基于PLC锅炉热循环系统设计与实现

发布时间：2020-08-25 05:10

【摘要】：随着我国工业高速发展,工业自动化水平要求越来越高,大庆油田大力推行自动化、信息化管理,实现联合站各岗位集中监控、无人值守。头台油田锅炉房热循环系统控制仍采用传统继电器、二次仪表,自动化水平不高、安全性能低,因此将老旧燃煤锅炉房自动化改造,实现燃气锅炉全自动燃烧、采暖供热、生活热水供热全自动运行具有重要意义。本文针对锅炉房热循环系统工艺流程,并根据锅炉热循环系统控制要求,开发一套经济高效,结构紧凑,技术含量高的锅炉热循环全自动监控系统。本文以大庆油田头台油田(锅炉房)改造工程为背景,设计了基于PLC的锅炉热循环控制系统,该系统包括下位机控制和上位机控制两部分。文章分别从系统的总体构架设计,分析研究原有工艺流程,对原有工艺流程进行改进设计,系统控制器、系统选用仪表进行分析、选型设计,PLC控制柜和变频控制柜设计,下位机、上位机软件实现,这几个方面阐述。采用以SIEMENS S7-300系列PLC为核心控制器的小型集散系统构架,针对工艺参数变化特性,采用传统的闭环PID算法和模糊自整定PID算法相结合的控制器设计方案,对1#~5#换热器出口温度,采暖循环泵出口汇管压力、回水缸压力、生活热水供水压力、生活热水回水温度,实现了可靠、稳定、实时的控制效果,系统采用全集成自动化软件博途TIA Portal V13对下位机程序开发,其中对1#~5#换热器出口温度,利用在换热器入口安装电动调节阀,实现了对换热器温度可靠、稳定、实时控制效果,对采暖循环泵出口汇管压力、回水缸压力、生活热水供水压力、生活热水回水温度,通过控制采暖循环水泵、补水泵、生活热水泵、热水循环泵变频器的频率来控制,上位机人机界面选用功能强大的wincc 7.3组态软件,实现了现场工艺流程画面的实时监测与动态显示,现场设备运行状态的集中显示,重要工艺参数的趋势走向显示,实现对监测数据进行报表显示和打印功能,设备和运行参数的故障诊断和报警功能。文章综述了系统的运行状况,对先进智能控制算法作了一定的阐述,可以作为系统后续开发的方向。本文通过研究分析,实现了一个实时监测、精准控制、动态响应速度快、运行可靠、性能稳定的锅炉热循环系统。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE42;TP273

【参考文献】