变频调速在供暖锅炉控制(plc控制)

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1、目录第一章变频调速在供暖锅炉控制中的应用1.1变频调速基本原理1.2变频调速节能分析第二章锅炉控制系统原理2.1偏差控制方式2.2PID控制方式2.3循环流量控制2.4燃烧过程控制第三章锅炉控制系统总体设计3.1系统功能分析3.2系统方案设计3.2.1总体设计思路3.2.2系统结构3.3系统硬件配置第四章锅炉控制系统的硬件设计4.1系统主电路的设计4.2系统控制电路的设计4.3系统主要元器件的选择4.3.1PLC的选型4.3.2通信网络配置4.3.3变频器的选型4.3.4传感器的选型4.3.5其他主要元器件的选择第五章系统软件的设计5.1S7-300系列PLC简介5.1.1

2、S7-300编程方式简介5.1.2S7-300PLC的存储区5.2PLC控制程序设计5.2.1PLC控制流程图5.2.2PLC控制程序参考文献第一章变频调速在供暖锅炉控制中的应用1.1变频调速基本原理目前，随着大规模集成电路和微电子技术的发展，变频调速技术己经发展为一项成熟的交流调速技术。变频调速器作为该技术的主要应用产品经过几代技术更新，己日趋完善，能够适应较为恶劣的工业生产环境，且能提供较为完善的控制功能，能满足各种生产设备异步电动机调速的要求。变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：其中表示电机转速;为电动机工作电源频率;为电机转差率;为电

3、机磁极对数。通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交一直一交电源变换技术，集电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。1.2变频调速节能分析变频调速应用于锅炉系统的风机和水泵等电机的自动控制中，其节能效果明显。本节将以风机节能为例，详细分析其节能效果。水泵的节能分析类似。由流体力学的基本定律可知:风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速与流量，压力以及轴功率具有如下关系:即流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。图2-1给出了风机中风门调节和变频调速二种控制方式下风路的压力-风量关系及功率-风量关系。其

4、中，曲线1是风机在额定转速下的曲线，曲线2是风机在某一较低速度下的曲线，曲线3是风门开度最大时的曲线，曲线4是风机在某一较小开度下的曲线可以看出当实阮工况风量由下降到时，如果在风机以额定转速运转的条件调节风门开度，则工况点沿曲线1由点移到点;如果在风门开度最大的条件下用变频器调节风机的转速，则工况点沿曲线3由点移到点。显然，点与点的风量相同，但点的压力要比点压力小得多。因此，风机在变频调速运行方式下，风机转速可大大降低，节能效果明显。图2-1变频调速在风机中的节能分析曲线5为变频控制方式下的曲线，曲线6为风门调节方式下的曲线。可以看出，在相同的风量下，变频控制方式比风门调节

5、方式能耗更小，二者之差可由下述经验公式表示:其中为风机运行时实际风量；为风门开度为最大，且电机运行在额定转速时的风量；为风门开度为最大，且电机运行在额定转速时的功率。假设有一台lO的热水锅炉:引风机:55，鼓风机:22，共7则由变频调节与风门调节相比较可知:80%风量时每小时节能=28.36660%风量时每小时节能=41.888如果按全年运行7000小时计算，其中80%风量运行5000小时:60%风量运行2000小时，则全年节能由此可见，其节能效果非常显著。目前，变频调速技术己逐渐为许多企业所认识和接受，随着这项技术的不断发展和完善，它必将得到更加广泛的应用，也必将为认识和

6、接受它的企业带来可观的经济效益。第二章锅炉控制系统原理2.1偏差控制方式偏差控制是指当热工参数实际采集值与用户设定值之间存在偏差时，系统通过调节某些量来减小偏差，直至实际采集值等于用户设定值为止。但这只是一种理想设计，在实际应用中，由于系统误差的存在，实际采集值不可能等于用户设定值。因此，引入“回差”的概念，即给用户设定值一个可以接受的范围，在此范围内都可认为达到系统设定值。例如锅炉的出水温度设定值为，温控回差为，则当出水温度满足式(3-1)时即可。(3-1)2.2PID控制方式偏差控制只能输出开关量信号，对于连续调节的设备，则需要过程控制系统中最常用的控制规律-PID控制

7、方式。PID控制，即按偏差的比例(P)、积分(1)、微分(D)控制，是控制系统中应用最为广泛的一种控制规律。实际运行的经验和理论的分析都表明，运用这种控制规律对许多工业过程进行控制时，都能得到满意的结果。PID调节器既能消除静差，改善系统的静态特性，又能加快过渡过程，提高系统的稳定性，改善系统的动态特性，是一种比较完善的调节规律，主要应用于温度控制和压力控制等过程控制系统中，以克服时间响应滞后，得到较好的控制指标。PID被控对象+-图3-1PID控制系统1、PID控制器的基本形式PID控制分两种基本形式，即模拟PI