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锅炉控制系统设计与研究毕业论文 目录 摘要 I Abstract II 目录 III 第一章绪论 1 1.1 项目背景及课题的研究意义 1 1.2 供暖锅炉控制的国内外研究现状 2 1.3 本文所做工作 3 第二章 变频调速在供暖锅炉控制中的应用 4 2.1变频调速基本原理 4 2.2变频调速在供暖锅炉系统中的应用 4 2.3变频调速节能分析 5 第三章 锅炉控制系统原理 7 3.1引言 7 3.1.1偏差控制方式 7 3.1.2 PID控制方式 8 3.2循环流量控制 10 3.3燃烧过程控制 11 第四章 锅炉控制系统总体设计 12 4.1系统功能分析 12 4.2系统方案设计 12 4.2.1总体设计思路 12 4.2.2系统结构 13 4.3系统硬件配置 14 第五章 锅炉控制系统的硬件设计 16 5.1系统主电路的设计 16 5.2系统控制电路的设计 17 5.3系统主要元器件的选择 20 5.3.1 PLC的选型 20 5.3.2通信网络配置 25 5.3.3变频器的选型 25 5.3.4传感器的选型 28 5.3.5其他主要元器件的选择 28 第六章系统软件的设计 29 6.1 S7-300系列PLC简介 29 6.1.1 S7-300编程方式简介 29 6.1.2 S7-300 PLC的存储区 30 6.2PLC控制程序设计 31 6.2.1 PLC控制流程图 32 6.2.2 PLC控制程序 36 第七章 监控组态软件设计 38 7.1组态软件设计特点 38 7.2项目组态 39 7.2.1开发平台和运行环境 39 7.2.2项目结构 39 7.2.3项目任务 41 7.3界面设计 42 7.4报警记录 44 结论 46 参考文献 47 附录1 48 附录2 49 外文文献翻译 53 致谢 83  第一章绪论 项目背景及课题的研究意义 随着城市建设的迅速发展，我国北方地区冬季城市集中供暖成为城市现代化必然采取的步骤。而供暖面积的不断扩大，使如何科学有效地控制和管理供暖系统，提高供暖的经济效益和社会效益，成为急需解决的重要课题。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。锅炉是消耗能源、产生大气污染、事关生产与生活和安全的重要设备，它在国民经济整个能源消耗中占有相当大的比重。目前我国供暖锅炉以燃煤链条锅炉为主，燃用的主要是中、低质煤，而且锅炉房管理水平不高，一直沿用间断运行方式，锅炉技术含量低，锅炉的自动化控制技术落后，造成了严重的能源浪费和环境污染。据统计，我国目前拥有工业锅炉50万台，每年消耗的燃煤占全国原煤产量的三分之一，约4亿吨。锅炉每年排放烟尘约620万吨，约510万吨，此外还有大量的N02等有害气体，成为我国大气煤烟型污染的主要来源之一，尤其是燃煤排放的CO，气体所引起的温室效应，早己引起国际关注。 本系统供暖锅炉自动控制系统，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90 kw，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75 kw，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。 本设计是供暖锅炉自动控制系统，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