示。第五章控制系统设计西门子系列的硬件系统系列是西门子公司生产的种小型整体可编程控制器，其组网能力强大，编程软件功能完善，功能模块种类齐全，亦有良好的人机画面。西门子自带通信接口，内置电源和接口。它结构小巧，运行速度快，可靠性高，具有极其丰富的指令系统和扩展模块，实时特性和通信能力强大，便于操作易于掌握，性价比非常高，在各种行业中的应用越来越广，成为中小规模控制系统的理想控制设备。系统组成单元即主机，也可称基本单元。它内部包括中央处理器存储单元输入输出接口内置和直流电源通信接口等，是的核心部分。其功能足以使它完成基本控制功能，所有单元单独就是个完整的控制系统。编程设备是对单元进行编程调试的设备。可用编程电缆与单元进行连接。常用设备为手持编程器和装有西门子系列的编程软件的微机。数字量扩展单元接口单元，用于对数字的扩展。在工程应用中，单元自带的接口往往不能满足控制系统的要求，用户需要根据实际需要选用不同模块进行扩展，以增加接口的数量。不同的单元可连接的最大模块数不同，而且可使用的点数也是多种因素共同决定的。模拟量扩展单元模拟量与数字量转换单元。控制领域中模拟量的使用十分广泛，模拟量扩展单元可十分方便地与单元连接，实现转换和转换。智能扩展模块多为特殊功能模块，模块内含有，能够进行独立运算和功能设置，如定位模块模块模块等。文本显示器西门子提供的简单易用人机界面。可使用种文字种的任意种进行显示，为操作人员提供了个方便简洁的操作员界面通过编程设置能够显示最多条信息，每条信息最多有种状态具有个可由用户自定义的功能键，每个都由单元分配了个存储空间，能够在执行程序是的过程种修正参数，或直接设置输入或输出量对程序进行调试。通信处理模块多通信模块。通信处理器使接口主站连接部件，专门为型设计，使接口上能运行最多个数字从站，可显著增加系统中可利用的数字和模拟量，便于适应不同的控制系统。可选扩展卡可根据用户需求配置用户存储卡时钟卡电池卡，通过可选卡插槽进行连接。系列简介编程方式简介的编程语言是，继承了语言结构化程序设计的优点，用文件块的形式管理用户程序及程序运行所需的数据。如果这些文件块是子程序，可以通过调用语句，将他们组成结构化用户程序。这样，的程序组织明确，结构清晰，易于修改。支持的编程语言非常丰富，有梯形图语句表标准控制语言功能块图顺序控制状态图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变频器来对异步交流电动机调速，是八十年代末迅速发展成熟的项高新技术。它的优点是调速的机械特性好，调速范围广，调整特性曲线平滑，可以实现连续平稳的调速，尤其当它应用与风机水泵等大容量负载时，可获，出于节能的迫切需要和对供暖质量不断提高的要求，加之采用变频调速器简称变频器易操作免维护控制精度高，并可以实现高功能化等特点，因而采用变频器驱动的方案开始逐步取代风门挡板阀门的控制方案。用备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行，存在启动电流大机械冲击电气保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。近年来调整阀回流阀截止阀等节流设备进行流量压力水位等信号的控制。这样，不仅造成大量的能源浪费，管路阀门等密封性能的破坏，还加速了泵腔阀体的磨损和汽蚀，严重时损坏设备而影响生产。目前，风机泵类设不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护维修费用高居不下。在供暖锅炉系统中带有循环泵补水泵等水泵类设备，根据不同的生产需求往往采用应用户要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，产生大气污染事关生产与生活和安全的重要设备，它在国民经济整个能源消耗中占有相当大的比重。目前我国供暖锅炉以燃煤链条锅炉为主，燃用的主要是中低质煤，而且锅炉房管理水平不高，直沿用间断运行方式，锅炉技术含量低，锅炉的自动化工致技术落后，造成了严重的能源浪费和环境污染。据统计，我国目前拥有工业锅炉万台，每年消耗的燃煤占全国原煤常量的三分之仪，约亿吨。锅炉每年排放烟尘约万吨，约万吨，此外还有大量的等有害气体，成为我国大气煤烟型污染的主要来源之，尤其是燃煤排放的气体所引起的温室效应，早已引起国际关注。本文结合北方地区锅炉房变频改造工程项目，设计了套基于变频调速技术的计算机锅炉监控系统。锅炉房节能改造工程关系到锅炉房内设备能否长期安全稳定连续的低耗运行。预期设计套计算机监控系统。该套计算机监控系统与原非计算机监控的人工控制系统并列运行。锅炉房控制采用常规集中盘控和计算机控制相结合的控制方式。但由于鼓风机引风机炉排电机补水泵以及循环泵均采用工频配电，手动控制，都没有引入锅炉自动控制系统，锅炉房基本上采用集中盘上手控。只实现控制参数的显示和部分控制等，对炉膛负压炉膛温度出水温度出水压力回水温度锅筒压力等无法自动控制，使得锅炉运行效率低能耗大环境差人工劳动强度大。因此，对锅炉所用的鼓风机引风机炉排电机循环汞以及补水汞等设备进行计算机控制系统和锅炉电机的变频改造十分必要。由于供暖锅炉系统中的风机水汞负载转矩与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比，采用交流变频调速控制风机水汞流量代替传统阀门挡板控制流量，可以大大节省该类负载的驱动电机的耗电量，达到节能的目的，如果普遍采用交流变频调速，平均节电率在左右。采用变频器启动风机水汞等电动机，由于变频器内部具有矢量转矩控制技术，保证了电机良好的启动性能，实现电机软启动，有效地限制了电机的启动电流，明显降低电机启动噪声。同时，电机的软启动避免了频繁的工频启动对风机水汞等大电机的冲击，有效地保护设备，延长设备使用寿命。锅炉的计算机控制使锅炉始终处于最佳工作状态，提高了锅炉的运行效率和燃煤的燃烧效果，不仅节约燃煤，也减少了烟尘和有害气体的排放，具有较好的环保效果。同时，计算机控制系统通过各种传感器检测锅炉温度压力流量等参数，传诵至微机和仪表盘，并实现温度和压力等参数的自动控制，工人在计算机控制室就可以全面了解锅炉房各部分的运行情况，大大改善了工人的工作条件，提高了自动化程度和管理水平。因此，采用锅炉的计算机控制和变频控制不仅可大大节约能源，促进环保，而且可以提高生产的自动化水平，具有显著的经济效益和社会效益。供暖锅炉控制的国内外研究现状当前，节能与环保已成为人类社会面临的两大课题。我国的锅炉目前以煤为主要燃料，耗煤量接近全国煤产量的三分之，燃用的主要是中低质煤，工业污染十分严重，而且锅炉设备陈旧，生产效率和自动化程度低，进步加重了环境污染的程度。第二章变频调速在供暖锅炉控制中的应用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，变频调速技术已经发展为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，已日趋完善，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机磁极对数。