某锅炉房继电接触器系统的PLC改造Word下载.docx

某锅炉房继电接触器系统的PLC改造Word下载.docx

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所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；

写作规范和逻辑性；

文献引用的规范性等。

还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。

）

设计选题切入较好，系统设计具有很好的示范性。

设计中以两台工业控制机作为上位机，以西门子S7-300可编程控制器为下位机，系统通过变频器控制电动机的启动、运行和调速。

上位机监控软件采用三维力控PCAuto3.6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，并接收上位机的控制指令以完成风机启/停控制、参数设定、循环泵控制和其余电动机的控制，资料详实，方法实用，逻辑严密，写作基本规范，达到了本科毕业设计的要求，可以提交评阅。

指导教师结论：

合格（合格、不合格）

指导教师

姓名

所在单位

兰州工业学院

指导时间

2014-09-16

本科毕业设计（论文）评阅教师评阅意见表

评阅意见：

该论文选题切合生产实际，符合电气工程及其自动化专业培养要求，具有较强的实用价值。

文章对某锅炉房继电—接触器系统进行改造，并增加了组态软件监控模块。

文中控制系统以两台工业控制机作为上位机，以西门子S7-300可编程控制器为下位机，上位机监控软件采用三维力控PCAuto3.6设计，下位机控制程序采用西门子公司的STEP7编程软件设计。

论文观点明确，结构较为完整，逻辑性比较强，论述比较具体，写作比较规范，语言通顺。

文章虽是对锅炉房控制系统进行改造，但是改造部分内容较少。

总体上说，论文基本符合本科毕业论文要求。

修改意见：

（针对上面提出的问题和不足之处提出具体修改意见）

1、论文虽是对锅炉房继电—接触器系统进行改造，但是改造部分内容比较少，建议增加这部分内容；

2、文中用红色和蓝色标出的部分，有大量引用豆丁网的内容，网址是：

，请修改并增加自己的论述。

毕业设计（论文）评阅成绩（百分制）：

61

评阅结论：

修改后答辩（同意答辩、不同意答辩、修改后答辩）

评阅人姓名

杨扬

中国地质大学（武汉）

评阅时间

2014-10-01

论文原创性声明

本人郑重声明：

本人所呈交的本科毕业论文《某锅炉房继电—接触器系统的PLC改造》，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。

论文中引用他人的文献、资料均已明确注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及使用过的材料。

对论文的完成提供过帮助的有关人员已在文中说明并致以谢意。

本人所呈交的本科毕业论文没有违反学术道德和学术规范，没有侵权行为，并愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果。

论文作者（签字）：

日期：

2014年08月20日

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越来越高的要求。

结合现状，本论文对某锅炉房继电—接触器系统进行了PLC改造，设计了一套基于PLC和变频调速技术的供暖锅炉控制系统。

该控制系统以两台工业控制机作为上位机，以西门子S7-300可编程控制器为下位机，系统通过变频器控制电动机的启动、运行和调速。

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，并接收上位机的控制指令以完成风机启/停控制、参数设定、循环泵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。

关键词：

1、锅炉控制2、变频调速技术3、PLC4、组态软件

目录

一、绪论…………………………………………………………………1

（一）研究背景和意义……………………………………………1

（二）国内外研究现状……………………………………………2

（三）本文主要工作………………………………………………2

二、供暖锅炉改造设计思路……………………………………………4

（一）供暖锅炉改造设计要求……………………………………4

（二）锅炉系统的结构……………………………………………4

（三）整体方案选择………………………………………………4

三、锅炉控制系统总体设计……………………………………………6

（一）系统功能分析………………………………………………6

（二）系统改造方案设计…………………………………………6

（三）系统硬件配置………………………………………………8

四、锅炉控制系统的硬件设计…………………………………………9

（一）系统主电路的设计…………………………………………9

（三）系统主要元器件的选择……………………………………10

五、系统软件的设计…………………………………………………17

（一）PLC控制流程图……………………………………………18

（二）PLC控制程序………………………………………………21

六、监控组态软件设计………………………………………………24

（一）项目任务……………………………………………………24

（二）界面设计……………………………………………………25

（三）报警记录……………………………………………………25

四、结论………………………………………………………………27

致谢…………………………………………………………………28

参考文献………………………………………………………………29

一、绪论

（一）研究背景和意义

在供暖系统中，锅炉房供暖所占比例很大，据对我国北方地区29个大中城市近3.5亿平方米的供暖调查，锅炉供暖占84%，热力供暖占12%，其他供暖占4%。

在今后相当长的时间内，集中热力供暖是发展趋势，但无法取代锅炉供暖的主流地位。

目前城市供暖的锅炉运行的过程中都需要精确的实时控制，大多数锅炉系统的控制还采用继电器逻辑控制，这类系统自动化程度很低，大部分操作还是由手动来完成，只能处理一些开关量问题，无法处理模拟量，其电气线路复杂，可靠性不高，不便维护，因此急需对传统的锅炉房继电—接触器系统进行改造，实现其系统自动控制。

本次供暖锅炉改造的自动控制系统，主要由进口变频器、可编程控制器、压力变送器、温度变送器和泵房机组以及电气控制柜等组成。

其中泵房机组包括：

1#引风机为90kw，变频启动和调速；

2#鼓风机37kw，变频启动和调速；

3#、4#循环水电机为75kw，变频启动和调速；

其余电动机10台，均为直接启动，功率为5kw，工频运行。

本次改造设计是供暖锅炉自动控制系统，是一套基于PLC和变频调速技术的供暖锅炉控制系统。

该控制系统由可编程控制器、变频器、压力变送器、温度变送器和泵房组、工控机以及电气控制柜等构成。

系统通过变频器控制电动机的启动、运行和调速。

由于供暖锅炉系统中的风机、水泵负载转矩与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比，采用交流变频调速控制风机、水泵流量代替传统阀门、挡板控制流量，可以大大节省该类负载的驱动电机的耗电量，.达到节能的目的，如果普遍采用交流变频调速，平均节电率在30%左右。

用变频器启动风机、水泵等电动机，由于变频器内部具有矢量转矩控制技术，保证了电机良好的启动性能，实现电机软启动，有效地限制了电机的启动电流，明显降低电机启动噪声。

同时，电机的软启动避免了频繁的工频启动对风机、水泵等大电机的冲击，有效地保护设备，延长设备使用寿命。

锅炉的计算机控制使锅炉始终处于最佳工作状态，提高了锅炉的运行效率和燃煤的燃烧效果，不仅节约燃煤，也减少了烟尘和有害气体的排放，具有较好的环保效果。

同时，计算机控制系统通过各种传感器检测锅炉温度、压力、流量等参数，传送至微机和仪表盘，并实现温度和压力等参数的自动控制，工人在计算机控制室就可以全面了解锅炉房各部分的运行情况，大大改善了工人的工作条件，提高了自动化程度和管理水平。

因此，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。

（二）国内外研究现状

当前，节能与环保已成为人类社会面临的两大课题。

我国的锅炉目前以煤为主要燃料，耗煤量接近全国煤产量的三分之一，燃用的主要是中、低质煤，工业污染十分严重，而且锅炉设备陈旧，生产效率和自动化程度低，进一步加重了环境污染的程度。

在欧美和日本等发达国家，石油和天然气已成为第一能源，占能源消费的60%左右，燃油和燃气锅炉的已逐步取代燃煤锅炉，对风机和水泵等电机的变频控制已相当成熟自20世纪90年代以来，随着超大型可编程控制器的出现和模糊控制、自适应控制等智能控制算法的发展以及智能控制器的应用，锅炉控制水平大大提高，已实现优化控制国内对锅炉控制的研究起步较晚，始于80年代初期。

国内研究锅炉控制比较成熟的企业有上海杜比公司、南京仁泰公司等，但仍然存在一些问题:

1、大多数现有的锅炉控制系统可控制的主要还是开关量设备，如风机、炉排和水泵的开关或者阀门控制。

不能对它们精确连续调节，使控制手段单，控制精度低。

2、锅炉控制系统的控制方案不够合理，锅炉控制器（计算机或可编程控制器）一旦出现故障，只能采取系统断电处理，进行人工操作。

若锅炉系统中的传感器、变送器等设备出现故障时，温度、压力等参数就无法达到设定值。

3、我国自70年代末开始，锅炉的微机控制逐渐成熟起来，但主要实现仪表显示、报表打印等功能，并未实现锅炉自动控制，下位机主要以单片机为主，控制水平有限，可靠性不够高。

（三）本文主要工作

针对某供暖锅炉控制的现状，突出了PCL改进方案，本文主要做了以下工作：

1、提出系统改造方案。

本文针对供暖锅炉自动控制系统，设计一套基于变频调速技术的锅炉监控系统。

本文提出对锅炉供暖系统中的风机和水泵等通过变频器来调节电机的转速，节省了大量的电能。

本系统中丰位机采用高可靠性的工业控制计算机，对锅炉控制系统统一调度和监控管理，下位机采用西门子公司S7-300可编程控制器，实现锅炉燃烧系统和管网系统的自动控制，控制水平和硬件可靠性大大提高。

键技术，本系统的主要设计任务是锅炉系统的变频改造，因此本文详述变频调速技术在锅炉控制中的应用变频调速技术是关，并分析变频调速应用在锅炉供暖系统带来的节能效果。

2、本系统的主要设计任务是锅炉系统的变频改造，变频调速技术是关键技术，因此本文详述变频调速技术在锅炉控制中的应用，并分析变频调速应用在锅炉供暖系统带来的节能效果。

3、阐述供暖锅炉控制的控制原理，提出供暖锅炉系统的控制模型。

简要介绍PID控制算法，并运用PID控制方式进行