基于PLC的燃油锅炉控制系统设计 开题报告

中北大学

毕业设计开题报告

学生姓名：王健学号：********** 学院、系：信息与通信工程学院

专业：电气工程及其自动化

设计题目：基于PLC的燃油锅炉控制系统设计

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2013年3月 15日

毕业设计开题报告

1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：

文献综述

1 研究背景及意义

随着我国经济的迅速发展，能源短缺已成为制约我国工业发展的重要阻碍，社会各界都对此积极关注。锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业[11]。

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。它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源[4]。随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动力和热源的锅炉，办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全、稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。提高其生产效率不仅具有客观的经济效益，还有重要的环保意义。随着PLC技术的不断发展以及智能控制元件价格的降低,使得高智能控制和高可靠性的全智能化燃烧器的开发成为必然[8]。传统的生产工艺以人工点火方式为主,不仅生产条件差,劳动强度大,安全系数低,而且不能实时监

测现场燃烧状况,更不能及时判断、处理异常现象。加上全球性的人口、资源、环境矛盾尖锐，使我国的现代化面临严峻的挑战，即使国际市场能够弥补中国资源的不足，生态和环境破坏的沉重代价也难以承受。随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。

其优越性主要在于：首先，通过对锅炉燃烧过程进行有效控制，使燃烧在合理的空燃比条件下进行，可以提高燃烧效率。其次，锅炉控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面使运行参数在CRT上的集中监测，操作人员在监控计算机上能根据控

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题的任务是燃油经燃油预热器预1min，，由喷油泵经喷油口打入锅炉燃烧。点火时，鼓风机送风；喷油口喷油；点火变压器接通（子火）；瓦斯阀打开（母火）。5S后，关闭子火，继续送风，使燃烧继续，控制锅炉的进出水和蒸汽压力。本课题主要解决的问题如下：

1 如何设计PLC及相应硬件电路;

2 如何正确设计控制程序，并模拟调试通过;

3 怎样设计PLC与外设的连接和驱动控制电路。

本课题的研究手段是利用GX Developer编程仿真软件对PLC的燃油锅炉控制系统进行编程并进行仿真分析，选用三菱FR-FX

型PLC，本课题要求控制锅炉的进出水和蒸汽

2N

压力，所以锅炉自动控制的任务主要是维持锅炉的水位、温度、压力等物理参数在设定的范围内，并能自动适应负荷的变化，从而使锅炉安全可靠经济地运行。而主程序控制是完成锅炉起动、停止以及正常工作等一系列操作自动化进行的过程，只有前一个条件满足，才能进行下一个动作。本课题需要对燃油锅炉电气控制特性进行研究，在分析燃油锅炉工艺结构，动态特性的基础上，开发一套燃油锅炉点火控制系统，用PLC实现对现场数据采集、处理判断和控制运算，及实时控制各个执行机构动作，并对其点火控制进行设计。

本课题的撰写框架时间安排大致如下：

3月1日-3月15日：收集相关资料，了解锅炉自动控制的发展及进一步认识可编程控制器(PLC)，并完成开题报告。

3月16日-4月15日：对燃油锅炉工艺进行系统分析，设计。

4月16日-6月15日：用三菱PLC对燃油锅炉控制系统进行设计（包括燃油锅炉的起动、停止程序；PLC与外设连接、驱动控制电路）。

6月16日-7月1日：梯形图分析及总结，并整理论文为答辩做准备。

指导教师意见：

指导教师：

年月日所在系审查意见：

系主任：

年月日