工业蒸汽锅炉自动化控制系统设计
基于PLC单片机控制中小型蒸汽锅炉智能燃烧系统
产。
4
3、锅炉引风控制
炉膛负压控制系统一般采用的控制流程图 如下图所示，调节原理比较简单属于单闭 环调节系统，它的输入量是炉膛负压输出 量是引风变频器，同时引入鼓风量作为前 馈信号。
给定蒸汽压力
＋ －
引风调节单元
引风机变频器
锅炉系统
抗干扰滤波
炉膛负压信号
5
４、锅炉鼓风控制
鼓风控制系统一般采用的控制流程图如下图所示，
先通过蒸汽压力变送器经滤波后取得信号，与设 定蒸汽压力进行比较，判断出鼓风PID调节器调节 的方向和大小，通过鼓风PID调节单元计算出鼓风 变频器的输出大小
给定蒸汽压力
＋ －
炉排调节单元
风煤比
炉排变频器
鼓风调节单元 抗干扰滤波
鼓风变频器 蒸汽压力信号
炉排系统
6
二、控制系统硬件设计
PLC不仅具有逻辑控制功能，而且还具有了 运算、数据处理和数据传送等功能 ，采用可编 程控制器设计的控制系统可以实现对锅炉精确地 实时自动控制，并且实现了整个系统的优化控制。 变频调速的基本原理是通过改变电动机工作电源 频率达到改变电机转速的目的，采用变频调速技 术来控制锅炉的泵与风机，可以使电动机不必总 在工频下运行，可以大大的节省电能。
2、程序设计结果，见论文P35～P37
13
四、上位机系统制作
MCGS (Monitor and Control Generated System， 通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机 监控系统的组态软件，它能够在基于Microsoft （各种 32 位 Windows 平台上）运行，通过对现 场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流 程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种 方式向用户提供解决实际工程问题的方案，它充 分利用了 Windows图形功能完备、界面一致性好、 易学易用的特点，在自动化领域有着广泛的应用。
工业蒸汽锅炉热工燃烧自动控制技术研究
工业蒸汽锅炉热工燃烧自动控制技术研究[摘要]工业锅炉生产是一个复杂的控制调节过程，是多输入多输出、多回路、非线性的相互关联的对象，目前控制理论尚难以妥善解决对其的控制问题，其数学模型仍是半经验性的，本文就热工燃烧自动控制进行一些论述。
[关键词]蒸汽锅炉热工燃烧自动控制中图分类号:tp273 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)07-0044-011、热工调节锅炉热工系统由给水系统、蒸汽系统、烟气系统、风系统等部分组成。
工业锅炉热工燃烧控制系统实质是针对这几个系统的运行过程进行自动控制，其主要控制回路：锅炉汽包水位自动控制和锅炉燃烧自动调节系统两部分。
1.1 锅炉汽包水位自动调节锅炉汽包水是正常运行主要指标之一，汽包水位是一个十分重要的调节参数。
由于汽包水位在锅炉运行中占居首要地位，所以锅炉自动化都是从给水自动调节开始的。
大于4t/h的锅炉，必须装设给水自动调节装置。
给水自动调节的任务，是使给水量跟踪锅炉蒸发量并维持汽包中的水位在工艺允许的范围内。
锅炉汽包水位的自动调节，是根据汽包水位的动态特性来设计的。
引起水位变化的因素很多，但主要是给水量和蒸发量的阶跃变化，调节器就是依据水位信号、蒸汽流量和给水流量的偏差信号进行调节的。
为保证锅炉运行安全，给水自动调节系统应选用可靠性较高的仪表和自动调节系统。
20t/h以上的蒸汽锅炉，一般采用三冲量锅炉汽包给水自动调节系统。
三冲量锅炉汽包给水自动调节系统是以汽包水位为主调节信号，蒸汽流量为调节器的前馈信号，给水流量为调节器的反馈信号组成阿调节系统。
由于采用蒸汽流量信号对给水流量进行前馈调节，克服外扰影响，用给水流量信号作为反馈信号，克服内扰影响，使给水调节质量波动幅度得到大大提高。
1.2 锅炉燃烧的自动调节容量较大的锅炉，根据节能和自动化水平的需要以及维护水平和投资允许时，可设置锅炉燃烧自动调节系统。
锅炉燃烧系统自动调节的基本任务，是使燃料燃烧所产生的热量，适应蒸汽负荷的需要，同时还要保证经济燃烧和锅炉的安全运行。
基于PLC的锅炉供热控制系统的设计
基于PLC的锅炉供热控制系统的设计一、本文概述随着科技的不断发展，可编程逻辑控制器（PLC）在工业自动化领域的应用日益广泛。
作为一种高效、可靠的工业控制设备，PLC以其强大的编程能力和灵活的扩展性，成为现代工业控制系统的重要组成部分。
本文旨在探讨基于PLC的锅炉供热控制系统的设计，通过对锅炉供热系统的分析，结合PLC控制技术，实现对供热系统的智能化、自动化控制，提高供热效率，降低能耗，为工业生产和居民生活提供稳定、可靠的热源。
文章首先介绍了锅炉供热系统的基本构成和工作原理，分析了传统供热系统存在的问题和不足。
然后，详细阐述了PLC控制系统的基本原理和核心功能，包括输入/输出模块、中央处理单元、编程软件等。
在此基础上，文章提出了基于PLC的锅炉供热控制系统的总体设计方案，包括系统硬件选型、软件编程、系统调试等方面。
通过本文的研究，期望能够实现对锅炉供热控制系统的优化设计，提高供热系统的控制精度和稳定性，降低运行成本，促进节能减排，为工业生产和居民生活提供更加安全、高效的供热服务。
也为相关领域的研究人员和技术人员提供有价值的参考和借鉴。
二、锅炉供热系统基础知识锅炉供热系统是一种广泛应用的热能供应系统，其主要任务是将水或其他介质加热到一定的温度，然后通过管道系统输送到各个用户端，满足各种热需求，如工业生产、居民供暖等。
该系统主要由锅炉本体、燃烧器、热交换器、控制系统和辅助设备等几部分构成。
锅炉本体是供热系统的核心设备，负责将水或其他介质加热到预定温度。
其根据燃料类型可分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉等。
锅炉的性能参数主要包括蒸发量、蒸汽压力、蒸汽温度等。
燃烧器是锅炉的重要组成部分，负责燃料的燃烧过程。
燃烧器的性能直接影响到锅炉的热效率和污染物排放。
燃烧器需要稳定、高效、低污染，同时要适应不同的燃料类型和负荷变化。
热交换器是锅炉供热系统中的关键设备，负责将锅炉产生的热能传递给水或其他介质。
热交换器的设计应保证高效、稳定、安全，同时要考虑到热能的充分利用和防止结垢、腐蚀等问题。
PLC：余热蒸汽锅炉智能控制方案
8）除氧控制系统集成到其中一套余热锅炉的控制系统中；
9) 2台锅炉水位和除氧器液位及脱盐水箱水位采用工业闭路电视监控。
在此基础上，通过西门子PLC通讯接口，实现锅炉控制系统与人机界面-触摸屏之间的数据通讯，PLC并预留RS232/485（modus）协议实现锅炉控制系统之间以及与上位监控系统的数据交互。上位管理计算机完成对所有锅炉控制系统的数据通讯与处理，并负责完成所有锅炉系统重要运行参数的历史记录、存储、和生产报表打印以及各锅炉运行负荷的统一调配，充分体现了控制分散，信息管理集中的现代工业设备控制思想的发展理念。具有投资合理，可靠性高、便于扩展，技术先进等优点。
4）检查护板炉墙、顶部密封及人孔是否完好，其严密性是否良好。
5）对锅炉上所有汽、水仪表、热工及电气仪表，都要检查并确认其精度灵敏性。
6)对主要安全附件，如安全阀、水位表等都要进行检查，凡不合要求立即修复或更新。
7)向锅炉上水，至最低水位。
8)上水结束后，注意观察锅筒水位一段时间，静止观察水位是否维持不变。若有下降应查明原因。如锅筒、集箱及各部阀门有无泄漏并予以消除。如果水位增高，表示给水阀关闭不严，漏流量太大，应予以修复或更换。
3)启动时必须严密监视锅筒水位，正常运行水位为±50mm，极限水位为±100mm，当锅筒水位上升超限时，应立即打开汽包的紧急电动放水阀进行放水调节汽包水位，保证正常水位的同时，应使汽温、汽压均衡地上升，并使锅炉各部分温度均匀上升。
4)检查确认汽包压力升至0.1MPa时关闭汽包排汽阀；
5)在升压过程中,检查确认各承压部件的受热膨胀情况,如有异常,应立即查明情况及时处理;
带尘烟气余热蒸汽锅炉智能控制器
工业蒸汽锅炉自动化控制系统
Ｌ Ｕ Ｌ ｉ ｊ ｕ ａ ｎ
（ Ｄ ｉ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ，Ｘ ｉ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｔ ｉ ａ ｎ ｙ ｅ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ，Ｓ ｈ ｉ ｈ ｅ ｚ ｉ ８ ３ ２ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
关联 的复杂控 制 系统 ， 调节 参数 与被 调节参 数 之 间 ， 存 在 许多 交叉 影 响 ， 调 节 难 度较 大 。因此 将 系 统 控 制分 散 成 给渣 控 制 、 送 风 控制 、 汽包 液 位控 制 、 炉 膛 负压 控 制 等单 独 的闭环 控制 Ｊ 。
２ ． ２ 组 态 画面 的控 制
22组态画面的控制直观而集中地显示锅炉的所有运行参数能快速1锅炉控制的工作原理计算出锅炉在正常运行和启停过程中的有用数据并除氧水通过给水泵进入给水调节阀控制系统利在显示器上同时显示锅炉运行水位压力炉膛负压用给水调节阀的信号及其反馈进行综合分析后对给烟气氧量测点温度消耗量等数十个运行参量的瞬时水量控制
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ｌ ａ ｓ ｔ ｅ ａ ｍ ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ；ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ； ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
锅 炉微 机控 制 ， 是 计算 机 软件 、 硬件 、 自动 控制 、 锅 炉 节能 等技 术 紧 密结 合 的产 物 ， 利用计算机与变频 自 控技 术 对锅 炉生 产过 程 的各个 主要 参 数都 必须 严 格控 制 。因此锅 炉设 备 是 一 个 多 输 人 ， 多 输 出且 相 互关 联 的复杂 控制 对象 。
工业锅炉温度控制系统设计与实现
工业锅炉温度控制系统设计与实现摘要：工业锅炉是工业生产中利用率非常高的设备之一，它对一次能源的消耗非常大，特别是煤炭资源，但是目前仍然存在煤质不均一、控制操作不及时等问题，使得燃煤时热效率低、但煤耗率却居高不下，所以如何提高工业锅炉的工作效率是一项亟待解决的问题，这其中，热蒸汽温度是一个十分重要的参数，如何控制工业锅炉的热蒸汽温度保持在既能安全运行又能保证较高利用率的一定范围内，是工业锅炉是否安全经济运行的一项重要任务。
关键词：工业锅炉；温度控制；系统设计1 前言温度控制系统很多是通过PWM方式控制执行器件、调功的方式调节来控制温度、利用直接数字控制中的最小拍控制、或者基于单片机和PC机设计的温度控制系统，还有的以MCGS组态运行系统作为上位机监控系统。
本文根据工业锅炉的运行特点及环境条件，采用最简单最基本的单回路控制，并结合西门子下位机和智能仪表的应用，既能实现数据的实时传输处理，又能跟踪到系统的状态对其进行智能调节。
2 系统方案设计2.1 系统方案设计过程控制系统通常是指工业生产中具有连续生产过程自动控制、由过程检测和控制仪表组成、被控过程多样这些特点的自动控制系统。
过程控制的设计方案十分丰富，单回路控制就是其中之一，如图1所示。
图1中，W为调节器传函，W为调节阀传函，W为被控过程传函，W为测量变送器传函。
从图1可见，该系统只有一个闭环回路，一般是一个对象对另一个对象的调节控制过程，为了防止被控量的参数值不断变化或者该参数值在一个小范围内波动，中间利用传感器对被控量进行调节控制。
这种控制系统得结构简洁明了、易于调节，且成本较低方便投入运行，并能满足大部分工业生产的需求,特别适用于纯滞后和惯性小的系统，本系统就采用这种控制方式。
综合上述原理和控制方式，可获得本系统设计的控制流程如图2所示。
如果测量的实时热蒸汽温度值在设定温度范围内，那么系统处于一种动态平衡状态，水泵的电动阀门就不动。
等到过了一段时间炉膛燃料的燃烧温度发生变化，那时工业锅炉的热蒸汽温度也会随之变化，造成了它的实时测量值与设定范围之间产生了一定的偏差，偏差信号送回给智能仪表，经过它的计算、判断后，产生信号，使水泵的电动阀门适当调节开合程度，减少或加大水泵的水流量，直到再次检测到热蒸汽温度值恢复于设定范围中，那么系统就再次回到了特定的平衡状态，水泵电动阀门再次暂停工作。
锅炉蒸汽温度自动控制系统——模糊控制
锅炉蒸汽温度自动控制系统摘要：电厂实现热力过程自动化，能使机组安全、可靠、经济地运行。
锅炉是火力发电厂最重要的生产设备，过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一，过热蒸汽温度控制是锅炉控制系统中的重要环节。
在实现过程控制中，由于电站锅炉系统的被控对象具有大延迟，大滞后、非线性、时变、多变量耦合的复杂特性，无法建立准确的数学模型，对这类系统采用常规PID控制难以获得令人满意的控制效果。
在这种情况下，先进的现代控制理论和控制方法已经越来越多地应用在锅炉汽温控制系统。
本文以电厂锅炉汽温系统为研究对象，对其进行了计算机控制系统的改造。
考虑到锅炉汽温系统的被控对象特点，本文分别采用了常规PID控制器和模糊-PID控制器，对两种控制系统对比研究，同时进一步分析了一般模糊-PID控制器的控制特点，在此基础之上给出了一种改进算法，通过在线调整参数，实现模糊-自调整比例常数PID控制。
在此算法中，比例常数随着偏差大小而变化，有效地解决了在小偏差范围内，一般的模糊-PID控制器无法实现的静态无偏差的问题，提高了蒸汽温度控制系统的控制精度。
关键词:锅炉蒸汽温度模糊控制随着我国经济的高速发展，对重要能源“电”的要求快速增长，大容量发电机组的投入运行以及超高压远距离和赢流输电的混和电网的建设，以三峡电网为中心的全国性电力系统的形成，电力系统的不断扩大，对其自动控制技术水平的要求也越来越高。
同时，地方性的自备热电厂亦有长足发展，随着新建及改造工程的进行，其生产过程自动控制与时俱进，小容量机组“麻雀虽小，五脏俱全”，自备热电厂其自身特点：自供电、与主电网的关系疏及相互影响小，供热及采暖季节性等，可以提供更多的应用、尝试新技术、新产品的机会和可能性。
这样做的重要目标是提高和保证电力，热力及牛产过程的安全可靠、经济高效。
为了适应发展并实现上述目标，必须采取最新的技术和控制手段对电力系统的各种运铲状态和设备进行有效的自动控制。
火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一。
常用工业蒸汽锅炉的自动化控制
军事、信息等方面其有不可比拟的优势。微 机电 一休化发展的瓶颈在子 微机械技术， 微机 电 一体化产品的加工采用精 细加工 技术， 即超 精密技术， 它包括光刻技术和蚀刻技术两类.
能耗高、 浪费大， 环境污染严重的状态， 经远 已 远不能满足节 约能源， 立韦约型 建 社会的 要求， 用微机 进行控制是提高 热效率， 降低耗煤
中图分举号 T P 27 文献标识码: A 文章编号: 1672- 3791(2007)09(a卜0054- 02 量 降低耗电盈， 提高安全可靠性的有效途径.
[61 万遇良. 二十一世纪的机电 一体化技术 [J]
_ 机电信息(北京). 1996 , (10) ,4- 6
势。国外称其为微电 子机械系 统(MEMS), 泛 然要求。特别指出机电一体化技术促使机械 指几何尺寸不超过 l cm, 的机电一 体化产品， 工 业发生了战略 性变革， 传统的 机械设计方法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
关键词 工业 锅炉自 动化控 制 安全 高 效 节能 环保
1 前百
人为疏忽造成的重大事故.
水泵)， 等大功率电 动机， 于锅炉本身特性和 由
实现锅 炉的微机控制， 前开发的一项 是目
新技术 是微型计算机软件、硬件， 对锅护自 动控制 锅护节能等的应用， 现有中、小 我国
3)可以提高锅炉的热效率。从已 在运行
型锅护35 多 万台， 每年耗煤t 占 我国原煤产
前提 高5- [( %， 根据对 统计， 我市 一台20T 的 锅炉 全年平均负 荷7。 以平 %， 均热效 率提高 4)锅炉 的附机系 统(鼓风机、 引风机、 给
基于PLC的工业蒸汽锅炉控制系统设计
控制要求
蒸汽锅炉控制系统的主要控制要求包括：
1、控制目标：通过控制燃料供应和空气供应，达到对蒸汽压力和蒸汽温度的 稳定控制。
2、被控对象：蒸汽锅炉的燃料系统和空气系统，以及相应的阀门和传感器。
3、控制算法：采用PID控制算法，通过比较实际值与设定值的差异，调整燃料 和空气的供应量。
3、控制算法：采用PID控制算法
对于蒸汽锅炉的控制，需要的参数包括压力、温度、液位等。因此，控制算法 的设计重点在于如何通过对这些参数的监测和控制，保证蒸汽锅炉的正常运行。 常见的控制算法有PID（比例-积分-微分）控制、模糊控制等，可根据实际情 况选择合适的控制算法。
2、输入输出接口
输入输出接口的设计是PLC控制系统的重要环节。输入接口负责采集蒸汽锅炉 的各种运行参数，如压力、温度、液位等；输出接口则将控制信号传递给相应 的执行机构，如调节阀、泵、风机等。在设计时，需要充分考虑蒸汽锅炉的工 艺流程、设备选型等因素，保证接口的合理配置。
关键词
PLC、工业蒸汽锅炉、控制系统、 设计
内容概述
本次演示主要介绍如何将PLC应用于工业蒸汽锅炉的控制系统，包括控制算法 的选择、输入输出接口的设计以及设备的选型等方面的内容。通过PLC的控制， 可以实现蒸汽锅炉的自动化运行，提高生产效率，降低能源消耗，保证生产安 全。
设计思路
1、控制算法
1、品牌选择：选用某知名品牌的PLC，具有较高的可靠性和稳定性。 2、型号选择：根据蒸汽锅炉控制系统的规模和复杂度，选择中高端型号的PLC。
3、内存容量：选用具有较大内存容量的PLC，以支持复杂的控制算法和数据处 理。
4、输入输出点数：根据控制系统的需求，选择适当的输入输出点数。
4、输入输出点数：根据控制系 统的需求，选择适当的输入输出 点数。
锅炉控制系统
锅炉控制系统⼯业锅炉⾃动化控制系统⼀、系统概述我国是以煤作为主要能源的国家，锅炉是耗能的主要设备，约占全国总能耗量的⼆分之⼀左右，按照国际先进⽔平衡量我国能源的利⽤率很低。
因此，节能的潜⼒很⼤。
⼀般来说⽣产过程中的节能有三⼤途径：（1）改造设备节能；（2）改进⼯艺节能；（3）提⾼应⽤管理和⾃控技术节能。
为了使锅炉⼯作稳定、安全、经济，需要提⾼对锅炉的监控品质，提⾼平均热效率，节省能源和减少污染，减轻操作⼈员的⼯作负担，提⾼锅炉的科学管理⽔平。
可以获得可观的经济效益。
应⽤管理和⾃控技术节能可做到少投⼊多产出，见效快，效果好。
⼀般采⽤⾃动化技术后，可以提⾼锅炉热效率3-5%，节煤5-8%，⾃动化技术的投资在2年左右时间既可收回。
⽤户既可以收到节约能源节省资⾦的效果，由于减少了⼤量原煤的燃烧，还净化了空⽓，美化了环境，节省了资源，在贯彻可持续发展战略的今天，具有特殊的意义，因此⽽产⽣的社会效益，将是⼗分重⼤⽽深远的。
锅炉控制通常是采⽤⼈⼯结合常规仪表监控，⼀般较难达到满意的结果，原因是锅炉的燃烧系统是⼀个多变量输⼊的复杂系统，影响燃烧的因素⼗分复杂，较正确的数学模型不易建⽴，以经典的PID为基础的常规仪表控制已很难达到最佳状态，如果靠⼈⼯⼿烧则要受⼈为因素（经验、责任⼼、⽩夜班）的影响，⽽计算机提供了诸如数字滤波，积分分离PID，选择性PID，参数⾃整定等各种充分发挥计算机这⼀智能化、多功能的优势，是常规仪表和⼈⼒难以实现或⽆法实现的，是提⾼⼯业锅炉⾃控⽔平和节能的重要措施。
本系统是针对链排式燃煤锅炉⽽设计开发，可以实现对⼀到五台锅炉及总供热系统进⾏⾃动控制和⾃动检测，能够实现锅炉系统的安全和经济运⾏，完成各项管理功能和报警保护功能，达到节约能源、减少环境污染、降低劳动强度的⽬的。
锅炉吨位可从4－150T/h。
整套系统设计合理，设备选型先进，控制功能完善，通⽤性强，具有⼿动/⾃动⽆扰切换功能。
控制设备可靠性⾼，拆装简便，维护⽅便，抗⼲扰能⼒强。
锅炉系统的自动化控制方案
WECON-触摸屏在锅炉系统中的应用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。
提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。
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、机车和工矿企业锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风量。
主要输出变量包括汽包水位、过热蒸汽温度及压力、烟气氧量和炉膛负压等。
因此锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的复杂控制对象。
本文以维控人机在锅炉系统的应用为例介绍：其采用PLC控制技术，实现HMI和PLC 之间的通讯；通过人机对锅炉系统的监控和操作，机械化的控制锅炉的运转，提高生产效率，降低成本。
一、系统功能描述通过综合控制系统，可以实现对锅炉系统运转的监视、数据设定、PID参数监视、输入补偿与输出补偿，一些设备的频率设定等更好的自动调节与控制。
通过手动与自动的完美结合，达到更加理想的控制，大大的提高了工作效率。
二、维控触摸屏工程介绍2.1人机界面主要有：锅炉的监视、数据设定、PID参数、输入输出补偿以及引风机频率和炉排电机频率、鼓风机频率的设定，还有启停延时画面、有效期画面，锅炉手动画面，锅炉出水、回水历史数据画面。
2.2“系统首页”：有多个参数设置画面的选择，可以选取任意画面进行监视锅炉的运行状态。
2.3“锅炉监视画面”：可以对锅炉在自动运行状态下的参数数据进行监视，同时可以选择对应的参数画面进行查看。
2.4“PID参数画面”：对锅炉PID参数的数据进行设置。
2.5“输入输出补偿画面”：可以查看锅炉在自动运行状态下锅炉出水问题、回水温度以及三个电机的频率的计算值、补偿值、输出值。
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。
锅炉过热蒸汽温度控制系统课程设计
锅炉过热蒸汽温度控制系统课程设计过程控制课程设计说明书——锅炉过热蒸汽温度控制系统院系：化工学院化工机械系班级：10自动化（1）姓名：李正智学号：1 0 2 0 3 0 1 0 1 6日期：2013/12/2-2013/12/15指导老师：王淑钦老师引言蒸汽温度是锅炉安全、高效、经济运行的主要参数，因此对蒸汽温度控制要求严格。
过高的蒸汽温度会造成过热器、蒸汽管道及汽轮机因过大的热应力变形而毁坏；蒸汽温度过低，又会引起热效率降低，影响经济运行。
锅炉控制现场环境恶劣，采用传统的基于模拟技术的控制器、仪器仪表或单片机，不仅结构比较复杂，效率比较低，并且可靠性也不高。
本次课程设计的主要目的是锅炉蒸汽温度控制系统的设计。
蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器。
锅炉汽温控制系统主要包括过热蒸汽和再热蒸汽温度的调节。
主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。
过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。
过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，过热蒸汽温度过高或过低，对锅炉运行及蒸汽设备是不利的。
蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全。
一般规定过热器的温度与规定值的暂时偏差不超过±10℃，长期偏差不超过±5℃【1】。
如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效率，同时使汽轮机后几级的蒸汽湿度增加，引起叶片磨损。
据估计，温度每降低5℃，热经济性将下降约1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。
一般规定过热汽温下限不低于其额定值10℃。
通常，高参数电厂都要求保持过热汽温在540℃的范围内。
由于汽温对象的复杂性，给汽温控制带来许多的困难，其主要难点表现在以下三个方面：（1）影响汽温变化的因素很多，例如，蒸汽负荷、减温水量、烟气侧的过剩空气系数和火焰中心位置、燃料成分等都可能引起汽温变化。
工业蒸汽锅炉自动化控制系统设计
工业蒸汽锅炉自动化控制系统设计王淑杰（哈尔滨电气集团 阿城继电器有限责任公司 黑龙江 哈尔滨 150302）摘 要： 随着科学技术的发展，为提高工业锅炉的热效率，发挥最佳运行工况，提高蒸汽质量、稳定蒸汽压力，保证供汽需要；做到合理，经济燃烧，达到节约能源的目的；同时为减轻操作人员的劳动制度，改善劳动环境和条件，所以工业锅炉生产必须进行自动控制。
关键词： 工业蒸汽锅炉；自动控制；系统组成中图分类号： TP27 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1110060－01必须立即动作或停止，以免事故进一步扩大。
1 概述限值保护－工业锅炉运行时的实际蒸发量和变动负荷速度工业蒸汽锅炉生产自动化控制系统即通过采用各种检测仪应根据锅炉及辅机的运行状态予以限制。
各种调节阀、调节挡表、调节仪表、控制装置等自动化技术工具，对锅炉生产过程板的最大和最小开度应予以限制。
中的温度、压力、流量、液位等热工参量进行自动控制的系紧急保护－如果蒸汽压力，锅炉水位出现危险工况时或炉统。
自动控制的目的是实现各种最优的技术经济指标，减轻劳膛熄火时，相应的自动保护装置都应能快速投入。
动强度，提高经济效益和生产率，节约能源，改善劳动环境条件。
实现锅炉自动化具有提高锅炉运行的安全可靠性、提高锅炉运行的经济性、减少运行人员、提高劳动生产率、改善劳动条件等特点，具有显著的经济效益和社会效益。
本文所介绍的4）控制系统是我公司在生产上百套设备的基础上总结出来的，经过现场实际运行，得到了用户的好评。
2 设计原则根据工程的重要性和实际使用、维护等多方面因素，建议1）主要遵循以下原则：1）安全、可靠、适用、耐用、易操作、易维护。
2）节能、环保、投资少、效率高、先进性。
3）系统软件功能完善，提高管理水平。
4）预留接口，用于扩建时联网、通讯，方便管理。
3 自动化控制系统的内容1）自动检测用检测元件和显示仪表或其它自动化设备，对系统的温度、压力、流量、液位等热工参量，进行连续测量和显示，以供值班员监视生产情况，或为企业经济核算提供数据，为自动调节和保护提供检测信号。
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。
燃油蒸汽锅炉的燃烧控制系统的设计和仿真
燃油蒸汽锅炉的燃烧控制系统的设计和仿真摘要工业自动化涉及的范围很广，过程控制是其中最重要的一个分支。
它主要针对工业过程的五大参数，即温度、压力、流量、液位(或物位)、成分和特性等参数的控制问题。
过程控制覆盖了很多工业部门，例如石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织等部门，在国民经济中所占有的地位极其重要。
根据实际应用领域和工艺过程的不同，所采用的控制方式及其侧重点也不相同。
而在大量的工业生产中燃烧都是必要的一环，从燃烧角度来说，有燃油、燃煤、燃气的区别。
虽然燃烧的应用场合和燃料可能不同，但燃烧过程的控制都不外是燃烧控制、温度控制、燃烧程度控制、安全性控制、节能控制等。
本文仅以燃油蒸汽锅炉为例说明燃烧系统中具有一定普遍性的控制问题。
本次课题的目的就是基于生产实际的需求，针对蒸汽压力控制、燃料空气比值控制和炉膛负压控制进行系统框架设计并在MATLAB环境下建立模型、进行控制算法的实现研究。
其主要采用了MATLAB中的SIMULINK工具箱进行仿真，通过模拟示波器中的波形来调节参数，改良控制效果。
关键字：燃烧控制系统，MATLAB，过程控制，SIMULINKTHE DESIGN AND SIMULATION OF THE COMBUSTION CONTROL SYSTEM BASED ON FUEL STEAM BOILERABSTRACTIndustrial automation involve a very wide range, while process control is one of the most important branches. It mainly refer to control techniques of five industrial processes parameters which are temperature, pressure, and flow, liquid level (or bits), composition and characteristics. Process control covers many industries, such as petroleum, chemical industry, electric power, metallurgy, light industry and textile department.It occupied an extremely important position of the national economy.The control modes and their emphasis depend on the different actual application and process bustion is essential in the industrial production.Burning speaking, it can be divide into fuel, coal and gas. Although burning applications and fuel combustion process may be different, the control of burning process all involve burning control, temperature control and burning level control, safety control, degree of saving energy control etc. This paper only to take fuel steam boiler combustion system as an example,it illustrates the control problems with certain universality in the combustion system. The purpose of this subject is to design the system framework for steam pressure control, fuel air ratio control and hearth negative pressure based on the actual production needs, also make model in the MATLAB environment as well as research for the algorithm of control . It mainly uses the MATLAB and SIMULINK toolbox, adjusting the parameters in terms of the waveform of oscilloscope.As a result, the control effect improved.Key words:,combustion control system,MATLAB, process control, SIMULINK目录摘要 (I)ABSTRACT (II)前言 (1)1绪论-------------------------------------------------------------------------------------------------61.1 研究目的及意义-------------------------------------------------------------------------------------------61.2相关领域的研究现状--------------------------------------------------------------------------------------61.2.1燃油蒸汽锅炉发展和现状-----------------------------------------------------------------61.2.2燃烧控制系统的简介--------------------------------------------------------------------------------81.3 论文的章节安排2 燃油蒸汽锅炉燃烧控制系统控制原理---------------------------------------------------------62.1 系统基本结构与设备--------------------------------------------------------------------------------------62.2 主要控制技术及要求-----------------------------------------------------------------------------102.2.1稳定蒸汽母管的压力-------------------------------------------------------------------------------122.2.2维持锅炉燃烧的最佳状态和经济性-------------------------------------------------------------122.2.3维持炉膛负压在一定范围------------------------------------------------------------------------ 122.2.4锅炉燃烧系统控制对象的特性-------------------------------------------------------------------123 蒸汽压力控制、燃料空气比值控制和炉膛负压控制的基本模型建立-------------------143.1蒸汽压力控制系统和燃料空气比值控制系统基本模型--------------------------------------------143.2炉膛负压控制系统----------------------------------------------------------------------------------------154 MATLAB环境下控制算法的研究---------------------------------------------------------------184.1系统辨识---------------------------------------------------------------------------------------------------184.2控制系统参数整定---------------------------------------------------------------------------------------184.3控制系统SIMULINK仿真-----------------------------------------------------------------------------245 结论-------------------------------------------------------------------------------------------------28 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------------28 致谢-------------------------------------------------------------------------------------------------------29附录-------------------------------------------------------------------------------------------------------46 译文及原文----------------------------------------------------------------------------------------------501 绪论1.1 引言锅炉是重要的工业设备，应用于炼油、冶金、化工、轻工等行业。
浅谈工业蒸汽锅炉自动化控制
位、 锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置， 以保证水位和汽包 压 力有 双重 甚至 三 重报警 装置 ． 以免锅 炉 发生重 大事 故。 微机 控制 系统 由工 控机 、 显示 器 、打 印机 、 操器 、报警 装置 等组成 ， 手 能 完成 对 给水 、给 煤 、鼓风 、引 风等 进行 自动控 制 ， 使锅 炉 的汽包 水位 、蒸汽压 力保 持在 规 定的数 值上 ， 以保证 锅 炉的安 全运 行 ， 平稳操 作 ， 达到 降低煤 耗 、 提 高供 送 汽质量 的 目的 ， 同时对运 行参 数如 压力 、 度等有 流程 动态模 拟 图画面 温 并配 有数 字 说明 ， 可对 汽包 水位 、压力 、炉 温等进 行越 限报 警 ， 出声光信 还 发 号 ， 可定 时打 印 出十几 种运 行参 数的数 据 。以形成生 产 日志和班 、日 耗统 还 产 计 报表 ， 定时 打 印、随机 打 印、 自定义 时 间段打 印等几 种方 式 。 有般有 蒸汽 压力 、汽包 液位 、炉膛 负压 、除氧 器水 位 、除 一 氧器压力等控制系统。 锅炉的燃烧控制实质上是能量平衡系统， 它以蒸汽压力 作 为能 量 平衡 指标 。 断根 据用 汽量 与压力 的变 化调 整燃料 量与 送风量 ， 不 同时
保 证燃 料 的 充分燃 烧 及热 量 的充分 利 用。 ２ １ 锅炉 给水 控制 回路 ．
上厩 我们针对锅 炉控制系 统的各控 制回路原理 的做 了简要分析 ， 依据 以上 分析， 我们 知道构 建一个 可靠 的 、 智能 随动的 智能控 制系 统是保 证锅 炉安全 生 产 的基 础。锅炉 控制 系统是 典型 的多变 量 、 纯滞 后 、 耦合 的控 制系统 ， 果 强 如 不能在控 制策略和 软件实现上 很好地 解决多 变量 解偶 关系和滞 后响应 问题 ， 那 么 ， 施智 能锅炉 控制 系统改 造后 同样也 将无法 实现 预期 的 目标 。 实 在控制系 统设计上我 们采 用集 中控制 分散驱动 的集散控 制思想 ， 把控制 系 统分 为三 层 ： （） 管理层 ： １ 信息 完成系统 关键 技术 数据 的设定 、 时数据 和运 行状 态的监 实 视与 控制 、历史 数据 的查看 、数据 报表 的记录 与打 印、报 警与故 障 的提示 处 理等 功能 。 要 由上 位工 控机 、组态 开发软 件 、应 用程 序、通 讯模 块等组 成 。 主 （） 制层 ： ２控 主要 完成各 种控 制动 作命令 、 时数据 的采样 与处 理 、 实 连锁动 作的 关联表 达 、 制算 法的 实现 、 控 异常现 象 的 自动处 理等 功能 ， 要 由可编程 主 逻辑控 制器 的开 关量模 块 、模 拟量模 块 、智能 ＰＤ调 节仪 、变频 器 、可编程 Ｉ 逻辑控 制 器应用程 序 等组成 ， （） ３设备层 ： 接受 来 自的 控制器控 制命 令， 行相应 的动作 或提供 相应 主要 执 的检 测数据 。主要 由断路 器 、交流接 触器 、压力 变送器 、温 度变送 器 、流量 变送器 、电动开 关阀 、模拟 信号 隔离分 配器 等组成 。 结语
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工业蒸汽锅炉自动化控制系统设计
1 概述
工业蒸汽锅炉生产自动化控制系统即通过采用各种检测仪表、调节仪表、控制装置等自动化技术工具，对锅炉生产过程中的温度、压力、流量、液位等热工参量进行自动控制的系统。
自动控制的目的是实现各种最优的技术经济指标，减轻劳动强度，提高经济效益和生产率，节约能源，改善劳动环境条件。
实现锅炉自动化具有提高锅炉运行的安全可靠性、提高锅炉运行的经济性、减少运行人员、提高劳动生产率、改善劳动条件等特点，具有显著的经济效益和社会效益。
本文所介绍的控制系统是我公司在生产上百套设备的基础上总结出来的，经过现场实际运行，得到了用户的好评。
2 设计原则
根据工程的重要性和实际使用、维护等多方面因素，建议主要遵循以下原则：
1）安全、可靠、适用、耐用、易操作、易维护。
2）节能、环保、投资少、效率高、先进性。
3）系统软件功能完善，提高管理水平。
4）预留接口，用于扩建时联网、通讯，方便管理。
3 自动化控制系统的内容
1）自动检测
用检测元件和显示仪表或其它自动化设备，对系统的温度、壓力、流量、液位等热工参量，进行连续测量和显示，以供值班员监视生产情况，或为企业经济核算提供数据，为自动调节和保护提供检测信号。
以此监视工业锅炉生产过程进展的情况和发展的趋势，以指导安全操作生产，求得维护最佳运行工况。
是锅炉生产自动化的组成部分，是实现锅炉生产自动化的前提和基础。
自动检测点的选取是依据锅炉生
产工艺要求设计的。
2）自动控制
自动控制是按一定的次序、条件和时间要求，对工艺系统中各有关对象进行控制的一种技术，是生产过程自动化技术的一个重要组成部分。
主要指锅炉的起动、停止及正常运行等一系列操作自动化。
锅炉上应用的自动控制主要有：送、引风机的起停，水处理设备的运行，输煤系统的启停等。
采用自动控制可以大大提高锅炉的自动化水平，简化操作步骤，避免误操作，减轻劳动强度，加快机组的启停速度，减少运行人员等。
3）自动保护
当设备运行状况发生异常或参数超过允许值时，及时发出报警或进行必要的动作，以避免发生设备事故和危及人身安全。
锅炉生产的自动保护主要分为以下几种：
联锁保护-防止锅炉设备在启停过程中，由于操作次序错误而造成事故，在上一步操作未完成前，不能做下一步操作。
或者在锅炉运行时，当某些辅机发生故障，另一些有关的设备必须立即动作或停止，以免事故进一步扩大。
限值保护-工业锅炉运行时的实际蒸发量和变动负荷速度应根据锅炉及辅机的运行状态予以限制。
各种调节阀、调节挡板的最大和最小开度应予以限制。
紧急保护-如果蒸汽压力，锅炉水位出现危险工况时或炉膛熄火时，相应的自动保护装置都应能快速投入。
指示与报警-各辅机工况应予显示（指示灯或仪表），危险工况应立即自动报警，当参数超过规定值时，发出声光信号，提醒值班员注意，采取有效措施，以保证正常生产，或自动地按一定顺序操作某些设备或紧急停止机组运行。
4）自动调节
锅炉的一些被调参数应自动地适应运行条件的变化，使锅炉在所要求的工况下保持运行。
4 系统组成
1）计算机系统
计算机系统是由可编程控制器、工控机和软件组成。
PLC的可靠性高、抗干扰能力强，用于完成数据采集和现场其它设备的通讯控制任务，通过通讯接口与现场的工控机显示控制终端连接，工控机实时显示各种数据和报警信号以及输出其它控制指令，还可以完成查询、检索、统计报表、打印等功能。
利用网络与远方计算机完成数据的自动交换和远方控制功能。
计算机主界面设有锅炉总系统图、运行工况图、系统实时报表、系统历史报表、系统总测点图、棒形图、历史趋势曲线等。
以上各画面采用多级下拉菜单，送风机、引风机、给煤机，循环水泵，补水泵，除渣机及所有电动阀门均为动态显示。
自控系统最重要的是稳定、使用方便、易于维护，这样系统不但对计算机的软、硬件要求越来越高，对外围元件也有了更高的要求，我们在保证系统稳定运行的基础上，使用了一些新产品，如小型配电器、温度变送器、电量变送器等，将计算机输入信号统一为4～20mA 或1～5V，统一了现场站的输入模块的种类，且减小了空间又起到了双重隔离作用，由此也大大的简化了计算机系统，并提高了系统的稳定性。
2）操作台控制显示系统
本系统设在中央控制室，可以选择手动或自动控制工作方式，要求与其它子系统保证友好连接，实现可靠控制和显示功能。
重要参数在控制台上有常规仪表显示、报警，以使系统更加万无一失。
系统包括：二次仪表、专用电源、信号隔离、综合报警、继电器组等元件。
3）变频柜控制系统
配电系统是保证锅炉正常运行的重要环节之一，配电系统所选元件的质量将直接影响锅炉的运行，循环泵、鼓风机、引风机、给煤机、选用变频控制，对其进行转速控制，使各设备达到最佳工况，即实现节能降耗的目的又提高了电机的使用寿命。
5 主要测点
1）模拟量输入点：炉膛温度、蒸汽温度、锅炉给水温度、省煤器进出口烟温、空气预热器进出口烟温、锅炉排烟温度、汽包压力、给水压力、炉膛负压、省煤器进出口烟压、空气预热器进出口烟压、除尘器进出口烟压、给水流量、蒸汽流量、汽包水位、烟气氧量及各辅机电流及频率等。
2）模拟量输出点：给水调节、鼓风机、引风机、炉排机调节等。
3）开关量输入点：鼓风机运行状态、引风机运行状态、炉排机运行状态，给水泵运行状态、上煤机运行状态、除渣机运行状态、各阀门状态。
4）开关量输出点：引风机起停、鼓风机起停、给煤机起停、循环泵起停、补水泵起停及各阀门开、关，报警输出。
5）报警输出点：炉堂负压高低、炉堂温度高低、软化水箱水位高低、炉排故障、给煤系统故障、循环水泵故障、引风机故障、鼓风机故障等。
6 结论
实际运行证明，本文所探讨的锅炉自动控制系统，设计合理、技术先进、功能完善通用性和灵活性较强、控制简单、操作方便、手动和自动调节切换容易、系统经济实用、运行稳定、可靠性高、保护功能全、自动化程度高，有较好地推广应用前景。