【正文】 13 差壓變送器 .......................................................................................... 14 系統(tǒng)流量檢測裝置的選型及檢測方式 .............................................. 15 系統(tǒng)壓力信號的檢測 ..................................................................................... 16 電阻 應變片的工作原理 ....................................................................... 16 擴散硅壓力傳感器的選用 .................................................................. 16 本章小結(jié) ........................................................................................................ 16 第三章 空燃比控制方案的確定 ................................................................................ 18 概述 ................................................................................................................ 18 空燃比控制系統(tǒng)的設計 ................................................................................. 18 單交叉限幅控制系統(tǒng) ........................................................................... 20 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） VII 空燃比控制的校正 .............................................................................. 22 系統(tǒng)設計中偏置的作用 ................................................................................ 22 本章小結(jié) ......................................................................................................... 23 第四章 系統(tǒng)上位機組態(tài)和監(jiān)控 ................................................................................ 24 WinCC 組態(tài)軟件的概述 ................................................................................ 24 WinCC 的控制模塊 .............................................................................. 24 WinCC 項目設計 .................................................................................. 27 監(jiān)控界面的設置 ............................................................................................. 29 報警組態(tài)以及趨勢顯示 ................................................................................. 31 本章小結(jié) ........................................................................................................ 33 第五章 PLC 控制系統(tǒng)的硬件配置和軟件編程 ....................................................... 34 工控機 ............................................................................................................. 34 PLC ................................................................................................................. 34 Step7 簡介 ....................................................................................................... 35 系統(tǒng)軟件編程 ................................................................................................. 39 本章小結(jié) ........................................................................................................ 40 第六章 總結(jié)和展望 .................................................................................................... 42 參考文獻 ...................................................................................................................... 43 致 謝 .......................................................................................................................... 44 附錄 .............................................................................................................................. 45 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 1 第一章 引 言 背景簡介 自上世紀 40 年代以來，工業(yè)控制系統(tǒng)開始了逐步發(fā)展成熟的步伐。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 3）畢 業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔 1）設計（論文） 2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂 3）其它 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） IV 基于 PLC 的鍋爐燃燒控制系統(tǒng) —— 空燃比控制的 WinCC 組態(tài)和 PLC 設計 摘 要 在當今各種工業(yè)企業(yè)的動力設備中，鍋爐仍然是一重要的組成部分。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán) 大學可以 將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 本文采用基于 SIEMENS S7300(PLC)的方式 對鍋爐的燃燒過程 進行控制 ，簡化了系統(tǒng)，提高了設備的可靠性和穩(wěn)定性，同時也大幅 度 地提高了燃燒能的熱效率 。 開始應用 420mA 模擬信號標準的第二代控制系統(tǒng) (模擬控制系統(tǒng)或 ACS)標志著控制系統(tǒng)的又一次飛躍。因此 DCS 系統(tǒng)在電力、石油、化工等重要領域得到普遍應用。因此，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)及時一個開放的通信網(wǎng)絡，又是一種分布式控制系統(tǒng)，它作為智能設備的聯(lián)系紐帶，把掛接在總線上作為控制節(jié)點的職能設備連接為網(wǎng)絡系統(tǒng)，并進一步構(gòu)成自動化控制系統(tǒng)?？删幊炭刂破鞑粌H容易安裝，占用空間小，能源消耗小，帶有診斷指示器可以幫助故障診斷，而且可以被重復使用到其他的項目中去。在很短時間內(nèi)， PLC 就迅速擴展到食品、飲料、金屬加工、制造等多個行業(yè)。 PLC 己經(jīng)比原來復雜了很多，但是 對操作員來說，今天的高功能的 PLC 與 30 年前的 PLC 一樣那么容易操作，甚至更為簡單。系統(tǒng)應用的是西門子公司的控制系統(tǒng)解決方案。協(xié)議開放可令不同廠商開發(fā)兼容產(chǎn)品。 而就具體的技術(shù)而言，現(xiàn)場總線正朝著扁平化，一體化的方向發(fā)展，通過一個總線實現(xiàn)各種功能。同時，軟件的應用有效縮短了對于上位機監(jiān)控層面的復雜設計過程。隨著軟 PLC(Soft PLC)控制組態(tài)軟件的進一步完善和發(fā)展，安裝有軟 PLC 組態(tài)軟件和 PCbased 的市場份額將逐步得到增長。所以根據(jù)市場需求研究更加先進的自動化控制系統(tǒng)有利于發(fā)揮工業(yè)網(wǎng)絡控制優(yōu)勢并有利于促進國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展。 在這個過程中 實質(zhì)上是四個能量形態(tài)的轉(zhuǎn)換過程，首先 燃氣或煤粉 的化學能經(jīng)過燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽@個過程在蒸汽鍋爐或燃汽機的燃燒室內(nèi)完成；再是熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，這個過程在蒸汽機或燃汽輪機完成；最后通過發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)變成電能?！盃t”就是鍋爐的燃燒系統(tǒng)，由爐膛、煙道、噴燃器及空氣預熱器等組成。四角燃燒鍋爐的循環(huán)方式趨于多樣化，上述四種形式都占相當數(shù)量。 風燃比。爐膛壓力過低 ， 會使大量的冷風 進 入爐膛 ， 將會增大引風機的負荷和排煙損失 ，可能使燃燒惡化，燃燒損失增大，甚至會燃燒不穩(wěn)定或滅火， 爐膛壓力太低甚至會引起內(nèi)爆 ； 反之 ，爐膛壓力高且高出大氣壓力時 ，爐膛內(nèi)火焰和高溫煙氣就會向外面泄露， 使煙氣冒出 ， 不僅會影響環(huán)境衛(wèi)生 ， 甚至可能影響設備和人身安全。 最 高 效率 區(qū)總 能 量損 失煙 氣 的 熱損 失不 完 全 燃 燒的 損 失1 . 0能 量 損失過 剩 空 氣 量 （ % ）1 . 0 1 1 . 1 1 . 3熱損失12 圖 空氣過剩系數(shù)和節(jié)能圖 上圖所示為燃料在鍋爐燃燒過程中空氣過剩系數(shù)和節(jié)能與防止污染的關系，圖中曲線 1 代表燃料不完全燃燒的熱損失，曲線 2 表示煙囪排出廢氣的熱損失，曲線 3 代表總能量損失。 ∑P C 1P C 3P C 2LS蒸 汽P C防 回 火 回 路防 脫 火 回 路燃 料 圖 爐膛負壓控制系統(tǒng)及連鎖保護 它通過調(diào)節(jié)兩臺引風機，使引風量和送風量相適應，以保持爐膛壓力在允許范圍之內(nèi)，保證鍋爐的經(jīng)濟與安全運行。導致調(diào)節(jié)閥的閥后壓力增大有可能產(chǎn)生 “ 脫火 ” 時，此時 P2C 調(diào)節(jié)器的輸出大幅度下降（反作用），并低于 P1C 調(diào)節(jié)器的輸出 值 。上位工控機在線實時記錄、監(jiān)控和顯示數(shù)據(jù) ； PLC 向上位機傳遞設備的實時狀態(tài)，接受并執(zhí)行上位機的實時控制命令，通過換向閥和執(zhí)行機構(gòu)對燃燒介質(zhì) (煤粉和內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 13 空氣 )的流量進行控制，從而達到最終控制溫度的目的。實踐證明，對于一定形狀和尺寸的節(jié)流件，一定的測壓位置和前后直管段，在一定的流體參數(shù)情況下，節(jié)流件前后的差壓差與流量 q 之間有一定的函數(shù)關系。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 15 系統(tǒng)流量檢測裝置的選型及檢測方式 孔板的選型 系統(tǒng)孔板測量采用法蘭取壓方式。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。燃燒系統(tǒng)的 目的是將溫度控制到工藝要求值，而溫度的控制是由控制 煤粉 和空氣的流量得以實現(xiàn)，因此 溫度 和流量的測量就尤為重要。因此，無論是正常運行還是啟停過程，均應合理組織燃燒，保 證燃燒工況穩(wěn)定、良好。 2).能迅速客服進入副環(huán)的干擾，抗干擾能力強，控制質(zhì)量高。為此，應該對空氣，燃料流量采用相互交叉限制的措施，保證在穩(wěn)態(tài)和動態(tài)情況之下， U 的值始終維持在最佳燃燒區(qū)，熱效率得到有效提高。 3． 當外界要求系統(tǒng)降負荷時，信號 A 極具下降， 對于燃料流量回路，此時A 小于 B， A 經(jīng)過 LS 后作為燃料流量控制器的給定值，控