蒸汽锅炉PLC控制系统的设计与实现

发布时间：2017-05-20 07:14

  本文关键词：蒸汽锅炉PLC控制系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：蒸汽锅炉作为动力能源介质的生产设备在工业生产和人们生活中一直扮演着相当重要的角色。在经济发展迅猛、环境污染严重和能源需求递增的今天，针对具有强耦合性和滞后性的蒸汽锅炉设计一种在节能、环保和安全方面有所改进的蒸汽锅炉PLC控制系统具有重要性和必要性。 通过阅读和学习文献资料，考察蒸汽锅炉实际运行情况，结合研究生期间所学到的控制理论和参加实际项目所积累的经验，本文将模糊控制PID算法应用到蒸汽锅炉PLC控制系统和采用二分法控制最佳风煤比作为重点。文章分为三部分：第一部分对蒸汽锅炉的背景、发展现状、发展趋势、工作原理、调节任务以及设计的目的和意义做了整体介绍和概括。第二部分从宏观上对整体设计介绍，，明确思路和步骤。对整个蒸汽锅炉系统进行功能分解，选择主要变量介绍其作用和意义。通过汽包液位和风煤比两个被控量的控制方法介绍模糊控制PID和二分法控制原理，并通过流程图进行说明。第三部分是硬件和软件设计。硬件设计包括主回路、控制回路的设计。软件设计包括上位机组态和下位机编程。 本文采用PLC对蒸汽锅炉进行控制，可靠性高，稳定性好。控制方法上对液位采用模糊PID控制算法，对风煤比采用二分法延时控制。前者使得锅炉液位更加稳定，避免了震荡现象和过大的超调量，后者使得蒸汽压力稳定，风煤比最佳，进而省掉了含氧分析仪，既达到了控制效果，又降低了成本。
【关键词】：蒸汽锅炉 PID 模糊控制 二分法 风煤比
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK223.7
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1. 绪论8-16
• 1.1 蒸汽锅炉的背景8-9
• 1.2 蒸汽锅炉发展的现状及未来的发展趋势9-11
• 1.2.1 蒸汽锅炉发展的现状9-10
• 1.2.2 锅炉控制系统存在的不足10-11
• 1.2.3 蒸汽锅炉的发展趋势11
• 1.3 蒸汽锅炉的结构、原理和调节任务11-15
• 1.3.1 蒸汽锅炉的结构12-13
• 1.3.2 蒸汽锅炉的工作原理13-14
• 1.3.3 蒸汽锅炉的调节任务14-15
• 1.4 蒸汽锅炉 PLC 控制系统的设计与实现的目的和意义15-16
• 1.4.1 论文的目的15
• 1.4.2 论文的意义15-16
• 2 蒸汽锅炉 PLC 控制系统的设计与实现的整体设计16-20
• 2.1 蒸汽锅炉控制系统的变量组成16
• 2.2 蒸汽锅炉控制系统的设计步骤16-17
• 2.3 蒸汽锅炉控制系统的设计方案17-18
• 2.4 蒸汽锅炉控制系统的整体控制方法的选择和介绍18-20
• 2.4.1 汽包液位的控制方法18-19
• 2.4.2 风煤比的控制方法19-20
• 3 蒸汽锅炉 PLC 控制系统的硬件设计20-33
• 3.1 控制系统的硬件介绍20-22
• 3.2 控制系统回路22-24
• 3.2.1 控制系统硬件选型的依据22-23
• 3.2.2 控制系统硬件选型的参照设备和检测变量23-24
• 3.3 深川变频器介绍24-26
• 3.3.1 深川变频器的优越性能24-25
• 3.3.2 深川变频器的接线原理设计25-26
• 3.4 硬件设计26-33
• 3.4.1 主回路设计26-29
• 3.4.2 控制回路示意图29-33
• 4 蒸汽锅炉 PLC 控制系统的设计与实现的软件设计33-49
• 4.1 西门子工控软件介绍33-34
• 4.1.1 上位机 WINCC 软件33-34
• 4.1.2 下位机 STEP7 软件34
• 4.2 模糊控制算法介绍34-39
• 4.2.1 模糊控制的组成34-35
• 4.2.2 模糊控制的原理35-36
• 4.2.3 模糊控制器的设计36-39
• 4.3 分段延时二分法调节规则39-40
• 4.4 控制系统的流程40-42
• 4.6 程序的实现42-49
• 4.6.1 下位机编程42-46
• 4.6.2 上位机组态46-49
• 5 蒸汽锅炉 PLC 控制系统的设计与实现的通讯与调试49-53
• 5.1 通讯49-52
• 5.1.1 工业以太网49-50
• 5.1.2 工业以太网通讯步骤50-52
• 5.2 调试52-53
• 参考文献53-56
• 在校研究成果56-57
• 致谢57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张连春;锅炉微机自控系统硬件设计[J];丹东师专学报;1997年03期

2 周佳,曹小玲,刘永文;锅炉汽包水位控制策略的现状分析[J];锅炉技术;2005年03期

3 李大中;宁薇薇;倪玮强;;双速率采样MFA-PID串级控制在汽包水位系统中的仿真研究[J];锅炉技术;2007年05期

4 郭妙娜;;锅炉汽包水位测量异常原因分析及改进[J];广西电力;2007年06期

5 孟昭秀;锅炉负压自控变频节能系统[J];航天技术与民品;1996年07期

6 徐锋;张嫣华;;数字控制系统的PID算法研究[J];机床电器;2008年06期

7 施秉仁;微机控制系统在工业锅炉上的应用及效果[J];节能;2000年01期

8 钮锋;桑广吉;;三冲量锅炉汽包水位不完全微分PID控制的研究[J];节能技术;2007年05期

9 郑小倩;黄明琪;;基于PROFIBUS-DP通信研究与实现[J];计算机测量与控制;2007年05期

10 李登功,刘文涛;燃油锅炉自控系统设计原理及其运行[J];能源技术;1999年02期

  本文关键词：蒸汽锅炉PLC控制系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：380931