基于PLC的鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告姓 名*專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化 班級*學(xué) 號*4指導(dǎo)教師*8題目類型工程項(xiàng)目題 目基于PLC的鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、選題背景及依據(jù)（簡述題目的技術(shù)背景和設(shè)計(jì)依據(jù)，說明選題目的、意義，列出主要參考文獻(xiàn)） 11 選題的技術(shù)背景及意義鍋爐是化工、煉油、發(fā)電等工業(yè)生產(chǎn)過程中必不可少的重要的動(dòng)力設(shè)備。它所產(chǎn)生的高壓蒸汽，既可以作為風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、大型泵類的驅(qū)動(dòng)透平的動(dòng)力源，又可作為蒸餾、化學(xué)反應(yīng)、干燥和蒸發(fā)等過程的熱源。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)設(shè)備的不斷創(chuàng)新，作為全廠動(dòng)力和熱源的鍋爐，辦向著大容量、高參數(shù)、高效率發(fā)展。為了確保安全，穩(wěn)定生產(chǎn)，鍋爐設(shè)備的控制系統(tǒng)就

2、顯得愈加重要。燃煤鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)和集中供熱過程中重要的動(dòng)力設(shè)備。鍋爐能耗巨大，每年的耗煤量超過3億噸，占我國原煤產(chǎn)量的三分之一，提高其生產(chǎn)效率不僅具有客觀的經(jīng)濟(jì)效益，還有重要的環(huán)保意義。但是我國目自礦運(yùn)行的大多數(shù)鍋爐系統(tǒng)控制水平不高，效率普遍偏低于國家標(biāo)準(zhǔn)，操作工人水平參差不齊，經(jīng)常是憑感覺和經(jīng)驗(yàn)去操作，長期使鍋爐處在能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重的生產(chǎn)狀態(tài)。據(jù)有關(guān)資料顯示，世界85的人口正陸續(xù)進(jìn)入工業(yè)化階段，全球性的人口、資源、環(huán)境矛盾尖銳，使我國的現(xiàn)代化面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，即使國際市場能夠彌補(bǔ)中國資源的不足，生態(tài)和環(huán)境破壞的沉重代價(jià)也難以承受。隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，自動(dòng)化控制水平越來越高，用戶對鍋爐控制系

3、統(tǒng)的工作效率要求也越來越高，為了提高鍋爐的工作效率，較少對環(huán)境的污染問題，所以利用計(jì)算機(jī)與組態(tài)軟件技術(shù)對鍋爐生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)控制有著重要的意義。其優(yōu)越性主要在于：首先，通過對鍋爐燃燒過程進(jìn)行有效控制，使燃燒在合理的空燃比條件下進(jìn)行，可以提高燃燒效率。由于工業(yè)鍋爐耗煤量大，燃燒熱效率每提高1都會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。其次，鍋爐控制過程的自動(dòng)化處理以及監(jiān)控軟件良好的人機(jī)界面使運(yùn)行參數(shù)在CRT上的集中監(jiān)測，操作人員在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上能根據(jù)控制效果及時(shí)修改運(yùn)行參數(shù)，這樣能有效地減少工人的疲勞和失誤，提高生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)性、安全性。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用的普及、可靠性的提高及價(jià)格的下降，工業(yè)鍋爐的微機(jī)控制必將得

4、到更加廣泛的應(yīng)用。鍋爐作為重要的動(dòng)力設(shè)備，其控制的基本要求是供給合格的蒸汽，使鍋爐蒸發(fā)量適應(yīng)負(fù)荷的需要。為此，生產(chǎn)過程的各個(gè)主要參數(shù)必須嚴(yán)格控制。鍋爐設(shè)備是一個(gè)多輸入、多輸出的復(fù)雜控制對象，這些輸入變量與輸出變量之間是相互關(guān)聯(lián)的。近年來大型集中供熱鍋爐房的控制系統(tǒng)開始采用可編程邏輯控制器PLC控制方式。在集中供熱鍋爐房，PLC(Programmable Logic Controller)主要用于輸煤、驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)及進(jìn)行比例積分微分PID(Proportional Integral Derivative)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)中1。當(dāng)前國內(nèi)許多地方的鍋爐控制系統(tǒng)主要是采用分布式控制系統(tǒng)DCS(Distribu

5、ted Control System)2。這是由于鍋爐系統(tǒng)的儀表信號較多采用此系統(tǒng)性價(jià)比相對較好，但隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展PLC在儀表控制方面的功能已經(jīng)不斷強(qiáng)化。用于回路調(diào)節(jié)和組態(tài)畫面的功能不斷完善而且PLC的抗干擾能力也很強(qiáng)對電源的質(zhì)量要求比較低?；赑LC在工業(yè)控制系統(tǒng)中的良好應(yīng)用本文將西門子S7300PLC用于集中供熱鍋爐控制系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)的工作原理為：從控制現(xiàn)場傳感器送來的4.20 mA或0.5 v的標(biāo)準(zhǔn)信號經(jīng)過信號調(diào)理模塊送到現(xiàn)場控制單元(PLC)經(jīng)過智能運(yùn)算后形成控制信號控制信號再經(jīng)過信號調(diào)理模塊返送到現(xiàn)場執(zhí)行單元(電磁閥)。各個(gè)控制單元通過以太網(wǎng)相連將需要監(jiān)控的信號送入上位機(jī)，

6、實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和遠(yuǎn)程控制。12 參考文獻(xiàn)【1】 任雙燕，邊春元. S7-300400 PLC原理于實(shí)際應(yīng)用開發(fā)指南【M】機(jī)械工業(yè)出版社，2007【2】 Siemens AG.Step7 V5.0 使用入門，1998【3】 陽憲惠，工業(yè)數(shù)據(jù)通信與控制網(wǎng)絡(luò)【M】.北京：清華大學(xué)出版社，2003【4】 德國西門子公司 S7-200可編程控制器操作手冊【5】 Siemens AG.S7-300可編程控制器產(chǎn)品目錄，2003【6】 王衛(wèi)兵.plc系統(tǒng)通信、擴(kuò)展與網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004二、主要設(shè)計(jì)（研究）內(nèi)容、設(shè)計(jì)（研究）思想、解決的關(guān)鍵問題、擬采用的技術(shù)方案及工作流程2.1控制對象：

7、控制參數(shù)：集中供熱系統(tǒng)鍋爐出水口溫度、用戶家中溫度、爐內(nèi)溫度、鍋爐水位、鍋爐壓力、出水口和進(jìn)水口的流量?？刂苾?nèi)容：燃燒機(jī)開關(guān)、真空泵開關(guān)、電磁閥開關(guān)、給煤機(jī)開關(guān)、報(bào)警、鼓風(fēng)機(jī)和燃燒機(jī)的調(diào)速。2.2設(shè)計(jì)內(nèi)容：硬件部分：開關(guān)、傳感器、電機(jī)等原件的選型；主回路接線圖、PLC外部接線圖（包括信號采集部分、電源部分、顯示與報(bào)警部分）軟件部分：滿足控制要求的控制程序（系統(tǒng)根據(jù)鍋爐內(nèi)水溫高、低控制燃燒機(jī)大、小火。水溫控制值可以設(shè)定，根據(jù)鍋爐內(nèi)空氣的含氧量控制真空泵自啟動(dòng)根據(jù)液位的高低實(shí)現(xiàn)鍋爐內(nèi)的自動(dòng)調(diào)節(jié)同樣根據(jù)出水管內(nèi)的流量大小也可來控制出水口電磁閥。）操作臺設(shè)計(jì)：各種控制開關(guān)、各種狀態(tài)顯示信號燈2.3設(shè)計(jì)

8、思想從控制現(xiàn)場傳感器送來的4.20 mA或0.5 v的標(biāo)準(zhǔn)信號經(jīng)過信號調(diào)理模塊送到現(xiàn)場控制單元(PLC)經(jīng)過智能運(yùn)算后形成控制信號控制信號再經(jīng)過信號調(diào)理模塊返送到現(xiàn)場執(zhí)行單元(電磁閥)。各個(gè)控制單元通過以太網(wǎng)相連將需要監(jiān)控的信號送人上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和遠(yuǎn)程控制。2.4解決的關(guān)鍵問題 1 根據(jù)本課題設(shè)計(jì)的任務(wù)要求完成對電機(jī)、變頻器、傳感器和各種開關(guān)的選型；2 PLC與外設(shè)的連接以及其軟件設(shè)計(jì)；3 控制狀態(tài)顯示和控制面板。2.5擬采用的技術(shù)方案S7-300CPU 315EM321 模塊EM322 模塊EM331 模塊EM331 模塊EM332 模塊引 風(fēng) 機(jī)循 環(huán) 泵給 煤 機(jī)電 磁 閥 報(bào)警人機(jī)界面溫度傳感器壓力傳感器鍋爐水位傳感器流量傳感器補(bǔ) 水 泵 除渣除塵說明：1.按鍵輸入：上煤、補(bǔ)水1、補(bǔ)水2、除渣、除塵。 2.傳感器：檢測水溫、水壓、室內(nèi)溫度、室外溫度。 3.PLC選型：根據(jù)輸入、輸出設(shè)備，估算I/O點(diǎn)數(shù)；根據(jù)輸入輸出信號類型、電平高低、驅(qū)動(dòng)電壓等選擇適合的PLC類型 4.PLC編程：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過向變頻器發(fā)送調(diào)速信號，實(shí)現(xiàn)對鍋爐系統(tǒng)的啟、停和溫度控制。 5.顯示：用若干信號燈表示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度安排1、 查閱資料，設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理框圖，包括采集、存儲、顯示的電路原理分析與設(shè)計(jì)，電路參數(shù)計(jì)算及元器件選型；2、 控制電路設(shè)計(jì)，包括控制硬件部