基于S7-200 PLC锅炉控制系统设计

发布时间：2017-06-25 20:16

  本文关键词：基于S7-200 PLC锅炉控制系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当今社会,锅炉已经在国内外几乎所有动能输出设备、物料传输设备中扮演着重要角色,其应用领域横跨各个行业以及人们生活的方方面面。尤其在油、气长期输送过程中,由于被输送物在低温条件下其流动性差,往往需要在中间环节使用锅炉进行加热,那么一个优良的锅炉控制系统就显得尤为重要。但锅炉本身却存在着延时、滞后等缺点。因此,完善锅炉的控制性能、提高锅炉的安全性、减少事故发生率等成为一些待解决的问题。极高的可靠性、易于使用等优点已被大众所认可,因此PLC也顺理成章的成为解决自动化方案的首要选择。PLC伴随着计算机技术的发展,无论是数据处理功能还是逻辑运算功能都有着显著的提高,使得将复杂控制算法嵌入到PLC成为可能。本文在石油运输的大背景下,针对楚州水浴锅炉控制系统的设计为具体研究内容,基于西门子S7-200PLC控制器,完成整个控制系统的设计。首先,本文将国内外锅炉发展概况进行合理分析,并对仍存在的问题进行了相应总结。不难发现在锅炉控制系统中,尤其是在水浴锅炉中,通过对工质水温度的控制来间接调节物料温度,其中温度控制方案始终都存在着一些可改进的部分。同时,燃烧器开关阀的使用场合也是确定控制方案重要因素之一。此外,燃烧器控制周期的给定显得格外重要。针对以上所述问题,本文进行了详细分析并着重论述了方案确定过程。其次,针对本文锅炉控制系统,根据其控制要求,详细介绍了燃烧器工作原理、锅炉性能等并将PID算法和PWM控制方式切实地相结合来实现控制要求,从结果上来看,设备运行稳定,达到了预期效果。最后,基于控制要求对PLC各个模块进行编写,程序稳定且安全,人机界面友好方便。本文对整个控制系统进行了总结,针对可改进部分进行了详细阐述,对锅炉未来发展进行了展望。
【关键词】：锅炉控制系统 变速积分 PLC
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK223.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景及目的10-11
• 1.2 锅炉控制技术的研究11-13
• 1.2.1 控制技术的发展11-13
• 1.2.2 国内外概况13
• 1.3 可编程控制器的发展与应用13-16
• 1.3.1 可编程控制器的发展历史13-14
• 1.3.2 可编程控制器的发展阶段14-15
• 1.3.3 可编程控制器的应用领域15-16
• 1.4 主要工作内容16
• 1.5 全文章节安排16-18
• 第二章 控制对象及控制方式18-34
• 2.1 锅炉相关介绍18-25
• 2.1.1 水浴锅炉18-22
• 2.1.2 燃烧器概况22-23
• 2.1.3 锅炉控制要求23-25
• 2.2 加热炉控制方案的确定25-32
• 2.2.1 开-关控制26-27
• 2.2.2 脉冲宽度调制（PWM）27-28
• 2.2.3 经典PID算法控制28-30
• 2.2.4 改进型PID控制方案30-32
• 2.3 本章小结32-34
• 第三章 水浴锅炉控制系统设计34-48
• 3.1 控制系统结构介绍34-35
• 3.2 人机交互界面选型35-36
• 3.3 控制柜选型36-41
• 3.3.1 控制柜使用环境36
• 3.3.2 控制柜结构36-38
• 3.3.3 控制柜基本操作38-39
• 3.3.4 控制柜接线图39-41
• 3.4 PLC及其模块选取41-44
• 3.5 现场仪表的选型44-47
• 3.5.1 温度传感器的选型45-46
• 3.5.2 压力变送器的选型46
• 3.5.3 水位计的选型46-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第四章 加热炉控制系统软件设计48-64
• 4.1 常用逻辑控制器编程工具介绍48-49
• 4.2 STEP7-Micro/WIN操作介绍49-53
• 4.3 加热炉控制系统程序介绍53-56
• 4.3.1 PLC地址及参数名称53-54
• 4.3.2 模拟量转换处理54-55
• 4.3.3 燃烧器保护模块55-56
• 4.4 主操作界面56-62
• 4.5 本章小结62-64
• 第五章 改进型PID算法MATLAB仿真64-70
• 5.1 改进型PID算法及仿真64-68
• 5.2 本章小结68-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 总结70
• 6.2 展望70-72
• 参考文献72-75
• 致谢75

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