基于PLC的锅炉实时监控控制设计(西门子S7-300)(含任务书,开题报告,外文翻译,毕业论文说明书15000字,进度检查表)
摘 要
在工业迅速发展的推动下，我国的经济水平得到了大幅的提升。锅炉作为最重要的动力机械设备起着不可替代的作用，因此锅炉有着巨大的发展前景，但是我国锅炉的燃烧效率较低，也就使得锅炉的供能不够高效。
本设计结合PLC控制技术对这一问题进行了重点的研究。采用现代计算机技术对锅炉进行优化控制，从而大大提高其燃烧效率，节约一次能源，减少所产生的环境污染，对社会经济和环境质量的提高有很大的意义。通过对锅炉各个部分控制要求的研究，结合参考文献和实际情况设计锅炉的自动控制系统。所研究设计的控制系统可以对锅炉进行集中监测、控制、管理。集中体现在对锅炉燃烧控制、水位汽包控制、过热蒸汽温度控制以及安全系统的控制设计。
本设计采用S7-300 PLC为核心控制器，同时结合变频器技术、传感器与检测技术以及以太网技术将所有设备构成一个整体，并与其他操作设备建立起良好的通信，对锅炉进行集散控制。通过STEP 7编程软件对PLC进行软件编程，构成对锅炉的实时监控系统。
关键词：锅炉；PLC；控制；STEP 7
Abstract
With the rapid development of industry, the level of economy has been greatly improved in China. Boilers as the most important power machinery equipment play an irreplaceable role. Therefore, boilers have great prospects. However, in China it is not enough to supply energy because of the low combustion efficiency of boilers.
This design focuses on the issue with the PLC control technology. To raise its combustion efficiency, save primary energy sources and reduce the environment pollution, this paper uses modern computer technology to optimize the control of boilers, which has great impact on the socio-economic and environment quality. Through the study on the each part of control requirements combined with the references and lots of documentation, it designs an automatic control system of boilers that can be implemented on boiler for centralized monitoring, control and management. It intensively reflects on the control of boiler burning, the control of water level and bubbles, the control of superheated steam temperature and the design of safety inspection system.
The design uses S7-300 PLC as the core controller. At the same time, it applies distributed control of boilers, combined with the inverter technology, sensors and measurement technique and Ethernet technique to all the devices as a whole. And set up a good communication with other operating equipment. Through STEP 7 programming software for upper computer software programming . It constitutes a true time monitoring and control system of boilers.
Key words: boilers; Programmable Logic Controller; control; STEP 7
本课题的目的及要求
PLC自动化控制系统有着很高的优越性，对于不同的生产环境只需改变内部的程序，控制系统就能做相应的调整，作出针对性改变，无需改变外部设备的选用和排布，体现出此类控制系统的良好适用性，有较强的经济和现实价值。
本设计综合运用串级控制、比值控制以及前馈控制等控制方式，实现了燃料量控制调节主蒸汽压力，送风量控制调节烟气含量以及引风量控制炉膛负压的要求，并有效克服了彼此间的干扰。并根据课题要求设计出相应的硬件控制系统,采用相应编程软件在PLC中编写出能实现控制系统的梯形图程序。
锅炉系统控制方案设计
燃煤蒸汽锅炉的工作原理为生产出符合压力和温度要求的水蒸汽，以满足负载设备的生产要求，同时还要保证整个生产的经济性和安全性。实现锅炉实时监控的重点在于保持汽包水位在设定范围、维持蒸汽压力处于规定范围、保证锅炉的燃烧效率及确保炉膛负压在给定范围。
锅炉运行过程简介
2.1.1 锅炉结构及其工艺介绍
锅炉是一种生产蒸汽或热水的换热设备。它由本体、附属设备及附件仪表组成。本体主要有“锅”和“炉”两部分组成。在常见的锅炉设备中，链条炉排锅炉的结构紧凑、系统成熟、性能稳定等特点，使得它被运用的尤为广泛。
“锅”和“炉”两部分组成了锅炉，锅为汽水系统，炉为燃烧系统。
汽水系统的作用是有效吸收燃料放出的热量，将水加热成为水蒸汽。液体被给水电机送到省煤器和汽包，接着进入下降管、水冷壁，水在水冷壁中加热后成为汽水混合物又回到汽包并经过汽、水分离，分离出的水继续进入下降管循环，饱和蒸汽则离开汽包进入过热器系统[2]。饱和蒸汽经过热器升温后，通过主蒸汽管道送入汽轮机进行最终的生产运作。
目 录
摘 要 III
Abstract IV
目 录 V
1 绪论 1
1.1 本课题的内容和意义 1
1.2 锅炉技术的现状及其未来的发展前景 1
1.2.1 锅炉技术的现状 1
1.2.2 锅炉的发展趋势 2
1.3 本课题的目的及要求 2
2 锅炉系统控制方案设计 3
2.1 锅炉运行过程简介 3
2.1.1 锅炉结构及其工艺介绍 3
2.1.2 锅炉的工作过程 4
2.2 锅炉水位控制方案设计 4
2.2.1 锅炉汽包水位控制要求 4
2.2.2 锅炉汽包水位控制方案设计 5
2.3 锅炉燃烧控制方案设计 5
2.3.1 锅炉燃烧控制要求 5
2.3.2 主蒸汽压力控制方案设计 6
2.3.3 送风控制方案设计 7
2.3.4 引风控制方案设计 8
2.4 锅炉过热蒸汽温度控制方案设计 8
2.4.1 过热蒸汽温度控制方案要求 8
2.4.2 过热蒸汽减温器的安装设计 8
2.5 小结 9
3 锅炉控制系统设计 10
3.1 锅炉控制系统硬件设计 10
3.1.1 硬件型号选定 10
3.1.2 锅炉控制系统硬件设计 12
3.2 锅炉系统软件设计 13
3.3 I/O地址分配表 16
3.4 软件编程 18
4 锅炉控制系统仿真 24
4.1 汽包水位控制系统整定与仿真 24
4.2 锅炉燃烧控制系统整定与仿真 25
4.2.1 主蒸汽压力控制回路整定与仿真 25
4.2.2 送风控制系统整定与仿真 27
4.2.3 引风控制系统整定与仿真 28
5 结论与展望 30
5.1 结论 30
5.2 不足之处及未来展望 30
致 谢 31
参考文献 32
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