【正文】 摘 要 本文設(shè)計了一套基于 PLC和變頻調(diào)速技術(shù)的供暖鍋爐控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)由可編程控制器、變頻器、鼓風機和水泵電機、傳感器等構(gòu)成。系統(tǒng)通過變頻器控制電動機的啟動、運行和調(diào)速。 該設(shè)計以西門子 S7200系列可編程控制器為核心，一方面通過操作臺與 PLC通訊，接收管理者的控制命令。另一方面與各變頻器進行通信，分別對鼓風機、循環(huán)泵和補水泵等進行啟?？刂坪碗姍C的轉(zhuǎn)速設(shè)定，操作人員也隨時可以通過操作臺，了解現(xiàn)場每臺鍋爐的運行狀況，對風機、水泵等電機進行啟?？刂啤? 關(guān)鍵詞 ： 鍋爐控制，變頻器， PLC The design of heating boiler auto control reformation system based on PLC technology Abstract In this Paper,a heating boiler control system based on PLC and variable frequency Speedregulating technology is designed. The control system is made up of PLC,transducers,electromotor units of Pumps and fans, sensors, etc. It can control electromotor starting,running and timing by means of transducers. The design is based on Siemens S7200 series programmable controller as the core。 on the one hand through the console it can municate with the PLC, to receive control mands from managers. On the other hand it municate with the variable frequency Speedregulating, to fulfilled such as starting and stopping pump motor control and speed settings, the operator at console can find out at the scene of the operation of each boiler to fans, pumps and other motor control to start and stop. at any time. Key words： boiler control, variable frequency Speedregulating, PLC technology 目 錄 第一章 緒論 .................................... 1 第二章 供暖鍋爐改造設(shè)計思路 ....................... 2 供暖鍋爐改造設(shè)計要求 ................................. 2 鍋爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ..................................... 2 整體方案選擇 ....................................... 2 第三章 變頻調(diào)速在供暖鍋爐控制中的應(yīng)用 ................ 4 變頻調(diào)速基本原理 ............................. 4 變頻調(diào)速在供暖鍋爐系統(tǒng)中的應(yīng)用 .................... 5 第四章 鍋爐控制系統(tǒng)總體設(shè)計 ....................... 6 系統(tǒng)功能分析 ................................ 6 總體設(shè)計思路 ................................ 6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) .............................................. 7 第五章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 .............................. 8 可編程控制器 PLC 的選型 ....................................... 8 PLC 配置 ...................................................... 9 I/O 接線 .................................. 10 變頻器配置 ................................ 10 傳感器與變送器 .............................. 11 壓力變送器工作原理 ........................................ 11 壓力變送器選型 ............................................ 11 溫度傳感器選型 ............................................ 11 第六章 系統(tǒng)構(gòu)成 ................................................. 14 補水泵控制系統(tǒng) .............................................. 14 循環(huán)泵控制系統(tǒng) .............................................. 16 燃燒控制系統(tǒng) ................................................ 17 第七章 PID控制原理 ............................................. 19 第八章 程序設(shè)計 ................................ 21 主程序設(shè)計 ................................ 17 子程序設(shè)計 ............................................ 17 第九章 結(jié)束語 ................................. 26 致謝 ........................................ 27 參考文獻 ..................................... 28 附錄 ………………………………… ………………………………… … 32 第 一 章 緒 論 鍋爐是供熱設(shè)備中最普遍的動力設(shè)備之一，它的功能是把燃料中的貯能，通過燃燒轉(zhuǎn)化成熱能，以蒸汽或熱水的形式輸向各種設(shè)備。目前，大多數(shù)鍋爐都是人工控制的，或簡單的儀表單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，燃料浪費很大。鍋爐作為一個設(shè)備總體，有許多被控制量與控制量，許多參數(shù)之間明顯地存在著復(fù)雜的關(guān)系。對于鍋爐這個復(fù)雜的系統(tǒng)，由于其內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換機理過于復(fù)雜，采用常規(guī)的方式進行控制，難以達到理想的控制效果，因此，必須采用智能控制方式控制，才能獲得最佳控制效果。 可編程邏輯控制器 (PLC)既能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng) ,又具有擴展各種輸入輸出模塊 ,如 A/D模塊、熱電偶熱電阻模塊 ,構(gòu)成多功能控制系統(tǒng)?，F(xiàn)代 PLC集成度高、功能強、抗干擾能力強、組態(tài)靈活、工作穩(wěn)定。在傳統(tǒng)工業(yè)的現(xiàn)代化改造中發(fā)揮著越來越重要的作用。 供暖鍋爐， 是連接用戶極為重要的 功能性 環(huán)節(jié)， 不僅 其工作 的 安全性、可靠性直接影響 到產(chǎn)熱設(shè)備 的安全性 及 供熱質(zhì)量 ，提高其工作效能，還具有十分重大的節(jié)能意義。 目前 供暖鍋爐 大都采用人工監(jiān)控，一方面浪費人力；另一方面在出現(xiàn)事故隱患時 ， 操作人員難以 及時 發(fā)現(xiàn)， 很容 易造成 運行中 設(shè)備 的 事故。 該設(shè)計 對 整個鍋爐的運行進行監(jiān)測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運行，除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進行微機系統(tǒng)設(shè)計時，對鍋爐水位、鍋爐壓力等重要參數(shù)應(yīng)設(shè)置常規(guī)儀表及報警裝置，這是必不可少的，以免鍋爐發(fā)生重大事故。 系統(tǒng) 由 可編程邏輯控制器 ( PLC)、變頻器組成，能完成對給水、鼓風等 過程進行自動控制，使鍋爐的水位、蒸汽壓力保持在規(guī)定的數(shù)值上，以保證鍋爐的安全運行，達到降低能耗、提高供 暖 質(zhì)量的目的，同時對運行參數(shù)如壓力、溫度等進行顯示，還可對水位、壓力、爐溫等 參數(shù) 越限 時 報警，發(fā)出聲光信號。 由于 PLC具有輸入輸出 、 光電隔離、停電保護、自診斷等功能，所以抗干擾能力強，能置于環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場中，故障率低。 PLC編程簡單，易于通信和聯(lián)網(wǎng)，用于水暖鍋爐控制能提高性能價格比，如果從長遠觀點看，其壽命長，故障率低，易于維修， 所以 選用 [1]。 第二章 供暖鍋爐 改造 設(shè)計 思路 供暖鍋 爐 改造設(shè)計要求 (1)PLC容量和性能要與任務(wù)相適應(yīng)， PLC運行速度要滿足實時控制的要求 (2)要確定 PLC的型號、需要的傳感器和變頻器的型號、 PLC硬件接線圖和梯形圖 (3)要有 PLC的 I/O接口地址分配表 (4)系統(tǒng)具有手動 /自動轉(zhuǎn)換、在 線監(jiān)控及在現(xiàn)場調(diào)試、驅(qū)動電機過熱保護 等功能 鍋爐 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 鍋爐控制系統(tǒng)，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、 補水箱 、 循環(huán)水泵 、補水泵 、鼓風機 、輸水管道、控制柜 等部分組成。 補水箱內(nèi)的水由兩路提供。一路是來自 用戶網(wǎng) 通過熱交換形成的冷凝水 ， 一路是來自自來水管的自來水。 當 回水不足以維持供熱所需的水時。啟動補水泵，用補水箱內(nèi)的水， 加入到 鍋爐 。 圖 1 總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 整體方案選擇 以往 供暖鍋 爐系統(tǒng)中帶有循環(huán)泵、補水泵等水泵類 的 設(shè)備， 通常是 根據(jù)不同的生產(chǎn)需求往往采用 直接調(diào)整 調(diào)整閥、回流閥、截止閥等節(jié)流設(shè)備進行流量、壓 用 戶 回水 補水 箱 補 水泵 鼓風機 循環(huán) 水泵 鍋 爐 自來水 力、水位等信號的控制。 這樣，不僅 使系統(tǒng)引入了過多的人工干預(yù)，而且還造成 大量的能源浪費，管路、閥門等密封性能的破壞，還加速了閥體的磨損，嚴重時損壞設(shè)備而影響生產(chǎn)。目前，風機、泵類設(shè)備多數(shù)采用異步電動機直接驅(qū)動的方式運行，存在啟動電流大、機械沖擊、電氣保護特性差等缺點。不僅影響設(shè)備使用壽命，而且當負載出現(xiàn)機械故