供热锅炉PLC控制系统设计.doc

供热锅炉PLC控制系统设计
毕业设计(论文)

标题:供热锅炉PLC控制系统设计
学生姓名: 张超孟洋袁江雷
系部:电子信息系
专业:电气自动化
班级:高电气1101
指导教师:刘国华
湖南汽车工程技术学院教务处制
目录
摘要 I
第一章 绪论 1
1
PLC改造锅炉的原因 2
第二章 PLC基础 3
PLC的概念 3
PLC的特点 3
PLC控制系统设计的原则 5
PLC程序设计的一般步骤 6
第三章控制系统要求及设计 7
锅炉运行中的主要监控参数 7
锅炉运行状态参数的采集与传输 7
锅炉运行监控系统结构及监控界面 7
第四章 PLC 控制系统程序设计 9
4. 1 控制方式的选择 9
4. 2 I/O地址分配表与PLC控制系统程序 9
结论 14
系统的抗干扰性分析 14
控制系统主要抗干扰措施 14
参考文献 15
感言 16
摘要
传统燃煤锅炉控制系统存在控制功能相对简单,可靠性较低和优化控制性能不足等弊端。本次设计以某市热电厂3台75t/h燃煤锅炉为例,运用基于可编程控制器PLC?programmable logic controller?技术,升级改造某市热电厂的集中供热锅炉控制系统。改造预期表明,通过升级改造,实现集中供热锅炉系统的具体、实时、动态监控功能,系统具有全数字化、分散、开放、双向传输和多分支等特点,且安装、维护费用较低。
关键词:供热锅炉自动控制系统可编程控制器PLC 绪论

锅炉的应用领域相当广泛,锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。目前锅炉的控制系统大都采用以微处理器为核心的计算机控制技术,既提高设备的自动化程度又提高设备的控制精度。
PLC的快速发展发生在上世纪80年代至90年代中期。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到了很大的提高和发展。PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
锅炉是机电一体化的产品,具有效率高,体积小,无污染,运行安全可靠,供热稳定,自动化程度高的优点,是理想的节能环保的供暖设备。加上目前人们的环保意识的提高,锅炉越来越受人们的重视,在工业生产和民用生活用水中应用越来越普及。锅炉目前主要用于供暖和提供生活用水。主要是控制水的温度,保证恒温供水。
PID控制是迄今为止最通用的控制方法之一。因为其可靠性高、算法简单、鲁棒性好,所以被广泛应用于过程控制中,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性系统。PID控制的效果完全取决于其四个参数,即采样周期ts、比例系数 Kp、积分系数Ki、微分系数Kd。因而,PID参数的整定与优化一直是自动控制领域研究的重要课题。PID在工业过程控制中的应用已有近百年的历史,在此期间虽然有许多控制算法问世,但由于PID算法以它自身的特点,再加上人们在长期使用中积累了丰富经验,使之在工业控制中得到广泛应用。在PID算法中,针对P、I、D三个参数的整定和优化的问题成为关键问题。
PLC改造锅炉的原因
当前,大多数锅炉都是人工控制的,或简单的仪表单回路调节系统,燃料浪
费很大。锅炉作为一个设备总体,有许多被控制量与控制量,许多参数之间明显
地存在着复杂的关系。对于锅炉这个复杂的系统,由于其内部能量转换机理过于
复杂,采用常规的方式进行控制,难以达到理想的控制效果,因此,必须采用智能控制方式控制,才能获得最佳控制效果。?可编程逻辑控制器PLC既能代替传统的继电器接触器控制系统又具有扩展各种输入输出模如A/D模块、热电偶热电阻模块构成多功能控制系统。现代PLC集成度高、功能强、抗扰能力强、组态灵活、工作稳定。在传统工业的现代化改造中发挥着越来越重要的作用。
第二章 PLC基础
PLC的概念
PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller),是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International mittee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
可编程控制器作为一