PLC控制中小型蒸汽锅炉智能燃烧系统设计Word文件下载.docx
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PLCboilerslogiccontrol
软件结构流程图
引言
随着生产力和科技水平的不断提高,使得人们的生活条件得以很大的改善。
更多更新的生产技术被应用到现实生活当中去。
使得社会生产力极大地提高,人们可以投入很少的人力物力得到更多的产出。
这其中当然也包括对中小型蒸汽锅炉的控制的改进上,由以前的人工手动控制到现在的由计算机全、半自动控制。
不能不说是一个质的飞越。
谈到这里就不能不谈到电气控制技术的发展。
本文主要应用PLC(ProgrammableLogicController)可编程控制器来对中小型蒸汽锅炉智能燃烧系统的设计。
电气控制技术当然也是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求而迅速发展的,从最早的手动控制到现在的全、半自动控制,从简单的控制设备到复杂的控制系统,从有触点的硬接线控制系统到以计算机为中心的存储控制系统。
现代电气控制技术综合应用了计算机、自动控制、电力电子技术、精密测量等许多先进的科学技术成果。
电气控制技术的发展始终是伴随着社会生产规模的不断扩大,生产水平的提高而前进的。
电气控制技术的进步反过来又促进了社会生产力的进一步提高。
同时,电气控制技术又是与微电子技术、电力电子技术、检测传感技术、机械制造技术等紧密联系在一起的。
在我们编写论文的过程中,力求做到较系统全面地阐明PLC的基本概念及在工业控制领域中的应用,并且反映现如今国内外PLC的新成就及发展方向。
使自己与读者都能对PLC有着更深一步的认识与了解。
由于我理念水平和实践经验都很有限,再加上PLC电气控制技术发展得又过于迅速,文中难免存在缺点与错误,还望读者批评指证与谅解。
第一章绪论
1.1PLC概况
可编程控制器ProgrammableController缩写为PC。
由于早期的可编程控制器主要用于计数、定时以及开关量的逻辑控制,且为了和个人计算机PersonalComputer相区别,故把可编程控制缩写为PLC(ProgrammableLogicController)
可编程控制器一直在发展中,因此直到目前为止,还未能对其下最后的定义。
国际电工委员会(IEC)曾于1982年11月颁发可编程控制器标准草案第一稿,1985年1月又颁发了第二稿,1987年2月颁发了第三稿。
草案中对可编程控制器的定义是:
“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境下应用而设计。
它采用了可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令,并通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关外围设备,都按易于与工业系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计”。
定义强调了可编程控制器是“数字运算操作的电子系统”,具有“存储器”,具有运算“指令”,可见它是一种计算机。
定义称它是“专为在工业环境下应用而设计”,“易于与工业系统联成一体”,“控制各种类型的机械或生产过程”,因而可见可编程控制器是一种工业用计算机,定义强调了可编程控制器直接应用于工业环境,它必须具有很强的抗干扰能力,广泛的适应能力和应用范围。
这是它区别于一般微机控制系统的一个重要特征。
1.2PLC的诞生及发展简史
可编程控制器是生产力发展的必然产物。
可编程控制器在诞生前,工业电气控制主要使用低电压电器构成的继电接触电路,是以接线逻辑实现控制功能的。
这样的控制设备使用起来不灵活,设备一生产出来,功能就固定了,若要改变只能改变控制器内部的硬件接线。
由于生产力的发展,人们对控制器提出了新的要求,主要包括:
编程方便,可现场修改程序;
维修方便,采用插件式结构;
可靠性高于继电器控制装置;
体积小于继电器控制盘;
数据可直接送入管理计算机;
成本可与继电器控制盘竟争;
扩展功能时原系统改变最少。
上述这些条件当中,最根本的一条是采取程序修改方式改变控制功能,这是从接线逻辑向存储逻辑进步的重要标志。
1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出了世界上第一台可编程控制器PDP-14,由此可编程控制器诞生。
可编程控制器自问世以来,发展极为迅速。
1971年,日本开始生产可编程控制,1973年,欧洲开始生产可编程控制器,到现在,可编程控制器已作为了一个独立的工业设备被列入生产中,成为当代电气控制装置的主导。
早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成,它采用了一些计算机技术,但简化了计算机的内部电路,对工业现场环境适应性较好,指令系统简单,一般只具有逻辑运算的功能。
随着微电子技术和集成电路的发展,特别是微处理器和微计算机的迅速发展,在20世纪70年代中期左右,一些PLC制造厂家开始更多地引入微机技术,微处理器及其他大规模集成电路芯片成为其核心部件,使PLC具有了自诊断功能,可靠性有了大幅提高,性能价格比产生了新的突破。
到20世纪80年代,PLC都采用了微处理器(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)或单片机作为其核心,处理速度大提高了,还增加了很多特殊功能,体积还进一步缩小。
20世纪90年代末,PLC几乎完全计算机化,其速度更快,功能更强,各种智能模块不断被开发出来,使其不断地扩展着它在种类工业控制过程中的作用。
现在,PLC不仅能进行逻辑控制,在模拟量闭环控制、数字量的智能控制、数据采集、监控、通信联网及集散控制系统等各方面都得到了广泛应用。
如今,大、中型,甚至小型PLC都配有A/D、D/A转换及算术运算功能,有的还有具有PID功能。
这些都使PLC在模拟量闭环控制、运动控制、速度控制等方面具有了硬件基础;
许多PLC具有输入和接收高速脉冲功能,配合相应的传感器及伺服设备,PLC可实现数字量的智能控制;
PLC配合可编程终端设备,可实时显示采集到的现场数据及分析结果,为系统分析、研究工作提供依据,利用PLC的自检信号还可以实现系统监控;
PLC有较强的有力的通信功能,可以与计算机或其他智能装置进行通信及联网,从而能方便地实现集散控制。
功能完备的PLC不仅能满足控制要求,还能满足现代化大生产的需要。
近年来,PLC的发展更为迅速,展望未来,PLC在劳动模范和功能上将向两大方向发展:
一是大型PLC向高速、大容量和高性能方向发展;
二是发展简易经济的超小型PLC,以适应单机控制及小型设备自动化的需要。
另外,不断增强PLC工业过程控制的功能(模拟量控制能力),研制采用工业标准总线,使同一工业控制系统中能连接不同的控制设备,增强PLC的联网通信功能,便于分散控制与集中控制的实现,大力开智能I/O模块、增强PLC的功能等也具有重要意义。
1.3PLC的用途及特点
1.3.1PLC的用途
1)顺序控制
这是PLC最广泛应用的领域,用以取代传统的继电器顺序控制。
PLC可用于单机、多机群控制、生产自动线控制及电梯控制等。
2)运动控制
PLC制造商目前已提供了拖动步进电机或多轴位置控制模块。
在多数情况下,PLC把描述目标位置的数据送给模块,模块移动一轴或数轴到目标位置。
3)闭环过程控制
PLC可以控制大量的物理参数,例如温度、压力、速度和流量等。
PID(ProportionalIntegralDerivative)模块的提供使PLC具有闭环控制功能,即一个具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。
当控制过程中某个变量出现偏差时,PID控制算法会计算出正确的输出,把变量保持在设定值上。
4)数据处理
在机械加工中,出现了把支持顺序控制的PLC和计算机数值控制(CNC)设备紧密结合的趋向。
著名的日本FANUC公司推出的System10、11、12系列,已将CNC控制功能作为PLC的一部分。
为了实现PLC和CNC设备之间内部数据自由传递,该公司采用了窗口软件。
通过窗口软件,用户可以独自编程,由PLC送至CNC设备使用。
预计今后几年CNC系统将变成以PLC为主体的控制和管理系统。
5)通信和联网
为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化(FA)系统、柔性制造系统(FMS)及集散控制系统(DCS)等发展的需要,必须发展PLC之间、PLC和上级计算机之间的通信功能。
作为实时控制系统,不仅PLC数据通信速率要求高,而且要考虑出现停电、故障时的对策等。
日本富士电机公司开发的MICREX-F系列就是一例,其中处理器多达16台,输入、输出点数达3200个之多