供暖熱水鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)電熱鍋爐供熱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 機(jī)電一體化 2011 年 5 月專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)摘 要現(xiàn)在人們的環(huán)保意識(shí)不斷的在提高，為了能節(jié)能使用電熱鍋爐供熱的人越來(lái)越多了，它的經(jīng)濟(jì)性、安全性及較高的自動(dòng)化程度也已被認(rèn)同。電熱鍋爐已成為工業(yè)及民用供熱、熱水和洗浴等使用場(chǎng)所的首選設(shè)備，它具有無(wú)污染、熱效率高、無(wú)燃料運(yùn)輸和儲(chǔ)備煩瑣等諸多優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在使用的絕大多數(shù)電熱鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還不完善，所以需要一種新的、高性能的電熱鍋爐控制系統(tǒng)來(lái)取代原來(lái)的控制系統(tǒng)，幫助完善原有的控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在生產(chǎn)線控制的大多數(shù)是用繼電器、接觸器為主的控制裝置。

2、使用繼電器電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)不斷出現(xiàn)問(wèn)題，其可靠性很差而本文采用的是PLC來(lái)替代原有的控制系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)能大大減小控制設(shè)備的外部接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期縮短。同時(shí)還維護(hù)也改變得容易起來(lái)。更重要的是其可靠性很高。關(guān)鍵字：PLC 電熱鍋爐 供熱系統(tǒng) 目 錄一、引言電熱鍋爐已成為工業(yè)及民用供熱、熱水和洗浴等使用場(chǎng)所的首選設(shè)備，它具有無(wú)污染、熱效率高、無(wú)燃料運(yùn)輸和儲(chǔ)備煩瑣等諸多優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在大多數(shù)電熱鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還不完善，所以非常需要一種高性能的電熱鍋爐控制系統(tǒng)來(lái)取代原來(lái)的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的要求：補(bǔ)水泵交替運(yùn)行，互為備用；所以水泵均具有過(guò)載、短路、缺相保護(hù)功能；缺相報(bào)警，水泵停止運(yùn)行

3、；故障停機(jī)后，手動(dòng)復(fù)位；循環(huán)泵主/備用泵可選擇，具有定時(shí)控制、手/自動(dòng)控制功能。二、設(shè)計(jì)任務(wù)分析 2.1任務(wù)分析內(nèi)容圖2-1所示為用一臺(tái)電熱鍋爐供暖系統(tǒng)，其工作過(guò)程為：電熱鍋爐（具有超溫保護(hù)裝置BT、超壓保護(hù)裝置BP1）根據(jù)設(shè)定出水溫度BTO或回水溫度BTB（也可以根據(jù)室外氣溫的變化自動(dòng)確定BT0或BTB）確定電加熱管投入的組數(shù)；鍋爐提供的熱量通過(guò)循環(huán)泵直接向供暖系統(tǒng)供熱；供暖系統(tǒng)的定壓由補(bǔ)水泵及落地膨脹水箱完成，通過(guò)壓力控制器BP2控制。圖2-1電熱鍋爐供暖系統(tǒng)工作原理圖 2.2任務(wù)分析要求 2.2.1對(duì)鍋爐控制的基本要求1 點(diǎn)加熱管“梯式”加（減）載，循環(huán)投切；2 保護(hù)供暖齊全；3 具有出

4、水定時(shí)（回水）控制或顯示功能；4 具有定時(shí)控制功能；5 具有手動(dòng)/自動(dòng)控制選擇功能；6 可根據(jù)室外氣溫的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)出（回）水溫度；7 缺相報(bào)警，電加熱管停止加熱；8 故障停機(jī)后，手動(dòng)復(fù)位； 2.2.2對(duì)系統(tǒng)控制的要求1 循環(huán)泵主/備用泵可選擇，具有定時(shí)控制、手/自動(dòng)控制功能；2 補(bǔ)水泵交替運(yùn)行，互為備用；3 所有水泵均具有過(guò)載、短路、缺相保護(hù)功能；4 缺相報(bào)警，水泵停止運(yùn)行；5 故障機(jī)停機(jī)后，手動(dòng)復(fù)位；三、技術(shù)方案初選 3.1使用設(shè)備及器件初選1 CPU224XP型PLC一個(gè)，根據(jù)需要可增加相應(yīng)的擴(kuò)展模塊；2 TP177B觸摸屏一個(gè)；3 用來(lái)模擬各種I/O信號(hào)動(dòng)作的傳感器、精密電位器、按鈕、

5、指示燈等器件若干；4 標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)源或低壓信號(hào)源若干5 編程軟件和WinCC Flexible組態(tài)軟件 3.2控制系統(tǒng)方案的初選對(duì)于電加熱管的控制采用模糊控制。根據(jù)鍋爐的出水溫度，與設(shè)定的鍋爐下限溫度和上限溫度進(jìn)行比較，按照一定的時(shí)間投入或切除加熱組。當(dāng)溫度達(dá)到上限與下限溫度中間值時(shí)，每加、減一組加熱組后，將采集回來(lái)的溫度與設(shè)定值進(jìn)行比較，來(lái)決定是否繼續(xù)加、減加熱組。正常啟動(dòng)，加熱管每10秒鐘加一組，當(dāng)達(dá)到下限與上限中間值是每30秒加一組；正常停止時(shí)每3秒鐘減一組。當(dāng)有故障時(shí)每1秒鐘減一組。在人機(jī)界面上做到了整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)流程顯示，控制操作，每臺(tái)鍋爐的動(dòng)態(tài)流程顯示和控制操作。每臺(tái)鍋爐的定時(shí)啟動(dòng)、

6、停止時(shí)間，每臺(tái)鍋爐有四段定時(shí)。每臺(tái)鍋爐的出水溫度實(shí)時(shí)曲線。當(dāng)有故障報(bào)警是，彈出當(dāng)前報(bào)警畫(huà)面，提示報(bào)警內(nèi)容，并且快速停爐。有歷史報(bào)警記錄功能，能夠查詢(xún)報(bào)警發(fā)生的日期和時(shí)間。四、技術(shù)方案的詳細(xì)設(shè)計(jì) 4.1 PLC選型系統(tǒng)共有開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)5個(gè)、開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)9個(gè)；模擬量輸入點(diǎn)3個(gè)。參照西門(mén)子S7-200產(chǎn)品目錄及市場(chǎng)實(shí)際價(jià)格，選用主機(jī)CPU224（14人/10繼電器輸出），擴(kuò)展一個(gè)模擬量模塊EM（4AI/1AO),再配以一個(gè)觸摸屏，這樣最為經(jīng)濟(jì)。4.2控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配系統(tǒng)I/O點(diǎn)分配如表4-2所示表4-2 輸入/輸出點(diǎn)代號(hào)及地址編號(hào) 4.3電氣控制系統(tǒng)原理圖 4.3.1主電路圖如圖4-3所

7、示為主電路圖。四組電加熱管分別由接觸器QA1、QA2、QA3、QA4控制，QA11、QA12、QA13、QA14為其短路、過(guò)載保護(hù)空氣開(kāi)關(guān)；循環(huán)泵分別由接觸器QA5、QA6控制，QA15、QA16為其短路保護(hù)空氣開(kāi)關(guān)，BB1、BB2為其電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)用熱繼電器；補(bǔ)水泵分別由接觸器QA7、QA8控制，QA17、QA18為其短路保護(hù)空氣開(kāi)關(guān)，BB3、BB4為其電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)用熱繼電器； 圖4-3電熱鍋爐供熱系統(tǒng)主電路圖 4.3.2控制電路圖圖4所示為控制電路圖。圖中：SF為急停開(kāi)關(guān)，KF為缺相保護(hù)繼電器，TA為隔離變壓器，專(zhuān)為PLC提供電源，抗干擾，另配置DC24V電源為觸摸屏供電，各接觸器及電鈴

8、PB的控制均由PLC的繼電器控制，圖中Q0.0Q1.0為PLC的繼電器觸電。圖4電熱鍋爐供熱系統(tǒng)控制電路圖 4.3.3PLC的外接線圖圖5所示為PLC及擴(kuò)展模塊的外接線圖。工作時(shí)通過(guò)觸摸屏的設(shè)定及操作，即可按規(guī)定的程序運(yùn)行圖5電熱鍋爐供熱系統(tǒng)PLC及擴(kuò)展模塊接線圖五、總結(jié)評(píng)價(jià)通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅鞏固了所學(xué)的知識(shí)并把知識(shí)充分使用到了實(shí)習(xí)工作中，而且豐富了自己的知識(shí)面，在查找資料的過(guò)程中了解了許許多多的課外知識(shí)，開(kāi)拓了自己的視野，豐富了自己的知識(shí)并且認(rèn)識(shí)了將來(lái)電子的發(fā)展方向，通過(guò)實(shí)習(xí)使自己的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力得到了很大的提高。畢業(yè)設(shè)計(jì)大概是我作為一名學(xué)生在離開(kāi)學(xué)校之前完成的最后一次作業(yè)，畢

9、業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我在學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)做了一個(gè)一個(gè)良好開(kāi)端，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的檢查和考察；是我在校期間向?qū)W校所交的最后一份綜和性作業(yè)必須努力認(rèn)真的完成他。通過(guò)歷時(shí)幾個(gè)月的實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)我學(xué)到很多很多的的東西，不但鞏固理解了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)點(diǎn)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，而且朋友和老師的幫助也很重要，團(tuán)隊(duì)合作才能更好的完成任務(wù)。理論固然重要，但是只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，才能更好的完成一系列的任務(wù)。致謝幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)過(guò)程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我得到了許多老師和同學(xué)的指導(dǎo)和幫助。此畢業(yè)設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師楊俐老師的細(xì)心的指導(dǎo)和熱切的關(guān)懷下完成的從論文的選題到資料的收集和最后的完成離不開(kāi)老師的指導(dǎo)和幫助。老師待人誠(chéng)懇，做事一絲不茍，經(jīng)常會(huì)詢(xún)問(wèn)我們論文的完成情況還在群里發(fā)一些資料的網(wǎng)站對(duì)我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成起到了很多的幫助在這里謝謝指導(dǎo)老師。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我體會(huì)到了完成一個(gè)設(shè)計(jì)要付出多大的努力，也讓我懂得別人的指導(dǎo)和幫助是多么的重要。最后，我在此感謝所有指導(dǎo)和幫助過(guò)我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、師傅、朋友和同學(xué)表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn) 1 章青, 周延興.