19)3.4锅炉控制系统设计 (20)3.5控制系统构成介绍 (21)第4章软件设计 (25)4.1 S7-300系列PLC简介 (26)4.2 PLC编程语言简介 (28)4.2.1 PLC编程语言的国际标准 (28)4.2.2复合数据类型与参数类型 (29)4.2.3系统存储器 (29)4.2.4 S7-300 CPU中的寄存器 (30)4.3 STEP7 的原理 (31)4.3.1 STEP7概述 (31)4.3.2 硬件组态与参数设置 (32)4.3.3 符号表 (36)4.3.4 逻辑块 (37)4.3程序设计 (38)4.4通信系统 (41)4.5人机界面 (43)4.5.1监控软件WinCC介绍 (43)4.5.2监控系统设计 (45)4.5.3锅炉监控界面设计 (49)第5章结论 (53)5.1 成果的创造性和先进性 (53)5.2作用意义(经济效益和社会意义) (53)5.3 推广应用范围和前景 (53)5.4 需要进一步改进之处 (54)参考文献 (55)外文资料翻译 (56)外文翻译原文 (56)外文翻译译文 (68)致谢 (75)附录 (76)附录1 程序清单 (76)附录2 I/O点数分配表 (96)附录3 物理参数比较表 (97)第1章概述1.1 项目背景及课题的研究意义工业锅炉是工业生产和集中供热过程中重要的动力设备。

基于PLC的锅炉控制系统的设计

基于PLC的锅炉控制系统的设计

基于PLC的锅炉控制系统的设计本文介绍基于PLC的锅炉控制系统的设计的背景和目的。

锅炉控制系统是基于PLC(可编程逻辑控制器)的设计,采用了分布式控制策略。

整体架构包括以下几个组成部分:1.控制器控制器是锅炉控制系统的核心部分,由PLC实现。

PLC具备高速计算能力和强大的输入输出功能,可以对各个设备进行监控和控制。

它接收来自传感器的输入信号,并根据预设的逻辑和算法进行实时处理,向执行器发送输出信号以控制设备运行。

2.传感器传感器负责将锅炉系统的各个参数转化为电信号,并传输给PLC进行处理。

常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。

3.执行器执行器根据PLC的控制信号来执行相应的操作,如调节燃料供给、控制排放阀等。

它们与PLC之间通过信号线或总线进行连接。

4.人机界面人机界面提供给操作员与锅炉控制系统进行交互的界面。

它可以是触摸屏、计算机软件等形式,用于监视系统运行状态、设定参数以及显示报警信息等。

5.通信模块通信模块用于实现锅炉控制系统与外部设备的数据传输和通信。

它可以连接到局域网或远程服务器,实现与其他系统或监控中心的数据交互。

6.电源供应为了保证锅炉控制系统的稳定运行,需要提供可靠的电源供应。

这可以通过备用电源或UPS(不间断电源)来实现。

综上所述,基于PLC的锅炉控制系统采用分布式控制策略,通过控制器、传感器、执行器、人机界面、通信模块和电源供应等组成部分协同工作,实现对锅炉设备的监控和控制。

本文介绍基于PLC的锅炉控制系统所采用的控制策略和算法。

控制策略是指通过采取不同的控制方法和算法,在锅炉运行中实现温度、压力、流量等参数的稳定控制。

基于PLC的锅炉控制系统采用了以下主要的控制策略:PID控制:PID(比例、积分、微分)控制是一种常用的控制方法。

它通过根据控制对象的偏差来调节控制器的输出,使得偏差逐渐趋向于零,从而实现控制目标。

在锅炉控制系统中,PID控制常用于调节温度、压力和流量等参数。

基于PLC的锅炉温度控制系统设计.

基于PLC的锅炉温度控制系统设计.

毕业设计(论文)任务书
1、主要内容
利用三菱PLC实现锅炉温度的自动控制。

2、基本要求
1、掌握电热锅炉控制系统的工作原理。

以锅炉出口水温为主被控参数,以炉膛内水温为副被控参数,以加热炉电阻丝电压为控制参数,以三菱PLC为控制器,实现锅炉温度的自动控制。

3、使用组态软件进行监控。

4、有必要的参数显示、故障检测和保护环节。

1、设计应贯彻最新国家标准;
2、根据控制选择PLC型号,分配I/O端口;
、设计I/O电路,选择电器元件;
4、绘制各信号灯工作时序图,电气控制系统图,梯形图,绘制用户程序短语表并模拟调试;
5、编制元件清单;
、编写设计、使用说明书。

四、应收集的资料及参考文献
[1]《小型可编程序控制器原理与实践》辽宁科技出版社
[2]《可编程控制器应用技术》机械工业出版社
[3]《建筑电气控制技术》窦晓霞高等教育出版社
[4]《现代建筑电气控制技术应用》陈志新机械工业出版社
五、进度计划
准备、搜集资料、开题报告第 1-2周
分析、确定方案第 3-4周
系统软硬件设计、模拟调试第5-10周
整理、撰写、编辑论文(打印)第11-15周
答辩第16周
tdppspan2、pspan三、主要技术指标(或研究方法)pspan3pspan6
题目基于PLC的锅炉温度控制系统设计
学生姓名学号




承担指导任务单位导师
姓名




教研室主任签字时


月日。

基于PLC控制的供水系统设计毕业论文

基于PLC控制的供水系统设计毕业论文
1.5.2系统运行说明
本供水系统运行分为手动和自动运行:
1。手动工作时,四台水泵能独立操作,并且有过载保护,可通过相应水泵的闸刀开关切断对相应水泵的电源实现断电控制。
2.自动工作时,当用水量少时,压力增高,高压报警灯亮起并起蜂鸣,通过PLC控制水泵工作,切断相应水泵;当用水量多时,压力降低,低压报警灯亮起并起蜂鸣,通过PLC控制水泵工作,切断相应水泵;高低压报警均未亮时表示水压正常,可维持水泵持续运行。工作时水泵数量最少一台,最多四台.
初期的PLC只是用于逻辑控制场合,代替继电器控制系统.随着微电子技术的发展,PLC以微处理器为核心,适用于开关量、模拟量和数字量的控制,它已进入过程控制和位置控制等场合的控制领域.目前,可编程序控制器既保留了原来可编程序逻辑控制器的所有优点,又吸收和发展了其他控制装置的优点,包括计算机控制系统、过程仪表控制系统、集散系统、分散系统等。在许多场合,可编程序控制器可以构成各种综合控制系统,例如构成逻辑控制系统、过程控制系统、数据采集和控制系统、图形工作站等等。
供水系统plc稳定性基于plc控制的小区物业供水系统设计第一章绪论11研究背景12供水系统设计要求13供水系统设计思想14供水系统方案确定15供水系统运行和原理101510151122三菱fx系列介绍1522三菱fx系列plc主要特点1522三菱fx系列plc主要数据简介1522三菱fx系列plc基本指令1623可编程控制器的特点1724可编程控制器的工作原理1824plc的等效工作电路1824plc的工作过程20第三章系统硬件设计2231系统的构成2232系统主要硬件设备的选型2432plc的选型243225322733系统电路分析及设计2933293329333433353336333741软件开发环境简介4142供水系统程序流程图4343供水系统程序设计及解析454345434744程序调试及仿真4945程序调试及仿真体会52附录一系统元件明细表58附录二plc60附录三plc61附录四供水系统电路图62附录五控制系统梯形图64附录六程序指令清单69引言可编程逻辑控制器programmablelogiccontrollerplc它采用一类可编程的存储器用于其内部存储程序执行逻辑运算顺序控制定时计数与算术操作等面向用户的指令并通过数字或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产过C、水泵、相应的传感器和执行机构有机地结合起来,并发挥各自优势。系统采用三个压力传感器(压力检测开关)实时监测水位的压力,采用四台水泵保证供水量的需求,采用可编程控制器(PLC)来实现系统的自动运行。这个操作方便的自动控制系统,以PLC为核心,以智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备,起动平稳,起动电流可限制在额定电流以内,从而避免了起动时对电网的冲击;由于水泵的平均转速降低了,从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命;可以消除起动和停机时的水锤效应。使得系统调试和使用都十分方便,而且大大简化了水厂在管理、数据统计和分析等方面的工作量。PLC为主体构成的恒压供水系统不仅能够最大程度满足需要,其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能,将使供水实现节水、节电、节省人力,最终达到高效率优质运行,降低自来水的生产成本和提高生产管理水平的目的。供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。通常由异步电动机驱动水泵旋转来供水,并且把电机和水泵做成一体,通过调节电机机组工作电机的数量,从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的.因此,供水系统的实质是电动机的工作控制。电动机的控制通常使用接触器,PLC通过控制接触器来实现自动控制电机机组的电机从而实现了大楼供水。

基于plc热电厂锅炉水位控制设计毕业论文

基于plc热电厂锅炉水位控制设计毕业论文

基于plc的热电厂锅炉水位自动控制系统一、研究背景、现状和意义电厂热工过成采用自动化技术已有较长的历史,1766年波尔佐诺夫发明的锅炉给水调节装置、1764年瓦特发明的蒸汽机离心摆调速装置,是热能动力设备最早的自动控制装置,也是整个自动化领域的早期成果。

随着时代科学技术的发展,火力发电机组已由过去的中低压、中小容量发展到现在的高参数、大容量的单元机组,其生产过程的操作由运行人员手动控制到陆续采用各种自动控制装置,实现生产过程的自动控制,使火力发电厂的自动控制水平日益提高和发展【1】。

热工自动化控制技术是理论与技术相结合的一门学科,它的发展可分为理论与技术两个方面。

从理论上大致分为以下三个发展阶段:(1)20世纪50年代以前,一般以简单控制系统为主,机组容量小,自动化水平低。

理论基础是经典控制理论,它是用传递函数对被控对象进行数学描述,以根轨迹和频率法作为分析和综合系统的基本方法。

(2)20世纪60年代,生产设备走向大型化,生产系统日趋复杂,机组的运行与操作要求更为严格。

原来的简单控制已不能满足生产要求,理论上以状态空间分析方法为基础,出现了现代控制理论。

现代控制理论以线性系统为前提进行研究,这是控制理论质的飞跃。

但实际生产过程应用中,效果并不是十分理想。

(3)由于被控对象机理复杂,难以建立精确的数学模型,第三代控制理论的出现以满足生产要求。

以专家系统、神经网络控制和模糊控制为主,同时还有以专家系统、神经网络进行生产过程设备故障分析和性能分析。

从技术装备发展上来分,有以下三个阶段:(1)20世纪30 ~40年代,火力发电机组容量较小,热工生产过程主要是凭生产实践经验来控制,局限于一般的控制元件及机电式控制仪器,采用比较笨重的机电式仪表实现机、炉、电各自独立的分散的局部自动控制。

机、炉、电各控制系统之间没有或是很少有联系。

(2)20世纪50~60年代,出现了电动单元组合仪表和巡回检测装置,因而实现了机、炉作为一个单元整体来进行集中控制,仪表盘装在一起监视,从而使机、炉启停运行更为协调,对提高设备效率和强化生产过程有所促进,适应了工业生产设备日益大型化与连续化发展的需要。

基于PLC实现的锅炉水位监控系统设计完成

基于PLC实现的锅炉水位监控系统设计完成

毕业设计基于plc发电厂锅炉水位控制系统设计摘要在锅炉水位监控系统中,水位是一个很重要的控制参数,它间接地反映了锅炉负荷和给水的平衡关系。

本次设计是合理控制水位,其控制方案是于GE90-30 PLC实现三冲量调节系统,即前馈-串级复合控制系统。

本文介绍的是基于PLC实现的锅炉水位监控系统设计,设计中主要解决的是确定锅炉水位的控制方案、系统控制设备选型、PLC梯形图的编程、系统配置、IO配置、上位机工艺操作界面组态的设计。

本锅炉水自控设计选用的美国GE Fanuc自动化公司的90TM-30系列PLC可编程序控制操作站GE Fanuc自动化公司用GE90-30 PLC来实现锅炉水位监控,可以提高锅炉的自动化控制水平,维持水位在给定范围内,保证了锅炉安全运行,降低工作人员的劳动强度,取得了较好的经济和社会效益。

关键词: PLC 水位三冲量调节系统监控软件Abstractfeed-forward complThe article describes the design of based on PLC. The problems solved in the article are the control scheme of , equipment selection, the program for ladder diagram of PLC, IO configuration and the design for the technological operation of PLC, in the design,we choose 90TM-30 series PLC made by automation company GE Fanuc in America with programmable controllers as input and output passages, which realizes data testing and output control in the scene. We choose automatic monitored software CIMPLICITY HMI 4.01 (300 points) produced by GE Fanuc automation company in America as operation station which can realize configuration design for operation station and realize data testing and output control in the scene. As a result, this can realize the control for the . GE90-30 PLC. It can not only improve the standard of automatic control ofKey Words:PLC Water Level of Steam Manifold Tri-Impulse Controlling System Monitoring and Controlling Software引言在锅炉水位监控系统中,水位是一个很重要的控制参数,它间接地反映了锅炉负荷和给水的平衡关系。

三冲量锅炉汽包水位控制系统设计

三冲量锅炉汽包水位控制系统设计

前言自动控制技术在工程和科学发展中起着极为重要的作用,其中,汽包锅炉给水及水位的调节已经完全采用自动的方式加以控制,在不需要操作人员干预的情况下,可以很好的完成生产过程中的给水及水位控制,大大提高了生产效率。

汽包锅炉给水控制系统的任务是使给水量适应锅炉蒸发量,并使汽包中水位保持在一定的范围内。

只有保证汽包水位的波动在允许范围内,才能实现机组安全经济运行。

因此,汽包水位是影响整个机组安全经济运行的重要因素,所以就要有一套较好的控制方案,来实现汽包水位的控制。

从传统的控制方式来看,它们要么系统结构简单成本低,却不能有效的控制锅炉汽包“虚假水位”现象,要么能够在一定程度上控制“虚假现象”,系统却过于复杂,成本投入过大。

目前工业控制急需一种系统简单,并且能够控制“虚假水位”,具有高性价比的控制系统。

汽包锅炉的给水调节系统有三种基本结构:单冲量调节系统结构、双冲量调节系统结构、串级三冲量调节系统结构。

低负荷阶段,由于疏水和锅炉排污等因素的影响,给水和蒸汽流量存在着严重的不平衡,而且流量太小时,测量误差大,故在低负荷阶段,很难采用三冲量调节方式,一般均采用单冲量调节方式。

负荷达到一定值以上时,疏水和排污阀逐渐关闭,汽、水趋于平衡,流量逐渐增大,测量误差逐渐减小,这时原则上可采用三冲量调节方式。

但由于单级三冲量调节系统要求蒸汽流量和给水流量信号在稳态时必须相等,否则汽包水位存在静态偏差,而且由于测量装置及变送器的误差等因素的影响,实际上现场这两个信号在稳态时,经常难以做到完全相等,而且单级三冲量调节系统一个调节器参数整定需兼顾的因素多。

因此单级三冲量事实上一般也难以采用。

串级三冲量调节方式,采用主、副两个调节器。

两调节器任务分工明确,整定相对容易,而且不要求稳态时给水流量信号与蒸汽流量信号完全相等,易于得到较好的调节品质,因此现场多采用此控制方式。

在串级控制系统中,参数的整定也是非常重要的,由于在系统中所设计的对象是确定的,所以只有对调节器进行整定,控制系统的参数整定有理论计算方法和工程整定方法,理论计算方法是基于一定的性能指标,结合组成系统各环节的动态特征,通过理论计算求得调节器的动态参数设定值;而工程整定法,则是源于理论分析,结合实验、工程实际经验等一套工程上的方法,其具体方法将在本设计中体现。

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除了特别加以标注地方外,本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。

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学位论文作者(签名):年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料(包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等),知识产权归属华北电力大学。

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论文作者签名:日期:指导教师签名:日期:基于PLC的锅炉三冲量给水控制系统设计摘要锅炉三冲量给水控制系统在工业控制中是一个典型的控制系统。

在锅炉三冲量给水控制系统中,汽包水位是影响锅炉安全运行的一个重要参数,汽包水位过高或者过低的后果都非常严重,因此对汽包水位必须进行严格控制。

PLC技术的快速发展使得PLC广泛应用于过程控制领域并极大地提高了控制系统性能,PLC已经成为当今自动控制领域不可缺少的重要设备。

本文从控制方案设计、PLC简介和系统软件设计几个方面进行介绍。

并且分析影响汽包水位的各种因素出发,重点分析了锅炉汽包水位的“假水位现象”,提出了锅炉汽包水位控制系统的三冲量控制方案。

本系统以西门子S7-300来实现锅炉汽包水位自动控制,按照工程整定的方法进行了PID参数整定,并进行了仿真研究。

根据仿真结果曲线来看,系统的性能指标都达到了要求。

关键词:PLC;锅炉;三冲量;汽包水位;PID控制Design of Three- impulse Water Supply Control System of Boiler Based on PLCAbstractThe three-impulse water supply control system of boiler is a typical control system in industrial control. In the three- impulse water supply control system of boiler, the steam drum water level is a very important parameter for the boiler safe operation. Both high and low steam drum water level may lead to extremely serious consequence; therefore steam drum water level must be strictly controlled. With the rapid development of PLC technology, PLC is widely applied to the process control domain and makes the performance of control system enhance enormously. PLC has already become the essential important equipment in automatic control domain. The control design, the introduction to PLC, and system software design are introduced in the paper. Also based on the analysis of all kinds of factors which influence steam drum water level, “unreal water level phenomenon” is analyzed specially, and three impulses control scheme of steam drum water level control system is proposed. Siemens S7-300 is adopted to realize automatic control of steam drum water level in the system.PID parameters are regulated by engineering regulation method, and simulation study is done. According to the simulation results, system performance meets the requirements.Key words: PLC;Boiler; Three Impulses; Steam Drum Water Level; PID C ontrol目录摘要 (II)Abstract (III)1.绪论 (1)1.1课题背景及目的和意义 (1)1.2项目研究内容 (2)2.控制方案设计 (4)2.1汽包水位控制系统参数选择 (4)2.2控制方案设计结构选择 (4)2.2.1单冲量汽包水位控制系统 (4)2.2.2双冲量汽包水位控制系统 (5)2.2.3三冲量汽包水位控制系统 (6)2.3前馈串级控制系统 (7)2.3.1串级控制系统特点 (7)2.3.2串级控制系统回路的选择原则 (8)2.3.3前馈控制系统特点 (9)2.3.4前馈控制器设计 (10)2.4被控对象数学模型 (11)3.PLC简介 (13)3.1 S7-300硬件 (13)3.1.1 S7-300的物理结构 (13)3.1.2硬件组态 (14)3.1.3信号模块 (15)3.2 S7-300软件 (16)3.2.1组织块OB35 (16)3.2.2功能块FB41 (17)3.2.3功能块FB100 (18)3.2.4功能块FC105和 FC106 (19)4. PLC控制系统的设计 (20)4.1程序设计 (20)4.2仿真步骤 (30)4.3仿真曲线 (33)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)1.绪论1.1课题背景及目的和意义蒸气锅炉是企业重要的动力设备,其任务是供给合格稳定的蒸气产品,以满足负荷的需要。

锅炉是一个十分复杂的控制对象,为保证提供合格的蒸气产品以适应负荷的需要,与其配套设计的控制系统必须满足各主要工艺参数的需要。

保持锅炉汽包水位在正常范围内是锅炉运行的一项重要的安全性能指标,由于负荷、燃烧状况及给水流量等因素的变化,汽包水位会经常发生变化[1]。

因此锅炉汽包水位应当根据设备的运行状况进行实时调节加以严格控制以保证锅炉的安全运行。

工业蒸气锅炉汽包水位控制的任务是控制给水流量使其与蒸发量保持动态平衡,维持汽包水位在工艺允许的范围内,是保证锅炉安全生产运行的必要条件,锅炉汽包水位也是锅炉运行中一个重要的监控参数,它间接地体现了锅炉负荷和给水之间的平衡关系。

传统的控制方法是以各种分立器件的应用为基础,利用各种检测器件对被控参数实时进行检测并反馈给控制器件,再根据自动控制理论的有关算法完成相应的运算并驱动调节机构完成相应的动作,从而达到自动控制的目的。

但是这种控制方式受分立器件的性能影响大,系统各部分之间影响较大,自动化水平不高,控制效果并非十分理想,而且容易出现故障,不利于系统的长期安全、高效运行。

现在广泛使用的控制技术还有DCS集散控制系统,但由于DCS系统适合有多个控制回路同时工作的复杂系统,而且集散控制系统往往价格昂贵,对于像汽包水位这样的控制系统来说性价比太高,因此对于汽包水位控制系统来说并非理想的选择[2]。

因此需要运用另一种更好的控制系统对其控制。

PLC是70年代发展起来的中大规模的控制器,是集CPU、RAM、ROM、I/O接口与中断系统于一体的器件,已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各种行业[3]。

随着计算机在操作系统、应用软件、通信能力上的飞速发展,大大增强了PLC通信能力,丰富了PLC编程软件和编程技巧,增强了PLC过程控制能力。

因此,无论是单机还是多机控制、生产流水线控制及过程控制都可以采用PLC技术。

PLC控制锅炉技术是近年来开发的一项新技术。

它是PLC 软、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物。

作为锅炉控制装置,其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行,减轻操作人员的劳动强度。

采用PLC 控制技术,能实现对锅炉运行过程的自动检测、自动控制等多项功能。

它的被控量是汽包水位,而调节量则是汽包给水流量,通过对汽包水位的实时检测并进行反馈,PLC 对反馈信号和给定信号进行比较,然后根据控制算法对二者的偏差进行相应的运算,运算结果输出给执行机构从而实现给水流量的调节,使汽包内部的物料达到动态平衡,汽包水位变化在允许范围之内。

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