基于PLC的锅炉温度控制系统毕业设计.docx
《基于PLC的锅炉温度控制系统毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于PLC的锅炉温度控制系统毕业设计.docx（44页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
基于PLC的锅炉温度控制系统毕业设计
摘要1
1.2国内外研究现状3
1.3项目研究内容4
第二章PLC和组态软件基础5
2.1可编程控制器基础5
2.1.1可编程控制器的产生和应用5
2.1.3可编程控制器的分类及特点7
2.2组态软件的基础8
2.2.1组态的定义8
2.2.2组态王软件的特点8
2.2.3组态王软件仿真的基本方法8
第三章PLC控制系统的硬件设计9
3.1PLC控制系统设计的基本原则和步骤9
3.1.1PLC控制系统设计的基本原则9
3.1.2PLC控制系统设计的一般步骤9
3.1.3PLC程序设计的一般步骤10
3.2PLC的选型和硬件配置11
3.2.1PLC型号的选择11
3.2.2S7-200CPU的选择12
3.2.3EM235模拟量输入/输出模块12
3.2.4热电式传感器12
3.2.5可控硅加热装置简介12
3.3系统整体设计方案和电气连接图13
3.4PLC控制器的设计14
3.4.1控制系统数学模型的建立14
3.4.2PID控制及参数整定14
第四章PLC控制系统的软件设计16
4.1PLC程序设计的方法16
4.2编程软件STEP7--Micro/WIN概述17
4.2.1STEP7--Micro/WIN简单介绍17
4.2.2计算机与PLC的通信18
4.3程序设计18
4.3.1程序设计思路18
4.3.2PID指令向导19
4.3.3控制程序及分析25
第五章组态画面的设计29
5.1组态变量的建立及设备连接29
5.1.1新建项目29
5.2创建组态画面33
5.2.1新建主画面33
5.2.2新建PID参数设定窗口34
5.2.3新建数据报表34
5.2.4新建实时曲线35
5.2.5新建历史曲线35
5.2.6新建报警窗口36
第六章系统测试37
6.1启动组态王37
6.2实时曲线观察38
6.3分析历史趋势曲线38
6.4查看数据报表40
6.5系统稳定性测试42
结束语43
参考文献44
致谢45
摘要
从上世纪80年代至90年代中期，PLC得到了快速的发展，在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
本文介绍了以锅炉为被控对象，以锅炉出口水温为主被控参数，以炉膛内水温为副被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，构成锅炉温度串级控制系统；采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现锅炉温度的自动控制。
电热锅炉的应用领域相当广泛，在相当多的领域里，电热锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。
目前电热锅炉的控制系统大都采用以微处理器为核心的计算机控制技术，既提高设备的自动化程度又提高设备的控制精度。
本文分别就电热锅炉的控制系统工作原理，温度变送器的选型、PLC配置、组态软件程序设计等几方面进行阐述。
通过改造电热锅炉的控制系统具有响应快、稳定性好、可靠性高,控制精度好等特点，对工业控制有现实意义。
关键词：
电热锅炉的控制系统温度控制串级控制PLCPID
ABSTRACT
Fromthelastcenturyto90inthemid80's,PLChasbeenrapiddevelopmentinthisperiod,PLCcapabilityindealingwithanaloganddigitalcomputingpower,man-machineinterfacecapabilitiesandnetworkcapabilitiesaregreatlyimproved,PLCgraduallyenteringthefieldofprocesscontrol,replacedinsomeapplicationsinthefieldofprocesscontroldominantDCS.PLChastheversatility,easeofuse,wideadaptation,highreliabilityandstronganti-interference,simpletoprogramandsoon.PLCcontrol,especiallyintheindustrialautomationsequencecontroltheposition,intheforeseeablefuture,isnosubstitute.
ThispaperintroducestheboilerasthechargedobjecttotheboilerwatertemperatureofthemainaccusedoftheexportparameterstofurnacetemperatureasdeputyaccusedofparameterstocontroltheheatingresistancewirevoltageparameterstoPLC,controller,constitutesaseriesofboilertemperaturelevelcontrolsystem;usingPIDalgorithm,theuseofPLCladderprogramminglanguage,programming,boilertemperaturecontrol.
Electricboilersawiderangeofapplications,inaconsiderablenumberoffield,theelectricboilerperformanceadvantagesanddisadvantagesofthedecisionThequalityoftheproduct.Electricboilercontrolsystemscurrentlyusedmostlyforcomputercontrolmicroprocessorcoretechnology,bothtoimprovetheautomationequipmenthaveimprovedthecontrolprecisionequipment.
Thispaperontheheatingboilercontrolsystemworks,selectionoftemperaturetransmitter,PLCconfigurations,theconfigurationsoftwaredesignaspectsweredescribed.Throughthetransformationofelectricboilercontrolsystemhasfastresponse,goodstability,highreliability,controlaccuracyandgoodfeatures,practicalsignificanceforindustrialcontrol.
Keywords:
heatingboilercontrolsystemtemperaturecontrolcascadecontrolPLCPID
第一章绪论
1.1课题背景及研究目的和意义
电热锅炉的应用领域相当广泛，电热锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。
目前电热锅炉的控制系统大都采用以微处理器为核心的计算机控制技术，既提高设备的自动化程度又提高设备的控制精度。
PLC的快速发展发生在上世纪80年代至90年代中期。
在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到了很大的提高和发展。
PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
[4]
电热锅炉是机电一体化的产品，可将电能直接转化成热能，具有效率高，体积小，无污染，运行安全可靠，供热稳定，自动化程度高的优点，是理想的节能环保的供暖设备。
加上目前人们的环保意识的提高，电热锅炉越来越受人们的重视，在工业生产和民用生活用水中应用越来越普及。
电热锅炉目前主要用于供暖和提供生活用水。
主要是控制水的温度，保证恒温供水。
PID控制是迄今为止最通用的控制方法之一。
因为其可靠性高、算法简单、鲁棒性好，所以被广泛应用于过程控制中,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性系统。
PID控制的效果完全取决于其四个参数,即采样周期ts、比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd。
因而,PID参数的整定与优化一直是自动控制领域研究的重要课题。
PID在工业过程控制中的应用已有近百年的历史，在此期间虽然有许多控制算法问世,但由于PID算法以它自身的特点，再加上人们在长期使用中积累了丰富经验，使之在工业控制中得到广泛应用。
在PID算法中，针对P、I、D三个参数的整定和优化的问题成为关键问题。
[5]
1.2国内外研究现状
自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国内外温度控制系统的发展迅速，并在智能化，自适应、参数整定等方面取得成果，在这方面，以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表，并在各行各业广泛应用。
它们主要有以下特点：
1）适应于大惯性、大滞后等复杂的温度控制体统的控制。
2）能适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制。
3）能适用于受控系统过程复杂、参数时变的温度控制系统的控制。
4）这些温度控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术，运用先进的算法，适应范围广泛。
5）温度控制器普遍具有参数整定功能。
借助于计算机软件技术，温度控制器具有对控制参数及特性进行自整定的功能。
有的还具有自学习功能。
6）温度控制系统既有控制精度高、抗干扰能力强、鲁棒性好的特点。
目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方向发展。
随温度控制系统在国内各行各业的应用虽然应用很广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比仍然有着较大的差距。
目前，我国在这方面总体水平处于20世纪80年代中后期的水平，成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它只能适用于一般的温度系统的控制，难以控制滞后、复杂、时变温度系统控制。
能适应于较高的控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内还不十分成熟。
随着科学技术的不断发展，人们对温度控制系统的要求越来越高，因此，高精度、智能化、人性化的温度控制系统是国内外必然发展的趋势。
1.3项目研究内容
以锅炉为被控对象，以锅炉出口水温为主被控参数，以炉膛内水温为副被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，
升级会员 