电锅炉控制系统设计毕业论文(开题报告)--基于MCGS的供暖电锅炉控制系统设计

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1、基于MCGS的供暖电锅炉控制系统设计学生：丁文指导教师：张秀芝（三峡大学电气与新能源学院）1课题来源本课题为基于MCGS的供暖电锅炉控制系统设计，来源于生产实际。随着如今人们生活质量越来越高，暖气供暖是人们在冬季所必不可少的设施。伴随着城市化程度的不断发展、步伐的不断加快，集中供热成为其必然趋势，这样不仅能节省能源，而且方便管理。电热锅炉是机电一体化的产品，可将电能直接转化成热能，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，电热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

2、越普及。电热锅炉目前主要用于供暖和提供生活用水。2研究的目的和意义2.1电能是清洁能源，能够节能环保现在人们的环保意识不断的在提高，为了能节能使用电热锅炉供热的人越来越多了，它的经济性、安全性及较高的自动化程度也已被认同。电热锅炉已成为工业及民用供热、热水和洗浴等使用场所的首选设备，它具有无污染、热效率高、无燃料运输和储备烦琐等诸多优点。2.2实现控制系统的智能化现在使用的绝大多数电热锅炉控制系统的设计还不完善，所以需要一种新的、高性能的电热锅炉控制系统来取代原来的控制系统，帮助完善原有的控制系统。此控制系统能够满足现有控制系统的智能化要求，实现水位实时控制，锅炉工作运

3、行参数、开始时间和校准时间也无法进行灵活的设定和改正，能动态地反映锅炉当前的操作状态，对燃烧器运行时间进行准确地累积记录，统计锅炉风机运行时间、以前发生的故障，实现锅炉最终的管理和维护。2.3降低运行成本，提高安全性能合理使用低谷电能够有效的节约运行成本。随着网络地快速发展，PLC在网络连接和人机交互能力方面取得巨大的发展，较之之前的现状得到质的提高，如果想实现锅炉实时在线控制和多用户联网控制，则需建设更多的控制台，从而增加了成本投入，控制结构也就变得更加复杂，此系统维护变的容易起来，更重要的是其可靠性很高。3国内外的研究现状和发展趋势3.1研究现状现在生产线控制的大多

4、数是用继电器、接触器为主的控制装置。使用继电器电路构成的控制系统不断出现问题，其可靠性很差。对于主要利用按钮和继电器来控制的锅炉行业，包括用PLC来控制的，无法满足现有控制系统的智能化要求，无法实现水位实时控制，锅炉工作运行参数、开始时间和校准时间也无法进行灵活的设定和改正，更不能动态地反映锅炉当前的操作状态，无法对燃烧器运行时间进行准确地累积记录，也无法统计锅炉风机运行时间、以前发生的故障，影响锅炉最终的管理和维护。3.2发展趋势自从上世纪90年代起，锅炉的自动化控制研究越来越广泛，各种基于PLC开发的控制系统，向与新型锅炉控制的方向发展，同时逐渐用于对原有锅炉的技术

5、改造中，为之后锅炉控制系统发展起到重要作用。锅炉自动控制中也应用了一些新的控制方法。如模糊控制、最优控制、自适应控制等。这些自动控制的最新成果在系统的设计过程中得到了尝试。进入本世纪以来，为了进一步改善锅炉操作状况，降低能耗，确保安全运行，减少对大气的污染，同时随着人工智能理论的发展成熟，智能控制技术的大规模应用，为了进一步提高锅炉锅炉控制系统操作的准确性，减少能源消耗，保障安全运行，智能控制技术在现代锅炉控制技术上的广泛应用已势在必行，并且对现如今各种各样的新型锅炉采用计算机进行集中控制系统的条件已经成熟。4研究的主要内容及设计成果的应用价值4.1设计任务分析本设计的

6、控制系统的被控对象是电锅炉加热系统，主被控参数为锅炉水温。控制器拟选择西门子S7-200系列PLC，采用PID算法控制系统被控参数，编程语言选择采用PLC梯形图，进行锅炉温度的自动调节系统设计；通过PLC控制变频器调节循环泵、补水泵，以此来实现对供水压力的控制。最后，要能够通过MCGS组软件实现监控的作用。4.2电锅炉供暖系统的工作原理下图1所示为用一台电热锅炉供暖系统，其工作过程为：电热锅炉（具有超温保护装置、超压保护装置）根据设定出水温度或回水温度（也可以根据室外气温的变化自动确定）确定电加热管投入的组数；锅炉提供的热量通过循环泵直接向供暖系统供热；供暖系统的定压由

7、补水泵及落地膨胀水箱完成，通过压力控制器控制。图1电热锅炉供暖系统工作原理图4.3锅炉加热控制功能要求（1）电加热管“梯式”加（减）载，循环投切；（2）保护供暖齐全；（3）具有出水定时（回水）控制或显示功能；（4）具有定时控制功能；（1）具有手动/自动控制选择功能；（2）可根据室外气温的变化自动调节出（回）水温度；（3）缺相报警，电加热管停止加热；（4）故障停机后，手动复位；4.4控制方案的初选（1）温度控制方案根据锅炉的出水温度，与设定的锅炉下限温度和上限温度进行比较，按照一定的时间投入或切除加热组。当温度达到上限与下限温度中间值时，每