基于PLC的锅炉汽包水位控制系统设计.doc

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1、摘要汽包水位是影响锅炉安全运行的一个重要参数，汽包水位过高或者过低的后果都非常严重，因此对汽包水位必须进行严格控制。PLC技术的快速发展使得PLC广泛应用于过程控制领域并极大地提高了控制系统性能，PLC已经成为当今自动控制领域不可缺少的重要设备。本文从分析影响汽包水位的各种因素出发，重点分析了锅炉汽包水位的“假水位现象”，提出了锅炉汽包水位控制系统的三冲量控制方案。按照工程整定的方法进行了PID参数整定，并进行了仿真研究。根据控制要求和所设计的控制方案进行硬件选型以及系统的硬件设计，利用PLC编程实现控制算法进行系统的软件设计

2、，最终完成PLC在锅炉汽包水位控制系统中应用。关键词：汽包水位三冲量控制PLCPID控制ABSTRACTThesteamdrumwaterlevelisaveryimportantparameterfortheboilersafeoperation,bothhighandlowsteamdrumwaterlevelmayleadtoextremelyseriousconsequence;thereforeitmustbestrictlytobecontrolled.WiththerapiddevelopmentofPLCtec

3、hnology,itcanwidelybeappliedtotheprocesscontroldomainandenhancestheperformanceofcontrolsystemenormously.PLChasalreadybecometheessentialimportantequipmentinautomaticcontroldomain.Basedontheanalysisofallkindsoffactorswhichinfluencesteamdrumwaterlevel,“unrealwaterlevel

4、phenomenon”isanalyzedspecially,andthreeimpulsescontrolplanforsteamdrumwaterlevelcontrolsystemisproposed.PIDparametersareregulatedbyengineeringregulationmethod,andsimulationstudyisdone.Accordingtotheneedsofcontrol,theselectionofcontrolrequirementshardwareandsystemhar

5、dwaredesignaswellassystemsoftwaredesignarecarriedout.FinallytheapplicationofPLCinboilersteamdrumwatercontrolsystemiscompleted.Keywords:SteamdrumwaterlevelThreeimpulsescontrolPLCPIDcontrol目录1绪论11.1汽包水位控制系统的发展现状11.2本设计的主要工作22控制方案设计42.1汽包水位的影响因素42.2汽包水位的控制方案设计73硬件选型133

6、.1水位传感器选型133.2流量传感器的选型143.3电机的选型163.4变频器的选型173.5接触器的选型173.6熔断器的选型183.7功率三极管的选型183.8PLC及相关模块的选型193.9硬件工作原理224硬件设计254.1系统总体线路设计254.2控制线路设计285控制算法及参数整定305.1PID算法简介305.2三冲量控制系统参数整定316软件设计396.1程序流程设计396.2DeviceNet网络组态416.3RSLogix5000程序设计447监控界面设计508结束语53参考文献55致谢56附录571绪论

7、1.1汽包水位控制系统的发展现状蒸汽锅炉是企业重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽产品，以满足负荷的需要。锅炉是一个十分复杂的控制对象，为保证提供合格的蒸汽产品以适应负荷的需要，与其配套设计的控制系统必须满足各主要工艺参数的需要。保持锅炉汽包水位在正常范围内是锅炉运行的一项重要的安全性能指标，由于负荷、燃烧状况及给水流量等因素的变化，汽包水位会经常发生变化[1]。因此锅炉汽包水位应当根据设备的运行状况进行实时调节加以严格控制以保证锅炉的安全运行。工业蒸汽锅炉汽包水位控制的任务是控制给水流量使其与蒸发量保持动态平衡，维持汽

8、包水位在工艺允许的范围内，是保证锅炉安全生产运行的必要条件，锅炉汽包水位也是锅炉运行中一个重要的监控参数，它间接地体现了锅炉负荷和给水之间的平衡关系。传统的控制方法是以各种分立器件的应用为基础，利用各种检测器件对被控参数实时进行检测并反馈给控制器件，再根据自动控制理论的有关算