基于PLC的锅炉自动化监控系统的设计与实现

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1、中文图书分类号：TP277密级：公开UDC：621学校代码：10005硕士专业学位论文PROFESSIONALMASTERDISSERTATION论文题目：基于PLC的锅炉自动化监控系统的设计与实现论文作者：周忠臣专业类别/领域：工程硕士/机械工程指导教师：付胜教授论文提交日期：2018年5月UDC：621学校代码：10005中文图书分类号：TP277学号：S201501194密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：基于PLC的锅炉自动化监控系统的设计与实现英文题目：DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFBOILERAUTOMATI

2、ONMONITORINGSYSTEMBASEDONPLC论文作者：周忠臣专业类别/领域：工程硕士/机械工程研究方向：现代测控技术与仪器申请学位：工程硕士专业学位指导教师：付胜教授所在单位：机械工程与应用电子技术学院答辩日期：2018年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明

3、确的说明并表示了谢意。签名：周忠臣日期：2018年6月3日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：周忠臣日期：2018年6月3日导师签名：付胜日期：2018年6月3日摘要摘要作为将一次能源（煤炭、石油、天然气等）转换为二次能源（蒸汽）的重要动力设备，锅炉在现代工业生产中得到了越来越广泛的应用，而且在石油、化工、电力等工业中，锅炉已经成为其生产过程中不可缺

4、少的重要设备。考虑到锅炉运行环境比较复杂、危险，这就要求锅炉使用单位必须提高其锅炉监控系统的自动化水平，实现对锅炉的运行过程更加合理、安全的控制监测，并以此来提高锅炉的运行效率。因此完善锅炉的自动化监控系统，对于提高锅炉的安全性、保证设备高效率运行，具有非常重要的意义。本课题旨在基于PLC控制的基础上结合组态软件，针对某矿锅炉控制系统的设计为具体内容，开发设计适应于现场实际的锅炉自动化监控系统。论文的主要工作内容如下：(1)阐述了研究背景以及研究的意义，分析目前锅炉控制的国内外发展现状及发展趋势，并对比了仪器控制、PLC、DCS、以及FCS四种不同的锅炉控制

5、方式，说明了PLC控制方式在成本和功能上的优势。(2)结合锅炉的构造以及锅炉的工艺流程，根据其控制的任务要求，对锅炉控制系统的PLC的控制单元模块，模拟量模块、数字单元模块、执行仪表、传感器等进行了选型配置，并通过SIMATIC编程软件对锅炉的控制系统进行了设计，其中包括水温控制程序、蒸汽压力控制程序、炉排控制程序、风机控制程序等。(3)针对锅炉负荷变化大，现场环境干扰因素多，难于实现精确控制等原因，对现有的PID算法进行改进，引入BP神经网络对PID参数在线整定，并对算法进行了仿真研究，并在实际运行中获得了良好的效果。(4)利用力控软件，完成监控画面的设计

6、，实现了系统的界面显示、实时监控、控制参数设定与调整、数据管理及共享、安全管理等功能。(5)使用SIMATIC编程软件完成系统通信网络的组建，通过工业以太网实现PLC与组态软件之间的通讯。该供暖锅炉控制系统是设计、安装、调试已经完成并已投入使用，运行结果表明该系统控制效果良好，较好地达到了预期的要求。关键词：锅炉；PLC；PID控制；组态软件；BP神经网络-Ⅰ-AbstractAbstractAstheprimaryenergy(coal,oil,naturalgas,etc.)areconvertedintosecondaryenergy(steam)im

7、portantpowerequipmentofboilerinmodernindustrialproductionhasbeenmoreandmorewidelyused,andinpetroleum,chemical,electricpowerindustry,suchasboilerhasbecomeanimportantandindispensableintheprocessofitsproductionequipment.Consideringtherunningenvironmentofboileriscomplex,whichrequiresth

8、emastermustimprovethelevel