外文翻译(PLC锅炉温度控制系统)杨宗豪.docVIP

本科毕业设计 （外文翻译） 题 目 _基于PLC锅炉温度控制_ 系统 姓 名 杨宗豪 专 业 自动化 学 号 201042067 指导教师 金 楠 郑州科技学院电气工程学院 二○一三年十二月外文翻译 原文： 基于PLC的锅炉温度控制系统的研究 摘要：从锅炉的发展情况，PLC选型,系统软硬件设计，上下位机通信，组态程序开发设计等几个方面进行介绍。通过PLC实现的温度控制系统具有调试简洁、价格低廉、易于维修等优势，并且容易拓展到相应的工控领域，移植性较好对工控发展具有重要的意义。 关键词：PLC;传感器；温度；自动控制 随着经济的不断发展，环境问题越发突出。锅炉作为供热系统中最重要的能源转换装置能源消耗巨大，每年全国锅炉燃烧消耗的能源占总产1/3以上。目前，国内大部分城市供热系统中运行的锅炉设备陈旧老化基本依靠人工操作，自动化水平低下，安全性能极差，燃烧效率不高，空气污染极为严重。因此，为锅炉配置自动化温度控制系统在当今环境污染日益严重的情况下就显得极为重要。 1 基于PLC的锅炉温度控制的介绍 本系统是基于PLC的锅炉温度控制，通过锅炉内部传感器对温度、流量等参数的反馈来对系统温度进行调控，实现锅炉温度的自动控制。 PLC可编程控制器是一种将继电器控制器和计算机结合起来，通过安装程序,CPU中央处理单元为核心与I/O设备相连接，使用在工控领域的计算机其构成与普通计算机略有不同，主要是由CPU、存储单元、I/O接口电路、电源等基础部分,外加扩展部分、编程器、外部设备等方面组成。PLC可编程控制器既能替代普通的继电器，又具有多种扩展功能，如A/D模块等。因此，PLC的运用为锅炉的自动控制提供了新的解决办法,使一些先进的控制方法得以应用。 使用PLC可编程控制器对锅炉系统进行改造,实现对温度的自动控制,一方面可以提高燃烧效率，减少燃料的使用量和烟气中有害气体的排放,减少了空气污染；另一方面，PLC控制系统通过各种传感器检测锅炉内温度、压力、流量等相关参数，实现了对温度等参数的自动控制。减少了人工劳动环节，基本上只需在机房控制室内就可以全面了解整个锅炉的运行情况，降低了人力成本、提高了系统的自动化管理水平。 2 温度控制系统设计 2.1 温度控制系统方案设计 本设计以西门子S7-300可编程控制器为下位机，两台工业控制机为上位机。上位机通过工控软件实现报警等预警功能，下位机采用西门子S7-300可编程控制器，实现锅炉内温度、流量等自动控制，控制水平及安全性得到保证。 系统被控对象为温度，利用PT100型热电阻传感器检测锅炉内部水温，然后通过温度变送器传给EM235模块，转换完信号经过PID的运算,调节后得到一个稳定的PID参数值,然后输入信号到可控硅的电压调节器来控制加热器的电压，达到调节温度的目的。 2.2温度控制系统硬件设计 1）主机系统。使用两台工业控制计算机构成主机，其中一台作为主要控制机，另外一台为辅主机，构成双保险。组态软件使用西门子工控组态软件WINCCSP26.0。 2）PLC可编程控制器。系统选用西门子公司SP-300PLC的可编程控制器。其模块化结构，易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好，使其在广泛的工业控制领域中，成为一种既经济又切合实际的解决方案。多种性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能I/O扩展模块(包括信号模块SM、通信处理器CP、接口模块IM等)。用户可以根据实际应用选择合适的模块。 3）仪表设备。为了提高抗干扰能力，选用型仪表仪表DDZ-IH输出为0123 45mA电流，保证系统的可靠性。仪表主要包括：流量变送、器压力变送器、温度变送器、液位变送器、含氧量变送器、微压变送器等。 4）变频控制室。主要包括：电源控制柜、锅炉变频控制柜、循环泵变频控制柜、控制柜内配有各样型号的断电器接触器、继电器等，低压电器设备以完成电机的启动、停止。 2.3温度控制系统软件设计 2.3.1 PID指令算法 PID控制器根据系统参数的误差值,通过比例积分、微分计算出控制量来进行控制，故称为PID控制，或者PID调节。在工控领域中，PID至今仍在广泛使用。三种控制量各有特点，单独存在时优点与缺点都很明显，一起使用时又会有各种约束限制的问题，如何调节出稳定的PID参数，就成为目前控制中最为重要的步骤。 2.3.2 PID控制算法的特点 1）比例(P)控制。比例（P）控制是最简单的一种控制方式，其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。若产生偏差，控制