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可编程控制器在锅炉供热控制系统中的应用与设计

内容摘要

火力发电厂通过将热能转换为机械能并将机械能转换为电能来发电。锅炉部分产生热能，锅炉部分包括炉子，省煤器，鼓，过热器和再热器。将正确比例的煤和空气送入熔炉，使煤完全燃烧以产生烟道气。而锅炉温度的控制系统是在这个过程中起着重要的作用，因此锅炉供热控制系统的设计是十分有意义的。

本次研究主要以锅炉为被控对象。首先，对可编程控制器进行相应的介绍，选择了PLC的型号和所用传感器的型号。然后，通过对锅炉温度控制系统的各功能实现形式和控制方式研究，给出各部分的实现方案并确定了控制系统的器件。系统最终能够按照控制程序的要求进行温度控制。本次设计的这个系统使得工业锅炉供热控制系统更加稳定，更加准确。

关键词：PLC设计；温度控制；供热锅炉

目录

TOC\o1-3\h\z\u内容摘要 1

1绪论 3

1.1课题的背景及意义 3

1.2国内外发展现状 3

1.2.1国外锅炉供热控制系统发展现状 3

1.2.2我国锅炉供热控制系统发展现状 4

1.3本文的主要内容 5

2可编程控制器简介 6

2.1可编程控制器的定义和特点 6

2.2可编程控制器的结构 6

2.3可编程控制器的工作原理 7

3基于可编程控制器的锅炉供热控制系统设计与实现 8

3.1系统控制要求 8

3.2可编程控制器的选型 10

3.3I/O点及地址分配 11

3.4电气控制系统原理图 12

4系统控制程序的设计 14

4.1系统控制流程图 15

4.2控制程序的设计 16

4.2.1PID运算控制模块设计 16

4.2.2启动/停止阶段控制程序设计 17

4.2.3中断程序设计 18

5结论 19

参考文献 20

1绪论

1.1课题的背景及意义

燃煤热电厂数量众多，在世界电力生产中起着重要作用。现有的许多发电厂都基于亚临界技术，该技术可以发电，效率约为33％。但是，更新的工厂是建立在超临界或超临界技术之上的，其效率可高达50％。在这个活跃的世界中，电是每个人日常生活中最重要的事情。能源和需求之间的差异始终存在，需要首先加以考虑。为了克服供需之间存在差异的情况，需要注意现有电厂的效率，安全高效的能源对国家的稳定以及公民的健康和福祉至关重要。接近发电厂的充分利用，有必要提高运营效率，提高可靠性，减少停机时间，提高遵守监管环境政策。

火力发电厂通过将热能转换为机械能并将机械能转换为电能来发电。锅炉部分产生热能，锅炉部分包括炉子，省煤器，鼓，过热器和再热器。将正确比例的煤和空气送入熔炉，使煤完全燃烧以产生烟道气。锅炉中现成的温度感应对于提高效率，最大程度地减少停机时间并减少发电厂的有毒物质排放是必不可少的。如何控制锅炉中的温度是非常重要的，PLC作为控制器可以解决这个问题。

纵观全世界，PLC虽然在各个领域都有使用，但在环境，电力，汽车等所有领域都能看到其影子。随着工业化的发展，普通传统机器的性能已经不能充分满足现在新兴产业的需求，这需要做一些适当的变化，只有有了变化才有发展和进步。PLC在效率和自动化水平上都具有无可挑剔的优点。

在社会经济发展和科技水平提升的背景下，PLC技术在我国电气设备自动化控制中取得了巨大成果。最终通过运算等操作形成PLC技术。PLC技术为当今的应用程序提供广泛的市场，并支持企业转型。下一代PLC主要由CPU，电源，存储器，主板，显卡，显示器等组成。在计算机技术控制的工作领域中，高效地设计PLC模板，为工程操作过程提供了很大的便利，大大提高了工业生产。

1.2国内外发展现状

1.2.1国外锅炉供热控制系统发展现状

Astrom和Bell[1]以及Astrom和Eklund[2]通过质量平衡和能量平衡对燃煤火力发电厂的锅炉汽包进行建模。他们研究并比较了开发模型的不同控制配置。

理查德[3]提出了对现有电厂的组成部分进行改进的建议，以提高燃煤电厂的效率，而不是将其替换为新技能。Flynn[4]讨论了火力发电厂的类型及其各自的组成部分。作者分析了电厂模型的建模和具有不同控制结构的计算机仿真。文献[6]和[7]提出了利用物理定律推导锅炉机组压力方程和温度方程的方法。提出了基于人工神经网络（ANN）的数据驱动模型。文献[8]和[9]估计了电厂的功率输出和主要蒸汽特性。事实证明，与物理模型相比，所提出的模型可以用最少的参数提供更好的结果。

基于植物数据的另一种类型的建模是统计建模技术。它有助于发展自变量和因变量之间的关系。Douglas[10]，Scot