基于PLC的水位控制系统设计毕业设计Word格式.docx

1、毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解*学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的

2、论文（设计）在解密后适用本规定。 指导教师签名：日期： 日期：注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求

3、，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘 要节约能源， 提高生产工艺过程中的能量利用率和开发研究新的节能技术已成为各国研究能源利用技术的主要课题。随着生产工艺的改进和采用有效的节能技术设备，一次能源利用率的逐步提高，高温余

4、热资源的总量相应减少，大量的中、低温余热和固体显热的余热未得到经济而有效地回收利用。为了给好更充分的利用资源和减少能源浪费，因此，余热锅炉产生了并高速发展。汽包水位的稳定性是余热锅炉运行的主要指标，为了保证余热锅炉的安全、稳定、经济运行，本文设计采用了性能先进的PLC、微型计算机、智能调节器等自动设备组成的余热锅炉自动控制系统，并且以三冲量调节方式对余热锅炉汽包液位进行控制。这样使整个系统适应能力更强，抗干扰能力和鲁棒性更好，保证水位的稳定。因此，设计出更精准、更灵活的水位控制系统是非常必要的。关键词：余热锅炉；汽包水位； 三冲量； 串级系统；PLC；AbstractTo save energ

5、y, improve the production process of energy utilization and development research new energy-saving technology has become energy utilization technology in all countries the main research topic. As improve the production process and adopting effective energy saving technology and equipment, once the g

6、radual improvement of the energy efficiency, high temperature heat resources corresponding decrease the amount of low-temperature heat and solid, did not get the sensible heat waste recycling economic and effectively. In order to give good more fully utilization of resources and reduce energy wasted

7、, so, waste heat boiler produced and high-speed development. The stability of the drum water level is waste heat boiler operation of the main index, in order to guarantee the waste heat boiler safety, stability and economic operation was designed using performance, this paper advanced PLC, microcomp

8、uter, intelligent regulator automated equipment such as the waste heat boiler of automatic control system, regulating mode in three impulse and to waste heat boiler drum liquid level control. This ability to adapt to the whole system, the anti-interference ability and stronger robustness, guarantee

9、the stability of water. Therefore, design a more accurate and more flexible water level control system is very necessary.Keywords: waste heat boiler; drum level; three impulses; cascade system; PLC;1、绪 论1.1 余热锅炉水位控制系统的意义余热锅炉是将工业生产过程中产生的余热烟气（如：北方供暖锅炉产生的余热烟气，制砖厂生产过程产生的余热）转化成蒸汽，为生产过程提供动力、热能或着通过热电站汽轮发电机

10、组转化为电能。它能够回收余热，高效利用和节约能源，实践证明，余热锅炉在各企业的节能中发挥了相当有效的作用，获得了较好的经济效益，其投资一般可在3年4年内回收，这对于企业实现“节能减排”、“环境保护”，及资源的循环利用具有重要的作用。水位控制系统的稳定性是余热锅炉运行的主要指标。其主要任务是使给水量跟踪锅炉的蒸发量，并维持汽包中的水位在工艺允许的范围内。这是保证锅炉和汽轮机安全运行的必要条件，也是锅炉正常运行的主要指标之一。水位过高，会影响汽包内汽水分离效果，使汽包出口的饱和蒸汽带水增多，蒸汽带水会使汽轮机产生水冲击，引起轴封破损、叶片断裂等事故。水位过低，则可能破坏自然循环锅炉汽水循环系统中某

11、些薄弱环节，以致局部水冷管壁被烧坏，严重时会造成爆炸事故。这些后果都是十分严重的。随着锅炉容量的增加，水位变化速度越来越频繁，人工操作越来越繁重，因此对汽包水位实现自动调节提出了迫切的要求。目前，常规PID控制方式是主流汽包水位的控制方法，其控制效果常常难以满足要求。针对余热锅炉给水过程的特点，应用一种带有参数在线自校正模糊PID控制器的多冲量控制系统，实现余热锅炉汽包水位的定值控制。这样使整个系统适应能力更强，抗干扰能力更好，保证水位的稳定。因此，设计出更精确、更灵活的水位控制系统是非常必要的。1.2余热锅炉的现状和发展1.2.1余热锅炉的现状节约能源，提高生产工艺过程中的能量利用率和开发研

12、究新的节能技术已成为各国研究能源利用技术的主要课题。因此，余热利用技术正由高温排烟的余热回收技术转向中、低温和固体显热的余热回收利用技术。为提高能源利用率和节约能源，除采用高能效的新设备和新工艺外，采用余热锅炉回收各类余热也是提高能源利用率的重要手段。为此，各国先后开展了余热锅炉的研制工作，并在节能中大力推广应用余热锅炉，取得了显著的节能成果。目前，国外利用余热发电的新趋势，是单机功率小，载热体温度低（即利用中低温余热发电）。国内也有一些利用余热发电，如炭黑工业中的低热值尾气余热和硫酸工业中的硫酸余热发电等，所发的电能主要供工厂自用。目前，已把如何利用中低温的低品位余热发电，作为开发节能新技术

13、的重要课题。余热锅炉是一种理想的节能设备， 它不但能节约能源，而且对提高主流程的质量，减轻公害和满足某些工艺流程要求，都起着十分重要的作用。现有的余热锅炉按进锅炉的介质特性，有以下几种主要型式：（1）废烟气不需要进一步处理的余热锅妒；（2）废烟气需要进一步处理的余热锅炉；（3）废烟气要进一步处理， 且其冷却应在给定的间时内完成的余热锅炉；（4）固体显热的余热锅炉1.2.2余热锅炉的发展我国在上世纪50、60年代还没有研究和设计余热锅炉的专业队伍，主要是仿制一些余热锅炉。在70年代初发生世界性石油危机和各工业发达国家争相加快余热锅炉的开发时，我国也着手并开始实施发展余热锅炉的规划，并从1974年

14、1980年，先后投资扩建余热锅炉研究和制造基地，现已具有一定的余热锅炉研制能力及雄厚的科研基础。至今已开发并制造了涉及19各类别、92各品种、129各规格、用于冶金、化工、建材和轻纺等行业的余热锅炉。但是和外国先进的技术来说，还是有许多不足，所以加强与国外的技术交流，借鉴国外的先进经验是必不可少的。美国在50年代就开始研究用于回收钢铁工业余热回收的余热锅炉，此后相继开展了用于回收其它行业余热源的余热锅炉研制，至今已经有四五十年的历史，并积累了大量的经验。上世纪7O年代末，美国QDOT公司开始研制QDOT式热管式余热锅炉，首台锅炉用于甲苯的蒸发加热。到目前为止，正在运行中的热管式余热锅炉已有数十

15、台。另外，美国能源研究开发中心开发了以甲苯为工质，回收利用烧结机排烟余热的发电系统。这一余热发电系统除利用烧结机排烟余热外，还可利用其它各种工艺或各种设备产生的中低温烟气余热发电。美国十分重视利用城市垃圾的能源资源，目前有大约160个垃圾一能源工厂。已投人运行的垃圾余热发电站有28座，装机容量已达到1270MW。在今后十年内，垃圾发电事业将成为发展最快的行业之一。1.3余热锅炉水位控制的现状和发展对于余热锅炉的水位控制系统方面来说，由于目前国内外许多学者都已经开始对余热锅炉进行仔细研究，希望通过研究币断提高整个联合循环系统的效率。在这种背景下余热锅炉的自动控制，无论在控制规律、控制算法和实现方法等方面都得到了大幅提高。在控制规律方面，有单冲量、双冲量、及各种三冲量控制方案，这些方案克服了传统PID控制器参数不可改变的缺点，提高了系统的控制品质