基于PLC的工艺锅炉控制系统开题报告.pdfVIP

论文（设计）名称:基于PLC的工业锅炉控制系统设计

1.选题的目的、意义及国内外对本课题涉及问题的研究现状

目的及意义：

锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压

蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、

干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动

力和热源的锅炉，办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全，稳定生产，锅炉设备

的控制系统就显得愈加重要。燃煤锅炉是工业生产和集中供热过程中重要的动力设备。锅炉

能耗巨大，每年的耗煤量超过3亿吨，占我国原煤产量的三分之一，提高其生产效率不仅具有

客观的经济效益，还有重要的环保意义。

但是我国目自矿运行的大多数锅炉系统控制水平不高，效率普遍偏低于国家标准，操作工

人水平参差不齐，经常是凭感觉和经验去操作，长期使锅炉处在能耗高、环境污染严重的生产

状态。由于煤质变化大，设备陈旧，不仅工人劳动条件差，劳动强度大，而且锅炉热效率低。

因此，在满足工艺要求的前提下，为了提高锅炉的热效率，降低能源消耗，把工人从繁重的劳

动中解放出来，促进文明生产，锅炉实现自动控制是一个急待解决的问题。据有关资料统计一

台10T／h的锅炉，若能提高效率1％，每年就能节省煤200吨左右，约合人民币50000多元，

经济效益是很明显的。又如对燃煤锅炉进行改进，实行自动控制，在不需要人工干预的情况下，

随时调整给水量、燃料量、送风量及引风量，维持水位、蒸汽压力、蒸汽温度及负压的恒定，

就有可能将锅炉的热效率提高5％以上。另外，使锅炉达到经济燃烧状态，还可以减少烟气中

的含尘量，减少空气污染。本课题根据该校园的实际情况，设计的集成自动化系统将现场的锅

炉控制运行和管理有机的良好结合，实现锅炉系统的安全高效运行。

从上世纪80年代至90年代中期，PLC得到了快速的发展，在这时期，PLC在处理模拟

量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领

域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使

用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别

是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。据有关资料显示，世界85％的人口

正陆续进入工业化阶段，全球性的人口、资源、环境矛盾尖锐，使我国的现代化面临严峻的挑

战，即使国际市场能够弥补中国资源的不足，生态和环境破坏的沉重代价也难以承受。随着

经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，

为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生

产过程进行自动控制有着重要的意义。

国内外研究现状：

工业锅炉是重要的热能动力设备。自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在

电子技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度控制系统发展迅

速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国

技术领先，并且都生产出了一批商品化的性能优异的控制器及仪器仪表，在各行业广泛应用。

目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度智能化、小型化等方面快速发展。温度控

制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展

水平仍然不高。同国外的日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。

根据不完全统计，我国共有各类锅炉近40万台，每年的耗煤量达3亿多吨，占我国原煤

产量的三分之一。我国已成为世界上生产和使用工业锅炉最多的国家。由于我国能源结构的特

殊性，我国的工业锅炉以燃煤为主，每年约燃用全国原煤产量的三分之一。因此，工业锅炉也

是我国煤烟型大气污染的主要污染源之一，提高我国工业锅炉的能源利用率，降低其污染物的

排放，已成为迫切需要解决的重要问题。

当前国内许多地方的锅炉控制系统主要是采用分布式控制系统DCS(DistributedControl