锅炉过热控制系统课程设计

《锅炉过热控制系统课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要锅炉是一种应用最广的热能装置，人们通常将燃料比喻做工业的“粮食”，那么锅炉就相当于工业的“肠胃”。目前，工业锅炉是能源转换和能源消耗的重要设备。为了保证锅炉的安全、经济运行,锅炉的水位、温度、压力、流量都要严格的控制，不应该有较大的波动，应该严格控制在一个精确的范围内，只有这样才能安全生产。过热蒸汽温度是各种工业锅炉设备的重要参数。锅炉过热蒸汽温度的控制温度，就是为了维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围内，并保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。本次设计以组态王组态软件实时监控锅炉过热蒸汽温度控制系统为背景，主要是用西门子S7-2

2、00PLC和组态软件Kingview6.55设计锅炉过热蒸汽温度监控系统。在控制系统的设计与分析中，分别对串级控制系统和单回路控制系统进行了分析与阐述，通过分析比较发现，采用串级控制系统控制效果更好。本文说明了锅炉和过热蒸汽温度控制系统的工作原理，利用MATLAB,SIMULINK软件进行了参数整定和PLC梯形图设计，最后还将组态王和S7200PLC连接起来，实现了锅炉温度实时检测的功能。关键词：S7200PLC组态软件设计过热蒸汽温度控制PLC梯形图目录1.绪论11.1锅炉简介11.2过热蒸汽温度简介12.设计要求及分析22.1设计

3、要求22.2设计思路及分析23.锅炉系统生产工艺33.1锅炉设备33.2锅炉控制工艺要求34.蒸汽过热系统54.1蒸汽过热系统控制任务54.2蒸汽过热系统控制原理54.2.1单回路控制方案54.2.2串级控制方案55.调节器参数整定75.1动态特性参数法75.2二阶工程设计法86.系统硬件选型116.1硬件选型117.PLC程序设计137.1PID算法137.2控制回路表137.3梯形图程序设计138.组态设计208.1组态王对PLC的组态208.2定义数据变量208.3组态王界面设计219总结23参考文献24致谢251绪论1.1锅炉

4、简介锅炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备，它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。锅炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和名称，工艺流程多种多样，常用的锅炉设备的蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成。1.2过热蒸汽温度简介在燃煤锅炉运行中，过热蒸汽温度是一个很重要的控制参数。过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一，过热蒸汽温度较高，可能造成过热器

5、蒸汽管道损坏；过热蒸汽温度过低，会降低内功率。所以在锅炉运行中，必须保持过热蒸汽温度稳定在规定值附近。过热蒸汽温度控制的主要任务是维持过热器出口温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全；过热蒸汽温度偏低，则会降低发电机组能量转换效率。据分析，气温每降低5℃，热经济性将下降1％；蒸汽温度偏低会使汽轮机尾部蒸汽湿度增大,甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全。第24页2.设计要求及分析2.1设计要

6、求本次课程设计的主要任务是设计一个锅炉过热蒸汽温度控制系统，其主要内容为：利用西门子PLC设计锅炉过热蒸汽温度控制系统，编写程序。完成以下工作：1.完成PLC的选型，进行I/O分配。2.将温度信号转化成电信号传送到PLC或计算机，利用PI或PID算法进行运算。3.利用计算结果调节减温水电动阀阀门开度，控制锅炉过热蒸汽温度（内）。4.利用组态王完成上位机组态设计。5.控制时调节时间小于10s，最大超调不大于5%。2.2设计思路及分析本次设计以组态王组态软件实时监控锅炉过热蒸汽温度控制系统为背景，主要是用西门子S7-200PLC和组态软件

7、Kingview6.55设计锅炉过热蒸汽温度监控系统。首先我们了解了过热蒸汽温度控制的意义及锅炉的工作原理，然后利用MATLAB软件进行了调节器的参数整定，之后进行系统硬件配置选型并给出用于温度控制的PLC梯形图。最后将组态软件和S7-200PLC连接起来，实现锅炉温度检测的功能，从而完成整个课程设计。第24页3.锅炉系统生产工艺3.1锅炉设备锅炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备，它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，作为动力和热源的过滤，也

8、向着大容量、高参数、高效率的方向发展。锅炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和称呼，工艺流程多种多样，常用的锅炉设备的蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成。燃料与空气按照一定比例送入锅