【SZ87页】毕业论文：基于PLC和变频调速技术的供暖锅炉控制系统.doc文档独家

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，其中泵房机组包括引风机为，变含量低，锅炉的自动化控制技术落后，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产量的三分之，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，早己引起国际关注。

本系统供暖锅炉自动控制系统，主要由进口变频器可编程控制器压力变送器温度变送器和泵房机组以及电气控制柜等组成。

本系统供暖锅炉自动控制系统，主要由进口变频器可编程控制器压力变送器温度变送器和泵房机组以及电气控制柜等组成。

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，我国目前拥有工业锅炉万台，每年消耗的燃煤占全国原煤产量的三分之，约亿吨。

锅炉每年排放烟尘约万部分内容简介安全的重要设备，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，锅炉的自动化控制技术落后，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产量的三分之，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，早己引起国际关注。

本系统供暖锅炉自动控制系统，主要由进口变频器可编程控制器压力变送器温度变送器和泵房机组以及电气控制柜等组成。

其中泵房机组包括引风机为，变频启动和调速鼓风机，变频启动和调速循环水电机为，变频启动和调速其余电动机台，均为直接启动，功率为，工频运行。

本设计是供暖锅炉自动控制系统，设计了套基于和变频调速技术的供暖锅炉控制系统。

该控制系统由可编程控制器变频器压力变送器温度变送器和泵房组工控机以及电气控制柜等构成。

系统通过变频器控制电动机的启动运行和调速。

由于供暖锅炉系统中的风机水泵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泵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。

用变频器启动风机水泵等电动机，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泵等大电机的冲击，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，传送至微机和仪表盘，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。

在欧美和日本等发达国家，石油和天然气已成为第能源，占能源消费的左右，燃油和燃气锅炉的已逐步取代燃煤锅炉，对风机和水泵等电机的变频控制已相当成熟自世纪年代以来，随着超大型可编程控制器的出现和模糊控制自适应控制等智能控制算法的发展以及智能控制器的应用，锅炉控制水平大大提高，已实现优化控制国内对锅炉控制的研究起步较晚，始于年代初期。

国内研究锅炉控制比较成熟的企业有上海杜比公司南京仁泰公司等，但仍然存在些问题大多数现有的锅炉控制系统可控制的主要还是开关量设备，如风机炉排和水泵的开关或者阀门控制。

不能对它们精确连续调节，使控制手段单，控制精度低。

锅炉控制系统的控制方案不够合理，锅炉控制器计算机或可编程控制器旦出现故障，只能采取系统断电处理，进行人工操作。

若锅炉系统中的传感器变送器等设备出现故障时，温度压力等参数就无法达到设定值。

我国自年代末开始，锅炉的微机控制逐渐成熟起来，但主要实现仪表显示报表打印等功能，并未实现锅炉自动控制，下位机主要以单片机为主，控制水平有限，可靠性不够高。

本文所做工作针对目前供暖锅炉控制的现状，本文主要做了以下工作提出系统控制方案。

本文针对供暖锅炉自动控制系统，设计套基于变频调速技术的锅炉监控系统。

本文提出对锅炉供暖系统中的风机和水泵等通过变频器来调节电机的转速，节省了大量的电能。

本系统中丰位机采用高可靠性的工业控制计算机，对锅炉控制系统统调度和监控管理，下位机采用西门子公司可编程控制器，实现锅炉燃烧系统和管网系统的自动控制，控制水平和硬件可靠性大大提高。

键技术，本系统的主要设计任务是锅炉系统的变频改造，因此本文详述变频调速技术在锅炉控制中的应用变频调速技术是关，并分析变频调速应用在锅炉供暖系统带来的节能效果。

本系统的主要设计任务是锅炉系统的变频改造，变频调速技术是关键技术，因此本文详述变频调速技术在锅炉控制中的应用，并分析变频调速应用在锅炉供暖系统带来的节能效果。

阐述供暖锅炉控制的控制原理，提出供暖锅炉系统的控制模型。

简要介绍控制算法，并运用控制方式进行系统的补水控制循环流量控制燃烧过程控制以及炉膛负压控制。

锅炉控制系统的总体设计。

本文讨论了锅炉控制系统的设计日标功能分析和控制方案。

并详细介绍了整个系统的硬件结构和通讯配置口。

下位机控制系统的设计。

本文首先根据系统控制要求确定的选型以及模块的选择讨论与上位机之间与变频器之间的通讯配置，制定通信协议设计控制程序，给出主程序基础功能块和各子程序的设计流程图和部分梯形图程序。

上位机监控组态软件设计。

上位机监控系统完成对整个系统的监控管理，本文选用三维力控设计，根据用户提出的要求完成了操作界面及所有设备的驱动程序均支持等移动网络标准。

支持设备冗余网络冗余，可以动态的打开关闭设备，并具备故障后自动恢复功能。

可以采集带时间戳的数据，毫秒级数据采集速率，实现历史数据向实时数据库的回插功能。

可以采集记录仪录波器数据，支持，完成事件监视。

可以作为和的客户端，客户端同时可连接不同厂家的服务器，支持报警和事件。

三维力控驱动程序的体系结构为开放式结构，其接口部分源代码完全公开，用户可以自行开发新的驱动程序。

免费提供开发包，内含串口调试工具。

项目组态开发平台和运行环境运行力控时，建议以下的硬件和软件配置以上的微型机及其兼容机工控机至少内存至少硬盘或的各种类型的显示器并行打印口标准鼠标和键盘以上操作系统。

网络通讯协议项目结构力控软件的组成力控软件包括工程管理器人机界面实时数据库驱动程序控制策略生成器以及各种网络服务组件等。

力控软件由以下几个主要部分组成工程管理器工程管理器用于创建工程工程管理等用于创建删除备份恢复选择当前工程等。

开发系统开发系统是个集成环境，可以创建工程画面，配置各种系统参数，启动力控其它程序组件等。

界面运行系统界面运行系统用来运行由开发系统创建的画面，脚本动画连接等工程。

实时数据库实时数据库是力控软件系统的数据处理核心，构建分布式应用系统的基础。

它负责实时数据处理历史数据存储统计数据处理报警处理数据服务请求处理等。

驱动程序驱动程序负责力控与设备的通信。

它将设备寄存器中的数据读出后，传送到力控的数据库，然后在界面运行系统的画面上动态显示。

网络通信程序网络通信程序采用通信协议，可利用实现不同网络结点上力控之间的数据通信。

通信程序通信程序支持串口电台拨号移动网络通信。

通过力控在两台计算机之间，使用接口，可实现对方式的通信如果使用总线，还可实现对多台计算机方式的通信，同时也可以通过电台移动网络的方式进行通信。

服务器程序服务器程序可为处在世界各地的远程用户实现在台式机或便携机上用标准浏览器实时监控现场生产过程。

控制策略生成控制策略生成器是面向控制的新代软件逻辑自动化控制软件，采用符合标准的图形化编程方式，提供包括变量数学运算逻辑功能程序控制常规功能控制回路数字点处理等在内的十几类基本运算块，内置常规比值控制开关控制斜坡控制等丰富的控制算法。

同时提供开放的算法接口，可以嵌入用户自己的控制程序。

控制策略生成器与力控的其它程序组件可以无缝连接项目任务本系统中上位机监控软件要完成的任务是监控整个系统的运行过程。

其监控系统的软件结构如图所示，用户首先必须登录到监控系统才能操作。

图监控系统软件设计框图监控系统完成的任务如下数据监视。

监视每台锅炉运行时出水温度回水温度出水压力回水压力炉膛温度出水流量等模拟量参数以及电机转速和输出电压流信号的变化。

数据以直接显示趋势图的形式显示在图形面上供用户查看。

循环泵系统监控。

控制循环泵的启动停止，设定变频器的频率和管网出水压力，同时监视循环泵系统的压力温度电压电流功率等号。

数据归档。

所有模拟量信号均通过