锅炉控制系统的组态设计

济南铁道职业技术学院

电气工程系

毕业设计指导书

课题名称：

锅炉控制系统的组态设计专业电气自动化

班级电气0831

姓名 cmy

设计日期 2011.1 至 2011.3

指导教师 ly

2010、11

济南铁道职业技术学院电气工程系

毕业设计指导书

2010、11

一、设计课题:

锅炉控制系统的组态设计

锅炉设备是工业生产中典型的控制对象，而组态控制技术是当今自动化系统应用广泛的技术之一。本课题采用组态王6.5组态软件设计上位机监控画面，实时监控液位参数，并采用实时趋势曲线显示液位的实时变化。由此组成一个简单的液位控制系统。

二、设计目的：

通过本课题的设计，培养学生利用组态软件、PLC设计控制系统的能力，理解、掌握工业中最常用的PID控制算法，有利于进一步加深《自动控制原理》、《组态软件》和《过程控制》等课程的理解，为今后工作打好基础。

三、设计内容：

掌握锅炉生产工艺，实现锅炉自动控制的手段，利用“组态王6.5”软件做出上位机监控程序，具体有主监控画面、实时曲线、历史曲线；掌握PID参数调整方法。

四、设计要求及方法步骤：

1．设计要求：

（1）监控系统要有主监控画面和各分系统的控制画面，包括实时曲线、历史曲线和报表等。

（2）各控制画面要有手/自动切换。

（3）掌握PID控制算法。

2．运用的相关知识

（1）组态控制技术。

（2）过程控制技术。

3．设计步骤：

（1）熟悉、掌握锅炉的生产工艺。

（2）设计各分系统的控制方案。

（3）构思系统主监控画面和分画面，包括实时曲线、历史曲线和报表等。

（4）编写设计论文。

五、设计时间的安排：

熟悉题目、准备资料 1周

锅炉控制系统的工艺了解 1周

监控画面的设计 2周

控制算法的编制和系统调试 3周

论文的编写 2周

准备毕业设计答辩 1周

六、成绩的考核

在规定时间内，学生完成全部的设计工作，包括相关资料的整理，然后提交给指导教师，指导教师审阅学生设计的全部资料并初步通过后，学生方可进入毕业答辩环节，若不符合设计要求，指导教师有权要求学生重做。

答辩时，设计者首先对自己的设计进行10分钟左右的讲解，然后进行答辩，时间一般为30分钟。

成绩根据学生平时的理论基础、设计水平、论文质量和答辩的情况综合考虑而定。

成绩按优秀、良好、中、及格、不及格五个等级进行评定。

济南铁道职业技术学院毕业设计（论文）任务书

目录

摘要 (2)

第一章组态技术简介 (3)

1.1组态技术概述 (3)

1.2组态软件概述 (3)

第二章锅炉简介 (4)

2.1 锅炉工艺流程 (4)

2.2 锅炉设备的控制 (5)

2.2.1 锅炉汽包水位的控制 (5)

2.2.2 锅炉燃烧系统的控制 (7)

2.2.3 锅炉过热蒸汽温度的控制 (7)

第三章锅炉控制系统的设计 (9)

3.1 系统硬件配置 (9)

3.2 监控系统的软件设计及实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.．10

3.2.1 设备定义 (10)

3.2.2 变量的定义 (11)

3.2.3 各控制画面的设计 (12)

3.2.4 应用程序语言的设计 (13)

3.2.4 结束语 (14)

第四章总结 (15)

致谢 (16)

参考文献 (17)

摘要

为提高控制系统的性能,使显示与控制在同一台工控机上实现,获得简单、经济的锅炉控制系统.自动控制系统硬件采用通用的工控机,同时配备必要的基本板卡;软件系统选用国产的组态王软件,利用其自带的命令语言,使用先进的控制算法实现了PID控制功能,使锅炉控制系统运行状态稳定.结果控制系统可靠性较高,成本较低,便于维护,兼容性好,运行效果良好.该系统对建立小型的锅炉控制系统,特别是对旧系统的改造,具有很强的适用性,性能可靠且可大大降低成本.

本文主要介绍锅炉过程控制、组态王软件及其基于组态王开发的锅炉监控系统。详述该系统的硬件组成、控制方法、组态过程、组态软件的运行环境。该系统具有界面友好、参数在线整定方便、扩展性强等优点。

关键词: 锅炉组态王自动控制系统

第一章组态技术简介

1.1 组态技术概述

组态技术是一种计算机控制技术。利用组态控制技术构成的计算机测控系统与一般计算机测控技术在结构上没有本质区别，它们都是由被控对象、传感器、I/O接口、计算机和执行机构几部分组成，如图 1.1所示。

图1.1 一般计算机控制系统的结构组成

计算机控制系统按照设计方法的不同分为以单片机为核心的计算机测控系统、以plc(可编程控制器)为核心的计算机测控系统和以IPC（工业PC机或称工业控制计算机）核心的计算机测控系统。利用组态技术构成的计算机控制系统是在以上三者特别是以IPC为核心的系统的基础上发展起来的。组态（Configuration）的意思就是模块的任意组合。采用组态技术构成的计算机系统在硬件设计上，除采用工业pc机外，系统大量采用各种成熟通用的I/O接口设备和现场设备，基本不再需要单独进行具体电路设计。这不仅节约了硬件开发时间，更提高了工控系统的可靠性。在软件设计上由于采用成熟的工控专用软件进行系统设计，软件周期大大缩短了。组态软件实际上是一个专为工控开发的工具软件。它为用户提供了多种通用工具模块，用户不需要掌握太多的编程技术，就能很好地完成一个复杂工程所需要的所有功能。

一般来说，只要采用IPC，选择通用接口部件和组态软件，这样构成的系统都是基于组态控制系统的。国内外许多自动化设备生产厂家生产了许多基于这种技术的DCS计算机系统，如德国西门子公司、日本三菱、台湾研华、中国时利和等。这些系统提供各种工业PC机、I/O板卡、模块和专门针对自己系统的组态软件，供自动化系统设计人员组态选择。与各系统专用组态软件相对的是各种通用组态软件，常用的国产通用组态软件有微控可视组态、MCGS、Kingview（组态王）等。

组态技术是计算机控制技术综合发展的结果，是技术成熟化的标志。由于组态技术的介入，计算机控制系统的应用速度大大加快了。

1.2 组态软件概述

组态软件是在工业自动化领域兴起的一种新型的软件开发工具，开发人员通常不需要编制具体的指令和代码，只要利用组态软件包中的工具，通过硬件组态（硬件配置）、数据组态、图形图像组态等工作即可完成所需应用软件的开发工