工业锅炉温度控制系统设计【含CAD图纸、说明书】
毕 业 设 计(论 文) 设计(论文)题目: 工业锅炉温度控制系统设计 学生姓名二级学院 班级 提交日期V 目录 目 录摘 要IIIAbstractIV第一章 绪论11.1国内外锅炉温度控制系统的发展状况11.2国内外PLC发展现状11.3研究的意义2第二章 工业锅炉控制系统的总体介绍32.1锅炉的工艺流程32.2锅炉的工作过程42.3锅炉的自动调节任务42.4本章小结5第三章 控制系统硬件选用与设计63.1PLC控制系统的硬件选择63.1.1CPU的选择63.1.2 S7-300 电源模块的选择63.1.3 输入输出模块的选择73.1.4锅炉控制系统硬件组态73.2 I/O点数设计83.3硬件电路接线图设计93.3.1PLC控制柜供电回路接线103.3.2PLC接线图设计113.4传感器的选择和应用123.4.1温度传感器的选择123.4.2压力传感器的选择133.5本章小结13第四章 控制系统软件设计与实现144.1系统控制软件设计144.1.1PLC软件介绍144.1.2PLC特点144.1.3西门子编程软件简介144.2控制系统下位机程序设计154.2.1控制程序的任务要求154.2.2控制程序的编写174.3本章小结22第五章 总结23参考文献24附录一25附录二26IV 摘要 工业锅炉温度控制系统设计摘 要锅炉是一种工业上较为常见的动力设备,人工操控的锅炉能源浪费严重且事故发生频繁,因此对于工业锅炉自动化控制的研究具有很大的意义。本文利用可编程控制器设计了锅炉的温度控制系统,本系统包括硬件选择与软件设计等部分。首先,讲解锅炉的工作方式,考虑干扰锅炉出水温度、回水温度、蒸汽流量的各个因素。例如:燃料量多则出水温度高,就可以通过自动调节燃料阀或者炉排转速来控制燃料输送,从而达到自动控制的目的。硬件选择时,考虑电路大小、机架数量来确定硬件组态各模块的型号,通过各个被测量测量范围来选择传感器的型号。设计合理的电路接线图,从而保证后续编程更方便,并且利于故障修复。软件设计时,根据接线图编辑程序,运行程序来控制锅炉的出水温度、给水量、回水温度以及蒸汽压力等。设计了系统启停控制、报警连锁。关键词:锅炉 PLC 硬件电路 控制程序Temperature control system of industrial boilerAbstract On an industrial boiler is more common power equipment, artificial manipulation of boiler energy waste and serious accidents frequently, so it has great important to learn of industrial automation regulate of boiler.In this paper, the use of programmable controllers planed temperature control system of the boiler, the system consist of a choice of CPU and software design and other components. From the boiler process, boiler water temperature, return water temperature, steam flow of the various factors to consider the influence. Example: Influence of the measure of fuel water temperature, it can be adjusted automatically by object grate speed or the fuel valve to control fuel delivery, so as to achieve automatic control. Hardware options, consider the size of the circuit, the number of frames to determine the hardware configuration of each module type to select the type of sensor is measured by the respective measuring range. Designed circuit wiring diagram, so as to ensure the follow-up program is more convenient and conducive to repair the fault. Software design, according to the wiring diagram editing program to realize the boiler water temperature to the automatic control of water, return water temperature and steam pressure and the like. The design of the system start-stop control, alarm chain.Key words: Boiler; PLC; hardware circuit; control programIV 第一章 绪论 第一章 绪论1.1国内外锅炉温度控制系统的发展状况工业锅炉是一个非常复杂的工业设备,为了实现对锅炉的控制,需要测量几十个参数,包括各台锅炉的出水温度、回水温度、给煤量、鼓风等。他们之间相互影响,存在各种复杂的因果关系,并且经常变化,增加了锅炉控制的难度。1960年之前,锅炉控制全靠人力,操作工人通过手动操作的方式来控制锅炉,因此对工人要求高,必须具有丰富的操作经验,凭借感觉来确定鼓风机转速、引风量、煤供给量以及给水泵的给水速度。不仅会使工人压力大增,还会让工人更加劳累,因此锅炉运行效率低,事故多发。随着电子技术和自动化技术的发展,国外科研团首先设计了锅炉自动化控制系统。1991年,我国科研人员开始研究自动化控制技术应用于工业锅炉,并且向国外引进先进的全自动化工业锅炉控制技术,在70年代后期开发出一些工业锅炉的自动化测量仪器后,把自动化技术正式使用在工业锅炉温度控制系统领域。虽然热效率有所提高,事故也变少了,但是因为仪表精度不高,控制效果依旧不太理想。随着科技的发展,价钱便宜的PLC、单片机和工控专业计算机持续被研制,并且在我国全面应用,使得锅炉控制领域的研究获得新的方向。致力于运用计算机技术,开发出可靠性高、效率高的工业控制系统。80年代后期至今,各种各样的锅炉PLC、单片机控制系统在国内出现并应用,提高了锅炉运行的稳定性,但受环境影响较大。目前集成控制系统应用最为广泛,大部分用PLC进行设计,不仅具有很高的稳定性,而且便宜,速度块。1.2国内外PLC发展现状可编程序控制器是一种计算机,这种计算机可以实现工业上的各种自动化任务并能和其他计算机通信。如今plc技术已经非常好,不但自动化控制功能更加枪大、更加稳定,而且能量消耗少,体积进一步缩小,成本下降,故障维修更加方便。目前,PLC产品功能日趋完善,是实现工业生产自动化的重要支柱。随着PLC应用范围更广,功能变强大,质量价格比更高。为了适应各大企业的需要,PLC产品向着两极发展,一极向速度更快、体积更小、性能更强的方向发展,以适应小型自动控制的需要。另外同时发展容量打,速度快,多功能技术强大的大型PLC。使得PLC产品能控制大规模的自动化系统。随着更先进计算机的出现,PLC技术同时进步。现在,世界上生产PLC的厂家数不胜数,著名的有A-B公司、西门子公司、三菱等。我国从1974年左右开始厌旧PLC,1977年研制成功,目前约有1200多家公司生产PLC。1.3研究的意义工业锅炉是一种可用于化工、发电、供气等工业生产的重要动力设备。锅炉工作汽化得到的蒸汽既可以输送给用户用来取暖、通风,也可以当做工业上加热、消毒、烘烤、蒸煮等过程的热量。随着科学技术以及国家经济的快速发展,各家工厂生产规模持续扩大,使用新的工业设备,工业锅炉给全厂设备提供能量,机组亦向着高参数大容量方向发展。因此锅炉控制系统的工作效率是确保安全,稳定生产的重要保证。我国以燃煤锅炉为主,每年消耗的煤炭占到我国煤炭产量的三分之一。由于我国锅炉控制系统水平不高,操作工之间能力差距大,锅炉长期处在高能耗的状态,导致效率普遍偏低。低下的工作效率不仅浪费煤,而且烟气会严重污染环境,制约社会和经济发展。这些对于我国可持续发展战略的实施造成了难以承受的打击。在工业生产过程中,温度是非常常见的控制参数,锅炉的温度控制也是工业生产中常见的控制问题。对温度进行控制可以提高锅炉安全性和生产效率,同时还能节约能源。根据调查统计,一台10T每小时规格的锅炉,每提升1%的效率,每年可以节约煤200吨左右,具有明显的经济收益。因此设计一种工业锅炉温度控制系统对于环境保护以及提高国民经济具有重要意义。2 第二章 工业锅炉控制系统的总体介绍 第二章 工业锅炉控制系统的总体介绍2.1锅炉的工艺流程虽然锅炉各种各样,但其工艺流程大同小异,蒸汽发生系统基本相同。工业锅炉工作部分由给水泵,水管,锅筒,省煤器组成,燃料和空气以一定比例混合燃烧产生高温烟气把热量传到循环水管,传热并产生蒸汽,最后经过热器,变成过热蒸汽供给生产使用。图 2.1 燃煤锅炉工艺流程图1 给水泵:用来提高压力,克服水管阻力,向汽包输水。2 汽包:也叫锅筒,是锅炉中的核心元件。汽水混合物进入汽包,经过烟气加热汽化产生饱和蒸汽。锅筒中装有汽水分离装置,用来分离蒸汽,得到干度较大的饱和蒸汽。汽包是保证锅炉能够安全运行的关键。3 炉膛:是锅炉供燃料燃烧的空间,炉膛的作用是保证燃料充分燃烧。把煤倒入煤斗掉在炉内炉排上,电机启动炉排把煤送入炉膛燃烧,得到高温烟气,高温烟气再将热量传递给水后,从烟囱排除。4 鼓风机:将燃烧所需的空气送到炉排下方5 引风机:将锅炉中的烟气送往烟囱,排入大气,使炉膛正常燃烧,防止炉膛爆炸。6 省煤器:燃烧过程中产生的烟气,加热水之后在排出之前仍具有较高热量,利用余热预热给水泵送入汽包的冷水。7 空气预热器:炉膛排出的烟气经过省煤器之后进入空气预热器,加热被鼓风机吹进锅炉里的空气,提高热效率。2.2锅炉的工作过程首先,工人把煤添到煤斗里滚落入炉排上,炉排转动将煤送入锅炉炉膛燃烧,鼓风机把煤燃烧需要的空气送至炉排下面。分别通过炉排和鼓风机转速,使空气和燃料成比例燃烧,同时用引风机将废气排往大气控制炉膛负压。煤充分燃烧之后剩下的煤渣通过炉排送往出渣机。经过上述燃烧过程得到大量热量,使锅炉内温度升高,得到高温烟气。烟气与炉膛中水管接触传热,把热量传给水管中的冷水。由于下方不断送入冷空气,高温烟气在传递热量的同时向上方流动,之后,烟气将被送至烟囱,进入大气。由于这时的烟气仍有较高余热,所以在烟气进入烟囱之前的位置,安装省煤器和空气加热装置,加热冷水和空气,使得烟气以较低温度排出,节约能源。冷水通过给水泵加压,流过省煤器进入锅筒。在汽包下方的水靠近高温烟气受热较多,使得上方的冷水向下流动,下方的水流入上汽包,利用上汽包中的汽水分离设备及汽包中的重力作用分离汽水混合物。2.3锅炉的自动调节任务锅炉用于生产一定温度和压力的热水和蒸汽,因此为了保证锅炉正常效率地运行,需要完成空气供给,出水温度,蒸汽流量等自动调节任务。1 出水温度控制:出水温度受给煤量、鼓风、引风量的影响。为了保证锅炉的出水温度,就需要控制调节给煤量的多少。在煤斗输煤量不变的情况下,通过控制炉排转速来控制给煤量。控制锅炉出水温度及其重要,但由于人工控制存在较大误差,工作量大,因此采用微机控制是最好选择。在计算机里提前存入所有室外温度下标准出水温度和标准出水、回水温度差图线,计算机结合室外温度,从标准出水曲线图上查出锅炉的出水温度给定值,计算机比较锅炉当前出水温度和给定值的偏差,自动控制调节炉排转速使当前出水温度达到标准值。2 空气供给控制:也就是控制鼓风量,根据给煤量给定送入锅炉的空气量,保证燃料完全燃烧,提高经济效益。3 蒸汽压力控制:蒸汽压力升高表明锅炉蒸发量过多,造成经济浪费;反之表明负荷的蒸汽消耗量大,锅炉蒸发量不足。蒸汽压力过高会降低管道等设备寿命,压力过低则无法提供负荷所要求的蒸汽。因此需要控制蒸汽压力,保证锅炉经济化生产。通过适当调节给煤量控制蒸汽压力。4 汽包水位控制:汽包水位过低过高都会极大的妨碍锅炉运作,汽包水位过高,会妨碍汽包中的蒸汽和热水分离,造成蒸汽不够干燥的后果。使得过热蒸汽温度下降变快,锅炉容易毁坏,降低安全性和经济效益。汽包水位过低,表示汽包內水汽化速度很快,向汽包输水的速度跟不上,只要汽包里的水全部用完,会造成锅炉爆炸。因此调节给水泵阀门控制汽包水位基本不变是本次给水回路设计的关键。5 回水压力控制:压力过高由加热膨胀等原因造成,会引起管道破裂,可以通过开启电磁阀进行泄压来降低压力;压力过低由管道泄漏等原因引起,会导致供暖不足,可以通过开启补水阀对系统补水来提高压力。6 炉膛压力控制:压力过大会造成漏风过多,损失大量高温烟气。因此要控制送风量和引风量大小,保证锅炉运行时炉膛为负压状态。由上述分析可知,锅炉中的各种参数互相关联。因此,当锅炉的运行受到干扰导致某一参数变化时,锅炉的自动控制系统要调节所有能产生影响的变量,使其具有一定调节精度。这种控制方式实现起来太过困难。又由于各个参数之间的联系有大有小,例如出水温度受燃料输送影响大,基本不受引风量影响,所以可以设置多个调节系统,分别控制锅炉的多个调节对象。这种方法简单而实际。2.4本章小结本章首先介绍了工业锅炉蒸汽发生系统的组成以及各部分的作用,详细地介绍了锅炉的工艺流程及其工作过程,最后分析并完成蒸汽流量控制、空气供给控制、压力控制、出水温度控制等自动调节任务等。13 第三章 控制系统硬件选用与设计 第三章 控制系统硬件选用与设计本设计控制系统包含压力变送器、温度传感器、西门子PLC作为控制器、带WINCC的PC机作为上位机。3.1PLC控制系统的硬件选择本设计采用西门子S7-300PLC,S7-300是西门子公司生产的可编程控制器系列产品的一个类型,因为它的模快化结构、性价比高、抗震能力强、电磁兼容性好等优点,所以得到大部分工厂的认可。S7-300是模块式PLC,由电源、CPU、输入输出和编程计算机等组成,各种部件装在机架上,通过CPU模块与计算机或其他设备相连。图3.1 PLC控制系统示意图3.1.1CPU的选择CPU模块式本系统核心,选择时需要考虑本次设计用到的程序块数量以及PROFIBUS-DP接口使用情况。S7-300系列的PLC有CPU312、CPU314、CPU319等类型,本设计需要能用于执行规模较大并且对执行速度较快的程序进行高速处理的类型,又由于314模快可以进行分布式配置,适用于双机架,所以可以满足锅炉控制的要求。3.1.2 S7-300 电源模块的选择PLC所用电源一般为AC220V或DC24V,选择电源模块时需要考虑机架数量以及输入输出负荷要求,电源模块把输入的交流120V电压转换为直流24V电压和直流5V电压给PLC机架上的模块供电,给S7-300使用并且给直流24V的电路供电。要求线路上输出给S7-300上的所有元件使用的总电流低于或者等于1.2A,并且所选电源模块的输出功率必须比CPU模块、各种输入输出模块、接口模块等总消耗功率之和大,外加预留约30%的余量。综上考虑选择ps301 5A电源模块。3.1.3 输入输出模块的选择 输入输出模块统称为信号模块。信号模快相当于系统的手、耳、口、鼻,是与外部锅炉设备以及CPU硬件设备连接的桥梁。 输入模块顾名思义其作用是用来收集输入信号,数字量输入膜块和模拟量输入膜块分别接收不同的数据。数字量输入膜块收集从各种开关、数字开关、选择开关、光电开关、按钮、压力继电器等元件传来的输入数据;而模拟量输入模块则用来接收各种变送器、测速发电动机和变位器提供的不断改变的虚拟信号。模拟量输入模块分三种, 8AI* 16位模块、8AI* 12位模块、2AI* 12位模块。它的转换原理应用微分方法,精度由积分的时间决定。可以连接pt100和铂铑热电偶等多种不同的信号,输入的测量范伟大。每两个输入通道组成一个通道组,然后按照通道组随便选择测量数据的方式。模块上连接直流24V的负载电源,作用是保护模块。对于传感器和热电阻的输入拥有短路保护功能。在本系统中,选择第二种模块。模拟量输出模块分三种,分别是4A0* 16位模块、2A0* 12位模块和4A0* 12位模块。用2限制回路连接,输出精确度比3线制回路低。所以采用3线回路,传感器一端连接到R-,另一端连接到Qn和R+。 SM332能对电压输出进行短路检查,对电流输出进行短路保护。在本系统中选用第三种模块。数字量输入、输出模块有两种类型用于选择。一种是16点输出和16点输入的模块,拥有多个共工端。另一类是8点输入和8点输出。输入、输出的额定电压相同为24V,输出电流不能超过O.5A,每个机架的电流不能超过4A。输入电路和输出电路通过特殊器件与备办总线相连,庶出电路为晶体馆型,能够保护电路。用于连接各种开关、电磁铁、继电器、电动机、指示灯。我选择使用的是16点输入的数字量输入摸块和16点输出的数字量输出摸块。3.1.4锅炉控制系统硬件组态综上选择好所有模块之后,构成2个机架,一台主要机架一台额外机架,上面分别安装一个PLC。机架配置如下图所示:图3.2 第0号机架图第0号机架上有11个模块,从左到右依次是ps301,CPU,接口模块,8个模拟量输入模块。图3.3 第1号机架图第一号机架图上含10个模块,从左到右依次是PS301,CPU,接口模块,5个模拟量输出摸块,以及数字量输入、输出模块各一个。3.2 I/O点数设计为了方便设计PLC接线以及程序编辑,I/O点数的分配至关重要。根据I/O分配表进行编程等工作可以大幅减少工作量,意味着出错率更低。本系统I/O分配表如下:表3.1 输入分配表(一)输入:序号名称输入点序号名称输入点1急停I0.113出水压力低I1.52就地远程I0.214燃煤开关I2.23OFF水位极低I0.315炉膛负压I2.54循环水泵I0.416阀零位偏差I2.65水位极高I0.517风机过载I2.76停炉I0.618浮球水位低I2.87启动-复位I0.719压力传感器I2.98鼓风机运行I1.0209燃烧反馈I1.12110停止给煤I1.211温度传感器I1.312出水压力高I1.4OFF(变量):ON时该输入代表的变量未发生表3.2输出分配表(二)输出序号名称输出点序号名称输出点1报警铃Q0.02锅炉启停Q0.13二段火_风门加Q0.24三段火_风门减Q0.35风机开Q0.46风机后扫Q0.57循环泵启动Q0.68燃烧器故障复位Q0.79燃烧器待机运行Q1.010循环泵变频器复位Q1.13.3硬件电路接线图设计在确定了自动控制要达到的控制要求并且硬件配置和I/O分配完成后,接着就开始设计PLC接线图。PLC接线图作用是让我们能够有条理地连接各种硬件设备,并且给编写程序及故障检查提供方便。一般而言,电气控制柜布置要能防电磁等干扰,所以像PLC这些等会受电气干扰的装置,要和接触器、机电器、扁平器等隔开,增加稳定性和抗干扰性。西门子PLC控制柜里一般都装着各类开关、变频器、继电器、PLC,变压器和接线排等。本系统空置柜分为PLC控制柜和电气柜。动力柜如图所示:图3.4 动力柜内部接线图3.3.1PLC控制柜供电回路接线控制柜供电回路的作用是给PLC和继电器供电,使各个控制设备得意正常运行。原理是通过控制断路器通断来供电。图3.5 PLC控制系统供电主回路3.3.2PLC接线图设计数字量输入模块接线的作用是用于现场输入元件的控制,要求仅需开关触点。为该模块提供的输入电压为直流24V。数字量输出模块接线作用是驱动继电器、接触器等负载。原理是把PLC内部信号转化成外部所需信号。接线图如下:图3.6 PLC接线图3.4传感器的选择和应用3.4.1温度传感器的选择本设计温度传感器作用主要是测量锅炉的出水温度及回水温度,其次测量炉膛內的温度,以保证安全。温度传感器原理是通过把测量到的温度变化转化成电量变化来测量温度,其中用的最多的是热电偶传感器和热电阻传感器。热电偶将温度变化转化为电势变化,测量范围广;热电阻传感器感受温度,通过传感器电阻变化测出数据,具有测量准确,数据稳定的特点。由于水温最高100,而炉膛內温度较高,查下表:表3.2 温度传感器测量范围表选择pt100热电阻温度传感器测量锅炉出水温度和回水温度。选择铂铑热电偶温度传感器测量炉膛温度。Pt100热电阻温度传感器工作原理:温度不同时它的阻值是固定的,并且阻值随温度上升而成比例上升。热电偶温度传感器工作原理:把2种不同的导电材料a和b分2边粘在一起形成闭合回路,一端接触被测物体,传热温度升高,与另一端产生温差,就会产生电动势,因此在电路中的电流就会变化,通过电流大小来侧量温度。3.4.2压力传感器的选择本设计压力传感器用于测量液位和蒸汽流量。压力传感器多种多样,这里选择广泛用在工业领域的压阻式压力传感器,它的测量精度高,价格便宜。压阻式压力传感器利用电阻应变片进行测量,一般先把它粘合被测的物体上,物体受到压力发生形变时,使它同时发生形变,导致它阻值改变,使得加在电阻上的电压变化,根据电压测量得到数据。本次设计选用STP压力传感器。3.5本章小结本章对锅炉控制系统的硬件构成进行研究,(1)设计合适的主控单元PLC(2)选择合适的控制系统硬件组态模块(3)设计合理的传感器,包括温度传感器、压力传感器。(4)设计I/O分配和PLC接线 第四章 控制系统软件设计与实现 第四章 控制系统软件设计与实现4.1系统控制软件设计4.1.1PLC软件介绍PLC软件中都含有制造厂商所提供的默认程序,用户也可以自己编写程序。软件程序可以给用户编写程序提供运行菜单,另外,还对PLC程序运行的可靠性以及信号与信息转换进行处理。用户程序就是使用者按自己的想法自己编写的程序,本文所说的PLC软件设计就是指自己编写控制系统程序。4.1.2PLC特点PLC具有编程方法简单易懂,功能全面、实惠、稳定性高、抗干扰能力优秀、使用简单、能耗低等特点。一台小型PLC可以完成极其复杂的控制功能,具有较高性价比,配备有各种各样的硬件装置,方便用户组成各种规模、功能的系统。PLC寿命很长,几乎不会损坏,平均无故障时间达上万小时。PLC的执行元件或者输入装置坏掉后,可以通过编程软件的程序信息,轻松查明故障原因。4.1.3西门子编程软件简介STEP7是用来编程的基准软件集,其中包括SIMATIC管理器、触摸屏、模拟器、符号编辑器等应用工具。SIMATIC管理器管理这自动化控制程序的所有数据,该管理器可以初始化数据、设定参数、新建project、编写程序、调试程序等功能。符号管理器用来管理所有共享符号,给我们用到的输入输出信号用符号表示并注释。具有分类功能,且用符号管理器生成的符号表,所有其他工具也可以使用。共有三种软件编程语言,他们是标准软件包的集成部分。首先,梯形图是一种用图形来表达的编程语言,当电信号通过各个部位和输出线圈时,梯形图能够通过电信号在元件和线圈中的运动表示出来。其次,语句表是编程语言的文字表达方式,一个用语句表编写的程序在执行时会按照每条程序依次执行,为了简化编程而扩展了一些高级语言结构。最后一种编程语言叫功能块图,是以图形的方式来表达程序,基本使用逻辑电路的逻辑图来表达编辑,便于描述复杂的控制功能,容易查漏补缺。本设计使用到梯形图和语句表2种编程方式。在编程之前,需要结合实际进行硬件组态,该功能为设计项目的参数赋值,在做参数设置的时候,所有可设参数都用对话框来设置。CPU启动时自动完成向硬件传送参数设定值,也就是指模板可以互相交换且不需要设置新的参数。4.2控制系统下位机程序设计4.2.1控制程序的任务要求设计的程序要满足课题任务的内容和要求,本毕业设计课题要求对锅炉的给煤量、鼓风、出水温度、回水温度等参数进行控制,逐一编写各个控制任务的程序。本设计将动态控制策略和稳定控制策略相结合,融合2种控制策略的优点。稳定控制策略是指在不同的时间段,控制出水温度为某个固定值。比如在上午7点到12点,控制出水温度为T1,在下午12点到5点,则要求控制出水温度为T2.这种控制策略比较简单。而动态控制策略是根据室外温度变化等外界因素,来调节控制出水温度,需要针对室外温度的变化及时作出反应,因此动态控制策略较为困难麻烦。按照程序的设计要求,在PLC通电之后,首先要进行初始化操作,为正常启动做准备。初始化程序包括把一些数据区清零,对一些输出位复位或置位,对定时器和累加器进行初始化操作等。接着采集模拟量,对出水温度、回水温度、流量等被控参数按照一定时间间隔采集数据,然后调用表度化程序对其进行表度化处理,将采集到的实际数据转化成PLC使用的数据。接下来对系统中各个控制回路的参数进行监测控制。最后在各种程序中,保护和连锁是必不可少的,所以要启动报警控制程序,对系统参数是否超过安全限制进行监控。控制程序流程图如下:图4.1 系统控制流程图4.2.2控制程序的编写1.模拟量采集西门子S7-300PLC中的模拟量模块可以随意组合来配合所有所需要的I/O点数量,操作简单,组装方便。本课题所用的电留传感器、电压传感器和电阻都可作为传感器和该模块连在一起。分辨率可调范围广,分别用在各种不同的时间。模块把故障信号和各种报警信号发送到PLC中的CPU中,并用LED灯光显示。S7-300PLC模拟量采集后的标准化,转化它时要细想极性、测量范围、模拟量、通路、分辨率、每个通道的最大转换时间。A/D转换把锅炉运行过程中收集得到的模拟信号转换成可供PLC使用的数字信号,用于提供有效数据,提供各种控制对象的变化,以便于PLC对被控对象进行监测控制。出水温度采样LD Always_On:SM0.0= L60.0LD 秒0D2脉冲:M0.6= L63.7LD L60.0CALL Sample_average:SBR10, L63.7, 10, 2, 模入2_出水温度:AIW6, A2_max出水温度:VD2516, A2_min出水温度:VD2520, A2_sum出水温度:VD2524, A2_actiones出水温度:VW2528, A2_numbers出水温度:VW2530, LB2_出水温度:VW1002, 采样结束_A2:M16.1, 传感坏_检出水温:M24.1回水温度采样LD Always_On:SM0.0= L60.0LD 秒0D2脉冲:M0.6= L63.7LD L60.0CALL Sample_average:SBR10, L63.7, 10, 2, 模入3_回水温度:AIW8, A3_max回水温度:VD2532, A3_min回水温度:VD2536, A3_sum回水温度:VD2540, A3_actiones回水温度:VW2544, A3_numbers回水温度:VW2546, LB3_回水温度:VW1004, 采样结束_A3:M16.2, 传感坏_检回水温:M24.22.模拟量处理的刻度化为了方便直观地在编程或者控制的时候给系统参数设值,就要使PLC里所用的数据和锅炉中的实际数值进行相应的转换。以本系统中锅炉为例,可以使得到的出水、回水温度等数据变换成实际数据。这样就可以根据之前所收集的物理量不同,灵活地调节测量范围,提高精准度。模拟量的刻度化用于A/D转换后,把输入控制器的相应数值,转换成方便整理的实际数据。出水温度工程转换LD Always_On:SM0.0CALL Scale_I_to_I:SBR31, LB2_出水温度:VW1002, S2_2出水温采样高:VW510, S2_1出水温采样低:VW508, S2_4出水温工程高:VW514, S2_3出水温工程低:VW512, A2_出水温度:VW1130AW= A2_出水温度:VW1130, S2_3出水温工程低:VW512MOVW S2_3出水温工程低:VW512, A2_出水温度:VW1130回水温度工程转换LD Always_On:SM0.0CALL Scale_I_to_I:SBR31, LB3_回水温度:VW1004, S3_2回水温采样高:VW518, S3_1回水温采样低:VW516, S3_4回水温工程高:VW522, S3_3回水温工程低:VW520, A3_回水温度:VW1132AW= C201_实际被控温度:VW1540, SD3_出水超温点:VW104AN GZ_C2_出水温度传感:V34.6A XZ18_A2出水温:V92.1TON 出水温(A)超高延:T112, 30A 出水温(A)超高延:T112S GZ_A98_出水温超高_A:V46.6, 1系统时钟程序:时钟设置-月LD Always_On:SM0.0LPSAW #W_Time_M:LW3, 12MOVW 1, #W_Time_M:LW3LRDAW #W_Time_H:LW7, 23MOVW 1, #W_Time_H:LW7LRDAW #W_Time_H:LW7, 0MOVW 1, #W_Time_H:LW7LRDMOVW #W_Time_H:LW7, #Time_Temp:LW15IBCD #Time_Temp:LW15LPPITB #Time_Temp:LW15, #W_Temp_H:LB2031毕 业 设 计(论 文)任 务 书 设计(论文)题目:工业锅炉温度控制系统设计 学生姓名:发任务书日期:年月日 任务书填写要求1毕业设计(论文)任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写,经学生所在专业的负责人审查、系(院)领导签字后生效。此任务书应在毕业设计(论文)开始前一周内填好并发给学生。2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写,不得涂改或潦草书写;或者按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,要求正文小4号宋体,1.5倍行距,禁止打印在其 上 。3任务书内填写的内容,必须 学生毕业设计(论文) 的情况 一 , ,应 经 所在专业 系(院) 领导审 后 可 填写。4任务书内 学院 、 专业 名 的填写,应写 文 ,不 写 字 。学生的 学号 要写 号,不 写后2或1 字。 5任务书内 要文 的填写,应按currency1“学院毕业设计(论文)fi写fl 的要求书写。 6 年月日 日期的填写,应 按标GB/T 740894currency1 据 格式、 、日期 ”fl的要求,一 用 字书写。 2002年4月2日 或 2002-04-02”。毕 业 设 计(论 文)任 务 书1毕业设计(论文)课题应的目的: 毕业设计课题的 要目的学生所学的 论 应用 ,用专业 题。根据 设计制 其 专业的 , 下 :1 查、 文 、 的 ;2用 论、专业论 题的 ;3查 用专业设计 的 ;4设计、计 的 , 用计 行的 ;5fi写设计 书(论文)的 。2毕业设计(论文)课题任务的内容 要求( 始 据、术要求、工作要求 ): 现控制策略系统温度 行 节控制,各台锅炉的给煤量、鼓风、出水温度、回水温度、蒸汽流量 的监测 控制。设计系统启/停控制; 设;报警连锁;毕 业 设 计(论 文)任 务 书3毕业设计(论文)课题 果的要求”、 物 硬件要求:1、电气 2、程序源 3、毕业论文 4 要文: 1王卓,付冬梅,刘德军 锅炉汽水控制系统的.白 仪”.第22卷第11期,2006年11月2郝万军,胡林 . 于专家PID的锅炉蒸汽压控制策略.控制工程,2005年S1期.3廖常初.57一300/400PLC应用术.北京: 工业出版,2005.1.4廖常初编著PLC编程 应用. 工业出版社,2003.毕 业 设 计(论 文)任 务 书5毕业设计(论文)课题工作 度计划:2016.2.25-2.16.3.9 开题报告、 英文 、论文大纲2016.3.19-2016.4.25 论文草稿,4月 旬 期查2016.4.26-2016.5.6 论文稿2016.5.6-2016.5.13 准备答辩2016.5.13-2016.5.26 答辩, 绩评,修改 终稿 所在专业审查意见: 通 负责人: 2016 年 1 月 18 日毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告 设计(论文)题目:工业锅炉温度控制系统设计 学生姓名: 年 月 日 开题报告填写要求 1开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;3“文献综述”应按论文的框架成文,并直接书写(或打印)在本开题报告 一 目内,学生写文献综述的 文献应 15 ( );4 年月日 日期的填写,应 按 标GB/T 740894 据 交 格式 交 日期 时 的要求,一用 书写。currency1“2004年4月26日”或“2004-04-26”。5 开题报告(文献综述)“按 fi书写,fl 1.5。 毕 业 设 计(论文) 开 题 报 告 1毕业设计(论文)题 ,据所查的文献资料,”写 1000的文献综述: 1文献综述: 11 的意 工业锅炉一用 工 电 工业生的 要设 。它所生的给用 用 , 作为工业 的 。 学 及 经 的,工业生 ,生设 ,工业锅炉作为 , 容 。此锅炉控制系统的工作效 , 生的 要 。我 燃煤锅炉为主,年的耗煤 占我 原煤 的三分之一。由 我 锅炉控制系统水平 ,操作工之 水平差 ,长期使锅炉处 能耗状态,导致效普遍偏低。低下的工作效 仅浪费能 ,而且环境污染严 ,制约了社会 经 。这些对 我 持续战略的实施造成了难承受的打击。在工业生 中,温度非常常见的控制 ,锅炉的温度控制 工业生中常见的控制问题。对温度进fl控制提锅炉 性 生效,同时还能节约能 。据 资料统计,一台10T/h的锅炉,提升1%的效,年节约煤200吨,具 显著的经 效益。此设计一工业锅炉温度控制系统非常具 实际意 的。1.2 内外 概1.2.1 内外锅炉温度控制系统状 工业锅炉一个非常复杂的工业设 ,为了实现对锅炉的控制,需要测 几十个 , 各台锅炉的出水温度 回水温度 给煤 鼓 。他们之 相互影响,存在各复杂的果 系,而且很多 经常变,存在一非线性特征,增 了锅炉控制的难度。 在60年代前,锅炉自 成熟,操作工” 操作的式来控制锅炉,要求工” 丰富的经验, 经验来送 引 给煤 给水的多 。此锅炉运fl效低,事故多。 电子 与自 的, 外首先开了自锅炉控制系统。60年代,我 工业锅炉控制 开始,引进了 外的自燃油工业锅炉控制 ,70年代后期已经 制出了一些工业锅炉的自仪 。将自 正式应用 工业锅炉控制领域。虽然 效 所提,事故下降,但为 用单 仪 靠硬件来实现控制功能 度 , 能完成一些 单的控制 ,控制效果依 。 电子 的,靠性 成度 格低 的 计 单 工业专用控制计 的出现及在我 的 应用,为锅炉控制领域开 了一 。运用计 ,开出效 靠性 自的 工业测控系统日益 。80年代后期 , 内 经 续出现了各各 的锅炉 测控系统, 显 了锅炉的运fl状,但还 完 ,并对环境 要求 。 成控制系统 用分控制 中 的设计 ,分而自 综的设计, 用currency1的系,“下 上依此分为直接控制 操作控 生 。多台DDC计 为fifl的 分 控制系统。目前 成控制系统 多 用 控制进fl系统设计, 但系统 靠性,而且造 低, 了 用 的。 我 在 控制 DCS PLC IPC三并存,应用 各统工业锅炉自控制。1.2.2 内外PLC现状 控制自控制 计 为fifl的工业控制”。currency1 plc 已经非常成熟, 仅控制功能增 靠性提,而且功耗 ,成本下降,故 为。目前,PLC功能日完 ,实现工业生自的 要。 PLC应用领域日益 ,功能日益 ,性 来。为了应各 业的需要,PLC ,一 度 性能 的 ,应 自控制的需要。一 , 容 ,度,多功能 完 的 PLC。使之能对 复杂的系统进fl控制。 处 的出现,PLC 。现在,上 200多工 生PLC,著名的 A-B 子 三 。我 “70年代中期开始 制PLC,1977年 制成 一台具 实用 的PLC,目前约 30多PLC生 。 文献1 , , .锅炉 水 控制系统的 . 仪 . 22 11期,2006年11月2 , 献 .fi 专PID的锅炉 控制略.控制工 ,2005年S1期.3 常.S7一300/400PLC应用 .: 工业出 ,2005.1.4 常 著PLC 及应用. 工业出 社,2003.5 , , 控制 教 M, 学出 社,1999 年 5 月.6 , ,工业锅炉自控制M,中 工业出 社,1987 年 11 月 1 ,2-6,62-101,153-158,160,225-256.7 , , , 控制原 及应用M,” 电出 社,2002年 7 月 1 .8台, 控制应用教 M,中 水利水电出 社,2001 年 12 月 1 .9熊 ,自控制原 与系统M,电子工业出 社,2003 年 7 月 1 .10田媛PLC 先进控制略 与应用D:工 学,200511侯志 . 控制与自仪 .: 工业出 社,2000.112谢克 ,自控制原 M,电子工业出 社,2004 年 7 月 ,2-35.13赵永成, 丰,李 颖, 电控制M,中 计 出 社,2003 年 9 月 1 .14 晓 .自控制系统.: 工 学出 社,2005.1.15 , , , 控制原 及应用M,” 电出 社,2002年 7 月 1 .毕 业 设 计(论文) 开 题 报 告 2本题要 或解的问题 拟 用的 段(途径): 2本题要 或解的问题 拟 用的 段(途径):2.1 的内容 本currency1设计要求实现控制略对系统温度进fl节控制,达 下要求: 1).工业锅炉温度控制系统原 分析 2).控制系统软件的设计 3).对各台锅炉给煤 鼓 出水温度 回水温度 流 的测 控制。 4).设计系统启停控制 5). 设 6).报警连锁 2.2 段温度控制作为 对象, 查相 文献资料,利用PLC进fl软件开来设计锅炉的计 控制 ,用测 控制锅炉的给煤 鼓 。利用工控 态软件实现设计系统的启停控制 设 。遇 疑问 困难时 导师“教并解问题。 毕 业 设 计(论文) 开 题 报 告 指导教师意见:1对“文献综述”的评语:“文献综述”的写来看,该同学对论文的相 资料进fl了 多的收 查 整 总,对所要 的对象及 步骤 了 的认识。相 作的努能 完成本currency1题。 2对本题的深度 度及工作 的意见 对设计(论文)果的预测:本题工业锅炉的温度为 对象进fl系统设计。 一的 论深度与 度,工作 中,并具 一的实际意 , 本题的 ,能 使学生对控制设计与制造 进一步的认识提。 3.否同意开题: 同意 同意 指导教师: 2016 年 03 月 08 日所在专业审查意见:同意 负责”: 2016 年 03 月 09 日
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