【正文】 }}附錄B：PLC控制程序附錄C：鍋爐控制系統(tǒng)流程圖 致 謝四年的學(xué)習(xí)豐富了自己的專業(yè)知識，提高了自己獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力，經(jīng)過近3個月的努力，畢業(yè)課題終于順利完成，在課題的設(shè)計(jì)過程中，我的指導(dǎo)老師閆俊紅老師傾注了大量的心血，從選題到開題報告，從寫作提綱到一遍遍審稿，嚴(yán)格把關(guān)，在此表示衷心感謝，從老師身上學(xué)到了很多可貴的品質(zhì)，包括認(rèn)真的求學(xué)精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、踏實(shí)的工作作風(fēng)、對科學(xué)孜孜不倦的追求以及無私奉獻(xiàn)的精神，將使我在今后的學(xué)習(xí)、工作和生活中受益匪淺。 }if(\\本站點(diǎn)\過熱器溫度==420) { \\本站點(diǎn)\給煤機(jī)=0。 \\本站點(diǎn)\爐膛溫度=\\本站點(diǎn)\爐膛溫度+20。} else{\\本站點(diǎn)\給水流量=\\本站點(diǎn)\給水流量2。}if(\\本站點(diǎn)\汽包水位==80 amp。}if(\\本站點(diǎn)\爐膛溫度==3600 amp?？?結(jié)火電廠鍋爐是一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)，包括爐膛溫度控制系統(tǒng)、汽包水位控制系統(tǒng)、過熱器出口蒸汽溫度控制系統(tǒng)和爐膛壓力控制系統(tǒng)，每個系統(tǒng)的正常運(yùn)行時鍋爐系統(tǒng)安全的重要保證。再從工具箱中選擇報警畫面，在報警畫面中插入實(shí)時報警和歷史報警兩個報警窗口，雙擊畫面，在報警窗口配置屬性頁進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。對于調(diào)入報表我們可以在按鈕彈起時在命令語言編輯框中輸入命令語言：string ReportName。當(dāng)退出按鈕按下時輸入命令語言Exit(0 )。在括號內(nèi)輸入RealtimeReport，確定，完成打印預(yù)覽按鈕的設(shè)置。為了更直觀的看到某時刻曲線所對應(yīng)的實(shí)際值，我們可以做一個顯示，在各個變量相應(yīng)的曲線旁邊輸入幾個字符，雙擊進(jìn)行動畫連接，進(jìn)行模擬量輸出連接[25]。定義變量主要根據(jù)要求對變量的基本屬性、報警定義和記錄安全區(qū)進(jìn)行定義，如圖61所示。 軟件調(diào)試硬件調(diào)試一般在實(shí)驗(yàn)室中完成，設(shè)備的各個單元經(jīng)檢查符合要求后，軟件和硬件進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，使軟件和硬件的配置達(dá)到最佳狀態(tài)。如果手動方式運(yùn)行，直接啟動給水泵及調(diào)節(jié)閥，沒有故障則正常運(yùn)行進(jìn)行PID控制，否則停止。 STEP7—Micro/WIN編輯界面界面分為標(biāo)題欄、工具條、菜單條、引導(dǎo)條、輸出窗口、狀態(tài)條指令樹、和用戶窗口。其它設(shè)備（從設(shè)備）根據(jù)主設(shè)備查詢提供的數(shù)據(jù)作出相應(yīng)反應(yīng)。 變頻器接線圖Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言，通過此協(xié)議，控制器之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）和其他設(shè)備之間可以通信。根據(jù)控制要求，確定輸入、輸出設(shè)備。（2）輸入/輸出性質(zhì)及點(diǎn)數(shù)要求。爐壓調(diào)節(jié)器采用反作用調(diào)節(jié)方式，過熱器出口蒸汽溫度調(diào)節(jié)器采用反作用調(diào)節(jié)方式?？刂埔?guī)律選擇的一般原則：（1）廣義控制通道時間較長時需要引入微分調(diào)節(jié)。對于爐膛而言，當(dāng)信號中斷時，應(yīng)該保證煤粉和空氣閥門全部關(guān)閉，使鍋爐不會因高溫而發(fā)生事故，所以煤粉和空氣選擇氣開式執(zhí)行器。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力矩作用下，阻力系數(shù)發(fā)生改變，從而改變被控介質(zhì)流量，達(dá)到調(diào)節(jié)工藝變量的目標(biāo)。常見的電氣式壓力檢測儀表有壓電式壓力檢測儀表和電阻式壓力檢測儀表。根據(jù)要求我們選擇LUGB99型渦街流量計(jì)，它是一種新型振動式流量計(jì)，具有壓損小、準(zhǔn)確度高、性能穩(wěn)定、測量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于管道中蒸汽、汽體和液體介質(zhì)流量的測量。它克服了汽包的壓力的變化對測量的影響，一般用于鍋爐的啟停和參數(shù)變化過程中。為了使變送器輸出的電信號與流量成正比例關(guān)系，必須加一個開方器[9]。基于這種檢測方法的儀表有差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子式流量計(jì)和超聲波式流量計(jì)等。而非接觸式檢測儀表具有較高的測溫上限、熱慣性小、適用于溫度快速變化的檢測，但是測量易受距離、煙塵等外界因素的影響，所以存在較大的測量誤差。前饋反饋控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：1．對被調(diào)參數(shù)影響顯著的主要干擾由前饋進(jìn)行補(bǔ)償，而其余次要干擾可依靠反饋來克服，從而保證被調(diào)參數(shù)最終等于給定值。過熱蒸汽溫度過高，會燒壞過熱器水管，影響負(fù)荷設(shè)備如汽輪的正常工作和安全，氣溫過低會影響負(fù)荷設(shè)備的使用，例如蒸汽溫度每降低5℃，熱機(jī)效率就會下降1%，因此無論是從安全還是技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上看，必須保證過熱器溫度在規(guī)定的范圍之內(nèi)，危機(jī)控制系統(tǒng)一般將氣溫控制在偏離額定值的5%之內(nèi)[7]。從原理框圖可知，汽包液位是主沖量，給水流量和蒸汽流量是兩個輔助沖量，實(shí)際上就是一個前饋加反饋的三沖量串級控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以爐膛溫度控制和煤粉流量控制構(gòu)成串級回路，其中的溫度控制為主環(huán)，煤粉流量控制為副環(huán)，爐膛實(shí)際測得的溫度作為反饋信號與設(shè)定值進(jìn)行較得出偏差，溫度調(diào)節(jié)器根據(jù)偏差信號對煤粉流量進(jìn)行控制，這樣外環(huán)溫控回路根據(jù)爐溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，內(nèi)環(huán)可以快速相應(yīng)溫度變化，實(shí)現(xiàn)對爐溫的精確控制。綜合考慮火電廠鍋爐控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用基于PLC的火電廠鍋爐控制方案。h。燃燒過程必須具備以下條件：1）高溫環(huán)境2）煤粉和空氣良好混合3）煙氣和灰渣的排放傳熱過程一般有三種形式：輻射、輻射和對流、對流，主要以輻射為主。按燃燒方式分為：沸騰爐、層燃爐和室式爐。由于自然通風(fēng)只能克服較小流動阻力，而電廠鍋爐的流動阻力很大，所以電廠鍋爐常采用機(jī)械通風(fēng)。分為旋流燃燒器和直流燃燒器。汽水系統(tǒng)由預(yù)熱設(shè)備（省煤器）、汽化設(shè)備（由汽包、水冷壁、聯(lián)箱、下降管和連接管組成）和過熱設(shè)備（過熱器和再熱器）組成。自上世紀(jì)80年代至90年代中期開始，PLC得到了飛速發(fā)展，在這時期，PLC在模擬量處理、數(shù)字運(yùn)算、人機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)等方面的能力得到了大大提高。水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，結(jié)水垢嚴(yán)重，影響效率。又如對燃煤鍋爐設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)行自動控制，即在不需人工干預(yù)的情況下，隨時調(diào)整給水量、送風(fēng)量及引風(fēng)量、燃料量維持水位、蒸汽溫度、蒸汽壓力及爐膛負(fù)壓的恒定，就有希望將鍋爐的熱效率提高5％以上。關(guān)鍵詞：鍋爐；PLC；組態(tài)王The Boiler Control System of Thermal Power Plant Based on PLCAbstractThe boiler of thermal power plant is the necessary power equipment during the industrial production, boiler system security, stability and efficient operation of power plants is an important task. But boiler thermal efficiency is low。 作者簽名: 二〇一〇年九月二十日對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。鍋爐存在熱效率低，燃煤質(zhì)量不穩(wěn)定，排煙溫度高等問題，利用PLC對鍋爐進(jìn)行過程控制是火電廠鍋爐控制領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。受各種因素的影響，十年來鍋爐產(chǎn)品出現(xiàn)了一些新的變化，小容量鍋爐的數(shù)量減少了1/2，大容量鍋爐增加了1倍多，且燃煤鍋爐占的比例開始下降。問題主要表現(xiàn)在以幾個方面熱效率低，能源得不到有效利用。它不僅能通過自動控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，還能節(jié)煤節(jié)電并使排放更環(huán)保，總之鍋爐的計(jì)算機(jī)自動化控制是鍋爐發(fā)展的大趨勢，也是利國利民的發(fā)展方向。火電廠發(fā)電實(shí)質(zhì)就是能量的轉(zhuǎn)換，燃料的化學(xué)能→蒸汽熱能→機(jī)械能→電能，由鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)三大主機(jī)控制。包括燃燒設(shè)備（爐膛、點(diǎn)火裝置和燃燒器組成）、空氣預(yù)熱器和煙道。自然通風(fēng)指利用煙道中的熱煙氣與外界的冷空氣的密度差形成的通風(fēng)力進(jìn)行通風(fēng)。輔助設(shè)備包括給水泵、磨煤機(jī)、給煤機(jī)、送風(fēng)機(jī)、除塵器和碎渣機(jī)等。蒸汽鍋爐一般分為：燃煤蒸汽鍋爐、燃油蒸汽鍋爐、燃?xì)庹羝仩t及點(diǎn)蒸汽鍋爐[1]。而燃燒產(chǎn)生的灰粒沉落到爐膛底部冷灰斗中，經(jīng)冷卻凝固后排出。第三章 火電廠鍋爐控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 控制方案的選擇火電廠鍋爐的控制系統(tǒng)有三種方案（1）基于單片機(jī)的控制系統(tǒng) （2）基于Labview的控制系統(tǒng) （3）基于PLC和組態(tài)王的控制系統(tǒng)單片機(jī)偏電子，適用于無線控制領(lǐng)域和中小型控制領(lǐng)域，以其重量輕、功能強(qiáng)、功耗小和安全性高等特點(diǎn)，在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用，但是由于其可靠性和自身保護(hù)性較PLC差，而且抗干擾能力及穩(wěn)定性都不及PLC,所以單片機(jī)一般只適合應(yīng)用在控制要求不高的場合。過熱器溫度控制系統(tǒng)：使過熱器出口蒸汽溫度在允許范圍內(nèi)，滿足生產(chǎn)工藝的要求[3]。可是這種假象仍會被簡單的控制系統(tǒng)當(dāng)成真正的水位去處理，錯誤地減小給水流量。因此不論是蒸汽還是給水信號變化時，都會破壞調(diào)節(jié)器的平衡，引起調(diào)節(jié)器的作用，減小干擾，提高液位的控制精度，為鍋爐系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了可靠地保障[6]。為了確保燃燒過程的順利、安全、經(jīng)濟(jì)、高效地進(jìn)行，必須對爐膛壓力進(jìn)行合理的控制，因?yàn)槿绻麪t膛壓力過高，不僅會產(chǎn)生向外噴火的現(xiàn)象，還會損壞鍋爐設(shè)備，可是如果爐膛壓力過低，就會吸入冷空氣，影響爐膛的溫度，造成燃料的浪費(fèi)，因此爐膛壓力需要維持在一定范圍內(nèi)。溫度是生產(chǎn)過程中較為常見的參數(shù)之一，保持溫度在一定范圍內(nèi)也是進(jìn)行安全、穩(wěn)定、高效生產(chǎn)的重要任務(wù)之一，溫度檢測元件按照與被測介質(zhì)的接觸方式可以分為接觸式和非接觸式。適用于高粘度流體的測量及測量精度要求高的場合。應(yīng)用較為廣泛的節(jié)流裝置有噴嘴擋板、孔板及文丘里管。但是在實(shí)際應(yīng)用中存在一些缺點(diǎn)：水位和差壓的關(guān)系會受汽包壓力的變化的影響，存在較大的誤差，采用平衡容器測量方法可以使汽包壓力得到補(bǔ)償，但準(zhǔn)確度仍受到較大的限制。因此，在汽包水位控制系統(tǒng)中3種儀表同時被采用。蒸汽的密度一般是2700Kg/ m3，根據(jù)儀表量程的選擇原則，被選用儀表的量程應(yīng)為被測量參數(shù)的4/3至3/2倍，LUGB99型渦街流量計(jì)可檢測流量范圍為8～80 m3/h，可以滿足本設(shè)計(jì)對蒸汽流量的檢測。進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇時應(yīng)該考慮工藝要求、控制精度和經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)氣壓P，閥門開度隨氣壓信號減小而增加，氣壓為零時閥門全開，這類稱為氣關(guān)式執(zhí)行器。增大Kp可減小余差，但容易產(chǎn)生震蕩。綜合上述原則，爐膛溫度控制器采用PID調(diào)節(jié)，汽包液位控制采用P調(diào)節(jié)，流量控制和爐膛壓力控制采用PI調(diào)節(jié)規(guī)律。西門子S7200控制器通過遠(yuǎn)程I/O的方式連接現(xiàn)場需要檢測和控制的各點(diǎn)，CPU自帶24路數(shù)字量輸入和16路數(shù)字量輸出，集成2個RS485接口，可以支持PPI、MODBUS等通訊協(xié)議，遠(yuǎn)程I/O有通訊處理器和EM235模塊連接，實(shí)現(xiàn)信息的可靠、安全、穩(wěn)定傳輸。2．計(jì)算機(jī)和PLC之間的通信打開在STEP7Micro/WIN軟件后，雙擊指令樹里面的“通信”選項(xiàng)，將編輯的程序下載到PLC之前，需要對遠(yuǎn)程站的地址進(jìn)行設(shè)置，然后雙擊“通信”框中的“雙擊刷新”藍(lán)色圖標(biāo)，編程軟件將自動搜索已經(jīng)連接到網(wǎng)絡(luò)上的S7200，并用圖標(biāo)將S7200顯示出來。 I/0分配 I/0分配表輸入信號啟動按鈕停止按鈕急停按鈕空燃比信號爐溫采樣控制信號爐壓采樣控制信號水位采樣控制信號過熱器溫度采樣控制信號手動操作自動操作輸出信號煤粉流量閥空氣流量閥給水泵啟動進(jìn)水閥1進(jìn)水閥2出水閥減溫水閥空氣預(yù)熱器爐溫報警爐壓報警過熱器溫度報警汽包水位報警引風(fēng)機(jī)啟動