供暖鍋爐變頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、摘要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及人們生活水平的不斷提高，對(duì)城市生活供暖的用戶數(shù)量和供暖質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求，因此對(duì)于供暖鍋爐系統(tǒng)也有了更高層次的要求，利用現(xiàn)代自動(dòng)控制技術(shù)，通過(guò)變頻器和可編程控制器PLC的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、環(huán)境污染少、低能耗、供暖質(zhì)量高和日常維護(hù)費(fèi)用低的供暖變頻鍋爐系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)利用現(xiàn)代變頻技術(shù)和PLC控制技術(shù)設(shè)計(jì)出了一套供暖鍋爐變頻控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中共有6臺(tái)鍋爐，每臺(tái)鍋爐各分配1臺(tái)爐排、1臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)、1臺(tái)引風(fēng)機(jī)，將6臺(tái)鍋爐分為兩組，其中4臺(tái)用于工礦企業(yè)供暖任務(wù)，2臺(tái)用于居民日常供暖任務(wù)，每臺(tái)爐排電機(jī)、引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)各配置1臺(tái)變頻器，每組鍋

2、爐系統(tǒng)各分配2臺(tái)補(bǔ)水泵。4臺(tái)鍋爐系統(tǒng)分配4臺(tái)循環(huán)泵，2臺(tái)鍋爐系統(tǒng)分配2臺(tái)循環(huán)泵，兩個(gè)循環(huán)泵系統(tǒng)均配置2臺(tái)變頻器，循環(huán)泵變頻控制采用“一拖四”和“一拖二”控制方式。關(guān)鍵詞：鍋爐 PLC 變頻器 電機(jī)AbstractWith the rapid development of social economy, city construction scale continues to expand, and peoples rising living standards, puts forward more and more high request to the city life heating u

3、ser quantity and the heating quality, so the heating boiler system is also required higher level, the use of modern automatic control technology, the frequency converter and application of programmable logic controller PLC, realization of simple operation, high degree of automation, less environment

4、al pollution, low energy consumption, high quality and daily maintenance of heating heating boiler system cost low frequency. The design of the use of modern variable frequency technology and PLC control technology to design a set of heating boiler control system. System there are 6 boilers, each bo

5、iler grate, the distribution of 1 sets of 1 blowers, 1 fans, 6 boilers are divided into two groups, of which 4 units used in industrial and mining enterprises heating task, 2 for household heating tasks, each grate motor, fan, blower for each configuration 1 inverters, the distribution of each boile

6、r system 2 sets of water pumps. Boiler system 4 sets of distribution of 4 circulating pumps, boiler system 2 sets of distribution of 2 circulating pumps, two circulating pump system configuration 2 converters, circulation pump frequency control by four and two control mode.Keywords: Boiler PLC senso

7、r moto目錄1.緒論11.1 鍋爐系統(tǒng)研究背景11.2 國(guó)內(nèi)鍋爐系統(tǒng)現(xiàn)狀11.3 鍋爐系統(tǒng)研究意義22.總體方案設(shè)計(jì)33.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53.1 循環(huán)泵系統(tǒng)53.2 補(bǔ)水泵系統(tǒng)53.3 爐排、鼓風(fēng)和引風(fēng)系統(tǒng)63.4 本章小結(jié)64.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)74.1 PLC選型及模塊選擇74.2 PLC的I/O地址分配74.3 PLC接線原理圖84.4 PLC控制系統(tǒng)框圖84.5 系統(tǒng)程序總流程圖84.6 系統(tǒng)各個(gè)子程序設(shè)計(jì)84.6.1 系統(tǒng)整體的啟動(dòng)/停止子程序84.6.2 鼓風(fēng)機(jī)、爐排、引風(fēng)機(jī)控制子程序94.6.3 循環(huán)泵控制子程序104.6.4 補(bǔ)水泵控制子程序124.6.5 模擬量輸入子程序124.

8、6.6 通信處理子程序134.7 PLC梯形圖設(shè)計(jì)144.8 本章小結(jié)145.變頻器的選擇155.1 變頻器頻率范圍的設(shè)定155.2 變頻器及其型號(hào)155.3 本章小結(jié)166.傳感器的選擇176.1 溫度傳感器的選型176.2 壓力傳感器的選型176.3 液位傳感器的選型176.4 本章小結(jié)17結(jié)論18參考文獻(xiàn)19致謝20附錄211. 緒論1.1 鍋爐系統(tǒng)研究背景鍋爐是消耗能源、產(chǎn)生大氣污染、事關(guān)生產(chǎn)與生活和安全的重要設(shè)備，它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)整個(gè)能源消耗中占有相當(dāng)大的比重。目前我國(guó)供暖鍋爐以燃煤鏈條鍋爐為主，燃用的主要是中、低質(zhì)煤，而且鍋爐房管理水平不高，一直沿用間斷運(yùn)行方式，鍋爐技術(shù)含量低，鍋爐的

9、自動(dòng)化控制技術(shù)落后，造成了嚴(yán)重的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前擁有工業(yè)鍋爐50萬(wàn)臺(tái)，每年消耗的燃煤占全國(guó)原煤產(chǎn)量的三分之一，約4億噸。鍋爐每年排放煙塵約620萬(wàn)噸，SO2約10萬(wàn)噸，此外還有大量的NO2等有害氣體，成為我國(guó)大氣煤煙型污染的主要來(lái)源之一，尤其是燃煤排放的CO2氣體所引起的溫室效應(yīng)，早己引起國(guó)際關(guān)注。隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，我國(guó)北方地區(qū)冬季城市集中供暖成為城市現(xiàn)代化必然采取的步驟。而供暖面積的不斷擴(kuò)大，使如何科學(xué)有效地控制和管理供暖系統(tǒng)，提高供暖的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，成為急需解決的重要課題。在供暖系統(tǒng)中，鍋爐房供暖所占比例很大，據(jù)對(duì)我國(guó)北方地區(qū)29個(gè)大中城市近3.5億平方米的

10、供暖調(diào)查，鍋爐供暖占84%，熱力供暖占12%，其他供暖占4%。在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，集中熱力供暖是發(fā)展趨勢(shì)，但無(wú)法取代鍋爐供暖的主流地位。1.2 國(guó)內(nèi)鍋爐系統(tǒng)現(xiàn)狀當(dāng)前，節(jié)能與環(huán)保己成為人類社會(huì)面臨的兩大課題。在歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，石油和天然氣己成為第一能源，占能源消費(fèi)的60%左右，燃油和燃?xì)忮仩t的己逐步取代燃煤鍋爐，對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵等電機(jī)的變頻控制己相當(dāng)成熟。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著超大型可編程控制器的出現(xiàn)和模糊控制、自適應(yīng)控制等智能控制算法的發(fā)展以及智能控制器的應(yīng)用，鍋爐控制水平大大提高，己實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制。國(guó)內(nèi)對(duì)鍋爐控制的研究起步較晚，始于80年代初期。國(guó)內(nèi)研究鍋爐控制比較成熟的企業(yè)有上海杜

11、比公司、南京仁泰公司等。此外還有一些科研院校聯(lián)合企業(yè)開(kāi)發(fā)的各種智能鍋爐控制系統(tǒng)，如清華大學(xué)動(dòng)力工程與控制學(xué)院為亞運(yùn)村北辰供熱廠熱水鍋爐的改造開(kāi)發(fā)的鍋爐控制系統(tǒng)，采用“一控四” 方案，即一臺(tái)主機(jī)控制四臺(tái)鍋爐。目前在北方城市，供暖主要以燃煤、燃油和燃?xì)忮仩t為主要手段，為減少?gòu)U氣排放對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染，發(fā)展趨勢(shì)是以單位分散性供暖改為以城市統(tǒng)一規(guī)劃分區(qū)域集中供暖。由于投資大和城市發(fā)展不平衡等問(wèn)題，在近期內(nèi)，很難實(shí)現(xiàn)城市全區(qū)域集中供暖，所以單位分散性供暖仍將繼續(xù)存在。而供暖鍋爐控制技術(shù)很多仍采用繼電接觸器控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)存在著很多的缺點(diǎn)，如：體積大、機(jī)械觸點(diǎn)多、接線復(fù)雜、可靠性低、排除故障困難

12、、日常維護(hù)費(fèi)用高等，同時(shí)鍋爐供暖系統(tǒng)的循環(huán)和補(bǔ)水水泵控制采用傳統(tǒng)的開(kāi)環(huán)控制方式，這種運(yùn)行方式存在以下缺點(diǎn)：室內(nèi)供暖溫度在上、下限之間波動(dòng)，不能保證恒溫供暖，影響供暖質(zhì)量；循環(huán)水泵的拖動(dòng)電機(jī)是恒速電動(dòng)機(jī)，不能隨室內(nèi)溫度變化而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，嚴(yán)重地浪費(fèi)電能。1.3 鍋爐系統(tǒng)研究意義針對(duì)上述的一系列問(wèn)題，可通過(guò)變頻器和可編程控制器PLC的運(yùn)用，設(shè)計(jì)出供暖變頻鍋爐系統(tǒng)。該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、環(huán)境污染少、低能耗、供暖質(zhì)量高和日常維護(hù)費(fèi)用低，可大大節(jié)約能源，促進(jìn)環(huán)保，提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 2. 總體方案設(shè)計(jì)供暖鍋爐系統(tǒng)的組成：循環(huán)泵、補(bǔ)水泵、爐排、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和鍋爐本體，

13、整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示：自來(lái)水循環(huán)泵鼓風(fēng)機(jī)鍋爐用戶補(bǔ)水泵爐 排引風(fēng)機(jī)補(bǔ)水箱回 水圖2-1 整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖本供暖鍋爐系統(tǒng)中共有6臺(tái)鍋爐，根據(jù)實(shí)際需要將其分為AB兩組供暖系統(tǒng)，其中A組為2臺(tái)，用于普通居民供暖需求，B組為4臺(tái)，用于工礦企業(yè)供暖需求，共有4臺(tái)補(bǔ)水泵，AB兩組系統(tǒng)分別配置2臺(tái)，其中1臺(tái)用于正常工作，另外1臺(tái)作為備用；共有6臺(tái)循環(huán)泵，分為兩組，A組配置2臺(tái)，B組配置4臺(tái)?？紤]到節(jié)能的問(wèn)題，需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀況去通過(guò)變頻器去調(diào)整相應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，對(duì)于每臺(tái)鍋爐的爐排電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)分別配備變頻器，A組循環(huán)泵系統(tǒng)，配置一臺(tái)變頻器，其中一臺(tái)通過(guò)變頻器啟動(dòng)，根據(jù)負(fù)荷的變化切換到工頻運(yùn)

14、行，變頻器啟動(dòng)另外一臺(tái)循環(huán)泵，其處于變頻運(yùn)行狀態(tài)；對(duì)于B組循環(huán)泵系統(tǒng)，配置兩臺(tái)變頻器，采用“一拖四”的拖動(dòng)模式，即用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)4臺(tái)循環(huán)泵，另外一臺(tái)變頻器作為備用。每臺(tái)循環(huán)泵均通過(guò)變頻器啟動(dòng)，根據(jù)負(fù)荷的變化切換到工頻運(yùn)行，變頻器啟動(dòng)下一臺(tái)循環(huán)泵，依次類推，最后其中一臺(tái)循環(huán)泵變頻運(yùn)行，其他工作循環(huán)泵工頻運(yùn)行，剩下循環(huán)泵處于停止?fàn)顟B(tài)作為備用。通過(guò)傳感器元件檢測(cè)相應(yīng)運(yùn)行參數(shù)，經(jīng)過(guò)PLC智能轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過(guò)PLC的計(jì)算得到實(shí)際數(shù)值，送入PLC的PID調(diào)節(jié)器，通過(guò)和設(shè)定參數(shù)比較運(yùn)算后，將輸出控制信號(hào)傳送給變頻器，實(shí)現(xiàn)電機(jī)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)速。本供暖鍋爐系統(tǒng)有手動(dòng)/自動(dòng)兩種工作方式，

15、通過(guò)控制臺(tái)上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)具有現(xiàn)場(chǎng)控制、狀態(tài)顯示、故障報(bào)警（連接熱繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)，發(fā)出信號(hào)給PLC）的功能。報(bào)警信號(hào)均為聲光形式。聲報(bào)警（電笛）可用按鈕解除，報(bào)警指示在故障排除后自動(dòng)消失。在手動(dòng)方式下，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥處于全開(kāi)狀態(tài)，循環(huán)水泵通過(guò)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，不受出回水溫差的影響，補(bǔ)水泵、爐排電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)均通過(guò)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。在自動(dòng)方式下，本系統(tǒng)中具有供暖溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)功，即根據(jù)室外溫度變化，系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)節(jié)使室內(nèi)保持給定供暖溫度。室外溫度傳感器采集溫度信號(hào)，送入PLC并與設(shè)定的溫度范圍相比，決定是否需要開(kāi)啟鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、爐排電機(jī)，點(diǎn)火開(kāi)始供暖。當(dāng)供暖系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行，出回水溫度傳感器和室內(nèi)溫

16、度傳感器采集溫度信號(hào)，經(jīng)過(guò)PLC的智能擴(kuò)展模塊EM235進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，送入PLC進(jìn)行計(jì)算，得出鍋爐實(shí)際總管道出回水溫差數(shù)值、分管道出水溫差數(shù)值，室內(nèi)溫度數(shù)值。把所得鍋爐實(shí)際總管道出回水溫差數(shù)值及分管道出水溫度值送入PLC內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)PID運(yùn)算與給定目標(biāo)溫差、出水溫度和室內(nèi)溫度參數(shù)進(jìn)行比較運(yùn)算后，輸出控制信號(hào)送給變頻器，由變頻器控制循環(huán)泵的臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)供暖系統(tǒng)管網(wǎng)中的熱水流速，使室內(nèi)采暖溫度保持在給定溫度內(nèi)；由變頻器控制鼓風(fēng)機(jī)、爐排電機(jī)和引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使每臺(tái)鍋爐均處于相對(duì)的穩(wěn)定狀態(tài)，出水溫度保持在一定的范圍內(nèi)。在變頻器中設(shè)定一個(gè)上限頻率（工頻）和一個(gè)下限頻率，天氣寒冷溫度低時(shí)變頻器

17、輸出升高頻率，到上限頻率，若采暖溫度達(dá)不到設(shè)定范圍值，PLC就發(fā)出控制信號(hào)，使處于變頻運(yùn)行狀態(tài)的循環(huán)泵切換到工頻運(yùn)行，同時(shí)使變頻器啟動(dòng)下一臺(tái)循環(huán)泵，加快熱水流速，使室內(nèi)采暖溫度達(dá)到設(shè)定范圍內(nèi)；天氣轉(zhuǎn)暖溫度高時(shí)變頻器輸出下降頻率，到下限頻率，若采暖溫度仍高于設(shè)定范圍值，PLC就發(fā)出控制信號(hào)，使處于變頻運(yùn)行狀態(tài)循環(huán)泵停止運(yùn)行，同時(shí)工頻運(yùn)行狀態(tài)的循環(huán)泵切換到變頻運(yùn)行，若當(dāng)只有一臺(tái)循環(huán)泵變頻運(yùn)行時(shí)仍不能滿足要求，則需停止運(yùn)行的鍋爐臺(tái)數(shù)。當(dāng)單個(gè)鍋爐的出水溫度低于設(shè)定值時(shí)，經(jīng)過(guò)PLC內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)器運(yùn)算整定后，發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，傳輸給變頻器增大鼓風(fēng)機(jī)和爐排電機(jī)的控制頻率，提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以便加大鼓風(fēng)量

18、和送煤量，使出水溫度盡快增大到設(shè)定值；當(dāng)單個(gè)鍋爐的出水溫度高于設(shè)定值時(shí)，經(jīng)過(guò)PLC內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)器運(yùn)算整定后，發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，傳輸給變頻器減小鼓風(fēng)機(jī)和爐排電機(jī)的控制頻率，降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以便減小鼓風(fēng)量和送煤量，使出水溫度盡快減小到設(shè)定值。與此同時(shí)，在鍋爐內(nèi)部的壓力傳感器檢測(cè)爐膛負(fù)壓，將檢測(cè)到的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)PLC智能模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換，將所得數(shù)字信號(hào)傳送給PLC計(jì)算模塊，得出的實(shí)際壓力值與設(shè)定值相比較，經(jīng)過(guò)PID模塊調(diào)節(jié)，輸出控制信號(hào)給引風(fēng)機(jī)變頻器，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整引風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速。PLC控制了電機(jī)的起停、變頻與工頻的切換等，使系統(tǒng)管網(wǎng)的工作壓力始終穩(wěn)定，進(jìn)而達(dá)到恒壓供水的目的。工頻與變頻之間轉(zhuǎn)換

19、用交流接觸器互鎖來(lái)保證它的安全與可靠。整個(gè)鍋爐系統(tǒng)的電氣原理圖見(jiàn)附錄1。3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 循環(huán)泵系統(tǒng)本系統(tǒng)中，循環(huán)系統(tǒng)共有AB兩組，其中A組配置2臺(tái)，當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其中一臺(tái)用于正常工作，另外一臺(tái)用于備用，B組配置4臺(tái)，其中兩臺(tái)用于正常工作，另外兩臺(tái)用于備用。AB兩組循環(huán)泵系統(tǒng)各配置一臺(tái)變頻器，其中A組一臺(tái)變頻器拖動(dòng)一臺(tái)循環(huán)泵，B組一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)循環(huán)泵。AB兩組系統(tǒng)中，將正常使用循環(huán)泵作為1#組循環(huán)泵，將備用循環(huán)泵作為2#循環(huán)泵。在循環(huán)系統(tǒng)中，鍋爐出水溫度和回水溫度的差稱為鍋爐溫差升高，表明鍋爐產(chǎn)生的熱量增多，需要循環(huán)泵將熱量及時(shí)送給供暖負(fù)荷；鍋爐溫差降低，表明鍋爐燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的

20、熱量減少，循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速也應(yīng)隨之減小，以避免能源浪費(fèi)。對(duì)循環(huán)泵通過(guò)PID調(diào)節(jié)完成恒溫差的閉環(huán)控制，以鍋爐的實(shí)際溫差作為PID的反饋，以目標(biāo)溫差作為PID的給定，PID的輸出作為變頻循環(huán)泵的頻率運(yùn)行信號(hào)。循環(huán)泵轉(zhuǎn)速增減，隨鍋爐燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的溫差而動(dòng)態(tài)閉環(huán)調(diào)節(jié)，從而使室內(nèi)保持給定供暖溫度。在鍋爐燃燒的初始階段因出回水溫差為0，即給定值大于反饋值，循環(huán)泵不運(yùn)行；隨著鍋爐產(chǎn)生熱量的增加，出回水溫差增加，當(dāng)其超過(guò)給定溫差值時(shí)，變頻器開(kāi)始啟動(dòng)1#循環(huán)泵，進(jìn)入變頻運(yùn)行狀態(tài)，若滿足不了要求，將變頻運(yùn)行循環(huán)泵切換到工頻，同時(shí)變頻器啟動(dòng)下一臺(tái)循環(huán)泵，最后一臺(tái)始終處于變頻運(yùn)行狀態(tài)，依次類推，直至滿足需求為止，沒(méi)有運(yùn)行

21、的循環(huán)泵作為備用。3.2 補(bǔ)水泵系統(tǒng)本設(shè)計(jì)中，AB兩組鍋爐系統(tǒng)各有兩臺(tái)補(bǔ)水泵，其中1#補(bǔ)水泵用于正常運(yùn)行，2#補(bǔ)水泵用于備用，由于每組鍋爐系統(tǒng)的鍋爐罐體均為連通結(jié)構(gòu)，因此可通過(guò)向其中一個(gè)罐體補(bǔ)水，即可實(shí)現(xiàn)每個(gè)罐體同時(shí)補(bǔ)水，需補(bǔ)水罐體設(shè)有4個(gè)水位限值，分別為上上限值、上限值、下限值、下下限值。對(duì)于水位的檢測(cè)，可用紅外LED與光接收器配合檢測(cè)，從LED的光直接到達(dá)傳感器頂端的棱鏡，當(dāng)沒(méi)有液體存在時(shí)，LED中的光在棱鏡中被反射到接受器。當(dāng)上升的液體侵入棱鏡時(shí)，光被折射到液體中，只有少許或無(wú)光到達(dá)接受器。感應(yīng)這個(gè)變化，接受器開(kāi)動(dòng)了單元中的電動(dòng)開(kāi)關(guān)，外部報(bào)警或控制電路從而工作。用此方法來(lái)檢測(cè)水位，當(dāng)水位

22、到達(dá)下限值，自動(dòng)開(kāi)啟1#補(bǔ)水泵，當(dāng)水位到達(dá)下下限值，報(bào)警系統(tǒng)開(kāi)啟，2#補(bǔ)水泵開(kāi)始工作，兩臺(tái)補(bǔ)水泵都故障時(shí)整個(gè)系統(tǒng)斷電，系統(tǒng)停止工作。當(dāng)水位值到達(dá)上限值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉1#補(bǔ)水泵，當(dāng)水位值到達(dá)上上限值時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，并使1#補(bǔ)水泵控制系統(tǒng)斷電，停止工作。到達(dá)相應(yīng)水位所產(chǎn)生的電信號(hào)，傳送給PLC，經(jīng)PLC計(jì)算分析后，產(chǎn)生控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水泵電機(jī)的停止，啟動(dòng)以及整個(gè)補(bǔ)水泵系統(tǒng)的通斷電。3.3 爐排、鼓風(fēng)和引風(fēng)系統(tǒng)對(duì)于AB兩組供暖鍋爐系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐的出水溫度均需保持在一定的設(shè)定范圍內(nèi)，若出水溫度低于設(shè)定值，此時(shí)就需要PLC發(fā)出加大爐排電機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)控制頻率的輸出信號(hào)傳送給其相應(yīng)的控制變頻器，提高爐排和鼓風(fēng)電機(jī)

23、的轉(zhuǎn)速，加大爐膛內(nèi)的燃煤量，從而產(chǎn)生更多的熱量；對(duì)于當(dāng)出水溫度高于設(shè)定值，此時(shí)就需要PLC發(fā)出減小爐排電機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)控制頻率的輸出信號(hào)傳送給其相應(yīng)的控制變頻器，降低爐排和鼓風(fēng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，減小爐膛內(nèi)的燃煤量，從而減少產(chǎn)生的熱量，用以滿足實(shí)際需要。在加大爐排電機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)頻率的同時(shí)，還需要考慮相應(yīng)的風(fēng)煤比，因?yàn)橹挥性诒３忠欢ū壤娘L(fēng)煤比情況下，才能使燃料充分的燃燒，保證了鍋爐內(nèi)部處在最佳的燃燒狀態(tài)，因此爐排電機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)的頻率應(yīng)按提前設(shè)定好的比例增大或者減小。同時(shí)還應(yīng)在爐膛內(nèi)部安裝壓力傳感器用于檢測(cè)爐膛負(fù)壓，保持爐膛壓力在一定的負(fù)壓范圍內(nèi)。爐膛負(fù)壓的變化，反映了引風(fēng)量與鼓風(fēng)量的適應(yīng)程度。如果爐膛負(fù)壓太小

24、，爐膛容易想外噴火，危及設(shè)備與工作人員的安全。負(fù)壓過(guò)大，爐膛的漏風(fēng)量增大，增加引風(fēng)機(jī)的電耗和煙氣帶走的熱量損失。本系統(tǒng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定爐膛負(fù)壓，并測(cè)量爐膛負(fù)壓，由PLC的模數(shù)轉(zhuǎn)換智能模塊將傳感器采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并經(jīng)過(guò)PLC內(nèi)部計(jì)算模塊的運(yùn)算得出實(shí)際的爐膛負(fù)壓，再與提前設(shè)定好的數(shù)值相比較，由PLC內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)模塊進(jìn)行分析調(diào)整使?fàn)t膛負(fù)壓保持在一定的范圍內(nèi)，從而確定了PLC對(duì)引風(fēng)機(jī)變頻器輸出頻率信號(hào)，確定引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)了引風(fēng)量。3.4 本章小結(jié)本章主要介紹了循環(huán)泵、補(bǔ)水泵、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和爐排電機(jī)的詳細(xì)設(shè)計(jì)思路，闡述了針對(duì)本設(shè)計(jì)中所涉及到的變頻技術(shù)和PLC控制技術(shù)具體應(yīng)用，并同時(shí)

25、介紹了每臺(tái)電機(jī)的控制參數(shù)及其控制依據(jù)。4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 PLC選型及模塊選擇由于供暖鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)控制設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，因此PLC選用德國(guó)西門(mén)子公司的S7200型PLC的結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格低廉，具有較高的性價(jià)比，廣泛適用于一些小型控制系統(tǒng)，西門(mén)子公司的PLC具有可靠性高，可擴(kuò)展性好，又有較豐富的通信指令，且通信協(xié)議簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。選用西門(mén)子公司的S7-200系列的CPU224為主機(jī)，它有14/10共24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展到168點(diǎn)數(shù)字量I/O或35路模擬量I/O，6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，兩路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，13k字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，內(nèi)置有PI

26、D控制器。1個(gè)RS-485通訊/編程口及多種通訊協(xié)議，數(shù)據(jù)設(shè)定值、信號(hào)數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理、控制信號(hào)輸入輸出等由PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)設(shè)定值包括壓力上下值、水位上下值及頻率上下值等，信號(hào)數(shù)據(jù)讀取包括讀取負(fù)壓、水位、頻率、變頻泵號(hào)等，控制信號(hào)輸入輸出包括5部分：起動(dòng)、運(yùn)行、停止、切換、報(bào)警及故障自診斷，根據(jù)本系統(tǒng)中所涉及到的數(shù)字量I/O點(diǎn)個(gè)數(shù)，需要使用擴(kuò)展模塊來(lái)增加CPU224的I/O點(diǎn)，進(jìn)行來(lái)滿足系統(tǒng)的需要。本設(shè)計(jì)中A和B組系統(tǒng)PLC設(shè)計(jì)程序原理完全相同，且A組簡(jiǎn)單于B組，在此只介紹B組鍋爐系統(tǒng)的PLC硬件設(shè)計(jì)和流程圖。B組供暖鍋爐系統(tǒng)的數(shù)字量擴(kuò)展模塊選用4個(gè)EM223模塊，其具有16/16共3

27、2個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)。模擬量擴(kuò)展模塊選用3個(gè)EM235模擬量輸出/輸入模塊，它是A/D轉(zhuǎn)換模塊，具有4個(gè)模擬量輸入和2個(gè)模擬量輸出，12位A/D輸入信號(hào)是由多路開(kāi)關(guān)依次采集的，所使用的數(shù)值是數(shù)字濾波器求取采樣值的平均值。溫度傳感器和壓力傳感器的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)變送器調(diào)理和放大處理后，EM235模塊自動(dòng)完成A/D轉(zhuǎn)換，成為0-5V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，這樣完全可以滿足系統(tǒng)的要求。4.2 PLC的I/O地址分配本設(shè)計(jì)的B組鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要涉及到82個(gè)數(shù)字量輸入和12 個(gè)模擬量輸入，55個(gè)數(shù)字量輸出和14個(gè)模擬量輸出。其類型包括操作鍵、開(kāi)關(guān)量傳感器、開(kāi)關(guān)量開(kāi)關(guān)和模擬量傳感器，上述作為輸入信號(hào)；操作鍵包括：?jiǎn)?/p>

28、動(dòng)開(kāi)關(guān)、停機(jī)開(kāi)關(guān)、自動(dòng)/ 手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、報(bào)警解除開(kāi)關(guān)；開(kāi)關(guān)量傳感器包括：反映拖動(dòng)循環(huán)泵、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和爐排的電機(jī)堵轉(zhuǎn)故障的熱繼電器開(kāi)關(guān)信號(hào)，反映水位高、低開(kāi)關(guān)信號(hào)，變頻器上、下限頻率開(kāi)關(guān)信號(hào)；用于測(cè)量溫度值的模擬量輸入信號(hào)和用于測(cè)量鍋爐內(nèi)氣壓值的模擬量輸入信號(hào)。數(shù)字/模擬輸入開(kāi)關(guān)量分配表見(jiàn)附錄2。PLC的輸出端口包括各種故障指示，給變頻器發(fā)出的頻率控制信號(hào)，控制各個(gè)電機(jī)的啟停，PLC與這些控制電機(jī)的交流接觸器的連接是通過(guò)中間繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)中的強(qiáng)電和弱電之間的隔離，保護(hù)PLC設(shè)備，增強(qiáng)系統(tǒng)工作的可靠性。數(shù)字/模擬輸出開(kāi)關(guān)量分配表見(jiàn)附錄3。4.3 PLC接線原理圖PLC與各功能

29、擴(kuò)展模塊、變頻器以及各電氣元件接線原理圖見(jiàn)附錄4。4.4 PLC控制系統(tǒng)框圖PLC與各個(gè)硬件部分連接及有關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)的整體控制結(jié)構(gòu)如圖4-1所示：圖4-1 PLC控制系統(tǒng)框圖4.5 系統(tǒng)程序總流程圖供暖鍋爐系統(tǒng)的程序總流程圖見(jiàn)附錄圖3-2 系統(tǒng)總程序流程圖5。4.6 系統(tǒng)各個(gè)子程序設(shè)計(jì)4.6.1 系統(tǒng)整體的啟動(dòng)/停止子程序B組系統(tǒng)整體啟動(dòng)/停止程序主要實(shí)現(xiàn)整個(gè)鍋爐系統(tǒng)的啟動(dòng)/停止控制，有手動(dòng)/自動(dòng)切換功能，首先對(duì)PLC狀態(tài)初始化，然后通過(guò)人為控制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)鍋爐系統(tǒng)手動(dòng)或者自動(dòng)運(yùn)行自由切換。其流程圖如圖4-2所示：圖4-2 系統(tǒng)整體啟/?？刂瞥绦蛄鞒虉D開(kāi) 始結(jié) 束手動(dòng)/自動(dòng)？電機(jī)啟/停？自動(dòng)結(jié)束

30、？手動(dòng)控制自動(dòng)控制自動(dòng)運(yùn)行自動(dòng)控制結(jié)束手動(dòng)控制結(jié)束啟動(dòng)電機(jī)手動(dòng)自動(dòng)否是停PLC狀態(tài)初始化4.6.2 鼓風(fēng)機(jī)、爐排、引風(fēng)機(jī)控制子程序本程序完成鍋爐中鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和爐排電機(jī)的啟動(dòng)/停止控制，具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種功能。手動(dòng)控制模式下通過(guò)人為設(shè)定實(shí)現(xiàn)各個(gè)電機(jī)的啟動(dòng)、停止以及運(yùn)行的頻率設(shè)定。自動(dòng)控制模式下根據(jù)檢測(cè)到的每個(gè)鍋爐的出水溫度，通過(guò)PLC運(yùn)算模塊，計(jì)算出實(shí)際運(yùn)行中的出水溫度值，經(jīng)過(guò)其內(nèi)置的溫度PID模塊進(jìn)行運(yùn)算調(diào)節(jié)，確定爐排電機(jī)和鼓風(fēng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，既而可得到爐排電機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)的控制頻率；再通過(guò)PLC運(yùn)算模塊計(jì)算出壓力傳感器所檢測(cè)到的實(shí)際爐膛壓力，經(jīng)過(guò)內(nèi)置壓力PID模塊進(jìn)行運(yùn)算調(diào)節(jié)，確定引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，

31、既而可得到引風(fēng)機(jī)的控制頻率。其流程圖如圖4-3所示：圖4-3 鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和爐排電機(jī)控制程序流程圖溫度PID檢測(cè)確定爐排電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速壓力PID檢測(cè)確定引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)及爐排變頻器控制頻率頻率開(kāi) 始結(jié) 束自動(dòng)/手動(dòng)？鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和爐排啟停和頻率設(shè)定自動(dòng)手動(dòng)4.6.3 循環(huán)泵控制子程序循環(huán)泵控制程序主要實(shí)現(xiàn)循環(huán)泵系統(tǒng)中水泵電機(jī)的啟動(dòng)/停止控制、變頻器頻率設(shè)定，具有手動(dòng)/自動(dòng)切換功能。手動(dòng)控制模式下通過(guò)人為設(shè)定循環(huán)泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)、啟動(dòng)、停止以及運(yùn)行頻率。自動(dòng)控制模式下溫度檢測(cè)元件將鍋爐系統(tǒng)的總出回水溫度模擬信號(hào)傳入PLC智能轉(zhuǎn)換模塊中，通過(guò)運(yùn)算模塊計(jì)算出總出回水口的溫差值，以鍋爐的

32、實(shí)際溫差作為PID的反饋，以目標(biāo)溫差作為PID的給定，PID的輸出作為變頻循環(huán)泵的頻率運(yùn)行信號(hào)。通過(guò)溫度PID模塊檢測(cè)調(diào)節(jié)，與設(shè)定值相比較確定是否開(kāi)啟循環(huán)泵系統(tǒng)，當(dāng)開(kāi)啟后再通過(guò)溫度PID調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)泵電機(jī)的工頻/變頻切換和運(yùn)行頻率的控制。其流程圖如圖4-4所示：圖4-4 循環(huán)泵控制程序流程圖開(kāi) 始啟動(dòng)循環(huán)泵？啟動(dòng)1#變頻器？啟動(dòng)1#變頻器隨機(jī)啟動(dòng)某一臺(tái)泵出回水溫差偏大？出回水溫差偏大？切換到工頻運(yùn)行隨機(jī)啟動(dòng)另一臺(tái)泵出回水溫差偏??？降低變頻狀態(tài)循環(huán)泵頻率隨機(jī)選擇一臺(tái)泵切換到變頻運(yùn)行停止變頻狀態(tài)循環(huán)泵出回水溫差偏??？溫度PID檢測(cè)調(diào)節(jié)確定變頻器頻率結(jié) 束啟動(dòng)2#變頻器否否是是否是否是否是4.6.

33、4 補(bǔ)水泵控制子程序補(bǔ)水泵1有故障嗎？水位下限水位嗎？開(kāi)啟1#補(bǔ)水泵進(jìn)行補(bǔ)水水位檢測(cè)是否否補(bǔ)水泵2工作是檢測(cè)水位為上限水位嗎？1#補(bǔ)水泵停止補(bǔ)水是否檢測(cè)水位為上限水位嗎？補(bǔ)水泵2停止補(bǔ)水是否故障報(bào)警返 回開(kāi) 始圖4-5 補(bǔ)水泵控制程序流程圖本程序用于實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水系統(tǒng)的啟動(dòng)/停止控制，手動(dòng)/自動(dòng)切換和報(bào)警功能。在手動(dòng)控制模式下，通過(guò)人為控制補(bǔ)水泵的啟動(dòng)和停止，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐的補(bǔ)水。自動(dòng)控制模式下，系統(tǒng)檢測(cè)水位，水位在下限，則開(kāi)啟1#補(bǔ)水泵，當(dāng)檢測(cè)到水位在上限，則關(guān)停1#補(bǔ)水泵，在補(bǔ)水過(guò)程中若檢測(cè)水位在上上限時(shí)，則發(fā)出警報(bào)同時(shí)補(bǔ)水泵整體進(jìn)行系統(tǒng)斷電，若檢測(cè)水位在下下限時(shí)，則發(fā)出警報(bào)同時(shí)開(kāi)啟2#補(bǔ)水泵進(jìn)行補(bǔ)

34、水，達(dá)到上限水位時(shí)，2#補(bǔ)水泵關(guān)停。其流程圖如圖4-5所示：4.6.5 模擬量輸入子程序模擬量輸入程序模塊主要接收外部輸入模擬信號(hào)，分別包括溫度模擬信號(hào)壓力模擬信號(hào)，通過(guò)檢測(cè)溫度信號(hào)和壓力信號(hào)與提前設(shè)定的上下限值相比較確定是否有故障發(fā)生，如果發(fā)生故障則發(fā)出報(bào)警信號(hào)；如果均運(yùn)行良好，則存入共享數(shù)據(jù)塊中，并轉(zhuǎn)換為IEEE758標(biāo)準(zhǔn)咒位浮點(diǎn)數(shù)。其流程圖如圖4-6所示：圖4-6 模擬量輸入程序流程圖開(kāi) 始溫差超過(guò)上/下值嗎？壓力超過(guò)上/下值嗎？采樣結(jié)果轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)值保存數(shù)據(jù)結(jié) 束否否報(bào) 警是是報(bào) 警4.6.6 通信處理子程序通信處理程序塊完成PLC與變頻器的通信處理，通過(guò)調(diào)用FB12組建（如圖4-7）發(fā)

35、送報(bào)文，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，完成了對(duì)各個(gè)變頻器的頻率設(shè)定，讀取變頻器運(yùn)行時(shí)的頻率、電壓、電流、功率等參數(shù)。其流程圖如4-8所示：開(kāi) 始確定地址號(hào)確定功能種類確定功能號(hào)讀出/寫(xiě)入？計(jì)算數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)計(jì)算校驗(yàn)和數(shù)據(jù)位清零結(jié) 束監(jiān)視數(shù)據(jù)設(shè)定數(shù)據(jù)圖4-7 FB12設(shè)計(jì)程序流程圖開(kāi) 始發(fā)送數(shù)據(jù)？調(diào)用FB12組建發(fā)送報(bào)文發(fā)送數(shù)據(jù)接受數(shù)據(jù)應(yīng)答正確？保存接受數(shù)據(jù)結(jié) 束否是否是圖4-8 通信處理程序流程圖4.7 PLC梯形圖設(shè)計(jì)由于每臺(tái)鍋爐的補(bǔ)水泵系統(tǒng)、循環(huán)泵系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)及其爐排電機(jī)的工作原理完全相同，因此在此只介紹其中某臺(tái)鍋爐的各個(gè)分系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)，其PLC梯形圖見(jiàn)附錄7。4.8 本章小結(jié)本章主要詳細(xì)介紹了針

36、對(duì)本系統(tǒng)各個(gè)部分的PLC設(shè)計(jì)原理及其流程，主要完成了PLC的功能介紹、模塊選擇、I/O地址的分配及流程圖的繪制。5. 變頻器的選擇圖5-1 變頻器結(jié)構(gòu)圖變頻器是把電壓、頻率固定的交流電變換成電壓、頻率分別可調(diào)的交流電的變換器。變頻調(diào)速器與外界的聯(lián)系點(diǎn)基本上分三部分：一是主電路接線端，包括工頻電網(wǎng)的輸入端（R，S，T），接電機(jī)的頻率電壓連續(xù)可調(diào)的輸出端（U，V，W）。二是控制端子，包括外部信號(hào)控制變頻調(diào)速器工作的端子(AI2+，AI2-)，變頻帶調(diào)速器工作狀態(tài)指示端子，變頻器與微機(jī)或其他變頻的通訊接口。三是操作面板包括液晶顯示屏和鍵盤(pán)。變頻器的結(jié)構(gòu)圖如圖5-1所示：5.1 變頻器頻率范圍的設(shè)定基

37、本頻率與最高頻率電動(dòng)機(jī)的額定頻率稱為變頻器的基本頻率，當(dāng)頻率給定信號(hào)為最大值時(shí)，變頻器的給定頻率，稱為最高頻率，在上升時(shí)間一定的情況下，最高頻率決定了變頻器輸出頻率的變化速度。上限頻率與下限頻率上限頻率與下限頻率是調(diào)速控制系統(tǒng)所要求變頻器的工作范圍，它們的大小應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作情況設(shè)定，在本設(shè)計(jì)中將電源的工頻頻率設(shè)定為變頻器的上限頻率。5.2 變頻器及其型號(hào)根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求，按照電動(dòng)機(jī)的額定功率，最大使用電機(jī)容量，本設(shè)計(jì)選用三菱FR-F540L-S。FR-F540L-S系列變頻器具有以下特點(diǎn)： 功率范圍：75900KW，3相380V。 采用最佳勵(lì)磁控制方式，實(shí)現(xiàn)更高節(jié)能運(yùn)行。 內(nèi)置PID，變頻器/

38、工頻切換和可以實(shí)現(xiàn)多泵循環(huán)運(yùn)行功能。 柔性PWM，實(shí)現(xiàn)更低噪音運(yùn)行。 內(nèi)置RS485通信口。 75KW以上隨機(jī)帶DC電抗器。三菱FR-F540L-S技術(shù)規(guī)格表見(jiàn)附錄6。本設(shè)計(jì)所所選變頻器的型號(hào)：基本型號(hào)最大使用電機(jī)容量（KW ）輸出額定電流（A）電壓等級(jí)（v）FR-F540L-90K-CH90（引風(fēng)機(jī)）180380FR-F540-37K-CH37（鼓風(fēng)機(jī)）70380FR-F540L-75K-CH5（爐排電機(jī)）10380FR-F540L-75K-CH75（循環(huán)泵）1443805.3 本章小結(jié)本章主要介紹了變頻控制器的選擇，針對(duì)每個(gè)電機(jī)的運(yùn)行情況及其功率大小確定了相關(guān)的參數(shù)并選擇了相應(yīng)品牌系列的變

39、頻器。6. 傳感器的選擇6.1 溫度傳感器的選型本設(shè)計(jì)中采用溫度傳感器PT100 檢測(cè)溫度， PT100是鉑熱電阻，它的阻值跟溫度的變化成正比。PT100的阻值與溫度變化關(guān)系為：當(dāng)PT100溫度為0時(shí)它的阻值為100歐姆，在100時(shí)它的阻值約為138.5歐姆。它的工業(yè)原理：當(dāng)PT100在0攝氏度的時(shí)候他的阻值為100歐姆，它的阻值會(huì)隨著溫度上升而成勻速增長(zhǎng)的。它是一種穩(wěn)定性和線性都比較好的鉑絲熱阻傳感器，可以工作在-200650的范圍。6.2 壓力傳感器的選型本設(shè)計(jì)中采用CYB-20S普通型壓力傳感器。CYB-20S系列壓力變送器使用CYB-10S壓力傳感器為敏感元件，和電子線路做成一體化結(jié)構(gòu)

40、，輸出為420mA、05V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)， 適合工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)配套。CYB-20S為圓柱型全不銹鋼結(jié)構(gòu)，體積小，零點(diǎn)和靈敏度可從外部直接調(diào)整，使用方便。6.3 液位傳感器的選型本設(shè)計(jì)采用光電傳感器OPG-01，該光電傳感器包含一個(gè)紅外LED和光接器。從LED的光直接到達(dá)傳感器頂端的棱鏡，當(dāng)沒(méi)有液體存在時(shí)，LED中的光在棱鏡中被反射到接受器。當(dāng)上升的液體侵入棱鏡時(shí)，光被折射到液體中，只有少許或無(wú)光到達(dá)接受器。感應(yīng)這個(gè)變化，接受器開(kāi)動(dòng)了單元中的電動(dòng)開(kāi)關(guān)，外部報(bào)警或控制電路從而工作。6.4 本章小結(jié)本章主要介紹了本設(shè)計(jì)中各個(gè)傳感器的型號(hào)類型選擇，分別包括了溫度傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器。結(jié)論通過(guò)這次對(duì)

41、供暖鍋爐變頻控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，自己從中受益匪淺，將在大學(xué)期間所學(xué)的很多學(xué)科的理論知識(shí)靈活的運(yùn)用到了實(shí)際設(shè)計(jì)中，使曾所學(xué)的知識(shí)記憶更加牢固同時(shí)理解也更為深刻。在強(qiáng)化已有理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，自身的學(xué)習(xí)能力有了大幅度的提升，從多角度思考問(wèn)題，和同組成員溝通探討，自行通過(guò)各種渠道解決實(shí)際設(shè)計(jì)中遇到問(wèn)題等方面的能力均得到了很好的鍛煉。在實(shí)際學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)中，對(duì)于研究問(wèn)題的耐心也得到了很好的培養(yǎng)，這對(duì)自己在畢業(yè)以后工作的發(fā)展有了很大的推動(dòng)作用。在這次設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)各個(gè)問(wèn)題的研究解決，得到了以下理論知識(shí)總結(jié)：1、詳細(xì)的了解了西門(mén)子S7-200可編程控制器的工作方式和整體結(jié)構(gòu)，其工作方式是集中輸入、集中輸出、周期性

42、循環(huán)掃描，其整體結(jié)構(gòu)分別包括CPU單元、I/O單元、存儲(chǔ)單元、電源電源、擴(kuò)展接口單元、通信接口單元、編程器。與此同時(shí)掌握了更多有關(guān)STEP7編程軟件的使用技巧。2、對(duì)于CPU224的功能參數(shù)了解的也進(jìn)一步加深，CPU224可以擴(kuò)展7個(gè)功能模塊，最大可擴(kuò)展到168點(diǎn)數(shù)字量I/O或35路模擬量I/O，其本身集成了14點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出，共24點(diǎn)數(shù)字量I/O。3、對(duì)鍋爐系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)組成有了很形象的認(rèn)識(shí)，其主要包括鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、爐排、補(bǔ)水泵和循環(huán)泵，鼓風(fēng)機(jī)和爐排主要負(fù)責(zé)保證各個(gè)鍋爐出水口的溫度值；引風(fēng)機(jī)主要負(fù)責(zé)使?fàn)t膛負(fù)壓保持在一定的范圍內(nèi)；補(bǔ)水泵主要負(fù)責(zé)各個(gè)鍋爐的爐缸水位保持在一定的范圍內(nèi)；循環(huán)泵

43、主要負(fù)責(zé)使熱量及時(shí)從鍋爐內(nèi)部傳輸?shù)男枰┡膱?chǎng)所內(nèi)，并能使供暖溫度穩(wěn)定的達(dá)到設(shè)定值。4、詳細(xì)的認(rèn)識(shí)了變頻器的功能結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)，每臺(tái)變頻器有基本頻率和最高頻率，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的需要，可相應(yīng)設(shè)定變頻器所輸出的最高頻率和最低頻率，同時(shí)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工作狀態(tài)，可用單臺(tái)變頻器拖動(dòng)數(shù)臺(tái)電機(jī)，很大程度上降低了設(shè)計(jì)成本。變頻器即可以通過(guò)PLC控制改變輸出頻率，也可通過(guò)手動(dòng)設(shè)定其輸出的控制頻率。5、溫度傳感器PT100是鉑熱電阻，它是一種穩(wěn)定性和線性都比較好的鉑絲熱阻傳感器，可以工作在-200650的范圍，工業(yè)適用性非常好；CYB-20S普通型壓力傳感器，其和電子線路做成一體化結(jié)構(gòu)，輸出為420mA、05V標(biāo)準(zhǔn)信

44、號(hào)， 適合工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)配套；光電傳感器OPG-01，其包含紅外LED和光接收器，通過(guò)感受有無(wú)光傳入到接收器用來(lái)判斷液位狀態(tài)，簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格低廉，在相應(yīng)工業(yè)系統(tǒng)中最為常用。參考文獻(xiàn)1. 程子華編，PLC原理與編程實(shí)例分析.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，20072. 范永勝 王岷編，電氣控制與PLC應(yīng)用.北京：中國(guó)電力出版社，20073. 李德英等，鍋爐供暖量化管理與節(jié)能技術(shù).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20084. 黃新元編，電站鍋爐運(yùn)行與燃燒調(diào)整.北京：北京中國(guó)電力出版社，20095. 朱全利主編，鍋爐設(shè)備及系統(tǒng).北京：北京中國(guó)電力出版社，20066. 李增枝主編，鍋爐運(yùn)行.北京：中國(guó)電力出版社，20

45、077. 潘效軍主編，鍋爐改造技術(shù).北京：中國(guó)電力出版社，20068. 樊泉桂主編，鍋爐原理.北京：中國(guó)電力出版社，20089. 吳忠志，吳加林主編，變頻器應(yīng)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200210. 王占奎主編，變頻調(diào)速應(yīng)用百例.北京：科學(xué)出版社，1999致謝這次對(duì)供暖鍋爐變頻控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圓滿結(jié)束了，盡管在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了很多很難解決的問(wèn)題，但通過(guò)各種渠道都一一解決了，通過(guò)這次的實(shí)際設(shè)計(jì)，從中學(xué)到了很多實(shí)用的理論知識(shí)，對(duì)畢業(yè)以后的實(shí)際工作有非常大的幫助。感謝我校提供這次制作畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，這次的實(shí)際設(shè)計(jì)使平時(shí)在課堂上學(xué)到的理論知識(shí)得以靈活的應(yīng)用，同時(shí)學(xué)到了很多課堂以外的實(shí)用知識(shí)，收獲

46、很大。同時(shí)感謝我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)輔導(dǎo)老師和小組成員，在本次的實(shí)際設(shè)計(jì)中，遇到了很多自己無(wú)法解決的困難，但通過(guò)老師的耐心講解，都得到了很好的解決，老師提供的一些建議使本次變頻鍋爐系統(tǒng)更加的完善實(shí)用，很好的符合了本次設(shè)計(jì)的要求，和小組成員之間的合作，使自己的合作能力，溝通交流能力均得到了很好的鍛煉，從他們身上學(xué)到了很多有用的知識(shí)，對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作起到了很大的幫助。附錄附錄1 整體鍋爐電氣原理圖附錄2 數(shù)字/模擬輸入開(kāi)關(guān)量分配表序號(hào)名稱文字符號(hào)端口地址11#引風(fēng)機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)SA1I0.021#引風(fēng)機(jī)停止SB1I0.131#引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)SB2I0.241#引風(fēng)機(jī)故障KH1I0.352#引風(fēng)機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)SA2

47、I0.462#引風(fēng)機(jī)停止SB3I0.572#引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)SB4I0.682#引風(fēng)機(jī)故障KH2I0.793#引風(fēng)機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)SA3I1.0103#引風(fēng)機(jī)停止SB5I1.1113#引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)SB6I1.2123#引風(fēng)機(jī)故障KH3I1.3134#引風(fēng)機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)SA4I1.4144#引風(fēng)機(jī)停止SB7I1.5154#引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)SB8I1.6164#引風(fēng)機(jī)故障KH4I1.7171#鼓風(fēng)機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)SA5I2.0181#鼓風(fēng)機(jī)停止SB9I2.1191#鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)SB10I2.2201#鼓風(fēng)機(jī)故障KH5I2.3212#鼓風(fēng)機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)SA6I2.4222#鼓風(fēng)機(jī)停止SB11I2.5232#鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)SB12I

48、2.6242#鼓風(fēng)機(jī)故障KH6I2.7253#鼓風(fēng)機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)SA7I3.0263#鼓風(fēng)機(jī)停止SB13I3.1273#鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)SB14I3.2283#鼓風(fēng)機(jī)故障KH7I3.3294#鼓風(fēng)機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)SA8I3.4304#鼓風(fēng)機(jī)停止SB15I3.5314#鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)SB16I3.6324#鼓風(fēng)機(jī)故障KH8I3.7331#爐排電機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)SA9I4.0341#爐排電機(jī)停止SB17I4.1351#爐排電機(jī)啟動(dòng)SB18I4.2361#爐排電機(jī)故障KH9I4.3372#爐排電機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)SA10I4.4382#爐排電機(jī)停止SB19I4.5392#爐排電機(jī)啟動(dòng)SB20I4.6402#爐排電機(jī)故障KH1

49、0I4.7413#爐排電機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)SA11I5.0423#爐排電機(jī)停止SB21I5.1433#爐排電機(jī)啟動(dòng)SB22I5.2443#爐排電機(jī)故障KH11I5.3454#爐排電機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)SA12I5.4464#爐排電機(jī)停止SB23I5.5474#爐排電機(jī)啟動(dòng)SB24I5.6484#爐排電機(jī)故障KH12I5.7491#循環(huán)泵手動(dòng)/自動(dòng)SA13I6.0501#循環(huán)泵停止SB25I6.1511#循環(huán)泵啟動(dòng)SB26I6.2521#循環(huán)泵故障KH13I6.3532#循環(huán)泵手動(dòng)/自動(dòng)SA14I6.4542#循環(huán)泵停止SB27I6.5552#循環(huán)泵啟動(dòng)SB28I6.6562#循環(huán)泵故障KH14I6.7573

50、#循環(huán)泵手動(dòng)/自動(dòng)SA15I7.0583#循環(huán)泵停止SB29I7.1593#循環(huán)泵啟動(dòng)SB30I7.2603#循環(huán)泵故障KH15I7.3614#循環(huán)泵手動(dòng)/自動(dòng)SA16I7.4624#循環(huán)泵停止SB31I7.5634#循環(huán)泵啟動(dòng)SB32I7.6644#循環(huán)泵故障KH16I7.7651#補(bǔ)水泵手動(dòng)/自動(dòng)SA17I8.0661#補(bǔ)水泵停止SB33I8.1671#補(bǔ)水泵啟動(dòng)SB34I8.2681#補(bǔ)水泵故障KH17I8.3692#補(bǔ)水泵手動(dòng)/自動(dòng)SA18I8.4702#補(bǔ)水泵停止SB35I8.5712#補(bǔ)水泵啟動(dòng)SB36I8.6722#補(bǔ)水泵故障KH18I8.773下下限水位檢測(cè)信號(hào)-I9.074下

51、限水位檢測(cè)信號(hào)-I9.175上上限水位檢測(cè)信號(hào)-I9.276上限水位檢測(cè)信號(hào)-I9.3771#/2#變頻器上限頻率信號(hào)-I9.4781#/2#變頻器下限頻率信號(hào)-I9.5791#循環(huán)泵手動(dòng)變頻/工頻切換SB37I9.6802#循環(huán)泵手動(dòng)變頻/工頻切換SB38I9.7813#循環(huán)泵手動(dòng)變頻/工頻切換SB39I10.0824#循環(huán)泵手動(dòng)變頻/工頻切換SB40I10.183室外溫度采集信號(hào)-AIW084室內(nèi)溫度采集信號(hào)-AIW285總出水口溫度采集信號(hào)-AIW486總回水口溫度采集信號(hào)-AIW6871#鍋爐出水口溫度采集信號(hào)-AIW8882#鍋爐出水口溫度采集信號(hào)-AIW10893#鍋爐出水口溫度采

52、集信號(hào)-AIW12904#鍋爐出水口溫度采集信號(hào)-AIW14911#鍋爐爐膛壓力采集信號(hào)-AIW16922#鍋爐爐膛壓力采集信號(hào)-AIW18933#鍋爐爐膛壓力采集信號(hào)-AIW20944#鍋爐爐膛壓力采集信號(hào)-AIW22附錄3 數(shù)字/模擬輸出開(kāi)關(guān)量分配表序號(hào)名稱文字符號(hào)端口地址11#循環(huán)泵變頻模式KM1Q0.021#循環(huán)泵工頻模式KM2Q0.132#循環(huán)泵變頻模式KM3Q0.242#循環(huán)泵工頻模式KM4Q0.353#循環(huán)泵變頻模式KM5Q0.463#循環(huán)泵工頻模式KM6Q0.574#循環(huán)泵變頻模式KM7Q0.684#循環(huán)泵工頻模式KM8Q0.791#鼓風(fēng)機(jī)控制KM9Q1.0102#鼓風(fēng)機(jī)控制KM10Q1.1113#鼓風(fēng)機(jī)控制KM11Q1.2124#鼓風(fēng)機(jī)控制KM12Q1.3131#引風(fēng)機(jī)控制KM13Q1.4142#引風(fēng)機(jī)控制KM14Q1.5153#引風(fēng)機(jī)控制KM15Q1.6164#引風(fēng)機(jī)控制KM16Q1.7171#爐排電機(jī)控制KM17Q2.0182#爐排電機(jī)控制KM18Q2.1193#爐排電機(jī)控制KM19Q2.2204