【正文】 強的與工業(yè)過程想連接的接口和更直接的適應于控制要求的編程語言，故PLC與計算機的組成十分相似。伺服電機轉動總電路接通開 始燃油預熱引風機啟動鼓風機啟動噴 油點 火水泵電機1啟動水泵電機2啟動排 水停機結束壓力正常？水位偏低？水泵電機1壞？水位偏高？水位危險？圖2 程序流程圖3 可編程控制器 可編程控制器的分類目前，在中國市場最具競爭力的PLC有西門子和三菱公司。通過將PLC 控制與繼電器、單片機等控制進行區(qū)別比較, 可以看出,PLC 是一種更適合用于工業(yè)自動化控制的微電腦,它具有結構簡單,抗干擾能力強,環(huán)境適應范圍廣,控制可靠性高,易于學習和掌握,控制邏輯修改容易,調試方便等優(yōu)點,正好符合鍋爐控制需要安全可靠、性能優(yōu)越的要求，因此在本次畢設中用它來完成對燃油鍋爐電氣控制系統(tǒng)的設計。PLC是一個帶有CPU、存儲器、I/O、系統(tǒng)軟件和支持系統(tǒng)的專用面向過程控制的計算機控制系統(tǒng)。　　 (3) 延時控制　　 繼電器控制系統(tǒng)是時間繼電器的滯后動作實現(xiàn)延時控制，而時間繼電器定時精度不高，受環(huán)境影響大，調整時間困難。其缺點是動作速度慢,可靠性差,采用微電腦技術的PLC 的出現(xiàn),使得繼電器控制邏輯更加遜色, PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較如下：　　 (1) 控制方式：　　 繼電器的控制是采用硬件接線實現(xiàn)的，是利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)及延時繼電器的滯后動作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。 ⑤“模數(shù)”和“數(shù)?！鞭D換功能,有些PLC 具有“模數(shù)”(A/D) 和“數(shù)?！?D/A) 轉換功能,能完成對模擬量的控制和調節(jié)。PLC 的主要功能:PLC 的主要功能有: ①條件控制, PLC 具有邏輯運算功能, 它設置了“與”(AND) 、“或”(OR) 、“非”(NOT) 等邏輯運算指令,能處理繼電器接點的串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)以及并串聯(lián)等各種連接。(3)可采用梯形圖編程方式，與實際繼電器控制電路非常接近，一般電氣工作者很容易接受。PLC主要具有邏輯運行的功能，可以代替繼電器進行開關控制、具有定時控制功能、計數(shù)控制功能、步進控制功能、A/D、D/A轉換功能（對模擬量控制）、數(shù)據(jù)處理功能、通信、聯(lián)網功能，并配置了較強的監(jiān)控功能。整個電氣控制系統(tǒng)采用PLC來控制，在畢設過程中編制了燃油鍋爐電氣控制系統(tǒng)程序清單并且制作了燃油鍋爐電氣系統(tǒng)模擬樣機。 本文的主要研究內容本系統(tǒng)在進行實際調研和廣泛收集相關資料的基礎上，設計燃油鍋爐電氣系統(tǒng)，主要電機采用YD起動控制，并且設計了電機過流保護：,同時產生聲光報警信號。而在鍋爐控制理論方面，也有許多優(yōu)秀的控制理論相繼出現(xiàn)。進入21世紀以來，人類進入了一個以知識經濟為特征的信息時代，檢測技術、計算機技術和通訊技術一起構成現(xiàn)代信息的三大基礎。鍋爐采用微機控制系統(tǒng)一般有如下特點:(1)計算機具有分時操作能力，可以實現(xiàn)一機多控。到了90年代，隨著微型計算機技術的發(fā)展，計算機在工業(yè)鍋爐的自動測試和控制方面的技術也日趨成熟。如最優(yōu)控制、自適應控制、模糊控制、人工智能控制等。(2)手動誤差大。 鍋爐自動控制的發(fā)展鍋爐控制系統(tǒng)的發(fā)展過程與其它事物一樣，也經歷了由簡單到復雜、由手動到自動的過程。(3)水的汽化過程水的汽化過程就是蒸汽的產生過程，主要包括水循環(huán)和汽水分離過程。然后對燃料進行預熱后點火使其燃燒。 鍋爐的工作過程鍋爐最基本的組成是氣鍋和爐子兩部分。給水設備 :由給水泵和給水管路所組成。再熱器：是將汽輪機高壓缸的排汽再一次加熱，使其溫度與過熱汽溫相等或者相近，然后再送到中。它具有多級多嘴送風導向結構，這種結構經過特殊設計，能在短時間內使燃油產生高溫渦流，具有高效節(jié)能，完全燃燒，熱利用率高等優(yōu)點，并且能夠消除煙塵，改善工作條件，減輕勞動強度，是節(jié)能環(huán)保的理想產品.水冷壁：作用是吸收爐內輻射熱，將水加熱成飽和蒸汽。其中汽水分離裝置的作用是將從水冷壁來的飽和蒸汽與水分離開來，并盡量減少蒸汽中攜帶的細小水滴。鍋筒：是自然循環(huán)和多次強制循環(huán)鍋爐中，接受省煤器來的給水、聯(lián)接循環(huán)回路，并向過熱器輸送飽和蒸汽的圓筒形容器。本體部分包括爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁、過熱器、省煤器、空氣預熱器、再熱器等；輔助設備包括送風機、引風機、給水泵等。點火完畢后，關閉子火與母火，繼續(xù)送風和噴油，使燃燒持續(xù)。 燃油鍋爐系統(tǒng)工藝燃油鍋爐控制系統(tǒng)是由PLC 來控制燃油鍋爐的起動、停止、出現(xiàn)異常情況時能暫停且異常情況消失后能自動按起燃順序重新工作的。燃油經霧化后的油粒噴進爐膛以后，被爐內高溫煙氣所加熱，進行氣化，氣化后的油氣和周圍空氣中的氧相遇，形成火焰。它不僅能實現(xiàn)復雜的邏輯順序控制，而且還能完成少量模擬量的過程控制。四級鍋爐系統(tǒng)控制中，每臺爐就需要一套繼電器控制系統(tǒng)。工業(yè)鍋爐是生產過程中的重要動力設備。本文介紹利用PLC編程功能實現(xiàn)對燃油鍋爐自動化控制的方法。我國設計鍋爐的熱效率大多在70%一80%之間，鍋爐的熱效率降低。隨著計算機和控制理論的發(fā)展，鍋爐控制技術在國外發(fā)展越來越快。 電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 57頁 共57 頁引言鍋爐的工作過程是根據(jù)負荷的要求，生產具有一定壓力和溫度的蒸氣。據(jù)有關資料介紹，目前，國外新興的工業(yè)鍋爐上都安裝有五個獨立的控制系統(tǒng):燃燒控制系統(tǒng)、爐膛負壓控制系統(tǒng)、給水控制系統(tǒng)，蒸汽溫度控制系統(tǒng)、空氣預熱器冷端溫度控制系統(tǒng)。由于燃油的霧化不好或配風不合理，使鍋爐的熱效率降低。1 緒論 課題研究目的及意義隨著社會生產的發(fā)展，人類社會對能源的需求不斷增加，我國是世界能源生產大國，也是能源消耗大國，但人均占有量低于世界平均水平，這就使得節(jié)約能源在我國顯得尤為重要。在石油化工領域，他主要作用是向各生產裝置提供合格的蒸汽，其控制質量的優(yōu)劣不僅關系到鍋爐自身運行的效果，而且還將直接影響到相關裝置生產過程的穩(wěn)定性。而采用可編程控制器設計的控制系統(tǒng)實現(xiàn)了鍋爐系統(tǒng)的自動控制。此外，PLC編程簡單，使用方便，現(xiàn)場安裝調試的時間短。燃燒產生的熱量有一部分傳給油粒，使油粒不斷氣化和燃燒，直到燃燼。它是由燃油預熱器、噴油泵、噴油口、鼓風機、點火變壓器、瓦斯閥、壓力蒸汽開關、進水閥、排水閥、上下水位開關等組成, 如圖1 所示。與此同時，燃燒過程中產生的煙氣，除將飽和蒸汽變成過熱蒸汽外，還經省煤器預熱鍋爐給水和空氣預熱器預熱空氣，最后經引風機送往煙囪，排入大氣。鍋爐本體中兩個最主要的部件是爐膛和鍋筒。主要功能是儲水，進行汽水分離，在運行中排除鍋水中的鹽水和泥渣，避免含有高濃度鹽分和雜質的鍋水隨蒸汽進入過熱器和汽輪機中。中、低壓鍋爐常用擋板和縫隙擋板作為粗分離元件；中壓以上的鍋爐除廣泛采用多種型式的旋風分離器進行粗分離外，還用百頁窗、鋼絲網或均汽板等進行進一步分離。省煤器：是利用煙氣余熱加熱鍋爐給水，以降低排出煙氣溫度的換熱器。低壓缸膨脹做功。給水泵系用來克服給水管路與省煤器的阻力與省鍋筒的壓力，把給水送入鍋筒。燃料在爐子里進行燃燒，將其化學能轉化為熱能，高溫的燃料產物——熱氣通過氣鍋受熱面將熱量傳遞給氣鍋內溫度較低的水，水被加熱進而沸騰氣化，生成蒸汽，蒸汽通過蒸汽母管輸送給用戶。要使燃料量，空氣量和復合蒸汽量有一一對應的關系，這就要根據(jù)所需要的負荷蒸汽量，來控制燃料量和送風量，同時還要通過引風設備控制爐膛負壓。經過處理的水經過泵加壓，先經過省煤器而得到預熱，然后進入汽鍋。60年代，鍋爐的控制還只是實行人工操作，鍋爐的燃燒完全是憑司爐工人的經驗，幾乎談不到自動控制。風、燃料配比控制不能自調，熱效率低。(2)用常規(guī)儀表難于實現(xiàn)集中監(jiān)測且操作管理水平低。利用微機代替常規(guī)儀表實現(xiàn)對工業(yè)鍋爐的控制己越來越多地被生產廠家采用。(2)計算機的邏輯判斷能力和存貯能力使它能夠根據(jù)工況變化，做出正確判斷，選擇最合理最有利的控制方案。21世紀第一個10年的熱點必將是傳感、執(zhí)行與檢測。最為典型的是PID控制，即比例、積分和微分控制。論文中對燃油鍋爐電氣系統(tǒng)主回路進行詳細的計算，分析并選擇電動機、斷路器、交流接觸器、繼電器、互感器、電纜線等主要電器的功率、型號、等級等具體數(shù)據(jù)，并進行布線、安裝、調試。2 系統(tǒng)方案的論證、選擇及設計思路 方案論證采用可編程控制器控制。這些功能造就了PLC的旺盛生命力。(4)能在惡劣的工業(yè)環(huán)境工作。 ②限時控制,PLC 具有定時控制功能,它可以提供若干個定時器,并設置了定時指令,調用修改靈活方便。 ⑥通信和聯(lián)網:有些PLC 采用了通信技術,可以進行遠程的I/0 控制,即PLC 之間同位鏈接或由一臺計算機和若干臺PLC 可以構成“集中管理,分散控制”的分布式控制網絡?！　?PLC采用存儲邏輯，其控制邏輯是以程序方式存儲在內存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，稱軟接線。　　 PLC用半導體集成電路作定時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器產生，精度高，調整時間方便，不受環(huán)境影響。單片機是一個帶CPU、內存的裸計算機。PLC的編程語言有梯形圖語言；助記符語言；流程圖（SFC）語言。三菱公司的產品有：Q系列 、QnA系類、AnS 系列、A系列，此四種系列為模塊式大型PLC，最大容量為8K點；FX 系列為小型PLC，單元式，單機最大容量為256點。從硬件結構看，它也有中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出接口、電源等。系統(tǒng)存儲器用來存放由PLC生產廠商編寫的系統(tǒng)程序，并固化在ROM內，用戶不能直接更改。輸入接口用來接收和采集兩種類型的輸入信號，一類是由按鈕、選擇開關、行程開關、繼電器觸頭、接近開關、光電開關、數(shù)字撥碼開關等的開關量輸入信號；另一類是由電位器、測速發(fā)電機和各種變送器等來模擬量輸入信號。(5)外部設備 編程器:它的作用是為用戶進行程序的編制、編輯、調試和監(jiān)視。高分辨率大屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng):用以顯示或監(jiān)視有關部分的運行狀況。PLC就是這樣周而復始地重復上述循環(huán)掃描的。PLC上電處理完成以后進入掃描過程。第三部分是出錯處理。此時，輸入映像寄存器被刷新。當指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”上一階段采入的對應輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器“讀入”對應元件映像寄存器的當前狀態(tài)。①定時控制 ②計數(shù)控制 它為用戶提供幾十個甚至上千個計時器，其計時時間設定值，既可以由用戶設定，也可以由操作人員在工業(yè)現(xiàn)場通過人—機對話裝置實時設定。 FX2N4AD模擬轉換器(1)特點：① 提供12位高精度分辨率 ② 4通道電壓輸入（10V～+10V）或電流輸入（20～20mA）。A(20mA1/1000)綜合精確度 （相對于最大值）轉換速度15ms（1～4）通道（高速轉換方式為6ms（1～4）通道）隔離方式光電隔離及采用DC/AC轉換器使輸入和PLC電源間隔離模擬量用電源DC24（110%）V55mA輸入輸出占有點數(shù) 程序上為8點（計輸入或輸出點均可） 有PLC供電的消耗功率為5V 30mA(2)FX2N4AD的緩沖寄存器（BFM）分配可編程序控制器的基本單元與FX2N4AD之間的數(shù)據(jù)通信是由FROM/TO指令來執(zhí)行的。緩沖區(qū)由32個16位的寄存器組成，編號為BFM0～31，F(xiàn)X2N4AD BFM分配表如表32所示。取樣次數(shù)范圍從1到4096，若設定該值范圍時按缺省設定值8次處理2通道23通道34通道45通道1采樣輸入的平均值6通道27通道38通道49通道1采樣輸入的前值10通道211通道312通道413～14沒使用15轉換速度的選擇：置“0”時為15ms/通道，置“1”時為6ms/通道16～19沒使用20置1時，設定值均回復到缺省設定值。增益：數(shù)字輸出為+1000時的輸入值。24增益值25～28沒使用29錯誤狀態(tài)信息b15b14b13b12b11b10b9b8b7b6b5b4b3b2b1b030特殊功能模塊的識別碼，PLC可用FROM指令讀入。水位偏低，會造成鍋筒各部位的溫度偏差，形成熱應力，極限情況下會出現(xiàn)裂紋。當蒸汽量多于外界需求時，鍋爐的汽壓會上升。因此，維持汽壓穩(wěn)定是安全生產和正常運行的需要。(2)自動點火 程序在吹掃及閥門密封性、供氣壓力檢測完成后，風門執(zhí)行器帶動風門關小到設定的點火位置，點火變壓器投入工作，當點火電磁閥打開后，可燃油霧立即被高壓電火花點燃產生點火火焰。(4)停爐、熄火保護程序當水位達到危險水位時，要使整個鍋爐停機同時要有聲光報警信號。對鍋爐的控制和保護是通過對鍋爐輔機的控制來實現(xiàn)的。并且設計電源欠壓及過壓保護。 其功率范圍：11200KW　電動機中心高H160315。通過我上網查閱資料和在圖書館找資料得到的相關信息，參照上表一，我選擇三相異步電動機作為鍋爐的主要電機，其功率型號為：引風機電機：型號Y225M4，額定功率=45KW，額定電流=，額定轉速=1480r/min。噴油泵電機：型號Y100L24，額定功率=3KW，額定電流=，額定轉速=1420r/min。熱繼電器在電路中是做三相電動機的過載保護用。然后根據(jù)該額定電流來選擇熱繼電器的型號。這里的控制系統(tǒng)中是交流負載，直流電動機或直流負載的容量較小，所以