锅炉控制系统设计仿真毕业论文
基于单片机的小型开水锅炉控制系统设计
致谢
对于这次毕业论文的撰写,最需要感谢的是我的指导 老师刘老师。他在整个毕业设计过程中都给了我充分的帮
助与支持，他不仅耐心地帮我指出论文中的不足之处，而
且还对论文的改进提出了宝贵的建议，是在他对我自始自 终的指导下，我的论文设计才得以顺利完成。在次借论文 完成之际，表示由衷的感谢与敬意！还要感谢大学几年各 科老师的教导，是他们在这五年来对我的培养，使我学到
用率，大有推广应用的价值。由于该系统是针对无压热水
锅炉的设计，但如果是有压热水锅炉, 其压力控制部分也 是至关重要的。压力控制可采用机械重位式控制而无需电 子线路来控制。由于该系统工作的场合不确定，干扰信号 也不一样，在干扰较强时，系统工作不够稳定，在以后的
研究中应从系统的抗干扰方面努力，使系统实现无人值守
基于单片机的小型开水锅炉控制 系统设计
论文作者： 李浩 班 级：应教042 指导老师： 刘法治
介绍内容
选题的目的 系统设计方框图
系统操作过程 软件设计 结论 谢词
选题的目的
在我国，传统的开水锅炉控制中多以燃煤和燃油为主， 而且相当一部分还是采用人工控制或是继电接触式的控制 方式，自动化程度低，调节精度差，单靠人工操作已不能 适应当今高效、低耗、低劳动强度的要求，加上燃料燃烧 时产生大量的废气和废渣，对环境造成了严重的污染，给 人们的生产和生活也带来了巨大的危害。因此，对传统的 控制系统进行改造是适应今后发展的迫切需要。随着电力
温未达到设定值，立即回馈给系统，由系统自动调整加热
器工作状态，使水温到达设定值，满足用户需求。
软件设计
程序流程图是编写系统程序的基础，只有搞清程序流程 图的控制过程，才能编写符合控制流程的系统程序，结合 外围电路的设计，完成控制要求，以下是主程序流程图的 介绍。
锅炉毕业设计论文
目次1 绪论 (3)1.1燃气锅炉的特点 (3)1.2燃气锅炉的现状 (5)1.3此次设计燃气锅炉的基本思路 (6)2 设计任务与燃料特性参数 (7)2.1设计任务 (7)2.2燃料特性 (7)3 燃料计算 (8)4 燃料燃烧计算 (9)4.1烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数计算 (9)4.2理论空气量和理论烟气量的计算 (9)4.3各受热面烟道中烟气特性表 (9)4.4烟气温焓表（见附表） (10)4.5锅炉热平衡及燃料消耗量计算 (10)5 炉膛设计计算 (12)5.1炉膛热力计算方法 (12)5.2炉膛尺寸计算 (12)5.3炉膛结构特性计算 (13)5.4炉膛热力计算 (13)6 对流管束计算 (15)6.1设计思想 (15)6.2第一管束结构计算 (15)6.3第一管束热力计算 (15)6.4第二管束结构计算 (18)6.5第二管束热力计算 (18)7 过热器设计计算 (21)7.1过热器设计思想 (21)7.2过热器结构计算 (21)7.3过热器热力计算 (22)8省煤器设计计算 (25)8.1省煤器设计思想 (25)8.2省煤器的结构计算 (25)8.3省煤器热力计算 (25)9热力计算汇总表 (28)10阻力计算 (29)10.1第一锅束管束阻力计算 (29)10.2第二锅束管束阻力计算 (30)10.3 过热器阻力计算 (31)10.4 省煤器阻力计算 (32)11烟道阻力计算 (34)12 送引风机选择计算 (36)12.1送风机 (36)12.2引风机 (36)13 所选燃烧器的基本原理 (37)14 旋风除尘器 (38)14.1工作原理 (38)14.2旋风除尘器的特点 (38)14.3除尘器的选择 (38)15 防爆措施 (39)15.1气体爆炸原因 (39)15.2 防爆门结构设计 (39)16 水位自动调节系统 (40)16.1系统简介 (40)16.2系统原理 (40)附表（烟气焓温图）： (40)结论 (44)致谢 (45)参考文献 (46)1 绪论燃气锅炉是一种以可燃气体作为燃料的能源转换设备，用以生产热水或蒸汽，满足工业生产和人民日常生活的需要。
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。
锅炉燃烧系统的控制系统设计毕业论文
锅炉燃烧系统的控制系统设计摘要：锅炉是热电厂重要且基本的设备，其最主要的输出变量之一就是主蒸汽压力。
主蒸汽压力的自动调节的任务是维持过热器出口气温在允许范围内，以确保机组运行的安全性和气温在允许范围内，以确保机组运行的安全性和[1]经济性。
锅炉所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可以作为精馏、干燥、反可以作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。
随着工业生产的规模不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。
在控制算法上、综合运用了单回路控制、串级控制、比值控制等控制方法实现了燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量、引风量控制炉膛负压，并有效克服了彼此的扰动，使整个系统稳定运行。
运行。
关键词：锅炉；蒸汽压力；单回路控制；关键词：锅炉；蒸汽压力；单回路控制；ControlsystemdesignoftheboilercombustionsystemAbstract:Theboilerisimportantandbasicequipmentofthethermalpowerplan t,oneofthemainoutputvariableisthemainsteampressure.Thetaskoftheauto maticadjustmentofthemainsteampressureistomaintainthesuperheateroutle ttemperaturewithintheallowablerange,toensurethesafetyandeconomyofth eunitoperation.Theboilersproducehighpressuresteamcanbeusedasasource ofpower-driventurbine,butalsoasadistillation,drying,reaction,heatingandprocesshe atsource.Withindustrialproductionexpanding,asafilterforpowerandheat,b utalsotowardthehigh-capacity,high-parameter,high-efficiencydirection.Inthecontrolalgorithm,theintegrateduseofsingle-loopcontrol,cascadecontrol,ratiocontrol,thecontrolmethodoffuelcontroltoadjustthevaporpressure,airvolumecontroltoadjustthefluegasoxygenconten t,thewindcontrolthefurnacenegativepressure,andeffectivelyovercomeeac hotherdisturbancessothatthewholestabilityofthesystem.Keywords:Boiler;Vaporpressure;Single-loopcontrol引言引言随着城市的快速发展，我们对用电的需求也越来越大，如何利用好有限的能源来保证供电是一个重要的话题，在能源的利用过程中如何更加提高能源的利用率是一个可研究性的话题，本文基于上述话题对电厂的燃烧锅炉控制进行了研究。
燃气锅炉毕业设计论文
摘要240t/h燃高焦炉混合煤气锅炉设计：（Q低温=1400千卡/标m3)，设计的参数为215℃的给水温度，540℃的过热蒸汽温度，140℃的排烟温度，20℃的环境温度。
本次设计计算了，炉膛，屏式过热器，高温过热器，低温过热器，高温省煤器，高温空气预热器，低温省煤器，低温空气预热器的结构计算和传热计算。
以及对烟道阻力的计算和空气预热器的计算，引风机，送风机的选择。
炉膛宽度取7.7米，顶棚宽4.675米，顶棚高4.2米，炉膛总高15.785米。
屏式过热器取8片，纵向排数27，每片屏并联管子根数为12，第一根屏管高度4.2米，屏高度最大值4.559米，屏的深度为1.244米。
高温过热器横向管排数62，纵向管排数8，管长3.329，管簇深度0.76米。
低温过热器横向管排数58，纵向管排数16，管长3.2.高温省煤器横向排数97.5，纵向排数26，受热面布置管长6.2。
高温空预器横向管排数100，纵向管排数50，管箱高度1.44米。
低温省煤器横向排数97.5，纵向排数64，受热面布置管长3.35米。
低温空预器横向管排数100，纵向管排数50，管箱高度1.44米。
本次设计中，烟气在炉膛出口温度是1295.1℃，经过屏式过热器烟温下降至1183℃，在经过高温过热器烟温下降到1032.6℃，经低温过热器温度下降到832.54℃，经高温省煤器下降到449℃，经高温空气预热器降至382℃，经低温省煤器下降到222℃，经高温空气预热器降至146.7℃排烟。
本次设计中，水的流程是215℃给水经低温省煤器加热到260℃，经高温省煤器加热到319.97℃，进入汽包，再经下降管，由水冷壁使饱和水变成319.97℃的水蒸气，经低温过热器将水蒸气加热到425.2℃，经屏将水蒸气加热到455.87℃，最后经高温过热器加热到540℃引出做功。
关键字：炉膛，过热器，省煤器，空气预热器。
Abstract240t / h burning blast furnace gas boiler design (high mixing coke oven gas: low-temperature Q = 1400 kcal / standard m3) of the graduation project, the design parameters for the feed water temperature of 215 °C, the superheated steam temperature of 540 °C, 140 °C exhaustsmoke temperature, 20 °C ambient temperature.The design, furnace, screen superheater, superheater high temperature, low temperature superheater, high-temperature economizer, high temperature air preheater, low-temperature economizer, low temperature air preheater of structural calculations and heat transfer calculations. And calculation of flue resistance and air preheater calculation of induced draft fan, blower options.Take chamber width 7.7 meters, the ceiling is 4.675 meters wide, 4.2 meters high ceiling hearth, total 15.785 metres high. Take platen superheater of 8, longitudinal row number 27, every piece of screen the number of 12 parallel tubes, the first root screen pipe height 4.2 meters, screen the maximum height 4.559 meters, the depth of the screen is 1.244 meters. High temperature superheater tube transverse number 62, vertical tube number 8, length 3.329, the depth of 0.76 meters. Low temperature superheater tube for 58 horizontal, vertical tube number 16, length 3.2. High temperature economizer horizontal row number 97.5, longitudinal row number 26, decorate in heating length 6.2. High temperature air preheater horizontal tube number 100, vertical tube number 50, the box height 1.44 meters. Of low temperature economizer horizontal row number 97.5, longitudinal row number 64, decorate in heating tube 3.35 meters. Low temperature air preheater horizontal tube number 100, vertical tube number 50, the box height 1.44 meters.In this design, the flue gas outlet temperature in the furnace is 1295.1 ° C, after the platen superheater flue gas temperature dropped to 1183 °C after the high temperature superheater flue gas temperature down to 1032.6° C, low temperature airpreheater temperature dropped to 832.54 ° C decreased to 449 °C, high temperature economizer, air preheater at high temperature dropped to 382°C, low temperature economizer decreased to 222 °C, dropped to 146.7 ℃high temperature air preheater exhaust.In this design, the water flow is 215 ℃water supply by the low-temperature economizer heating to 260 °C, high temperature economizer heating to 319.97 °C, into the drum, and then the down pipe, the water wall so that the saturated water into 319.97 °C steam, low temperature superheater steam heated to 425.2 ° C, the screen will steam heated to 455.87 °C, and finally by the high temperature superheater heating to 540 ° C leads to acting.Keywords: furnace, superheater, economizer, air preheater.目录摘要 (1)Abstract (2)绪论 (6)1燃气锅炉的特点 (6)2燃气锅炉的现状 (8)3此次设计燃气锅炉的基本思路 (9)第一章.设计任务与燃料特性参数 (10)1.1设计任务 (10)1.2燃料特性 (10)第二章.锅炉整体布置的确定 (11)2.1 燃料燃烧计算 (11)2.2空气平衡及焓温表 (13)2.3锅炉热平衡及燃料消耗量计算 (15)2.4燃烧室设计及传热计算 (16)2.5炉膛结构尺寸计算 (18)2.6燃烧器的布置及主要尺寸 (20)2.6燃烧室结构特性计算 (21)2.7炉膛热力计算 (22)2.8.炉膛顶部辐射受热面吸热量及工质焓增计算 (24)2.9炉膛受热面热力分配 (25)2.10屏式过热器结构计算 (26)2.11屏区传热计算 (28)2.12高温过热器结构计算 (32)2.13高温过热器传热计算 (33)2.14低温过热器结构计算 (36)2.15低温过热器传热计算 (37)2.16炉膛受热量的热量分配 (39)2.17高温省煤器结构计算 (42)2.18高温省煤器传热计算 (43)2.19高温空气预热器结构计算 (45)2.20高温空气预热器传热计算 (46)2.21低温省煤器结构计算 (49)2.22低温省煤器传热计算 (50)2.23低温空气预热器结构计算 (52)2.24低温空气预热器传热计算 (53)2.25热力计算汇总表 (55)第三章.阻力计算 (56)第四章.送引风机计算 (61)4.1送风机计算 (61)4.2引风机计算 (61)第五章.防爆措施 (62)第六章.结论 (63)第七章.参考文献 (64)第八章.附录A (65)第九章.附录B (73)第十章.附录C (93)第十一章.致谢信 (99)绪论燃气锅炉是一种以可燃气体作为燃料的能源转换设备，用以生产热水或蒸汽，满足工业生产和人民日常生活的需要。
(完整版)我的工业燃煤锅炉DCS控制系统设计毕业论文设计
工业燃煤锅炉DCS控制系统设计（子课题：控制方案的组态及监控画面的制作）摘要：本文叙述了工业燃煤锅炉的工作原理，具体阐述了锅炉控制中对汽水控制系统方案和自动检测的设计，利用了Control Builder 软件、UMC800控制器和FIX软件进行35吨工业燃煤锅炉汽水系统的自动检测与控制回路的组态，并设计了友好的监控画面。
关键词：锅炉FIX UMC800 控制系统汽水系统蒸汽压力Abstract: the paper introduce the principle of the boiler which is used in burning coal industrial,it describes the scheme of the steam controlsystem in boiler control and the design of auto-detection. it use the Control Buildersoftware,UMC800 controller and FIX softwareto auto-detect 35t steam system in burningcoal industrial and configuration the controlloop, and designed the friendly supervisionappearance.Keyword: boiler, FIX, UMC800, control system, steam system, steam pressure引言锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的13，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。
提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。
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。
基于单片机的供暖锅炉控制系统设计
选题的目的意义
随着社会经济的飞速发展，人们生活水平的不断 提高，对城市生活供暖的数量和质量提出的要求越来 越高。由于传统的控制方式调节精度差，自动化程度 低，系统稳定性差，锅炉运行耗能大，并且存在安全 隐患等缺点，对现代锅炉运行方式有待于长足改进。 本系统以单片机模块为核心，通过实时采集环境温 度、锅炉出水温度、炉膛压力等信号，通过单片机内 部程序运算，实现对中小型锅炉运行的自动控制。通 过微机实现燃烧与给水系统的自动控制与调节，将保 证锅炉正常供气供暖，维持稳定系统，保证安全经济 运行，具有较高的实用价值和优越性。
1 2 3 1 2 3
GND
水位控制电路
当水位到达某一光敏三极管的位置时，其输出端口就向单片 机输出高电平；当水位低于此光敏三极管的位置时，其输出端口就 向单片机输出低电平，从而通过程序设定控制补水泵动作。单片机 输出控制端P2.3和P0.4分别接继电器KM3和KM4线圈，继电器触 点的动作受单片机控制，从而对变频器和补水泵形成自动控制。补 水泵运行方式将在后面介绍。
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
电气控制电路
循环泵和补水泵分别由两台电机循环拖动，循环泵1和补水 泵1工作在变频状态，当它们运行出错时由M2和M4代替其工作。 对于循环泵1，当KM1接通X1端，变频器1输出频率从下限频率到 上限频率逐渐增加（上下限频率根据环境温度由用户通过面板设 定）。同理当环境温度超过单片机内部所设上限时，KM1断开、 KM2接通，频率逐渐下降。对于补水泵1，工作在正转加速和停止 状态，运行状态是根据锅炉水位的变化而变换的，由单片机来设定。
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。
锅炉本体设计毕业论文
锅炉本体设计毕业论文锅炉是化石燃料发电厂的核心部件之一，其稳定可靠的运行对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要的意义。
通过对锅炉本体设计的研究和优化，可以有效提高锅炉的性能指标，降低运行成本，为电力系统的可持续发展提供支持。
一、锅炉本体设计的意义锅炉运行效率的高低直接影响着发电厂的经济效益和能源利用效率。
因此，锅炉本体设计的优化是保证发电厂运行效益和能源利用效率的重要因素之一。
1. 提高锅炉效率锅炉本体设计是提高锅炉效率的关键。
通过合理的锅炉本体设计，可以有效降低烟气温度、提高回收余热、减少热损失，从而提高锅炉效率。
2. 降低运行成本通过锅炉本体设计，可以降低锅炉的运行成本。
设计时应考虑到锅炉的节能性能，选用经济、适用的材料和设备，降低锅炉维护成本和运行成本。
3. 获得更好的环保效益锅炉烟气中的二氧化碳、氮氧化物和烟尘等物质对环境造成严重污染。
通过优化锅炉本体设计，可以减少尾气排放，保护环境，获得更好的环保效益。
二、锅炉本体设计的关键内容1. 锅炉火焰室设计锅炉火焰室是锅炉的关键部件之一，其设计对锅炉热效率和燃烧稳定性有很大影响。
火焰室设计应满足以下要求：（1）燃烧室形状合理，烟气流动状态稳定，燃烧充分，减少不完全燃烧产生的污染物。
（2）合理设置喷嘴以控制燃烧空气量，使氧气充分燃烧，减少氧化氮的排放量。
（3）燃料喉径设计合理，便于燃料传输和燃烧，同时减少燃烧室内径和出口处的热损失。
2. 锅炉换热面设计锅炉的换热面是锅炉的传热部件，包括锅炉上的水冷壁、过热器、再热器等。
其设计主要满足以下要求：（1）尽可能增加换热面积，提高热传递效率，从而提高锅炉的效率。
（2）选择适用材料，保证换热面的耐蚀性和抗腐蚀性，延长使用寿命。
（3）优化冷却水流量和控制冷却水温度，防止冷却水中的钙、镁等成分沉积在换热面上形成结垢，影响传热效率。
3. 锅炉气路系统设计锅炉气路系统是锅炉的流体动力部件，包括引风机、鼓风机、排烟风机、尘除系统等。
锅炉工程专业毕业论文
锅炉工程专业毕业论文本文以锅炉工程为研究对象，探究了在锅炉工程领域中对于燃煤锅炉能耗的优化控制问题。
本文通过对相关文献资料的搜集和分析，结合现有的实验数据，提出了优化燃煤锅炉能耗的措施。
关键词：锅炉工程；能耗控制；优化；燃煤锅炉Ⅰ. 引言燃煤锅炉是目前工业生产中广泛使用的锅炉类型之一，它的能耗占据了工业生产总能耗很大的一部分。
因此，为了提高工业生产效率，控制燃煤锅炉的能耗是十分必要的。
Ⅱ. 燃煤锅炉能耗控制的优化措施1. 减少锅炉的烟气温度通过降低烟气温度可以增加锅炉的热效率和节能效果。
一般情况下，降低1℃的烟气温度，可使锅炉热效率提高约0.8%。
2. 提高锅炉的给水温度提高锅炉的给水温度可以使锅炉水的温度提高，从而使锅炉的热效率提高，进而提高节能效果。
但是，考虑到设备的安全性和稳定性，给水温度的提高不能过高。
3. 减少锅炉的氧气含量锅炉生成热量的过程中需要氧气参与化学反应，但氧气参与的越多，其对锅炉和环境的危害也就越大。
因此，减少锅炉的氧气含量可以降低环境污染和锅炉的损耗，进而降低燃料的消耗。
4. 控制锅炉的空气过剩系数空气过剩系数是指锅炉供给的空气量与理论需要的空气量的比值，过度的空气会浪费燃料，同时还会对环境产生危害。
因此，控制锅炉的空气过剩系数可以达到减少燃料消耗的目的。
Ⅲ. 实验结果通过实验数据分析，得出以下结论：在工业生产过程中，采取上述优化措施可以有效控制煤炭的消耗，提高锅炉的热效率和节能效果。
特别是空气过剩系数的控制，可以达到最大化燃料的利用效率和减少环境污染的效果。
而控制烟气温度和给水温度，虽然可以提高锅炉的热效率，但也会导致设备的安全性和稳定性降低，需要在保证设备安全性的前提下，合理地控制温度。
Ⅳ. 结论现代工业生产中，燃煤锅炉的能耗优化控制是工业生产的重要问题之一。
通过对实验数据的分析，本文提出了降低烟气温度、提高给水温度、减少氧气含量、控制空气过剩系数等优化措施，可有效控制煤炭的消耗，提高锅炉的热效率和节能效果。
电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统设计
本科毕业设计论文题目电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统设计专业名称学生姓名指导教师毕业时间毕业设计任务书一、题目电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统设计二、指导思想和目的要求通过毕业设计使学生对所学自动化基本知识和专业理论加深理解，掌握工业生产过程控制系统设计和仿真的基本方法，培养独立开展设计工作的能力。
要求在毕业设计中：1.分析研究火力发电厂锅炉蒸汽温度控制要求，特点及控制系统设计方法，设计电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统，达到要求的主要技术指标；2.开展控制系统方案论证，建立系统数学模型，进行温度控制系统分析；3.设计串级控制系统控制规律，进行参数整定；4.进行数学仿真，验证设计；5.撰写毕业设计论文。
三、主要技术指标1．350MW机组锅炉过热蒸汽温度保持在00C±；5505在减温水流量变化时，锅炉过热蒸汽温度控制系统能稳定运行，衰减系数9.0ϕ；=75~.02．过程动态性能指标为：1)温度波动最大偏差不超过04C；2)过渡过程时间不大于min2；3. 锅炉稳定运行时，过热蒸汽温度应在给定值的02C范围内四、进度和要求1.1-3周：收集查阅资料；2.4-6周：完成总体方案设计和建模；3.7-8周：完成系统分析和控制规律设计；4.9-11周：完成仿真验证及修改；5.12-13周：完成毕业设计论文.五、主要参考书及参考资料⑴金以慧等，《过程控制》，清华大学出版社，2000年；⑵张栾英，孙万云，《火电厂过程控制》，中国电力出版社，2004年；⑶于希宁，刘红军，《火电场自动控制理论》，中国电力出版社，2004年.学生指导教师系主任电厂锅炉温度串级控制系统设计摘要本文是针对锅炉蒸汽温度控制系统进行的分析和设计，而对锅炉蒸汽的良好控制是保证系统输出蒸汽温度稳定的前提，所以本系统采用串级控制系统，这样可以极大的消除控制系统工作中的各种干扰因素，是系统能在一个较为良好的状态下工作，同时锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。
毕业论文——锅炉温度控制系统设计
XX XX 大学毕业设计说明书学院、系：专业：学生姓名：学号：设计题目：锅炉温度控制系统设计起迄日期: 20**年2月13日~20**年6月10日指导教师:教授系主任:发任务书日期:20**年1月7日目录第1章绪论 (1)1.1课题背景 (3)1.2 课题目的及意义 (4)1.3设计指标 (4)1.4 论文工作 (5)第2章系统设计方案与论证 (5)2.1 系统设计方案 (6)2.2 方案选定 (7)第3章锅炉温度控制系统硬件电路设计 (7)3.1 系统供电电源电路设计 (8)3.2单片机最小系统 (9)3.3 温度测量电路 (13)3.4 A/D转换单元 (16)3.5 输出模块 (20)3.6 键盘电路 (23)第四章锅炉温度控制系统软件设计 (24)4.1 主程序流程图及分析 (24)4.2 子程序流程图及分析 (25)第5章调试 (28)结论 (29)第1章绪论1.1课题背景根据国内实际情况和环保问题的考虑和要求，燃烧锅炉由于污染并效率不高，已经逐渐被淘汰；燃油和燃气锅炉也存在着燃料供应不方便和安全性等问题。
因些在人口密集的居民区、旅馆、医院和学校，电加热锅炉完全替代燃煤、燃油、燃气锅炉。
自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机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，国内外温度控制系统的发展迅速，并在智能化，自适应、参数整定等方面，以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪表，并在各行广泛应用。
电加热锅炉采用全新加热方式，它具有许多优点，使其比其他形式的锅炉更具有吸引力：(1)无污染。
不会排放出有害气体、飞尘、灰渣，完全符合环保方面的要求。
(2)能量转化效率高。
加热元件直接与水接触，能量转换效率很高，可达95%以上。
(3)锅炉本体结构简单，安全性好。
不需要布管路，没有燃烧室、烟道，不会出现燃煤、燃油、燃气的泄漏和爆炸危险。
锅炉汽包水位控制系统的设计毕业论文
过程控制系统实验报告专业 xxxxxx班级 xxxxxxxxx学生姓名 xxxxxx学号 xxxxxxxx锅炉汽包水位控制系统设计一、控制要求设计一个汽包水位控制系统;使汽包水位维持在90CM;稳态误差±0;5CM;以满足生产要求..二、完成的主要任务1.掌控锅炉生产蒸汽工及其工作流程2.对被控对象进行特性分析;画出汽包水位控制系统方框图和流程图3.选择被控参数和被控变量;说明其选择依据4.设计控制系统方案;如何选择检测仪表;说明其选择原则和仪表性能指标5.说明单回路控制系统4个环节的工作形式对控制过程6.对控制进行PID控制说明其参数整定理论7.对锅炉汽包水位进行simulink仿真;对参数进行整定;其仿真图要满足动态性能指标8.总结实验课程设计的经验和收获过程控制系统实验报告............................... - 0 -第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理............ - 3 -1.1 概述............................................ - 3 -1.2 锅炉生产蒸汽工艺简述 ............................ - 4 -1.3 锅炉生产蒸汽工作流程 ............................ - 4 - 第二章锅炉汽包水位控制系统的方案设计............... - 5 -2.1 对被控对象进行特性分析 ............................ - 5 -2.2汽包水位控制系统方框图和流程图..................... - 5 -2.2.1 液位控制系统的方框图.................................. - 5 -2.2.2 液位控制系统的方案图.................................. - 6 -2.3选择被控参数和被控变量............................. - 7 -2.4选择检测仪表;说明其选择原则和仪表性能指标 .......... - 7 -2.4.1传感器、变送器选择 ..................................... - 8 -2.4.2执行器的选择........................................... - 8 -2.4.3关于给水调节阀的气开气关的选择.. ....................... - 8 -2.4.4 关于给水调节阀型号的选择.. ............................. - 9 -2.4.5 给水流量蒸汽流量..................................... - 9 -2.5 四个环节的工作形式对控制过程............................... - 9 -第三章PID控制.................................... - 10 -3.1对控制进行PID控制.......................................... - 10 -3.2整定PID理论参数............................................ - 11 -第四章仿真...................................... - 12 -4.1对锅炉汽包水位进行simulink仿真................... - 12 -4.2对系统参数进行整定................................ - 14 -第四章结束语...................................... - 10 -第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理1.1概述随着电子产品的降价及自动化生产线工艺控制连续稳定优势的凸现;越来越多的企业准备将自己的核心生产线改成全自动化生产线或者对个别关键工艺参数采用自动控制..工业应用自控技术在中国的推广使用较晚;但近年来发展较快..国内现在做汽包水位自动控制系统方面的设计公司很多;但由于能够集工艺要求、自动化技术和电气技术三者于一体的设计不多;所以人们清楚地认识到自动控制技术在工业应用中的重要地位和作用..从传统的控制方式来看;结构简单成本低的方案不能有效的控制锅炉汽包“虚假水位”现象;而能够在一定程度上控制“虚假现象”;系统却过于复杂;成本较高..故三种基本结构应运而生：单冲量调节系统结构;单级三冲量调节系统结构;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;一般采用单冲量调节方式..单冲量水位控制系统是以汽包水位作为唯一的控制信号;冲量即变量..单冲量水位控制系统由汽包、变送器、调节器、执行器及调节阀等组成;系统框图如下所示：图1.1 液位控制系统方框图1.2锅炉生产蒸汽工艺简述水位控制系统的任务是使给水量与锅炉蒸汽量相适应;维持汽包水位在工艺规定的范围内..汽包水位反映了锅炉蒸汽流量与给水量之间的平衡关系;是锅炉运行中非常重要的监控参数..汽包水位过高;会影响汽水分离的效果;使蒸汽带液;过热器结垢;影响过热器的效率；如果使带液蒸汽进入汽轮机;会损坏汽轮机叶片..如果水位过低;会破坏水循坏而损坏锅炉;尤其是大型锅炉;一旦停止给水;汽包存水会在很短时间内完全汽化而造成重大事故;甚至引起爆炸..因此汽包水位需要严格控制..1.3锅炉生产蒸汽工作流程锅炉是工业过程中不可缺少的动力设备;锅炉的任务是根据外界负荷的变化;输送一定质量气压;气温和相应数量的蒸汽..锅炉是由“锅”和“炉”俩部分组成..“锅”就是锅炉的汽水系统;如图所示..由省煤器3、汽包4、下降管8、过热器5、上升管7、给水调节阀2、给水母管1及蒸汽母管6等组成..锅炉的给水用给水泵打入省煤器;在省煤器中;水吸收烟气的热量;使温度升高到本身压力下的沸点;成为饱和水然后引入汽包..汽包中的水经下降管进入锅炉底部的下联箱;又经炉膛四周的水冷壁进入上联箱;随即又回入汽包..水在水冷壁管中吸收炉内火焰直接辐射的热;在温度不变的情况下;一部分蒸发成蒸汽;成为汽水混合物..汽水混合物在汽包中分离成水和汽;水和给水一起在进入下降管参加循环;汽则由汽包顶部的管子引往过热器;蒸汽在过热器中吸热、升温到规定温度;成为合格蒸汽送入蒸汽母管..“炉”就是锅炉的燃烧系统;由炉膜、烟道、吸燃器、空气预热器等组成..锅炉燃料燃烧所需的空气由送风机送入;通过空气预热机;在空气预热机中吸收烟气热量;成为热空气后;与燃料按一定的比例进入炉膛燃烧;生成的热量传递给蒸汽发生系统;产生饱和蒸汽..然后经过过热器;形成一定的过热蒸汽;汇集到蒸汽母管..具有一定的压力的过热蒸汽;经过负荷设备调节阀供负荷设备使用..与此同时;燃烧过程中产生的烟气;其中含有大量余热;除了将饱和蒸汽变成过热蒸汽外;还预热锅炉给水和空气;最后经烟囱排入大气..第二章锅炉汽包水位控制系统的方案设计2.1 对被控对象进行特性分析在设计锅炉汽包水位控制的过程中首先从汽包锅炉入手;汽包锅炉有自然循环方式和强制循环方式两种;汽包锅炉自动控制的任务与直流锅炉几乎一样;也是主要包括四个方面：1保证系统安全运行；2保持燃烧的经济性；3保持炉膛负压在一定范围内；4运行中保证气轮机所需的蒸汽量;过热蒸汽压力和蒸汽温度的恒定..无论上一自然循环还是强制循环锅炉;其给水控制的任务都是为了保证锅炉负荷和给水的平衡关系..但是;汽包锅炉由于有了汽包的存在;使锅炉的运行方式、锅炉的结构、工作原理与直流锅炉不同;这就使实现控制的方式;采用被调量都有所区别..2.2汽包水位控制系统方框图和流程图2.2.1液位控制系统的方框图单冲量水位控制系统以汽包水位作为唯一的控制信号;冲量即变量..水位测量信号H的偏差;通过执行器去控经变送器送到水位调节器;调节器根据汽包水位测量值H与0制给水调节阀以改变给水量;保持汽包水位在允许的范围内..系统方框图如下所示..图2.1 液位控制系统方框图这种控制系统结构简单;是典型的单回路控制系统..采用单冲量控制系统;进行PID调节一般就能满足生产要求..2.2.2液位控制系统的方案图以汽包水位为被控参数;给水量作为控制变量可构成如图所示的单回路水位控制系统;工程上也称为单冲量控制系统..这种系统的优点是所用设备少;结构简单;参数整定和使用维护方便..在如图所示的单冲量控制系统中;当锅炉蒸汽负荷流量突然大幅度增加时;由于假水位现象;调节器不但不及时开大给水阀来增加给水量;反而去关小调节阀的开度;减小给水量..这样由于蒸汽量增加、给水量减少使汽包存水量减少..等到假水位消失后;汽包水位会严重下降;甚至会使汽包水位降到危险的程度;以至发生事故..对于负荷变动较大的大、中型锅炉;单冲量控制系统不能保证水位稳定;难以满足水位控制要求和生产安全..而对小型锅炉;由于蒸汽负荷变化时假水位的现象并不明显;如果在配上相应的一些联锁报警装置;这种单冲量控制系统也能满足生产的要求;并保证安全生产..图2.2 液位控制系统方案图 2.3选择被控参数和被控变量被控参数：能在生产过程中借助自动控制保持恒定值或按一定规律变化的变量.. 控制变量：用来克服干扰对被控参数的影响;实现控制作用的变量..又称为操纵变量..最常见的操纵变量是介质的流量;也有以转速、电压等作为操纵变量的..本次实验设计的控制变量为出口流体的流量..控制变量的确定被控变量选定以后;应对工艺进行分析;找出所有影响被控变量的因素..在这些变量中;有些是可控的;有些是不可控的..1、在诸多影响被控变量的因素中选择一个对被控变量影响显著且便于控制的变量;作为控制变量；2、其它未被选中的因素则视为系统的干扰..2.4选择检测仪表;说明其选择原则和仪表性能指标调节器的选型与调节规律的选择对过程控制系统的控制品质有至关重要的影响;也是过程控制系统设计的核心内容之一..调节器的输出决定于被控参数的测量值与设定值之差;被控参数的测量值与设定值变化;对输出的作用方向是相反的..过程控制中;对于调节器的正反作用的定义为：当设定值不变时;随着测量值的增加;调节器的输出也增加;则称为“正作用”方式；同样;当测量值不变;设定值减小时;调节器输出增加;称为“正作用”方式..调节阀正、反作用方式的选择是在调节阀气开、气关方式确定之后进行的;其确定原则是使整个单回路构成负反馈系统..图2.2 液位控制系统流程图2.4.1传感器、变送器选择传感器、变送器完成对被控参数的检测;并将测量信号传送至控制器..测量信号是调节器进行控制的依据;被控参数迅速、准确地测量是实现高性能控制的重要条件..测量不准确或不及时;会产生失调、误调或调节不及时..因此;传感器、变送器的选择是过控系统设计中重要的一环..2.4.2执行器的选择过程控制使用最多的是由执行机构和调节阀组成的执行器..A 、调节阀工作区间的选择B 、调节阀的流量特性选择C 、调节阀的气开、气关作用方式选择2.4.3关于给水调节阀的气开气关的选择关于给水调节阀的气开气关的选择;一般都是从安全角度考虑的..如果高压蒸汽供给蒸汽透平压缩机的重要负荷;为保护这些设备以选用气开F ．C 阀为宜..如果蒸汽作为工艺生产中的热源时;为保护锅炉;以选用气关F ．O 阀为宜..综合起来考虑;一般选带保”+”-位装置F．IJ的给水阀;即事故状态该阀停在原位..2.4.4 关于给水调节阀型号的选择关于给水调节阀型号的选择..由于流经给水阀的除氧水压力为6．0MPa 温度为104℃ ;极宜产生汽蚀现象..对于轻度汽蚀;一般给水阀的阀芯阀座选用司钛莱合金堆焊即可..对于重度汽蚀;一般给水阀选用多级高压调节阀;使高压除氧水在流过调节阀多级节流孔后逐渐降压;而每级阀芯上只承担一部分压差;使节流后的压力在阀的部分恢复不到流体的饱和蒸汽压力;可以有效的避免汽蚀现象;也有效的防止了汽蚀引起的噪声振动和对阀芯阀座的侵蚀..2.4.5 给水流量蒸汽流量给水流量蒸汽流量的一次元件如果选用节流装置;则差压变送器输出的信号需经开方器后再输入到加法器进行信号叠加..这样可以减少非线性对系统调节品质的影响..若是选用流量变送器则不必加开方器..它们的显示仪表的量程应选择的相同;其范围应比额定蒸汽负荷大一些;以保证锅炉在额定负荷下的给水流量有波动的余地..2.5 四个环节的工作形式对控制过程确定调节系统的方案时;要根据对象的特性和工艺要求;选择合适的调节规律;使组成的调节系统满足预期的品质指标..调节器的调节规律;即它的输出量与输入量偏差值之间的函数关系..P = f e调节器的作用是根据偏差;按规定的调节规律产生输出信号;推动执行机构;对生产过程进行调节..1、比例控制P适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺上没有提出无差要求的系统;2、比例积分控制PI适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺参数不允许有余差的系统..3、比例微分控制PD适用于控制通道滞后较大的系统..例如加热较慢的温度控制系统..4、比例积分微分控制PID适用于容量滞后较大、负荷变化大、控制质量要求较高的系统;应用最普遍的是温度控制系统与成分控制系统..第三章PID控制3.1对控制进行PID控制求出系统的传递函数;画出液位控制系统方框图..在稳定状态下;水位测量信号等于给定值;水位调节器的输出;蒸汽流量及给水流量等三个信号;通过加法器得到的输出电流为:I0= K1 I1-K2 I2+ K3 I3式中;I1 为液位调节器的输出电流;I2 为蒸汽流量变送器的电流;I3 为给水流量变送器的电流;K1 、K2 、K3 分别为加法器各通道的衰减系数..设计K2 I2= K3 I3此时I0 正是调节阀处于正常开度时所需要的电流信号为了安全调节阀必须用气关阀 ..假定在某一时刻;蒸汽负荷突然增加;蒸汽流量变送器的输出电流I2 相应增加;加法器的输出电流I0 就减少; 从而开大给水调节阀..但是与此同时出现了假水位现象;水位调节器输出电流I1 将增大..由于进入加法器的两个信号相反; 蒸汽流量变送器的输出电流I2 会抵消一部分假水位输出电流I1 ; 所以; 假水位所带来的影响将局部或全部被克服..待假水位过去;水位开始下降;水位调节器输出电流I1 开始减小; 此时; 它与蒸流量信号变化的方向相反; 因此加法器的输出电流I0 减小; 意味着要求增加给水量; 以适应新的负荷需要并补充水位的不足..图3.1 液位控制系统方框图3.2整定PID理论参数调节器参数的工程整定方法在控制系统设计或安装完毕后;被控对象、测量变送器和执行器这三部分的特性就完全确定了;不能任意改变..只能通过控制器参数的工程整定;来调整控制系统的稳定性和控制质量..控制器参数的整定;就是按照已定的控制方案;求取使控制质量最好的控制器参数值..具体来说;就是确定最合适的控制器比例度P、积分时间TI;和微分时间TD..1稳定边界法临界比例度法属于闭环整定方法;根据纯比例控制系统临界振荡试验所得数据临界比例度Pm和振荡周期Tm;按经验公式求出调节器的整定参数..1 若置调节器Ti→∞;Td=0;比例度P →较大值;将系统投入运行..2 逐渐减小P ;加干扰观察;直到出现等幅减振荡为止..记录此时的临界值Pm和Tm..yT图3.2 液位控制系统图根据Pm 和Tm;按经验公式计算出控制器的参数整定值第四章仿真4.1对锅炉汽包水位进行simulink仿真稳定边界法：图4.1比例控制图图4.4 比例控制 simulink仿真结果图4.3系统PID仿真图图4.4 PID控制simulink仿真结果4.2对系统参数进行整定1 置调节器Ti→∞; Td=0;比例度P →较大值;将系统投入运行..2 逐渐减小P ;加干扰观察;直到出现等幅减振荡为止..记录此时的临界值Pm和Tm..3根据Pm和Tm;按经验公式计算出控制器的参数整定值..在控制系统设计或安装完毕后;被控对象、测量变送器和执行器这三部分的特性就完全确定了;不能任意改变..只能通过控制器参数的工程整定;来调整控制系统的稳定性和控制质量..控制器参数的整定;就是按照已定的控制方案;求取使控制质量最好的控制器参数值..具体来说;就是确定最合适的控制器比例度P、积分时间TI;和微分时间TD..1稳定边界法临界比例度法属于闭环整定方法;根据纯比例控制系统临界振荡试验所得数据临界比例度Pm和振荡周期Tm;按经验公式求出调节器的整定参数..1 若置调节器Ti→∞;Td=0;比例度P →较大值;将系统投入运行..2 逐渐减小P ;加干扰观察;直到出现等幅减振荡为止..记录此时的临界值Pm和Tm..第五章结束语这次的锅炉汽包水位控制系统设计;把课堂上学到的东西用了出来;因为每台锅炉都不一样;不能全部说清楚..这次课程设计是使用常规仪表对锅炉汽包水位进行自动控制的典型的方案;让我从中体会到了过程控制的内涵..也为接下来的考试打下了基础..同时感谢老师的精心指导;让我能顺利完成这次课程设计..。
基于MCGS的锅炉温度控制系统设计_毕业设计1 精品
西南科技大学专业方向设计报告课程名称：自动化专业方向设计设计名称：基于MCGS的锅炉温度控制系统设计姓名：赵XX学号: 2010XX班级：自动10XX班指导教师：王顺利起止日期： 2013.10.20——2013.11.15 西南科技大学信息工程学院制方向设计任务书学生班级：自动10XX班学生姓名：赵XX 学号：2010XXXX 设计名称：基于MCGS的锅炉温度控制系统设计起止日期：2013.10.20——2013.11.15 指导教师：王顺利方向设计学生日志基于MCGS的锅炉温度控制系统设计摘要：锅炉是工业生产中主要的供热设备。
电力、机械、冶金、化工、民用都需要锅炉提供热量，但是根据行业的不同，对锅炉的大小规模不尽相同。
作为重要的工业设备，在保证其安全和稳定运行的情况下则应考虑其自动生产，提高自动运行能力及工作效率。
本设计基于AE2000B实验设备上模拟现场锅炉温度控制系统，通过西门子S7-200 PLC作为控制器，MCGS 作为上位机，通过通信链接对锅炉温度进行实时监控，同时设计系列联锁，保证系统安全运行。
关键词: 锅炉温度 AE2000B PLC MCGSBased on the MCGS boiler temperature control system design Abstract：The boiler is the main heating equipment in the industrial manufacture.The electric power, the machinery, the metallurgical industry ,the chemical industry and the civil all need the heat the boiler offers. However, according to different industries, The size of the boiler varies from one to another. As an important industrial equipment, if we could ensure its safe and stable operation ,we should consider its automatic production and improve the automatic ability and its working efficiency. This design is based on AE2000B experimental device to simulate the spot boiler temperature control system by using the Siemens S7-200 PLC as the controller and the MCGS as upper machine. Meanwhile, the communication link will supervise the boiler temperature timely and the interlocking series will guarantee the safe operation of the system.Keywords: boiler temperature AE2000B PLC MCGS1 设计目的和意义锅炉生产在国民是工业中占据着重要的地位，早期的锅炉自动化程度很低，监控系统不完善，导致系统故障不断，但是锅炉因为适合各种行业仍然被广泛使用，锅炉的广泛使用使锅炉现代化成为必然。
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锅炉控制系统设计仿真摘要工业锅炉作为我国工业生产和集中供热的重要能源转换设备，能耗巨大，长期处在高能耗、高污染的生产状态。
然而，目前我国大多数锅炉控制系统自动化不高、安全性低，效率普遍低于国家标准。
锅炉作为将一次能源转化为二次能源的重要设备之一，提高锅炉控制水平已势在必行。
本文针对锅炉系统参数时变、严重非线性、干扰因素复杂等特点，提出对汽包水位采用三冲量控制方式，对炉膛负压采用前馈PID控制，对最优风煤比采用双交叉限幅比值控制的控制策略。
在MATLAB环境下对几种控制系统进行了仿真。
仿真结果显示，三冲量控制、前馈PID和双交叉限幅比值控制具有良好的控制效果，减小了超调量，提高了上升时间，缩短了调节时间，与传统的PID控制器相比，更适合工业锅炉这种复杂的控制对象。
关键词：锅炉三冲量控制前馈PID控制双交叉限幅比值控制IAbstractAs central heating in industrial production and the important energy conversion equipment in China, industrial boiler consumes enormous energy，and stays at high energy consumption and pollution production status. However, at present the majority of automatic boiler control system is not high, the security is low and the efficiency is generally lower than the national standard. Because the boiler is one of the important equipment which converses primary energy into secondary energy, improving the level of boiler control is imperative.In view of many factors of the boiler system, such as time-varying parameters, severely nonlinear and complex interference factors and so on , this paper puts forward three control strategies, including using three-impulse control, utilizing feed forward PID control to hearth negative pressure, and adopting double crossover restricts the amplitude ratio control to the optimal air fuel ratio. Several control systems are simulated in the MATLAB environment. The simulation results shows that three-impulse control, feed forward PID control and double crossover restricts the amplitude ratio control have good control effect, which reduce the overshoot, improve the rise time and reduce adjustment time. Compared with the traditional PID controller, these control systems are more suitable for the industrial boiler, a kind of complex control object.Key words: The Boiler, Three-impulse Control，Feed forward PID Control, Double Cross Restricts the Amplitude Ratio ControlIIIII目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1．1 选题背景及意义 (1)1.2 国内外锅炉的运行水平 (1)1.3 制约我国锅炉发展的因数 (2)1.3.1 大多数锅炉制造厂技术力量仍然薄弱 (2)1.3.2 燃料的因素 (2)1.3.3 工业锅炉的标准体系 (2)1.3.4 市场机制的影响及科研开发投入的不足 (2)1.3本文研究的主要内容 (2)第2章锅炉系统的控制任务 (3)2.1 锅炉系统的工艺流程简介 (3)2.2 锅炉自动控制系统的任务 (4)2.3 PID控制规律介绍 (4)本章小结 (5)第3章汽包水位三冲量控制 (6)3.1 汽包水位系统介绍 (6)3.2 汽包水位的动态特性分析 (6)3.3 锅炉汽包水位的控制方案 (8)3.3.1 单冲量控制系统 (9)3.3.2 双冲量控制系统 (9)3.3.3 三冲量控制系统 (10)本章小结 (10)第4章炉膛负压控制 (11)4.1 控制和监视炉膛负压的意义 (11)4.2 炉膛负压控制 (11)本章小结 (12)第5章最优风煤比控制 (13)5.1 常规PID风煤比控制系统的缺陷 (13)5.2 双闭环交叉限幅比例控制 (13)5.3 温度串级控制 (14)5.4 控制过程分析 (15)本章小结 (16)第6章 MATLAB/Simulink仿真 (17)6.1 MATLAB软件介绍 (17)6.2 汽包水位控制MATLAB仿真 (17)6.3 炉膛负压控制仿真 (18)6.4 最优风煤比控制仿真 (19)本章小结 (20)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)II第1章绪论1.1选题背景及意义锅炉作为能源转换的重要设备，运行情况的好坏直接关系到能源的利用率高低。
由于我国总的能源特征是“富煤、少油、有气"，拥有丰富的煤炭资源，因此，在未来相当长的一段时期内，燃煤工业锅炉将是我国工业锅炉的主导产品。
但我国锅炉房管理水平不高，锅炉技术含量低，锅炉的自动化控制技术落后，操作工人水平参差不齐，经常是凭感觉和经验去操作，长期使锅炉处在能耗高、环境污染严重的生产状态。
因此，提高锅炉的生产运行效率不仅具有可观的经济效益，还能减少环境污染，提高能源利用率。
锅炉设备是一个复杂的控制对象，影响锅炉生产效率的重要因素之一是控制系统性能的好坏。
把计算机技术运用于锅炉生产过程相关环节，进行自动化控制，能够有效地提高锅炉运行可靠性和生产效率。
实现锅炉自动化控制的意义在于：(1)提高锅炉运行的安全性；(2)提高锅炉运行的经济性；(3)改善劳动条件；(4)减少运行人员，提高劳动生产率。
研究与开发功能完备、性能可靠的锅炉自动控制系统，是适应锅炉生产发展需要，具有广阔的发展前景与研究价值。
1.2 国内外锅炉的运行水平目前国内外已经研制出许多工业锅炉微规控制系统，总体说来，工业锅炉的自动化控制经历了20世纪30、40年代单参数仪表控制，40、50年代单元组合仪表控制、综合参数仪表控制，直到60年代兴起的计算机过程控制[1]。
尤其是近十几年来，随着先进控制理论帮计算机技术的飞速发展，加之计算机各种性能的不断增强，锅炉应用计算机控制很快得到了普及和应用。
在国外，锅炉的控制基基本实现了计算机自动控制，在控制方法上都采用了现代控制理论中最优控制、多变量频域、模糊控制等方法，因此，锅炉的热效率很高、运行平稳，而且减少了对环境的污染[2]。
我国由于经济技术条件的限制，锅炉设备水平一直比较落后。
大多数中小型锅炉停留在手工和简单仪表操作的水平；到80年代中后期，随着先进的控制技术引入我国的锅炉控制，锅炉的计算机控制得到了很大的发展[3]；至90年代，锅炉的自动化控制己成为一个热门领域，单片机、可编程序控制器、工业计算机以及引进的国外控制设备开发的各种控制系统，已逐渐用于对原有锅炉的技术改造中，并向与新建炉体配套的方向发展，许多新的控制方法，诸如最优控制、模糊控制、神经网络控制及专家控制等自动控制的最新成果也在锅炉自动控制中得到了尝试和应用[4]。
11.3 制约我国锅炉发展的因数1.3.1 大多数锅炉制造厂技术力量仍然薄弱目前，我国工业锅炉制造企业的技术力量参差不齐，具有自行设计和开发能力的仅有少部分，大多数企业的技术开发能力仍很薄弱。
虽然我国在实行许可证制度以后，部分工业锅炉制造企业通过技术改造，使企业的工艺装备有了一定的提高，然而，更大多数企业的工艺装备仍然比较简单，很少配备先进的加工装备，缺乏专用加工设备，加工能力比较薄弱。
缺少能在工业锅炉行业中起领头的龙头企业或骨干企业[5]。
1.3.2 燃料的因素我国的燃料结构和燃料政策决定了在未来相当长的一段时期内，燃煤工业锅炉仍将是我国工业锅炉的主导产品，即使中小型的生产和生活用燃煤锅炉也会在最近相当长的一段时间内在部分地区保留并生产。
1.3.3 工业锅炉的标准体系标准是工业锅炉发展的重要的技术支撑，在工业锅炉的发展过程中起到了决定性的作用。
我国虽然已经建立了比较完整的工业锅炉标准体系，由于受到全国锅炉制造厂总体的工艺装备和制造工艺因素的影响，我国的标准在制造方面与国外的先进标准比还有一定的差距[5]。
1.3.4 市场机制的影响及科研开发投入的不足由于受到市场的影响，部分的锅炉用户过分注重锅炉的价格。
过分的压价使得锅炉制造厂的利润空间被压缩得很小，造成制造厂的科研开发的投入难以为继的局面。
而另一些锅炉制造厂（主要是一些小企业）为了获得定单，甚至将原来的机械燃烧改为手工燃烧，并尽量减少锅炉的运行监控能力，降低锅炉的自控要求，使得锅炉的运行性能大打折扣。
当然，更谈不上对锅炉自控系统的开发了。
1.3本文研究的主要内容论文的研究内容主要包括：(1) 本课题的研究背景、意义、燃煤锅炉运行现状以及制约我国锅炉发展的因数。
(2) 介绍了对锅炉系统特性、产生扰动的主要因素及调节原理。
(3) 依据控制对象特性将三冲量控制运用于汽包水位，前馈PID控制运用于炉膛负压采用，双交叉限幅比值控制运用于最优风煤比，并运用MATLAB/Simulink仿真。
2第2章锅炉系统的控制任务2.1 锅炉系统的工艺流程简介锅炉最基本的构成是汽锅和炉膛两大部分[6]。