【正文】 當(dāng)鍋爐 內(nèi)水位低于正常工作水位時(shí)，傳遞數(shù)據(jù)發(fā)送給 PLC 控制補(bǔ)水泵進(jìn)行補(bǔ)水，以防止出現(xiàn)燒干現(xiàn)象。 溫度傳感器 O 為出水口溫度傳感器，裝在鍋爐出水口，用以檢測(cè)果如出水溫度。 C 時(shí)使用第三根加熱管進(jìn)行加熱，以確保供暖效果最佳。 C（ O），為避免電能浪費(fèi)，只需使用一根加熱管進(jìn)行加熱。 C），故同時(shí)使用四根加熱管進(jìn)行迅速加熱。 （ 2） 對(duì)鍋爐控制的基本要求 : ① 加熱管 自動(dòng)加 減 投入數(shù)量 ； ②自動(dòng)檢測(cè)循環(huán)水量并補(bǔ)充循環(huán)水 ； ③ 可根據(jù)室外氣溫的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)出（回）水溫度； ④自動(dòng)檢測(cè)調(diào)節(jié)爐體內(nèi)水溫和氣壓；⑤自動(dòng)報(bào)警 報(bào)警，電加熱管停止加熱； ⑥ 循環(huán)泵主 /備用泵可選擇； ⑦ 補(bǔ)水泵交替運(yùn)行，互為備用； ⑧ 所有水泵均具有過(guò)載、短路、缺相保護(hù)功能； ⑨ 缺相報(bào)警，水泵停止運(yùn)行； 基于 PLC 控制電熱鍋爐系統(tǒng)是由電熱鍋爐、 可編程控制器、 傳感器 和 水泵機(jī)組組成一個(gè)完整的 鍋爐供熱 系統(tǒng)， 該系統(tǒng)的原理 框 圖如圖 所示 。調(diào)試過(guò)程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。如圖 所示 上電RUN自診斷通訊輸入采樣用戶程序執(zhí)行輸出刷新故障 圖 可編程控制器 掃描周期示意圖 PLC 程序設(shè)計(jì)的一般步驟 南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè)，共 33 頁(yè) 1．繪制系統(tǒng)的功能圖。 當(dāng) 可編程控制 器開(kāi)始工作 后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。繼電器控制裝置采用 硬邏輯并南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè)，共 33 頁(yè) 行運(yùn)行的方式，即 假設(shè)該 繼電器的線圈 通斷電 ， 那該繼電器每一個(gè) 觸點(diǎn)（包括其常閉觸點(diǎn)或常開(kāi) 觸點(diǎn) ）在控制線路 上 都會(huì)同時(shí)動(dòng)作。 2．在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。 15V： 鋰電池及其充電電源。實(shí)現(xiàn)數(shù)字量 與 模 擬量之間的轉(zhuǎn)換即 D/A 或 A/D 轉(zhuǎn)換 由 模擬量輸入 /輸出模塊 來(lái)執(zhí)行 。 PLC 有多種輸入 /輸出模塊，包括 數(shù)字量輸入 /輸出模塊和模擬量輸出/輸入模塊。傳感輸出的開(kāi)關(guān)量或模擬量 、 限位開(kāi)關(guān)、 按鈕 開(kāi)關(guān)以及行程開(kāi)關(guān)等 輸入信號(hào) ， 送人可編程控制器都需經(jīng)過(guò)輸入模塊 。 （ 2） 存儲(chǔ)器 可編程控制器 常用的存儲(chǔ)器類型 RAM 這是一種讀 /寫(xiě)存儲(chǔ)器 (隨機(jī)存儲(chǔ)器 )，速度 快， 用鋰電池供電 。 2 可編程控制器（ PLC） 簡(jiǎn)介 PLC 的基本概念 可編程控制器 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，如圖 所示： 南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁(yè)，共 33 頁(yè) 圖 可編程控制器 控制系統(tǒng)示意圖 （ 1） 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 可編程控制器 的控制中樞。隨著鍋爐 功率的增加，電熱熱水鍋爐有雙頭和單頭之分。 MPa 以 上的電熱蒸汽鍋爐稱為高壓電鍋爐，現(xiàn)多用于試驗(yàn)室。按結(jié)構(gòu)分為立式和臥式兩種鍋爐。其中電開(kāi)水鍋 爐又分為 KSD電開(kāi)水鍋爐和 XKSD電蓄熱開(kāi)水鍋爐。 而 該設(shè)計(jì)所使 用的是 以 PLC 來(lái) 取代 原有的控制系統(tǒng)。 目前電熱鍋爐的控制系統(tǒng) 多 采用以微處理器為核心的PLC 控制技術(shù)，既提高 產(chǎn)品 的自動(dòng)化程度又 增加了鍋爐 的控制精度 。 1 緒論 電熱 鍋爐的介紹 在當(dāng)今社會(huì) ，電加熱鍋爐的 使 用 領(lǐng)域 已經(jīng)越來(lái)越廣泛了。 電熱鍋爐 無(wú)需爐膛、煙道和煙囪， 同樣 無(wú)需儲(chǔ)存燃料的 空間 ，很大程度上 減少了常規(guī) 燃 煤鍋爐 使用產(chǎn)生 的污染。電熱鍋爐具有 低 污染， 低 噪聲，體積小 ， 安裝使用便利 ， 自動(dòng)化程度高 ，安全可靠，熱效率高達(dá) 98%以上等特點(diǎn) ，電熱屬于 一種綠色環(huán)保產(chǎn)品。它的經(jīng)濟(jì)性，安全性和 較高 的自動(dòng)化程度越來(lái)越受到人們的 認(rèn)同 。 現(xiàn)在使用的大部分 電 加 熱鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還不完善， 因此 需要 設(shè)計(jì) 一種 全 新的、 自動(dòng)化程度較高 的電 加 熱鍋爐控制系統(tǒng)來(lái) 代替和完善以前 的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的要求：補(bǔ)水泵 和循環(huán)泵 交替 使用 ，互為備用；缺相報(bào)警，水泵停止運(yùn)行；循環(huán)泵主 /備用泵能手動(dòng)選擇 。 電開(kāi)水鍋爐 配置微電腦控制器、陶瓷電熱管，采用電磁閥作為補(bǔ)水裝置配合水位電極、感溫探頭全自動(dòng)工作，連續(xù)大量供應(yīng)飲用開(kāi)水，廣泛適用于政府機(jī)關(guān)、企業(yè)、工南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁(yè)，共 33 頁(yè) 廠、醫(yī)院、學(xué)校、賓館 、酒店等企事業(yè)單位使用。 按產(chǎn)生的蒸汽壓力分為低壓、中壓、高壓三種規(guī)格鍋 爐。 由于承壓指標(biāo)不同，在使用選型方面要注憊 區(qū)分。加熱電功率在 360 kw 及以下的臥式電熱熱水鍋爐，大多做成單頭，加熱電功率大于 360 kw 的電熱熱水鍋爐，一 般做成雙頭電鍋爐。它按照 可編程控制器 系統(tǒng)程序 具備 的功能 收取 并 儲(chǔ)存 從編程器 輸入的 程序和數(shù)據(jù)； 檢驗(yàn) 電源、存儲(chǔ)器、 I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)， 還可以 診斷用戶程序中 出現(xiàn)的 的語(yǔ)法錯(cuò)誤。 EPROM（ Erasable Programmable Read Only Memory） 可擦除 只讀 儲(chǔ)存 器。 PLC 中央處理器只能 處理標(biāo)準(zhǔn)電平的信息， 但是輸入到模塊的信號(hào)種類繁多。這些模塊 又包括電流和電壓、交流和直流的不同分類，不同分類 參數(shù)等級(jí) 也不同 ，主要有模擬量輸出 /輸入模塊和數(shù)字量輸出 /輸入模塊，部件上 往往 都 設(shè)置 有 用來(lái) 輸入接線 的 端子排，這些模塊上都帶有電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)鎖存、濾波電路 來(lái) 濾除信號(hào)的噪聲和便于 可編程控制器 處理 內(nèi)部信號(hào) 。 （ 4） 擴(kuò)展模塊 當(dāng)一個(gè) 可編程控制器 中心單元的 I/0點(diǎn)數(shù)不夠 時(shí)，就要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。 考慮到系統(tǒng)光電隔離器的使用以及可靠性，不同類型的電源其地線也不同。 3．保證控制系統(tǒng)安全可靠。 可編程控制器 的 中央處理器 掃描用戶程序則采用順序邏輯 的運(yùn)行方式。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。 2．設(shè)計(jì)梯形圖程序。 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟可參考圖 ： 圖 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè)，共 33 頁(yè) 3 控制 系統(tǒng) 方案 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)技術(shù)要求 對(duì)系統(tǒng)技術(shù)要求如下 : （ 1）對(duì)溫度控制范圍：入水溫度 65176。 圖 原理框圖 鍋爐首次使用時(shí)，通過(guò)補(bǔ)水泵往鍋爐內(nèi)注水，自來(lái)水管接有軟水裝置，將自來(lái)水軟化成鍋爐內(nèi)使用熱量傳遞的軟水。當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到供暖要求后自動(dòng)關(guān)閉兩根加熱管，以做到低 能耗運(yùn)行。而冬天出水溫度與入水溫度偏差量大，基本值為 85176。 其原理圖如圖 ： 圖 原理圖 熱傳感器的工作原理及作用 本系統(tǒng)中采用三個(gè)傳感器，分別是溫度傳感器 I，溫度傳感器 O和液位傳感器。溫度傳感器 O 檢測(cè)溫度，直接傳送給 PLC 進(jìn)行處理，防止出水溫度過(guò)高或者過(guò)低。當(dāng)鍋爐內(nèi)水位過(guò)高時(shí)發(fā)出信號(hào) PLC 自動(dòng)排放多于水量，知道滿足正常工作水位。 （ 2） 輸入輸出模塊的選擇 輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一 。 I/O 點(diǎn)數(shù) 直接影響 到價(jià)格， 每增加一塊 I/O 卡件 都將 增加 相應(yīng)的 費(fèi)用。 S7200 CPU224 S7200 系列的 PLC 有 CPU22 CPU22 CPU22 CPU226 等類型。前蓋下還設(shè)有模式選擇開(kāi)關(guān)，具 有RUN/STOP,TERM 三種工作狀態(tài)。模擬電位器也裝在前蓋下，可用于定時(shí)期的外設(shè)定及脈沖輸出等場(chǎng)合。 4線方式的精度最高，因?yàn)槭芙泳€誤差的影響， 2 線方式的精度最低。 EM222 8 relay 由兩組每組 4 個(gè)繼電器輸出口組成。 3） 電加熱 管 使用 ： 電加熱 管 是專門將電能轉(zhuǎn)化為熱能的電器元件 ,由于其價(jià)格便宜，使用方便 ,安裝方便 ,無(wú)污染 ,被廣泛使用在各種加 熱場(chǎng)合 ,電加熱管的使用壽命都很長(zhǎng)，一般設(shè)計(jì)使用壽命有 10000 多小時(shí)． 4） 電加熱管用途 電加熱器的分類：烘箱用散熱片電加熱器，桑拿浴電加熱器 ，蒸飯機(jī)水箱用電加熱器 ，緊固件安裝電熱鍋爐用電加熱器，法蘭安裝電熱鍋爐用電加熱器， 空氣電加熱器 ，液體電加熱器 ，鍋爐電加熱器等等 。 ，確保使用安全。雙罐（多罐）軟化水處理系統(tǒng)采用一（多）備一（多）用多個(gè)罐，設(shè)備可連續(xù)供水，技術(shù)成熟，操作簡(jiǎn)便，大型控制閥均采用無(wú)鉛黃銅閥體，符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)， TEFLON涂層，活塞減小了阻力，延長(zhǎng)了使用 壽命，運(yùn)行可靠。即由溫度差電動(dòng)勢(shì) (電壓 )溫度的過(guò)程。為保證測(cè)量值不變，二次儀表就應(yīng)對(duì)冷端自動(dòng)補(bǔ)償２度，將其維持在原來(lái)的２０度，使之測(cè)量值保持在１００度，以此來(lái)保證測(cè)量值的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性。補(bǔ)償導(dǎo)線與溫度傳感器連接端的溫度不能超過(guò) 100℃ 。 wzp/p 系列工業(yè)用熱電阻作為溫度測(cè)量傳感器用以直接測(cè)量或控制各種生產(chǎn)過(guò)程中 200176。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)中有溫度梯度存在時(shí)，所測(cè)溫度是感溫元件所在范圍介質(zhì)中的平均溫度。 C 允許誤差 +（ +） ltl 溫度壓力安全閥（ T/P 閥） 溫度 /壓力安全閥是一個(gè)安全裝置，當(dāng)系統(tǒng)的壓力超過(guò)設(shè)定壓力（ 310bar南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè)，共 33 頁(yè) 可調(diào)）和溫度時(shí)，通過(guò)排水降溫減壓來(lái)保護(hù)熱水系統(tǒng)。管道在運(yùn)行過(guò)程中，水中的氣體將會(huì)逸出在管道高起部位積累起來(lái)，甚至形成氣阻，當(dāng)管中水流發(fā)生波動(dòng)時(shí)，隆起的部位 形成的氣囊，將不斷被壓縮、擴(kuò)張，氣體壓縮后所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，要比水被壓縮后所產(chǎn)生的壓強(qiáng)大幾十倍甚至幾百倍，此時(shí)管道極易發(fā)生破裂。它將機(jī)械能或其他能量傳送給液體，使 其 增加能量，主要輸送液體包括酸堿液、水、油、懸乳液、乳化液和液態(tài)金屬等，也可輸送 氣液 混合物以及含懸浮固體物的液體。繼而吸入的水又被葉輪甩出經(jīng)蝸殼而進(jìn)入出水管。 使用溫度140℃以下。 4） 周圍環(huán)境溫度不超過(guò) +４５０℃。適用于驅(qū)動(dòng)無(wú)特殊要求的機(jī)械設(shè)備，如機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、攪拌機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、食品機(jī)械等。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行地點(diǎn)的海拔不超過(guò) 1000m；環(huán)境空氣溫度隨季節(jié)變化，但不超過(guò) 40℃；最低環(huán)境空氣溫度為 15℃；最濕月月平均最高相對(duì)濕度為 90%；同時(shí)該月月 平均最低溫度不高于 25℃。 工作原理 ：當(dāng)浮球在液體浮力的作用下，上下浮動(dòng)時(shí)，接線盒內(nèi)的磁簧開(kāi)關(guān)（或微動(dòng)開(kāi)關(guān)）與臂端磁鐵的相互作用而引起磁簧開(kāi)關(guān)（或微動(dòng)開(kāi)關(guān)）動(dòng)作。是工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的重要執(zhí)行單元。 根據(jù)動(dòng)作模式分類有：開(kāi)關(guān)型和調(diào)節(jié)型。 （ 2） 電動(dòng)蝶閥 能用來(lái)輸送 泥漿， 且 積存 較少的液體 。電動(dòng)蝶閥 開(kāi)啟和關(guān)閉 時(shí)閥桿只 做 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ， 其填充 料不 容易損壞 ，密封 有效 。 電動(dòng)蝶閥的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 電動(dòng)蝶閥啟閉方便迅速、省力、流體阻力小，可以經(jīng)常操作。電動(dòng)蝶閥調(diào)節(jié)性能好。 軟啟動(dòng)器 軟啟動(dòng)器 對(duì) 電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車 具有保護(hù)作用 ， 英文名 Soft Starter。軟啟動(dòng)器還 具有 軟停車 的 功能， 兩者 過(guò)程相反 。 節(jié)能運(yùn)行 時(shí) ：輕載時(shí)降低電壓 能 減 小 激磁電流，電 動(dòng) 機(jī)電 流 包括 有功分量無(wú)功分量