基于PLC及变频技术的油船辅锅炉自动控制装置的研究

发布时间：2017-07-18 09:23

  本文关键词：基于PLC及变频技术的油船辅锅炉自动控制装置的研究

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【摘要】：船舶是名符其实的耗能大户,在节能、降排已成为世界性课题的今天,对大耗能设备的节能、提高能效已迫在眉睫。对船用锅炉系统的控制,特别是对油轮所使用的大型锅炉系统的控制,一直是船舶轮机技术和自动化技术的一个重要课题。本文以某油轮单台25T/h锅炉为控制对象,着重分析了大型油轮锅炉特点及其控制要求,在此基础上,提出了采用高性能的控制器和变频器总体控制方案,探求控制过程(即控制装置)本身能具有高性能(可靠、节能等),实现大型船舶锅炉的水位、蒸汽压力PID控制、锅炉点火及燃烧时序控制和自动安全保护等功能。。在分析PLC以及变频器的控制功能和性能特点的基础上,并根据大型油轮锅炉特点及其控制要求,对PLC和变频器进行选型。本文选用S7-200 PLC和FR-740变频器来构建其控制系统。本文着重介绍了 PLC在控制系统中输入和输出接口配置和分配;变频器参数设置和控制模式设定;控制系统的软、硬件设计。文中给出了主要控制回路硬件构成框图及控制程序。本系统选用HITECH(型号PWS6800)触摸屏作为PLC的机旁上位机,在HITECH\6.1.1.02开发环境下设计了人机交互界面,弥补了 PLC控制系统属于"黑匣子"控制的缺陷。实现了对系统参数的方便、快捷设置,而无需修改程序,极大地方便了系统的调试;实现了对锅炉运行实时动态过程中的参数值显示;动态变化趋势显示;系统中主要设备运行状态、故障的指示和记录,真正做到了对锅炉系统运行的实时监控。
【关键词】：油轮 锅炉控制 PLC 变频器 可靠性 节能 触摸屏
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U664.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及意义9-11
• 1.2 油轮锅炉自动控制系统发展及现状11-12
• 1.3 本文主要研究内容12-14
• 第2章 可编程序控制器及变频器基础14-24
• 2.1 可编程序控制器14-18
• 2.1.1 PLC概述14-15
• 2.1.2 PLC的功能与特点15-17
• 2.1.3 PLC与其他控制器的比较17-18
• 2.2 变频调速技术18-24
• 2.2.1 变频调速概述18
• 2.2.2 变频调速原理18-19
• 2.2.3 变频器主要回路的工作特点19-21
• 2.2.4 变频器的发展方向及应用21-22
• 2.2.5 变频调速的节能原理22-24
• 第3章 油轮锅炉自动控制系统主要环节的控制方法24-34
• 3.1 锅炉点火与燃烧时序控制24-25
• 3.2 锅炉汽包水位控制25-28
• 3.2.1 锅炉汽包水位变化原因及控制要求25-27
• 3.2.2 锅炉汽包水位自动控制方法27-28
• 3.3 锅炉汽包水位控制28-31
• 3.3.1 锅炉燃烧(蒸汽压力)自动控制的要求28-29
• 3.3.2 锅炉燃烧(蒸汽压力)自动控制的方法29-31
• 3.4 锅炉的各种安全保护装置31-32
• 3.5 锅炉常规控制装置存在的不足32-34
• 3.5.1 拖动机构32
• 3.5.2 控制电器元件32-34
• 第4章 基于PLC及变频技术的油轮辅锅炉自动控制系统设计34-52
• 4.1 系统构建34-37
• 4.1.1 系统组成34-35
• 4.1.2 系统硬件配置35-37
• 4.2 基于西门子S7-200 PLC锅炉的自动控制系统37-44
• 4.2.1 可编程序控制器输入/输出点分配37-40
• 4.2.2 基于西门子S7-200 PLC锅炉程序控制设计40-43
• 4.2.3 系统安全保护程序设计43-44
• 4.3 变频调速与锅炉燃烧自动控制设计44-48
• 4.3.1 变频调速与锅炉燃烧自动控制方案设计44-45
• 4.3.2 变频器操作模式和参数设置45-46
• 4.3.3 变频器的接线46
• 4.3.4 锅炉燃烧自动控制程序设计46-48
• 4.4 变频调速与汽包水位控制设计48-52
• 4.4.1 变频调速与汽包水位控制方案设计48-50
• 4.4.2 变频器操作模式及参数设置50-51
• 4.4.3 变频器的接线51
• 4.4.4 锅炉汽包水位控制程序设计51-52
• 第5章 自动控制系统运行监控52-61
• 5.1 触摸屏功能特点52
• 5.2 人机界面设计52-61
• 5.2.1 HITECH_ADP6.1.1.02使用52-53
• 5.2.2 锅炉监控人机界面设计53-61
• 第6章 结论与展望61-62
• 参考文献62-64
• 致谢64-65
• 作者简介65

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本文编号：557046