【正文】 圖 /?？刂?設(shè)計(jì)流程 開(kāi)始 確定地址號(hào) 自動(dòng) /手動(dòng)？ 自動(dòng)控制 自動(dòng)運(yùn)行 自動(dòng)控制結(jié)束 自動(dòng)結(jié)束？ 結(jié)束 是 否 自動(dòng) 手動(dòng) 手動(dòng)控制 電機(jī)啟 /停？ 啟動(dòng) 電機(jī) 手動(dòng)控制結(jié)束 停止 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 (3)模擬量輸入 模擬量輸入模塊主要接收外部輸入模擬信號(hào)，存入共享數(shù)據(jù)塊中，并轉(zhuǎn)換為IEEE758 標(biāo)準(zhǔn)咒位浮點(diǎn)數(shù)。 低 開(kāi)始 回水溫度 啟動(dòng)變頻器 啟動(dòng)循環(huán)泵 結(jié)束 高 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 30 水 位 檢 測(cè)開(kāi) 始水 位 + 1 5 0 m m水 位 + 1 5 0 m m水 位 + 1 0 0 m m水 位 + 1 0 0 m m水 位 + 1 0 0 m m高 報(bào) 警 開(kāi) 停 泵低 報(bào) 警 工 頻 運(yùn) 行變 頻 低 速 運(yùn) 行變 頻 高 速 運(yùn) 行P I D 控 制 運(yùn) 行 圖 鍋爐水位控制流程 第 6 章 全文總結(jié) 本次設(shè)計(jì)是一次綜合學(xué)習(xí)運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程。可以實(shí)現(xiàn)鍋爐自動(dòng)控制，減輕人工的勞動(dòng)強(qiáng)度。 我曾經(jīng)以為時(shí)間是一個(gè)不快不慢的東西 ,但現(xiàn)在我感到時(shí)光如梭 ,感覺(jué)四年的時(shí)間就在彈指一揮間結(jié)束了。自己要學(xué)習(xí)的東西還有很多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 35 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 36 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 37 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 38 。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種質(zhì)的提高。我想老師們的教誨將使我一生受用！我要感謝我的指導(dǎo)老師，還有我的班主任老師，以及任課老師，感謝他們的教誨，讓我知道只有全方位的拓展自己的知識(shí)面，在實(shí)踐中與理論相結(jié)合，在社會(huì)上要懂得怎樣去做好自己，端正自己的位置，才能為社會(huì)貢獻(xiàn)自己的一份力量。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)單可靠，操作靈活，功能強(qiáng)大，性能價(jià)格比高，較好的滿(mǎn)足了現(xiàn)代生產(chǎn)能和科研的需要。系統(tǒng)還需要“集中 /手動(dòng)” 轉(zhuǎn)換。 圖 鍋爐系統(tǒng)控制 設(shè)計(jì)流程圖 開(kāi)始 溫度控制 PID 鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速 壓力控制 PID 引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速 確定 12變頻器頻率 完成 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 (2)電機(jī)啟 /?？刂? 電機(jī)啟 /停控制完成鍋爐中鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和爐排電機(jī)的啟 /停控制，具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種功能。發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文處理功能塊 FB12,見(jiàn)圖 68。 CYB20S 為圓柱型全不銹鋼結(jié)構(gòu)，體積小，零點(diǎn)和靈敏度 可從外部直接調(diào)整，使用方便。它的正極是鎳鉻合金，負(fù)極為鎳硅。5% 電源容（ KVA) (注 5） 輕載變轉(zhuǎn)矩 110 137 165 198 230 274 329 363 464 571 變轉(zhuǎn)矩 110 137 165 165 198 230 274 329 417 550 保護(hù)結(jié)構(gòu) 開(kāi)放型（ IP00） 冷卻方式 強(qiáng)制風(fēng)冷 大約重量（ kg) 41 57 66 66 66 68 120 120 220 235 (注 )： 4極電機(jī)時(shí)的最大適用容量。 上限頻率與下限頻率 上限頻率與下限頻率是調(diào)速控制系統(tǒng)所要求變頻器的工作范圍，它們的大小應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作情況設(shè)定。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于“集中”位置時(shí)，由 PLC 控制給水泵的運(yùn) 行；當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于“手動(dòng)”位置時(shí)，由機(jī)旁手動(dòng)操作水泵的運(yùn)行。在 PLC 輸出端口和交流接觸器之間引入中間繼電器，其目的是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的強(qiáng)電和弱電之間的隔離，保護(hù)系統(tǒng)，延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命，增強(qiáng)系統(tǒng)工作的可靠性。其控制電路圖如圖 所示。 變頻器主電路電源輸入端子 (R, S, T)經(jīng)過(guò)隔離開(kāi)關(guān)與三相電源連接，變頻器主電路輸出端子 (U. V, W)經(jīng)接觸器接至三相電動(dòng)機(jī)上，如圖 所示。 表 開(kāi)關(guān)量輸入分配表 序號(hào) 名稱(chēng) 文字符號(hào) 端口地址 1 手 /自動(dòng)模式 SF1 2 1 號(hào)循環(huán)泵啟動(dòng) SF2 3 1 號(hào)循環(huán)泵停止 SF3 4 2 號(hào)循環(huán)泵啟動(dòng) SF4 5 2 號(hào)循環(huán)泵停止 SF5 6 引風(fēng)機(jī)啟動(dòng) SF6 7 引風(fēng)機(jī)停止 SF7 8 鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng) SF8 9 鼓風(fēng)機(jī)停止 SF9 10 補(bǔ)水泵啟動(dòng) SF10 11 補(bǔ)水泵停止 BP1 12 環(huán)境溫度 BT 13 回水溫度 BP2U 14 鍋爐排渣電機(jī)啟動(dòng) BP2L 15 鍋爐排渣電機(jī)停止 SF11 16 總電缺相 SF12 17 1 熱繼電器 SF13 主機(jī) CPU226 模塊 2 EM222 DO4 模塊 3 EM235 AI4/AO1 模塊 4 EM232 AO2 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 18 2 熱繼電器 SF14 19 鼓風(fēng)機(jī)熱繼電器 KF1 20 引風(fēng)機(jī)熱繼電器 KF2 21 鍋爐水位高 KF3 22 鍋爐水位低 KF4 23 上煤電機(jī)啟動(dòng) SF15 24 上煤電機(jī)停止 SF16 （ 2） PLC 的輸出端口包括各種故障指示以及變頻器故障給 PLC 的信號(hào)， PLC與這些交流接觸器的連接是通過(guò)中間繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)中的強(qiáng)電和弱電之間的隔離，保護(hù) PLC 設(shè)備，增強(qiáng)系統(tǒng)工作的可靠性。它可用于點(diǎn)數(shù)較多，要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與變送層 : 這一層是集散控制系統(tǒng)的最底層，主要完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、預(yù)處理和變送等工作。上位機(jī)采用高可靠性的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，通過(guò)監(jiān)控軟件完成人機(jī)界面及故障報(bào)警功能，下位機(jī)采用西門(mén)子公司 S7200可編程控制器，實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒系統(tǒng)和管網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，控制水平和硬件可靠性大大提高。 一個(gè)設(shè)計(jì)合理的串級(jí)控制系統(tǒng)，其主、副回路中被控過(guò)程的時(shí)間常數(shù)應(yīng)有適當(dāng)?shù)钠ヅ潢P(guān)系，一般為 12(3~10)ooTT?。另外，又因?yàn)榭紤]到系統(tǒng)相應(yīng)的快速性，同時(shí)， 又因?yàn)榻o風(fēng)量和給風(fēng)量成一定的比例關(guān)系，為了提高控制品質(zhì)以及簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，我們將且盡將給煤量引入前饋參與了爐膛壓力的控制。 能夠影響汽包液位的主要有兩大變量，那就是給水量和蒸汽流量，在其他條件不變的情況下，蒸汽流量越大，液位越低，而給水量越大則液位越高，反之則越低。另外，影響蒸汽溫度的因素還有給水量、蒸汽流量以及引風(fēng)量等，又考慮到了控制系統(tǒng)相應(yīng)的快速性，我們又將給水量和蒸汽流量作為蒸汽溫度控制的前饋量構(gòu)成前饋控制系統(tǒng)。 此外，除了保證鍋爐的正常工作和安全，蒸汽鍋爐還必須裝設(shè)安全閥、水位表、高低水位報(bào)警器、壓力表、主氣閥、排污閥和止污閥等 ,還有用來(lái)消除受熱面上積灰的吹灰器，以提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 送風(fēng)設(shè)備：包括有鼓風(fēng)機(jī)和分道組成。） 水冷 壁：主要是輻射受熱面，保護(hù)爐壁的作用。所以鍋爐的中心任務(wù)是把燃料中的化學(xué)能有效的轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能。其中實(shí)現(xiàn)鍋爐的自動(dòng)化控制不僅可大大節(jié)約能源，促進(jìn)環(huán)保，而且可以提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平。如：日本燃煤工業(yè)鍋爐僅占總數(shù)的 1％，美國(guó)和西歐國(guó)家約占 1％～ 3％ (石油危機(jī)后燃煤工業(yè)鍋爐略有增加 )，俄羅斯燃煤工業(yè)鍋爐較多，約占 40％。整個(gè)系統(tǒng)的軟件編程就是梯形圖語(yǔ)言 對(duì)實(shí)現(xiàn)其控制功能。鍋爐作為將一次能源轉(zhuǎn)化為二次能源的重要設(shè)備之一，其控制和管理的水平也日趨提高?？删幊炭刂破鞯木幊讨噶钤蕉?，軟件功能就越強(qiáng)，但掌握應(yīng)用也相對(duì)較復(fù)雜。 三、主要技術(shù)指標(biāo) 1. 輸入 /輸出點(diǎn)數(shù) 可編程控制器的 I/O 點(diǎn)數(shù)指外部輸入、輸出端子數(shù)量的總和。 期望實(shí)現(xiàn)的研究目標(biāo)： 可以實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐自動(dòng)控制，減輕人工的勞動(dòng)強(qiáng)度。 4. 指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)是指 PLC 所有指令的總和。 隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)能源利用率的要求越來(lái)越高。各部分的工作狀態(tài)用指示燈來(lái)顯示。這與目前國(guó)外的情況相差很大。為此對(duì)工業(yè)鍋爐推廣應(yīng)用各種新技術(shù)、新工藝 、新管理是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、減少污染的重要途徑。它通過(guò)燃料的燃燒釋放大量熱能，并通過(guò)熱傳遞把能量傳遞給水，把水變成蒸汽或熱水，蒸汽或熱水直接供給工業(yè)和生活中所需要的熱能。（需指出，直流鍋爐內(nèi)無(wú)鍋筒。用它將鍋爐中的煙氣連 續(xù)排出。 除灰塵設(shè)備：是鍋爐灰渣并運(yùn)往儲(chǔ)灰場(chǎng)地的設(shè)備。影響蒸汽溫度的主要因素是給煤量以及給風(fēng)量。其中安全壓力控制系統(tǒng)采用串級(jí)控制，而超壓控制系統(tǒng)采用單回路控制，所以蒸汽壓力控制系統(tǒng)采用串級(jí)控制，而超壓控制系統(tǒng)采用單回路控制，所以蒸汽壓力控制系統(tǒng)是綜合的控制系統(tǒng)，從某蒸汽溫度 控制器 給煤 控制器 給煤 調(diào)節(jié)器 給煤 執(zhí)行器 給煤量 給煤量檢測(cè)，變送器 比值控制器 蒸汽溫度 給風(fēng) 控制器 給風(fēng) 調(diào)節(jié)器 給風(fēng) 執(zhí)行器 給風(fēng)量 給風(fēng)量檢測(cè)，變送器 蒸汽溫度檢測(cè)，變送器 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 種意義上講，可以將其歸入分成控制系統(tǒng)一類(lèi)，其結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖 所示 圖 汽包液位控制系統(tǒng) 如果汽包液位過(guò)高，可能會(huì)影響蒸汽質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致水滿(mǎn)溢出等安全事故；反之，如果汽包液位過(guò)低，鍋爐 很可能會(huì)被燒壞，甚至導(dǎo)致爆炸等安全事故。 影響爐膛壓力的主要變量有給煤量、給風(fēng)量以及抽風(fēng)量等，而其中給煤量和給風(fēng)量是由蒸汽溫度、壓力以及蒸汽量等因素決定的，所以要想保持爐膛壓力在一定范圍內(nèi)保持不變就只有改變抽風(fēng)量，亦即通過(guò)調(diào)節(jié)抽風(fēng)量以達(dá)到控制爐膛壓力的目的。 兩步整定法就是讓系統(tǒng)處于串級(jí)工作狀態(tài)，第一步按單回路控制系統(tǒng)整定副控制器參數(shù)，第二步把已經(jīng)整定好的副回路視為串級(jí)控制系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，仍按單回路對(duì)主控制器進(jìn)行一次參數(shù)整定?？刂葡到y(tǒng)以?xún)膳_(tái)工業(yè)控制機(jī)作為上位機(jī)，以 PLC(可編程控制器 )為下位機(jī)。另一方面運(yùn)用 RS485總線(xiàn)與各變頻器進(jìn)行通信，分別對(duì)鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、爐排電機(jī)、循環(huán)泵和補(bǔ)水泵等進(jìn)行啟?？刂坪碗姍C(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定，一旦電機(jī)啟動(dòng)完畢，即使 PLC與上位機(jī)通訊故障，系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 (2)中央處理單元 (CPU226)：本機(jī)集成 24 輸入 /16 輸出， I/O 共計(jì) 40 點(diǎn)，和CPU224 相比，程序存儲(chǔ)容量擴(kuò)大了一杯，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量增加到 10KB，它具有 2個(gè)通信口，通信能力大大增強(qiáng)。其開(kāi)關(guān)輸入端口