学位论文--基于plc的燃油锅炉控制系统设计说明书论文.doc

目 录 1 绪论 1 1.1 锅炉的定义及发展现状 1 1.2 PLC控制燃油锅炉的目的和意义 4 1.3 PLC控制燃油锅炉的设计内容 4 1.4 预期实现的目标 4 2 系统总体设计方案 5 2.1 燃油锅炉控制系统基本组成部分 5 2.2 燃油锅炉的工作过程 5 2.3 燃油锅炉工艺控制要求 6 3 燃油锅炉控制系统的硬件设计 8 3.1 PLC机型的选择及各硬件性能指标分析 8 3.1.1 方法1. 按以下条件选择机型 8 3.1.2 方法2 9 3.1.3 PLC容量估算 10 3.2 燃油锅炉的控制过程分析 13 3.3 燃油锅炉的运行流程图设计 13 3.4 系统的I/O接口以及硬件接线图设计 15 3.5 系统供电电源设计 15 4 燃油锅炉控制系统的软件设计 17 4.1 控制系统各部分控制的梯形图 17 4.1.1 起动 17 4.1.2 停止 18 4.1.3 异常状况自动关火 19 4.1.4 锅炉水位控制 20 4.2 基于PLC的燃油锅炉控制系统总梯形图 20 4.3 对系统控制总梯形图的分析 23 4.4 系统的示警电路分析 24 5 燃油锅炉控制系统程序调试结果 25 5.1 程序调试过程 25 5.2 程序调试时序图 27 6 总 结 29 附录 指令表 30 参 考 文 献 34 致 谢 35 1 绪论 随着科技的不断进步，自动化技术以及电力电子技术快速提高，国内外以继电器为基础的自动化仪表工业锅炉控制系统也得到发展，广泛应用实际生产过程。在上个世纪60年代前期，我国锅炉的控制系统开始得到迅速发展;到了60年代的中后期，我国引进了国外全自动的燃油锅炉的控制系统到了上个世纪的70年代末，我国逐渐自主研发了一些工业锅炉的自动化仪器，同时，在工业锅炉的控制系统方面也在逐步推广应用自动化技术。PLC是采用微电脑技术制造的通用的自动控制设备，它具有高可靠性，能适应工业现场的高温，冲击震动等恶劣环境，广泛应用于机械设备、生产流水线和生产过程的自动控制。经过长时间的发展和完善，PLC主要具有逻辑运行功能，可以代替继电器进行开关控制、具有定时控制的功能、记数控制功能、步进控制功能，A/D、D/A转换功能，数据处理功能，通信，联网功能，并配置了较强的监控功能。这些功能造就了PLC的旺盛生命力。到现在已出现越来越多的新PLC产品：如三菱FX2N系列PLC、三菱FX2NC系列PLC、三菱FX1N系列PLC、松下FP2松下电工可编程控制器(PLC)、A/Q系列PLC、横河FA-MA系列PLC 等一系列新产品 由PLC组成的燃油锅炉控制系统适用于配用各种进口以及国产燃烧器的燃油锅炉，对锅炉实行全自动控制，包括锅炉水位、蒸汽压力、燃烧系统的参数检测、指示、报警、调节等进行控制，具有效率高、节约能源、高可靠性的安全系统，符合环保要求，完善的智能控制等优点。 1.1 锅炉的定义及发展现状 锅炉是利用燃料或其他能源的热能，把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉包括锅和炉两大部分，锅的原义是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所。 锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，又叫蒸汽发生器，常简称为锅炉，是蒸汽动力装置的重要组成部分，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。 锅炉承受高温高压，安全问题十分重要。即使是小型锅炉，一旦发生爆炸，后果也十分严重。因此，对锅炉的材料选用、设计计算、制造和检验等都制订有严格的法规。 18世纪上半叶，英国煤矿使用的蒸汽机，包括瓦特的初期蒸汽机在内，所用的蒸汽压力等于大气压力。18世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。19世纪，常用的蒸汽压力提高到0.8兆帕左右。与此相适应，最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中烧火。 随着锅炉越做越大，为了增加受热面积，在锅壳中加装火筒，在火筒前端烧火，烟气从火筒后面出来，通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热，称为火筒锅炉。开始只装一只火筒，称为单火筒锅炉或康尼许锅炉，后来加到两个火筒，称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉。 1830年左右，在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉。一些火管装在锅壳中，构成锅炉的主要受热面，火(烟气)在管内流过。在锅壳的存水线以下装上尽量多的火管，称为卧式外燃回火管锅炉。它的金属耗量较低，但需要很大的砌体。 19世纪中叶，出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅