機(jī)電一體化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-4噸鍋爐自動(dòng)控制

1、西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）論文題目： 4噸鍋爐自動(dòng)控制 所屬系部： 航空工程及自動(dòng)化指導(dǎo)老師： 職 稱： 講師 學(xué)生姓名： 班級(jí)、學(xué)號(hào): 041027-19專 業(yè)： 機(jī)電一體化西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制2007年5 月8日西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目： 4噸鍋爐自動(dòng)控制任務(wù)與要求： 根據(jù)給出的6臺(tái)電機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)鍋爐的溫度、水位自動(dòng)控制過(guò)程，繪制電氣控制圖和PLC梯形圖，并按規(guī)格編寫說(shuō)明書。時(shí)間： 2007 年 3 月 1日 至 2007 年 5 月 8 日 共 8 周所屬系部： 航空工程及自動(dòng)化學(xué)生姓名： 郭生輝 學(xué) 號(hào)：041027-19專業(yè)： 機(jī)電一體化指導(dǎo)

2、單位或教研室： 機(jī)電一體化調(diào)研室指導(dǎo)教師： 梁洪潔 職 稱： 講師西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制2007年 5 月 8 日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃表日 期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導(dǎo)教師簽 字教師對(duì)進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施情況總評(píng) 簽名 年 月 日 本表作評(píng)定學(xué)生平時(shí)成績(jī)的依據(jù)之一。前 言在生產(chǎn)過(guò)程中，科學(xué)研究和其它領(lǐng)域中，電氣控制技術(shù)的應(yīng)用都是十分廣泛的。在機(jī)械設(shè)備的控制中，電氣控制亦比其它的控制方法使用的更為普遍。隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，特別是大規(guī)模的集成電路的問(wèn)世和微處理機(jī)的應(yīng)用，出現(xiàn)了可編程控制器（PLC），使電氣控制技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。本論文的總目標(biāo)是讓讀者了解、掌握電氣控制和在鍋爐自動(dòng)控

3、制中的原理和應(yīng)用，改變?nèi)藗儩撘庾R(shí)里鍋爐就是又黑又臟的印象，全新的認(rèn)識(shí)自動(dòng)化鍋爐。讓人們對(duì)自動(dòng)控制有更多的了解，的在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，不會(huì)被社會(huì)淘汰，始終做在社會(huì)的最前端。本論文在編寫上力求突出針對(duì)性，使用性和先進(jìn)性，敘述方法簡(jiǎn)單明了、主次分明、詳略得當(dāng)，盡可能體現(xiàn)出說(shuō)明書的特點(diǎn)，讓讀者輕松理解。本書在編寫過(guò)程中的到了學(xué)校老師的指導(dǎo)并提供大量的資料，在此表示衷心的感謝。由于編者的水平有限，加之時(shí)間倉(cāng)促，書中疏漏或不妥支出，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。摘 要本論文主要闡述了4噸鍋爐的工作原理和自動(dòng)控制，分別設(shè)計(jì)出電氣控制原理圖及PLC控制梯形圖。詳細(xì)講述了整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，在講述中穿插了一些圖表幫助理解

4、讓讀者了解鍋爐的電氣控制和可編程控制原理,有本論文先介紹鍋爐設(shè)計(jì)的構(gòu)思，接著根據(jù)已知參數(shù)選取元器件繪制電氣控制原理圖并對(duì)有詳細(xì)的講解，再把電氣原理圖轉(zhuǎn)化為PLC的梯形圖，包括對(duì)可編程控制器的選取。盡量使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單能節(jié)省材料，節(jié)約能源，還考慮環(huán)保等因素。關(guān)鍵詞 工作原理 電氣控制 PLC控制AbstractThe present paper mainly elaborated 4 tons boilers principles of work and the automatic control, separately design the electricity control scheme an

5、d PLC controls the trapezoidal chart. Indetail narrated entire design process, alternated some graph help under standing in the narration to let the reader understand the boiler the electrical control and the programmable control principle, had the present paper first to introduce the boiler designe

6、d the idea, was meeting the basis known parameter selection primary device plane lectri city control scheme and to has the detailed explanation, then the electric appliance schematic diagram transformation was the PLC trapezoidal chart, including to programmable controller selection. Causes to desig

7、n Jan as far as possible to save the material, saves the energy, but also considers factor and so on environment alprotection.Keywords: principle , electrical control , PLC control 目 錄前言 摘要 1 鍋爐的電氣控制原理11.1 技術(shù)要求11.2 鍋爐工作原理1 元件選取2 電動(dòng)機(jī).2 電路元件.2 傳感器.31.4 電氣原理圖3 主電路3 控制電路62 鍋爐PLC控制.82.1 PLC簡(jiǎn)介8 2.2 鍋爐PLC控

8、制的特點(diǎn)92.3 PLC選擇與梯形圖 10結(jié)束語(yǔ).12謝辭.13參考文獻(xiàn).141 電氣控制原理本設(shè)備共六臺(tái)電動(dòng)機(jī)，各電動(dòng)機(jī)均有指示燈（6.3 V）除上煤機(jī)正反轉(zhuǎn)外，其他電機(jī)均為單向運(yùn)行，爐排電機(jī)為三角/星形雙速電機(jī)。鍋爐水位可自動(dòng)控制（手動(dòng)、自動(dòng)）水位自動(dòng)控制，正常水位指示高低水位要顯示，并有報(bào)警、消音裝置鍋爐中的水能自動(dòng)保溫用PLC實(shí)現(xiàn)電機(jī)容量：鼓風(fēng)機(jī) 3KW，4極。 出渣機(jī)，4極。爐排電機(jī) 三角/星形，4/2極。上煤機(jī)，4極；，4極。 水泵電機(jī)，4極 。1上煤機(jī) 上煤機(jī)用到兩臺(tái)電機(jī)，分別為水平和豎直方向上的送煤，水平送煤電機(jī)把煤從煤堆運(yùn)到鍋爐下，把煤倒入豎直送煤的煤斗中，再由豎直方向的煤斗

9、把煤運(yùn)到鍋爐的煤斗里，完成上煤過(guò)程。兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)完成上煤的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使其自動(dòng)運(yùn)行用形成開關(guān)控制，由于水平運(yùn)煤耗時(shí)長(zhǎng)，所以用水平運(yùn)行的作為上煤的總控制。卸煤過(guò)程可用延時(shí)繼電器控制時(shí)間，給一定的時(shí)間完成卸煤。2. 爐排電機(jī) 爐排電機(jī)為為三角/星形雙速電機(jī)，可通過(guò)高低速調(diào)整爐膛中的火位，節(jié)約燃料。爐排是由很多緊密連接的鐵鏈條構(gòu)成的類似傳送帶，電機(jī)控制傳送的速度。3. 鼓風(fēng)機(jī)，出渣機(jī) 在爐排的鐵鏈條中有很多的小孔，鼓風(fēng)機(jī)吹出風(fēng)由小孔進(jìn)入爐膛。爐膛出來(lái)的爐渣先會(huì)落入水槽中侵濕，避免灰塵污染。出渣機(jī)類似爐排，通過(guò)鏈?zhǔn)絺魉蛶О褷t渣排出。4水位控制 水的補(bǔ)給由水泵上水，水位到達(dá)上水位的顯示和水泵的控制是

10、由電極原理控制的。在水箱底部裝有一個(gè)負(fù)電極0，在水箱的上極限、上限、下限、下極限分別裝有4個(gè)正電極5、4、3、2，在下極限下方裝有一個(gè)正電極1，鍋爐中的水作為連通正負(fù)電極的導(dǎo)體。隨著水位的上升，高位的接通使低位斷開。當(dāng)水位低于下限時(shí)電機(jī)工作，當(dāng)水位過(guò)限時(shí)電機(jī)停止工作。當(dāng)水位低于下極限或高于上極限都會(huì)出現(xiàn)報(bào)警。報(bào)警的發(fā)生是電極控制的自動(dòng)部分出現(xiàn)了故障，所以為避免自動(dòng)環(huán)節(jié)發(fā)生故障導(dǎo)致事故，同時(shí)還要安裝手動(dòng)裝置。每個(gè)正電極和負(fù)極接通都有對(duì)應(yīng)的一盞燈來(lái)顯示水位。5. 自動(dòng)保溫鍋爐中的水溫不能沒有限制，溫度過(guò)高可能會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)事故，溫度也不能太低，溫度低水不開。風(fēng)決定著煤燃燒的快慢，所以對(duì)溫度進(jìn)行控制，可

11、以通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)的來(lái)實(shí)現(xiàn)。一百度做為上限，當(dāng)溫度到達(dá)一百度鼓風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，當(dāng)溫度低于一百度一定時(shí)鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)。用溫度傳感器來(lái)控制鼓風(fēng)機(jī)。 元件選取1. 電動(dòng)機(jī)根據(jù)要求中各電機(jī)的功率和極數(shù)，可查Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)規(guī)格表，得到電機(jī)型號(hào)和參數(shù)如表1-1所示。表1-1Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)規(guī)格名稱型號(hào)額定功率轉(zhuǎn)速電流效率功率因數(shù)鼓風(fēng)機(jī)Y100L2-33KW1430r/min82.5%出渣機(jī)Y100L1-41430 r/min81%上煤機(jī)Y90S-41400 r/min78%上煤機(jī)Y802-41430 r/min74.5%爐排電機(jī)Y90L-41400 r/min79%0.79水泵電機(jī)Y132M-414

12、40 r/min87%. 電路元件1、熔斷器選用根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電流通過(guò)公式：I=I0（1.5）計(jì)算熔斷器的電流。(1) 鼓風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)熔體額定電流：Ifu=（1.52.5）Ie6.82=17.05(A) .(1.1)(2) 上煤機(jī)2的電動(dòng)機(jī)熔體額定電流：Ifu=（1.52.5）Ie2.75 =6.855(A) .(1.2)(3) 上煤機(jī)1的電動(dòng)機(jī)熔體額定電流：Ifu=（1.52.5）Ie2.01 =5.025(A) .(1.3)(4) 出渣機(jī)的電動(dòng)機(jī)熔體額定電流：Ifu=（1.52.5）Ie5.03 =12.575(A) (1.4)(5) 爐排電機(jī)的電動(dòng)機(jī)熔體額定電流：Ifu=（1.52.5）I

13、e3.65 =5.475(A) .(1.5)(6) 水泵電機(jī)的電動(dòng)機(jī)熔體額定電流：Ifu=（1.52.5）Ie15.4 =38.5(A) (1.6)通過(guò)查常用熔斷器技術(shù)數(shù)據(jù)表，選用熔斷器。鼓風(fēng)機(jī)電路的熔斷器為RT14-32/16；、出渣機(jī)、爐排電機(jī)、兩個(gè)上煤電機(jī)電路的熔斷器為RT14-20/6；水泵電機(jī)電路的熔斷器為RT14-63/32。2、接觸器查表1-3常用交流接觸器技術(shù)數(shù)據(jù)。查表得出渣機(jī)、爐排電機(jī)、兩個(gè)上煤電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)選用CJ20-10；水泵電機(jī)選用CJ20-16。表1-2常用熔斷器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定電壓額定電流分?jǐn)嗄芰θ蹟嗥魅蹟囿wRT14-20380202，4，6，10，16，20100

14、RT14-32322，4，6，10，16，20，25，32RT14-636310，16，20，25，32，40，50，63表1-3常用交流接觸器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)頻率（HZ）輔助觸頭額定電流（A）吸引線圈電壓（V）主觸頭額定電流（A）額定電壓（V）可控制電動(dòng)機(jī)最大功率（KW）CJ20-1050536、127220、38010380/220CJ20-1616 傳感器由于測(cè)量溫度精度不高，可選用銅熱電阻,測(cè)溫范圍-50150。通過(guò)公式Rt=R(1+a1t)計(jì)算，銅電阻的R0分度號(hào)為100。t為100時(shí)計(jì)算得到Rt為143, t為95時(shí)計(jì)算得電阻Rt為141。定值電阻R1為143。1.4 電氣原理圖鍋爐控

15、制電路如圖1-1、2-2 所示。電路分為主電路、控制電路、信號(hào)燈電路和傳感器電路四部分，鍋爐控制電路所用的電器元件如表1-4所示。 主電路兩個(gè)上煤電機(jī)都有正反轉(zhuǎn)，接通KM1，KM3為正轉(zhuǎn)，接通KM2、KM4為反轉(zhuǎn)。正轉(zhuǎn)是送煤過(guò)程，反轉(zhuǎn)是返回行程。爐排電機(jī)是星三角雙速電機(jī)，接通KM5為低速，接通KM6、KM7為高速。鼓風(fēng)機(jī)主電路中接有K-1的常閉開關(guān)，它是溫度控制開關(guān)。表1-4電器元件說(shuō)明表符號(hào)名稱及用途符號(hào)名稱及用途M1上煤電動(dòng)機(jī)1KA14中間繼電器M2上煤電動(dòng)機(jī)2SA1水位控制手動(dòng)和自動(dòng)開關(guān)M3爐排電動(dòng)機(jī)SA水位顯示開關(guān)M4水泵電動(dòng)機(jī)QS電源隔離開關(guān)M5鼓風(fēng)機(jī)SB0總停開關(guān)M6出渣機(jī)SB11

16、上煤機(jī)1啟動(dòng)按鈕KM1上煤電動(dòng)機(jī)1正轉(zhuǎn)SB1上煤機(jī)1停止按鈕KM2上煤電動(dòng)機(jī)1反轉(zhuǎn)SB21上煤機(jī)2啟動(dòng)按鈕KM3上煤電動(dòng)機(jī)2正轉(zhuǎn)SB2上煤機(jī)2停止按鈕KM4上煤電動(dòng)機(jī)2反轉(zhuǎn)FU18熔斷器KM5爐排電機(jī)低速SB3爐排電機(jī)停止按鈕KM6、KM7爐排電機(jī)高速SB31爐排電機(jī)低速按鈕KM8水泵電機(jī)SB32爐排電機(jī)高速按鈕KM9出渣電動(dòng)機(jī)SB4水泵手動(dòng)上水KT13延時(shí)繼電器SB6，SB5鼓風(fēng)機(jī)的起、停按鈕SQ1，SQ2上煤機(jī)1的行程開關(guān)SB8，SB7出渣機(jī)起、停按鈕K-1溫度控制開關(guān)Rt銅熱電阻SQ3，SQ4上煤機(jī)2行程開關(guān) 控制電路1、上煤機(jī)控制整個(gè)運(yùn)行過(guò)程是通過(guò)行程開關(guān)控制的，延時(shí)繼電器控制的時(shí)間是

17、轉(zhuǎn)煤的過(guò)程?？刂扑椒较蜻\(yùn)行的電機(jī)M1由于路程長(zhǎng)，所以它控制運(yùn)煤時(shí)間。SB21是煤斗2的復(fù)位按鈕，每次啟動(dòng)前必須先讓煤斗2復(fù)位。上煤機(jī)的總啟動(dòng)為SB11，當(dāng)按下SB11，KM1線圈通電KM1輔助觸點(diǎn)閉合自鎖，主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，煤斗1沿軌道運(yùn)煤前移。到達(dá)鍋爐下，壓合行程開關(guān)SQ2，KM1線圈失電，電動(dòng)機(jī)M1停下；同時(shí)KT1線圈得電，延時(shí)后KT1觸點(diǎn)閉合，KM2線圈得電，KM2主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)M1反轉(zhuǎn)，煤斗1返回。當(dāng)煤斗1碰到SQ1時(shí)線圈KM2失電，電機(jī)M1停止，同時(shí)線圈KT2接通延時(shí)，延時(shí)后KT2觸點(diǎn)閉和，線圈KM1再次得電，循環(huán)運(yùn)行。當(dāng)KT1觸點(diǎn)閉合，KM3線圈得電，KM3輔助觸

18、點(diǎn)閉合自鎖，KM3主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)M2正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，煤斗2運(yùn)煤上移。當(dāng)煤斗壓合SQ3，線圈KM3斷電，電機(jī)M2停止，KT3線圈得電延時(shí)，隨后KT3觸點(diǎn)閉合，KM4線圈得電，KM4輔助觸點(diǎn)閉合自鎖，電機(jī)M2反轉(zhuǎn)運(yùn)行，煤斗2返回，當(dāng)壓合SQ4時(shí)，線圈KM4失電電機(jī)M2停止。2、爐排電機(jī)控制 爐排電機(jī)控制簡(jiǎn)單，電路近似電機(jī)的正反轉(zhuǎn)電路。SB3為總停按鈕，SB31和SB32分別為低、高速的啟動(dòng)按鈕，KM5輔助常開和KM6輔助常開分別為各自的自鎖環(huán)節(jié)，KM5常閉和KM6常閉是互鎖開關(guān)。3、鼓風(fēng)機(jī)和出渣機(jī)控制鼓風(fēng)機(jī)和出渣機(jī)都是電機(jī)的常動(dòng)控制電路，SB5和SB7分別是它們的停止按鈕，SB6和SB8分別是它們的啟

19、動(dòng)按鈕。KM9和KM10兩輔助觸點(diǎn)分別是它們的自鎖環(huán)節(jié)。4、水泵電機(jī)和水位控制水泵電機(jī)的控制分為手動(dòng)和自動(dòng)，自動(dòng)是由電極控制的。水位由低到高，依次接通電極，高一處電極的接通都會(huì)有比它低的電極斷開，比如，當(dāng)水位到達(dá)上限時(shí)0，5接通，線圈KA3得電，KA3常閉觸點(diǎn)斷開，KA2線圈就失電。當(dāng)水位低于下限時(shí)0，2接通，KA1線圈得電，KA1常開觸點(diǎn)閉合，KM8線圈得電，KM8輔助觸點(diǎn)閉合自鎖，水泵電機(jī)M4運(yùn)行。當(dāng)水位到達(dá)上限時(shí)，0、3接通，線圈KA3得電，KA3常閉觸點(diǎn)斷開，線圈KM8失電，水泵電機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)故障，水位到達(dá)上限水泵電機(jī)未停止繼續(xù)上水，水位到達(dá)上極限時(shí)KA4線圈得電，KA4常開觸點(diǎn)

20、閉合，電鈴接通，出現(xiàn)報(bào)警。按下SA3報(bào)警解除，SA1扳到手動(dòng)可停止上水。當(dāng)水位低于下限水泵未啟動(dòng)，隨著用水，水位降過(guò)下極限，KA5線圈得電，KA5常開觸點(diǎn)閉合，電鈴接通，出現(xiàn)報(bào)警。立即把SA1扳到手動(dòng)，按下SB4，線圈KM8得電，水泵電機(jī)工作。5、信號(hào)燈控制信號(hào)燈部分的控制很簡(jiǎn)單，電動(dòng)機(jī)都有指示燈，KM1KM10控制各自的電動(dòng)機(jī)和燈。水位顯示燈由高水位接通斷開低水位。水位高過(guò)上極限或低于下極限都會(huì)接通電鈴，出現(xiàn)報(bào)警。6、傳感器溫控如圖2-2 b)所示，剛加熱RT小于R1和R2并聯(lián)電阻之合，分得電壓小于2.5V有輸出信號(hào)，線圈K得電，K-1常開的閉合，常閉的斷開。隨著鍋爐的溫度的升高，熱電阻的阻

21、值增大，分得電壓增大，當(dāng)溫度到達(dá)100，熱電阻RT分得電壓為2.5V，電路沒有信號(hào)，K-1常開斷開，鼓風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行；K-1常閉的閉合R1和R2并聯(lián)的電阻和為141，當(dāng)鍋爐的溫度將到低于95，RT電阻為141，分的電壓小于2.5V，有輸出，K-1的常開閉合，鼓風(fēng)機(jī)開始工作。溫度控制在95到100。2 PLC控制2.1 PLC簡(jiǎn)介可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller-簡(jiǎn)稱PLC）是從80年代發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)用控制裝置?？删幊炭刂破魇窃诶^電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸的發(fā)展成以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)融為一體的新

22、型工業(yè)自動(dòng)化控制裝置。它可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等各種功能。大型高檔的PLC還能像微型計(jì)算機(jī)那樣進(jìn)行數(shù)字計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)、以及聯(lián)網(wǎng)通訊等等。它具有通用性強(qiáng)、可靠性高、指令系統(tǒng)簡(jiǎn)單、編程簡(jiǎn)便易學(xué)、易于掌握、體積小、維修工作少、現(xiàn)場(chǎng)連接方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于冶金、建材、化工、機(jī)械制造等行業(yè)的控制場(chǎng)所和傳統(tǒng)繼電器控制線路的改造。在自動(dòng)化領(lǐng)域，可編程序控制器與數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人并稱為加工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱?，F(xiàn)在在我國(guó)的供暖系統(tǒng)中廣泛的應(yīng)用，但在控制部分已經(jīng)由過(guò)去的人工控制發(fā)展到今天的自動(dòng)控制。當(dāng)然現(xiàn)在大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，仍然是手動(dòng)與自動(dòng)并存。

23、隨著計(jì)算機(jī)、變頻器、可編程控制器（PLC）、智能控制技術(shù)及總線技術(shù)的發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制成為了可能。在目前應(yīng)用的鍋爐供暖循環(huán)和補(bǔ)水系統(tǒng)中,大都存在著能耗大、穩(wěn)定性不高、操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的問(wèn)題,造成了極大的資源浪費(fèi). 針對(duì)這一系列問(wèn)題,采用PLC 控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行改造,對(duì)循環(huán)泵、補(bǔ)水泵進(jìn)行自動(dòng)控制,穩(wěn)定性得到很大提高,節(jié)能效果顯著;并且循環(huán)泵電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),補(bǔ)水泵電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟、軟停,減少了對(duì)電器和機(jī)械的沖擊,延長(zhǎng)了其使用壽命,有效地減少了維護(hù)量?？删幊炭刂破鞯奶攸c(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高；模塊化組合結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分靈活；編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué)，便于掌握。可進(jìn)行在線修改，柔性好；體積小，維

24、護(hù)方便。PLC在機(jī)械行業(yè)十分重要，可以說(shuō)PLC是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的重要工具。 目前比較著名的生產(chǎn)PLC廠家有AB公司、GE公司、GM公司TI儀器公司西門子等。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)可編程序控制器(PLC)的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 2.2 鍋爐PLC控制的特點(diǎn)鍋爐PLC控制，是近年來(lái)開發(fā)的一

25、項(xiàng)新技術(shù)，它是微型 HYPERLINK :/ 計(jì)算機(jī)軟件、硬件、自動(dòng)控制、鍋爐節(jié)能等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，我國(guó)現(xiàn)有中、小型鍋爐30多萬(wàn)臺(tái)，每年耗煤量占我國(guó)原煤產(chǎn)量的1/3， HYPERLINK :/mind.studa / 目前大多數(shù)工業(yè)鍋爐仍處于能耗高、浪費(fèi)大、環(huán)境污染嚴(yán)重的生產(chǎn)狀態(tài)。提高熱效率，降低耗煤量，降低耗電量，用微機(jī)進(jìn)行控制是一件具有深遠(yuǎn)意義的工作。 工業(yè)鍋爐采用PLC控制和原有的儀表控制方式相比具有以下明顯優(yōu)勢(shì)： 1. 直觀而集中的顯示鍋爐各運(yùn)行參數(shù)。能快速計(jì)算出機(jī)組在正常運(yùn)行和啟停過(guò)程中的有用數(shù)據(jù)，能在顯示器上同時(shí)顯示鍋爐運(yùn)行的水位、壓力、爐膛負(fù)壓、煙氣含量、測(cè)點(diǎn)溫度、燃煤量

26、等數(shù)十個(gè)運(yùn)行參量的瞬時(shí)值、累計(jì)值及給定值，并能按需要在鍋爐的結(jié)構(gòu)示意畫面的相應(yīng)位置上顯示出參數(shù)值。給人直觀形象，減少觀察的疲勞和失誤； 2. 能對(duì)運(yùn)行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確地記錄，便于事故追查和 HYPERLINK :/ 分析，防止事故的瞞報(bào)漏報(bào)現(xiàn)象； 3在運(yùn)行中可以隨時(shí)方便的修改各種運(yùn)行參數(shù)的控制值，并修改系統(tǒng)的控制參數(shù)； 4減少了顯示儀表，還可利用軟件來(lái)代替許多復(fù)雜的儀表單元，（例如加法器、微分器、濾波器、限幅報(bào)警器等），從而減少了投資也減少了故障率； 5提高鍋爐的熱效率。從已在運(yùn)行的鍋爐來(lái)看，采用計(jì)算機(jī)控制后熱效率可比以前提高5-10%，據(jù)用戶統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)20T的鍋爐，全年平均負(fù)荷70%，以平均熱效

27、率提高5%計(jì)，全年節(jié)煤800噸，按每噸煤380元計(jì)算每年節(jié)約304000元； 6鍋爐系統(tǒng)中包含鼓風(fēng)機(jī)，給水泵，等大功率電動(dòng)機(jī)，由于鍋爐本身特性和選型的因素，這些風(fēng)機(jī)大部分時(shí)間里是不會(huì)滿負(fù)荷輸出的，原有方式采用閥門和擋板控制流量，浪費(fèi)非常嚴(yán)重。通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)水泵進(jìn)行變頻控制可以平均節(jié)電達(dá)到30%-40%； 7鍋爐是一個(gè)多輸入多數(shù)出、非線性動(dòng)態(tài)對(duì)象，諸多調(diào)解量和被調(diào)量間存在著耦合通道。例如當(dāng)鍋爐的負(fù)荷變化時(shí)，所有的被調(diào)量都會(huì)發(fā)生變化。故而理想控制應(yīng)該采用多變量解偶控制方案。而建立解偶模型和算法通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)比較方便； 8鍋爐微機(jī)控制系統(tǒng)經(jīng)擴(kuò)展后可構(gòu)成分級(jí)控制系統(tǒng)，可與工廠內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)構(gòu)成工業(yè)以太網(wǎng)。這是

28、 HYPERLINK :/ 企業(yè) HYPERLINK :/ 現(xiàn)代化管理不可缺少的； 9作為鍋爐控制裝置，其主要任務(wù)是保證鍋爐的安全、穩(wěn)定、 HYPERLINK :/ 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。在采用計(jì)算機(jī)控制的鍋爐控制系統(tǒng)中，有十分周到的安全機(jī)制，可以設(shè)置多點(diǎn)聲光報(bào)警，和自動(dòng)連鎖停爐。杜絕由于人為疏忽造成的重大事故。2.3 PLC選擇與梯形圖1、PLC的機(jī)型選擇PLC是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，依控制對(duì)象的特點(diǎn)來(lái)選擇合適的PLC的型號(hào)就顯得尤為重。燃煤鍋爐系統(tǒng)的特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜；（2）控制系統(tǒng)既有開關(guān)量又有模擬量（諸如溫度，水位等物理信號(hào)）。這就要求所選的PLC要有足夠量的I/O點(diǎn)數(shù)，以滿足控制開關(guān)量的要求，此設(shè)計(jì)有22個(gè)輸入、10個(gè)輸出，因此考慮選擇西門子：6ES7216-2BD22-0XB0 CPU 226系列（24I/16O）。 2、梯形圖鍋爐PLC梯形圖入圖2-1所示，可參照表2-2。表2-2 PLC與電氣對(duì)照表SB0SB 6水位開關(guān)0-4KM 9SB1SB7水位開關(guān)0-5KM10SB11SB8KM1KA1SB2SQ1KM2KA2SB21SQ2KM3KA3SB3SQ3KM4KA4SB31SQ 4KM5KA5SB32水位開關(guān)0-1KM6T37 KT1SA1水位開關(guān)0-2KM7T38 KT2SB5水位開關(guān)0-3KM8T39