基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计.docx

PAGE PAGE 1 XX 大学本科毕业设计（论文） 绪论 2 锅炉燃烧控制项目的背景 2 锅炉燃烧控制的发展历史 2 锅炉燃烧控制项目研究的意义 5 本文要研究的内容 5 方案讨论 6 蒸汽压力控制 6 燃烧过程的经济运行 6 燃烧过程中烟道含氧量的闭环控制 8 炉膛负压控制系统 11 人机界面 13 MCGS 组态软件简介 13 MCGS 的工程构成 14 主控窗口 14 设备窗口 14 用户窗口 15 实时数据库 15 运行策略 15 组建MCGS 工程 15 工程项目系统分析 15 工程立项搭建框架 15 设计菜单基本体系 15 制作动画显示画面 15 编写控制流程程序 16 编写程序调试工程 16 连接设备驱动程序 16 人机界面MCGS 的设计 16 工程分析 16 工程建立 17 锅炉燃烧控制系统流程图和相关窗口画面 17 定义数据对象 20 建立动画连接和设备连接 22 报表输出 22 模拟调试 23 PLC 程序设计 24 可编程控制器简介[12] 24 PLC 的由来和发展 24 PLC 的特点 25 PLC 的功能 25 PLC 的基本结构 25 中央处理单元(CPU)[13] 26 4.2.2 存储器[14] 26 4.2.3 电源 27 PLC 的工作原理[15] 27 PLC 控制系统的设计步骤 28 锅炉燃烧控制系统设计 控制系统硬件设计 29 PLC 的选择 29 PLC 硬件连线图 29 PLC 中数据的处理[16] 29 控制系统软件设计 30 程序调试 33 MCGS 与PLC 设备的连接 34 计算机与PLC 之间的通讯 34 硬件连接 34 MCGS 组态的调试 36 PLC 程序的调试 37 常见故障分析及PLC 在应用中要注意的问题 37 无法建立通讯连接 37 通讯不可靠如何排除 38 通讯速度太慢 38 6 结论 39 绪论 锅炉燃烧控制项目的背景 改革开放以来，我国经济社会快速发展，生产力水平不断提高，在生产中， 锅炉起着十分重要的作用，尤其是在火力发电中发挥重要作用的工业锅炉，是提供能源动力的主要设备之一。锅炉产生的蒸汽可以作为蒸馏，干燥，反应， 加热等各过程的热源，另外也可以作为动力源驱动动力设备。工业过程中对于锅炉燃烧控制系统的要求是非常高的，要求锅炉燃烧控制系统必须满足控制精度高，响应速度快[1]。 作为一个非常复杂的设备，锅炉同时具有了数十个包括了扰动、测量、控 制在内的参数，参数之间有着复杂的关系，并且相互关联 [2]。而锅炉燃烧过程中的效率问题、安全问题一直是大众关注的重要方面。 锅炉燃烧控制的发展历史 对于锅炉燃烧的控制，已经经历了四个阶段[3~5] (1）手动控制阶段 因为 20 世纪 60 年代以前，电力电子技术和自动化技术还没有得到完全发展，技术尚不成熟，因此，这个时期工业人员的自动化意识不强，锅炉燃烧的控制方式一般多采用纯手动的方法。这种控制方法，要求进行控制的操作工人 XX 大学本科毕业设计（论文） 依靠他们的经验决定送风量，引风量，给煤量的多少，然后利用手动的操作工具等操控锅炉，该方法控制的程度完全取决于操作工人的经验。因此，要求操作工人必须具有非常丰富的经验，这样无疑大大提高了操作工人的劳动强度， 由十人的主观意识，所以事故率非常大，同时，也不能保证锅炉高效稳定的运行。 仪器继电器控制阶段 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，并且广泛应用于实际生产过程。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。在仪表继电器控制阶段，锅炉的热效率得到了提高，并且大幅度的降低了锅炉的事故率。但是， 利用仪表继电器，需要依靠硬件实现控制功能，这样可靠性比较低，同时精度比较低仅仅能够完成比较简单的控制，不能实现先进控制技术和算法，控制的效果依然达不到要求。 计算机控制阶段 电子技术的迅猛发展，成本低、可靠性强、集成度高的微机、工控机和 PLC 系统等被广泛应用于工业的生产过程，同时，也为锅炉燃烧控制系统的发展提供了一个新的途径。自本世纪80 年代末，中国已经陆续出现了各式各样、种类繁多的锅炉微机控制系统，该系统大大提高了工业锅炉运行效率。计算机控制时期，依靠计算机技术可开发自动化程度高的工业锅炉系统，该系统相比仪表继电器控制系统，性能得到了非常大的提高，但是受环境和外界干扰的影响较大，因此，还不是特