基于plc的鍋爐控制系統設計(已修改)

　

【正文】 本科生畢業設計（論文） I 摘 要 摘要也稱內容提要，概括研究題目的主要內容、特點，文字要精練。中文摘要一般不少于 400 字 ，外文摘要的內容應與中文摘要相對應。 關鍵詞： 關鍵詞 1；關鍵詞 2；關鍵詞 3；關鍵詞 4 鍋爐是工業生產中的重要動力設備之一，它的主要作用是在工業生產過程中作為熱源和動力源，例如為蒸餾、化學反應、干燥蒸發等提供熱能，為風機、壓縮機、泵類提供動力。隨著工業的不斷發展、規模不斷擴大，生產過程不斷的改革和強化，作為生產動力源的鍋爐，也隨著這些發展的需要而發展與改革，例如大容量多參數、高效率方向發展，以及從節能出發進行各種設 備的改革。同時，為了保證安全、穩定生產和節能，對鍋爐的自動控制就成為非常不要。 循環流化床 (CFB)鍋爐由于其高效低污染、煤種適應性好、調負荷能力強、造價相對便宜、技術相對容易掌握等特點，已成為目前最為實際的煤清潔燃燒技術之一，得到了較快的發展。國內外應用實踐表明，與常規煤粉鍋爐相比，采用這種技術可使燃煤電站鍋爐排煙中 S02 和 N0x 等有害氣體含量減少 80％一 90％左右，可有效減輕燃煤發電對于大氣環境的污染，將對我國國民經濟的發展和生態環境的保護均起到積極的作用 可編程序控制器 (Programmable logic contoroller) 簡稱 PLC ,是以微處理器為核心 ,用于工業控制的計算機 ,由于 PLC 廣泛采用微機技術 ,使得 PLC不僅具有邏輯控制功能 ,而且還具有了運算、數據處理和數據傳送等功能。目前城市供暖的鍋爐在啟停和運行的過程中都需要精確的實時控制 ， 大多數鍋爐系統的控制還采用繼電器邏輯控制。這類系統自動化程序很低 ,大部分操作還是由手動來完成 ,只能處理一些開關量問題 ,無法處理系統的模擬量 ,即使控制一些開關量 ,其電氣線路復雜 ,可靠性不高 ,不便維護 ,實際鍋爐系統控制中每臺爐就需要一套繼電器控制系統 ,而采用西 門子 S7 － 200系列可編程控制器設計的控制系統實現了 循環流化床 汽鍋爐的自動控制，并實現了整個系統的優化控制。 本科生畢業設計（論文） II Abstract Fudan University, originally called Fudan Public School, it was founded in 1905 in Shanghai, now is one of the leading universities in China with a long history and an international reputation for academic excellence. Fudan, which literally means in Chinese, a new morning, was named after a quote from the Confucian classic, Shang Shu, which was piled about two thousand years ago. The quotation reads: Brilliant are the sunlight and the moonlight, Again the morning glory after a night. As a famous aphorism, this quotation means the making of unremitting. Key words： word1； word2； word3； word4 本科生畢業設計（論文） III 目 錄 第 1 章 緒 論 ............................................................................................................. 1 鍋爐燃燒自動控制系統設計的意義及內容 ............................................... 1 我國循環流化床鍋爐的發展現狀 ............................................................... 2 關于鍋爐自動控制系統的發展趨勢 ........................................................... 2 系統的經濟可行性 ....................................................................................... 3 第 2 章 系統設計的方案論證 ................................................................................... 4 循環流化床鍋爐的結構與原理 ................................................................... 4 循環流化床的原理 ............................................................................. 4 .2 循環流化床鍋爐的 基本技術特點 .................................................... 5 .3 循環流化床鍋爐的優點 .................................................................... 6 系統整體方案的確定 .................................................................................... 8 系統功能 ....................................................................................................... 9 燃燒自動控制系統組成 ............................................................................. 10 第 3 章 PLC 型號及擴展單元的選型 .................................................................... 13 PLC 選型 ..................................................................................................... 13 CPU 選型、 I/O 分配及模塊擴展 ............................................................... 14 第 4 章 輸出設備的選擇 ......................................................................................... 18 現場儀表的選型 ......................................................................................... 18 溫度檢測儀表的選型 ........................................................................ 18 壓力檢測儀表的選型 ....................................................................... 20 含氧量檢測儀表的選型 ................................................................... 21 輸出設備的選擇 ......................................................................................... 23 調節閥的選型 ........................................................................................... 23 變頻器的選型 ........................................................................................... 23 第 5 章 軟件編程 ..................................................................................................... 28 控制算法 ...................................................................................................... 28 流程圖 .......................................................................................................... 30 梯形圖 .......................................................................................................... 32 本科生畢業設計（論文） 1 第 1章 緒 論 鍋爐燃燒 自動控制系統設計的意義及內容 鍋爐是國民經濟中重要的供熱設備。電力，機械，冶金，化工，紡織，造紙，食品等工業和民用采暖都需要鍋爐供給大量的蒸汽。各種工業的生產性質與規模不同，工業和民用采暖的規模大小也不一樣，因此所需的鍋爐容量，蒸汽參數，結構，性能方面也不相同。 鍋爐是供熱之源，鍋爐機器設備的任務在于安全，可靠，有效地把燃料的化學能轉化成熱能，進而將熱能傳遞給水，以生產熱水和蒸汽。 通常，我們把用于動力，發電方面的鍋爐稱之為動力鍋爐，把用于工業及采暖方面 的鍋爐成為供熱鍋爐，又稱工業鍋爐。 為了提高熱及效率，動力鍋爐向著高壓，高溫和大容量方向發展。而供熱鍋爐，除了生產工藝有特殊要求外，所生產的熱水均不需要鍋高溫的壓力和溫度，容量也無需很大。 隨著生產的發展，鍋爐設備日益廣泛的用于工業的各個部門，成為發展國民經濟的重要熱工設備之一。從量大，面廣這一角度來說，除電力以外的各行業中，主要運行的始終是小型低壓鍋爐。在我國社會主義現代化的建設中能源的增長大大落后于生產的增長。在國民經濟日趨進步的今天，國家要求工農業每年總產值翻兩番，但能源只能翻一番，這就要求通過節能措 施，以提高能源的有效利用，有效的彌補能源供應方面的缺口，這是一迫切的任務。顯然，面對量大，面廣的供熱鍋爐，如何挖掘潛力，提高它的熱效率，有著極為重要的實際意義。此外，是鍋爐能因地制宜的有效地燃用地方燃料，并為滿足環境保護的要求而努力解決煙塵污染問題，以提高操作管理水平，減輕勞動強度，保證鍋爐額定輸出及運行效率，安全可靠的供熱等課題，所以我們 需要研制鍋爐燃燒自動控制系統 ，設計出一整套比較合理的鍋爐運行設備。 通過加熱爐熱效率控制系統的調節，使燃料流量與空氣流量調節回路參照各自對應的實測流量，在允許范圍內變化， 達到動態時，能維持燃料流量與空氣流量恰當的關系，從而提高燃燒效率、節省燃料、起到節能、環保作用。 第 1章 TC 本科生畢業設計（論文） 2 我國 循環流化床鍋爐 的 發展 現狀 循環流化床鍋爐是近十幾年發展起來的一項高效、低污染清潔燃燒技術。因其具有燃燒效率高、煤種適應性廣、煙氣中有害氣體排放濃度低、負荷調節范圍大、灰渣可綜合利用等優點，在當今日益嚴峻的能源緊缺和環境保護要求下，在國內外得到了迅速的發展，并已商品化，正在向大型化發展。我國是產煤大國，也是用煤大國，一次能源結構中，煤炭占 70％左右，優中質煤、劣質煤均豐富。全國煤產量的 25％是含硫量超過 2％的 高硫煤。優質煤集中在華北、西北，劣質煤多分布在中南、西南地區。目前積存下來的煤矸石達 14 億噸，并以每年 6 千到 7千萬噸的數量增加。與此同時，因煤燃燒每年有 87％的 SO2 和 67％ NOX 排入大氣，造成嚴重的環境污染。因此發展高效、低污染的清潔燃燒技術是當今社會持續發展的必然要求。 關于 鍋爐 自動控制系統的發展趨勢 八十年代初從美國成套引進大容量電站鍋爐控制設備之前，我國的電站控制水平是非常低的，控制設備基本上是以 DDZⅠ、 DDZⅡ和 DDZⅢ型等電動單元組合式儀表及繼電器實現的保護邏輯為主。由于生產技術、管理水 平，特別是材料、電子元件和工藝上的落后，使得這些電站用儀表可靠性不高，加之品種不全，儀表生產廠只管配套不管用，不介入電站控制系統的設計，使得我國當時的自動化儀表行業無論在管理上還是在技術水平上都適應不了大機組安全可靠運行的要求。 八十年代初，作為