基于mcgs的鍋爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)186250145-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 鍋爐基本在高壓下進(jìn)行生產(chǎn)，其需要提供大量熱量；電站鍋爐主要是將水加熱到高溫高壓的蒸汽狀態(tài)，從而驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，進(jìn)行發(fā)電，亦可成為蒸汽鍋爐。AE2000B型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置是浙大中控根據(jù)工業(yè)自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)教學(xué)特點(diǎn)，吸取了國(guó)外同類實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn)和長(zhǎng)處，并與目前大型工業(yè)自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)緊密聯(lián)系，采用了工業(yè)上廣泛使用并處于領(lǐng)先的AI智能儀表加組態(tài)軟件控制系統(tǒng)、DCS(分布式集散控制系統(tǒng))，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，多次實(shí)驗(yàn)和反復(fù)論證，推出的一套基于本科，著重于研究生教學(xué)、學(xué)科基地建設(shè)的實(shí)驗(yàn)設(shè) 備。西門子S7200系列PLC作為西門子推出的小型PLC，擁有體積小、通訊開(kāi)放、程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器較大、集成的RS485接口、擴(kuò)展性良好、指令功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件。表3 主要組態(tài)軟件情況對(duì)比WINCCMCGS組態(tài)王力控所屬公司西門子北京昆侖亞控科技北京三維屬性國(guó)際產(chǎn)品國(guó)內(nèi)產(chǎn)品國(guó)內(nèi)產(chǎn)品國(guó)內(nèi)產(chǎn)品知名度 較早出現(xiàn)國(guó)內(nèi)組態(tài)第二品牌國(guó)內(nèi)最早，裝機(jī)量最多的組態(tài)軟件近幾年發(fā)展的產(chǎn)品兼容性支持西門子產(chǎn)品兼容性強(qiáng)兼容性強(qiáng)兼容性強(qiáng)其他軟件加密不夠嚴(yán)密，國(guó)內(nèi)盜版多基于VB開(kāi)發(fā)、效率較低、系統(tǒng)穩(wěn)定性差國(guó)外組態(tài)軟件的替代品，多用于需求較大場(chǎng)合系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定、驅(qū)動(dòng)比較完善、推廣和售后都較好本設(shè)計(jì)選擇北京昆侖的組態(tài)軟件MCGS作為上位機(jī)，MCGS是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。通過(guò)在上位機(jī)上動(dòng)手操作和觀察，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控鍋爐內(nèi)水溫的具體情況，并得到完整的爐溫實(shí)時(shí)曲線。在鍋爐內(nèi)有電加熱棒并通過(guò)單相SCR可控調(diào)壓裝置控制其輸出電壓，同時(shí)鍋爐內(nèi)有溫度檢測(cè)裝置，兩者與控制器PLC構(gòu)成閉環(huán)控制回路，達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。 硬件連接及I/O分配鍋爐溫度控制系統(tǒng)主要有溫度傳感器、變送器、控制器PLC、帶MCGS的PC機(jī)作為上位機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)可控硅調(diào)壓電路等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖2。溫度變送器PT100與PLC的接線如圖3。 圖5 鍋爐溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖 控制對(duì)象模型 本設(shè)計(jì)的鍋爐水溫控制系統(tǒng)科理解為一介滯后系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為： （3）5 設(shè)計(jì)結(jié)果及分析 水箱水位檢測(cè)。其具體程序見(jiàn)附錄。圖6 回路選擇第二步選擇好回路后設(shè)定回路的參數(shù)，由于本設(shè)計(jì)采用水作為加熱液體，而選擇的PT100也是0—100℃的測(cè)溫，因此給定范圍的低限和高限分別為0和100，回路的參數(shù)暫時(shí)先不設(shè)定，如圖7所示。添加的附加程序有：超溫報(bào)警、超絕對(duì)高溫停機(jī)保護(hù)、無(wú)水不加熱程序等。同時(shí)工程整定法中的穩(wěn)定邊界法由于簡(jiǎn)單易行而仍在廣泛的使用，但是穩(wěn)態(tài)邊界法在常規(guī)的實(shí)驗(yàn)中還是有其固有的弱點(diǎn)，如在做實(shí)驗(yàn)時(shí)必須把控制系統(tǒng)調(diào)到等幅震蕩，這樣就可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)設(shè)備受到損壞。當(dāng)Kp=100 、KI= 、KD=50的時(shí)候運(yùn)行SIMULINK模型，得到仿真曲線圖如圖10所示，得到理想的PID運(yùn)行曲線。 上位機(jī)界面及監(jiān)控設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)采用MCGS作為上位機(jī)，通過(guò)上位機(jī)對(duì)PLC及運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視，監(jiān)視工藝流程及各類參數(shù)，同時(shí)可通過(guò)上位機(jī)可直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行操作，上位機(jī)具體界面如圖14。參考文獻(xiàn)[1]畢效輝，自動(dòng)控制理論[M]，北京，中國(guó)輕工業(yè)出版社，[2]薛定宇，控制系統(tǒng)極端及輔助設(shè)計(jì)[M]，北京，清華大學(xué)出版社，[3]方康玲，過(guò)程控制系統(tǒng)[M]，武漢，武漢理工大學(xué)出版社，[4]邵裕森，過(guò)程控制工程[M]，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，[5]陳建明，電氣控制與PLC應(yīng)用[M]，北京，電子工業(yè)出版社，[6]柴瑞娟，西門子PLC高級(jí)培訓(xùn)教程[M]，北京，人民郵電出版社，[7]西門子（中國(guó)）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)，深入淺出西門子S7200PLC[M]，北京，北京航空航天大學(xué)出版社，2003[8]S7200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)[Z][9]楊 靖，基于PID算法的S7200PLC鍋爐水溫控制系統(tǒng)[J]，機(jī)床電器，2010(6),3435[10]MCGS用戶指南[Z]附錄主程序電壓轉(zhuǎn)換子程序溫度采集子程序
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