锅炉自动控制系统的设计Word格式.doc
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因此，对锅炉控制系统采用先进的控制技术，不仅能够保证安全生产，而且能够节能增效，具有很好的市场发展空间和投资收益前景。
本论文的主要方向就是采用PLC对工业锅炉进行控制。
介绍了工业锅炉的系统组成及选择的控制系统，在设计中主要有水位检测、温度检测、压力检测、水泵的自动/手动控制等几部分组成来实现锅炉的自动控制系统。
并且采用MCGS组态软件设计监控画面。
采用PID控制算法，已达到优化技术指标，提高经济效益和社会效益，提高劳动生产率，节约能源，改善劳动条件，保护环境卫生，提高市场竞争能力的作用。
关键字：
锅炉；
PLC；
PID；
MCGS组态软件；
Abstract
Boileristhenationaleconomyoneofthemainheatingequipment.Electrical,mechanical,metallurgical,chemical,textile,paper,foodandotherindustrialandcommercialheatingneedstosupplyalotofsteamboilers.Variousindustriesofdifferentnatureandscaleofproduction,industrialandcivilvarythesizeofheating.Boileristhesourceofheat,boileranditsequipment'
smissionissafe,reliableandeffectiveconversionofthefuel'
schemicalenergyintoheatenergy,thustheheattransferwatertoproducehotwaterandsteam.Inordertohaveaspecialproductionprocessrequirements,theproductionofhotwaterwithoutthepressureandtemperature,capacity,andwithoutgreat.
Withtherapiddevelopmentofmodernindustrialtechnology,energyefficiencyhavebecomeincreasinglydemanding.Theboilerastheprimaryenergyintosecondaryenergyisoneoftheimportantequipment,thecontrolandmanagementlevelsisrising.ButinChina,mostoftheboileralsousesinstrumentsandrelays,orevenmanually,beenunabletomeetproductionneeds.Therefore,theboilercontrolsystemusesadvancedcontroltechnology,notonlytoensuresafetyinproduction,butalsoenergyefficiency,withgoodmarketprospectsfordevelopmentandinvestmentincome.
ThemaindirectionofthispaperistheuseofPLCcontrolforindustrialboilers.Describesthecompositionofindustrialboilersystemsandthechoiceofcontrolsystem,mainlyinthedesignwaterleveldetection,temperaturedetection,pressuretesting,waterpumpauto/manualcontrolseveralcomponentstoachievetheautomaticboilercontrolsystem.MCGSconfigurationsoftwaredesignandusingthemonitorscreen.PIDcontrolalgorithmusedhasbeentooptimizethetechnicalspecificationstoimprovetheeconomicandsocialbenefits,improvelaborproductivity,saveenergy,improveworkingconditions,protecttheenvironmentandhealth,improvethemarketcompetitivenessoftherole.
Keywords:
boiler;
PLC;
PID;
MCGSconfigurationsoftware;
目录
第1章绪论 1
1.1选题背景及意义 1
1.2锅炉控制技术的研究现状及发展 2
1.2.1国内外研究现状 2
1.2.2控制技术的发展趋势 2
第2章锅炉的基本构造及其工作原理 4
2.1概述 4
2.2锅炉的基本构造 4
2.3锅炉的工作原理及工作过程 5
2.3.1燃料的燃烧过程 6
2.3.2烟气向水的传热过程 6
2.3.3水的汽化过程 6
第3章锅炉控制系统及其选择的控制方式 8
3.1蒸汽温度控制系统 8
3.2蒸汽压力控制系统 8
3.3汽包液位控制系统 9
3.4炉膛负压控制系统 10
3.5串级控制系统的参数整定 11
3.6串级控制系统的控制算法 12
第4章锅炉自动控制系统的硬件设计 14
4.1总体设计思路 14
4.2系统结构 14
4.3控制器选型及配置 15
4.4I/O地址分配表 16
4.5系统主电路的设计 18
4.6系统控制电路的设计 19
4.7补水泵控制系统 22
4.8给水泵控制系统 24
4.9通信网络配置 25
4.10变频器的选型 25
4.11传感器的选型 27
4.12其它器件的选型 29
第5章锅炉自动控制系统的软件设计 31
5.1PLC控制流程图 31
5.2组态软件设计特点 37
5.3锅炉监控系统的软件结构 38
5.4界面设计 39
5.3PLC控制程序 39
53
第1章绪论
1.1选题背景及意义
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，到2000年已探明的煤炭储量达1145亿吨。
煤炭因其储量大和价格相对稳定，在本世纪50年内，在我国的一次能源构成中仍将占主导地位。
由此可见，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。
这与目前国外的情况相差很大。
如：
日本燃煤工业锅炉仅占总数的1％，美国和西欧国家约占1％～3％（石油危机后燃煤工业锅炉略有增加），俄罗斯燃煤工业锅炉较多，约占40％。
工业锅炉是我国主要的热能动力设备，使用面广，需求量大，在工业生产和军民生活中扮演重要角色。
据不完全统计，我国现有中、小锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的三分之一以上，堪称大耗能动力设备。
随着国民经济的不断发展和人民生活的不断改善，锅炉台数还在不断增加。
作为能源转换的重要设备，其工作情况的好坏直接关系到能源的利用率高低。
目前我国中、小型锅炉以燃煤链条锅炉为主，燃料主要是煤炭，而且锅炉房管理水平不高，一直沿用间断运行方式，锅炉技术含量低，锅炉的自动化控制技术落后，处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态，尤其是燃煤排放的C02气体所引起的温室效应，早己引起国际关注。
为了将我国建设成资源节约型、环境友好型社会，工业锅炉的节能降耗、减少污染物生成和排放具有重大意义。
近几年随着加入世贸组织以及中国经济的飞速发展，如何提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，改善环境是每个部门乃至每个公民关心的大事。
为此对工业锅炉推广应用各种新技术、新工艺、新管理是实现节能降耗、减少污染的重要途径。
其中实现锅炉的自动化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。
具体来讲，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。
今后，随着工业锅炉市场技术竞争的日趋激烈，锅炉自动控制系统的好坏己成为决定锅炉性能的重要砝码。
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锅炉控制技术的研究现状及发展
1.2.1国内外研究现状
工业锅炉是一个比较复杂的工业设备，有几十个测量参数，控制参数和扰动参数，它们之间相互作用，相互影响，存在明显的或不明显的复杂因果关系，而且测控参数也经常变化，存在一定的非线性特性，这一切都为锅炉的控制增加了难度。
过去，我国工业锅炉（特别是燃煤锅炉）产品设计和制造往往是重锅炉本体而轻燃烧和控制设备，很多锅炉所配置的运行监测仪表不全，尤其缺少显示锅炉经济运行参数的仪表。
因此，运行人员在调整锅炉时，往往由于缺少数据，不能对锅炉的运行状况随时做出准确判断并实行相应的运行调整，使锅炉处于最佳工况运行。
控制水平很低，很多锅炉仍为位式或开环控制，没有实现连续闭环控制，不能根据外界变化调节锅炉运行状态，无法使锅炉运行较快地适应工况的变动和处于持续稳定状态，锅炉运行效率的保证和提高受到了限制。
80年代中后期，随着先进的控制技术引入我国的锅炉控制以来，锅炉的计算机控制得到了很大的发展。
至90年代，锅炉的自动化控制已成为一个热门领域，利用单片机、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，己逐渐用于对原有锅炉的技术改造中，并向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、自适应控制、模糊控制、神经网络控制、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。
但由于控制技术单一，或控制算法的建模往往不能反映真实的锅炉状况，导致在工程实践中并不怎么成功，不能产生很好的经济效益，挫伤了用户
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