【正文】 房 通常換熱站 內(nèi)部 設(shè)備可分為兩個(gè)部分，即采暖系統(tǒng)和民用生活系統(tǒng)，目前我國(guó)換熱站大部分沒有民用熱水設(shè)施。造成結(jié)果是：低效率，我國(guó)供暖采暖系統(tǒng)普遍存在低負(fù)荷、低效率 運(yùn)行，實(shí)際供暖面積平均只有設(shè)備能力的 40%左右。 雖然我國(guó)這些年來(lái)集中供暖事業(yè)取得了迅速發(fā)展，但是和國(guó)外相比，我國(guó)目前采暖系統(tǒng)相當(dāng)落后，具體體現(xiàn)在供暖質(zhì)量差，即室溫冷熱不均，系統(tǒng)效率 低下，不僅多耗成倍能量，而且用戶不能自行調(diào)節(jié)室溫。 在一些工業(yè)發(fā)達(dá)較早的國(guó)家中，如美、英、法等國(guó)家，早期多以鍋爐房供暖來(lái)發(fā)展集中供暖事業(yè)，鍋爐房供暖占較大比例。全國(guó)熱電廠總年供暖量約為 55億 GJ。集中供暖不僅為城市提供穩(wěn)定、可靠的熱源，改善人民生活，而且與傳統(tǒng)的分散供熱相比，能節(jié)約能源和減少污染，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本文首先簡(jiǎn)單介紹了換熱站的供暖方式 ，主要介紹了換熱站的弱點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這是換熱站正常運(yùn)行的先決條件，換熱站的結(jié)構(gòu)、換熱站的工作原理以及系統(tǒng)構(gòu)成并對(duì)控制方案作了詳細(xì)介紹。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 本章小節(jié) ....................................................................................................................... 6 2. 可編程控制器 ......................................... 5 可編程控制器概述 ....................................................................................................... 5 可編程控制器背景及特點(diǎn) ................................................................................. 5 可編程控制器的結(jié)構(gòu) ........................................................................................ 5 可編程控制器的工作原理 ..................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。原蘇聯(lián)集中供暖規(guī)模，居世界首位。據(jù) 1982年資料，如瑞典首都 斯德哥爾摩市，集中供暖普及率為 35%；丹麥集中供暖系統(tǒng)遍及全國(guó)城鎮(zhèn)，向全國(guó) 1/3以上的居民供暖和熱水供應(yīng)。 1992年，全國(guó)有 117個(gè)城市建設(shè)了集中供暖措施，供暖面積達(dá)到 21262平方米， “三北”地區(qū)集中供暖普及率達(dá)到 12%， 1993年，全國(guó)有 158個(gè)城市建設(shè)了集中供暖措施，供暖面積達(dá)到 32832平方米，“三北”地區(qū)集中供暖普及率達(dá)到 18%。 6%，采暖能耗不僅造成資源浪費(fèi)，而且是大氣污染的一個(gè)重要因素。鍋爐房是生產(chǎn)地，其主要設(shè)備有：鍋爐、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、循環(huán)泵、和各種輔助設(shè)備（上煤機(jī)，除渣機(jī)）等，其中鍋爐是主體。 隨著國(guó) 民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)供暖質(zhì)量的需求也在逐步提高。本課題來(lái)源于 平安小區(qū) 換熱站的控制與技術(shù)，如何隨時(shí)了解換熱站的工作情況和有關(guān)信息，并根據(jù)這些信息和室外溫度對(duì)換熱站進(jìn)行及時(shí)調(diào)控，使供暖系統(tǒng)始終 在一個(gè)最佳工況下運(yùn)行，從而獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，這就是本課題的研究目的所在。具有各種不同的顯示畫面，可定時(shí)和隨機(jī)打印生產(chǎn)運(yùn)行日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表等統(tǒng)計(jì)報(bào)表。 應(yīng) 該強(qiáng)調(diào)的是， PLC 與以往所講的機(jī)械式的順序控制器在“可編程”方面有質(zhì)的區(qū)別。而且，為了進(jìn)一步提高 PLC 的處理速度，各制造廠商還研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片，大大提高了 PLC 軟、硬件功能?？删幊炭刂破鹘Y(jié)構(gòu)圖如圖 21所示。其中系統(tǒng)存儲(chǔ)器用來(lái)存放由 PLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在 ROM內(nèi)，用戶不能直接更改。 4. 電源單元 可編程控制器電源單元包括系統(tǒng)的電源、保護(hù)電路及備用電池。 （ 2） 具有豐富的 I/O接口模塊 PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，有相應(yīng)的 I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備直接連接 。 PLC是按集中輸入、集中輸出、周期性循環(huán)掃描的方式進(jìn)行工作的。所以，一般情況下輸入信號(hào)的寬度要大于一個(gè)掃描周期，否則很可能造成信號(hào)的丟失。 1) 輸入映像寄存器內(nèi)容，由上一個(gè)掃描周期輸入端子在輸入采樣期間狀態(tài)決定 ； 2) 輸出映像寄存器狀態(tài)，由程序執(zhí)行期間輸出指令的執(zhí)行結(jié)果決定 ； 3) 輸出鎖存器的狀態(tài)，由上一次輸出刷新期間輸出映像寄存器的狀態(tài)決定； 4) 輸出端子的狀態(tài)，由輸出鎖存器來(lái)決定； 5) 執(zhí)行程序時(shí)所用的 I/O狀態(tài)值，取決于輸 入、輸出映像寄存器的狀態(tài)。進(jìn)行一個(gè)掃描周期所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期時(shí)間。 S7300 和 S7400 屬于模塊 PLC。 S7200系列 PLC屬于小型機(jī)。 開關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。 閉環(huán)過(guò)程控制 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。隨著 PLC 體積進(jìn)一步縮小，功能進(jìn)一步增強(qiáng)， PLC 在機(jī)器人控制中的應(yīng)用必將更加普遍。 PLC控制取代以中間繼電器和時(shí)間繼電器為主的繼電器邏輯。 S7200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行 中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 S7200 PLC主機(jī)型號(hào)有 CPU22 CPU22 CPU22 CPU224XP、 CPU22 CPU226XM等。 2. I/O模塊 I/O模塊內(nèi)部沒有電源模塊，不可獨(dú)立工作，主要是為 CPU主機(jī)服務(wù)。 6. 工業(yè)軟件 工業(yè)軟件是為了更好地管理和使用上述設(shè)備而開發(fā)的與之相配套的程序。 （ 3）輸入 /輸出混合擴(kuò)展模塊 EM223有 6種：分別是 4點(diǎn)（ 8點(diǎn)、 16點(diǎn)） DC輸入 /4點(diǎn)（ 8點(diǎn)、 16點(diǎn)）輸出和 4點(diǎn)（ 8點(diǎn)、 16點(diǎn)） DC輸入 /4點(diǎn)（ 8點(diǎn)、 16點(diǎn)）繼電器輸出。 EM231模擬量輸入點(diǎn)數(shù)為 4，輸出阻抗大于等于 10M，最大輸入電壓 30V DC，最大輸入電流32MA。 （ 1） PROFIBUSDP現(xiàn)場(chǎng)總線通信模塊 EM277是 PROFIBUSDP的現(xiàn)場(chǎng)總線通信模塊，用來(lái)將 CPU224連接到 PROFIBUSDP現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。 TEP7Micro/WIN32安裝與啟動(dòng) 一 、 STEP7Micro/WIN32 軟件安裝 1. 系統(tǒng)要求 操作系統(tǒng)： Windows 9 Windows 9 Windows ME、 Windows 2020 或 WindowsXP。 （ 3）雙擊要進(jìn)行通信的站，在通信建立對(duì)話框中，可以顯示所選的通 信參數(shù)，也可以重新設(shè)置。主界面一般可以分為以下幾個(gè)部分：主菜單、工具條、瀏覽條、 指令樹、用戶窗口、輸出窗口和狀態(tài)條。 （ 6）工具 (Tools） 工具菜單提供復(fù)雜指令向?qū)В?PID、 NETR/NETW、 HSC指令）， TD200設(shè)置向?qū)?，設(shè)置程序編輯器的風(fēng)格，在工具菜單中添加常用工具等功能。 3. 瀏覽條 瀏覽條中設(shè)置了控制程序特性的按鈕，包括程序塊（ Program Block）、符號(hào)表（ Symbol Table）、狀態(tài)圖表（ Status Chart）、數(shù)據(jù)塊（ Data Block）、系統(tǒng)塊（ System Block）、交叉引用（ Cross Reference）、和通信（ Communication）。 2．打開已有的項(xiàng)目文件 方法：（ 1）可用菜單命令文件 — 打開按鈕； （ 2）可用工具條中的“ 打開”按鈕來(lái)完成。 ? 將光標(biāo)放在需要的位置上，單擊工具條中元件（觸點(diǎn)、線圈或指令盒）的按鈕，從下拉菜單所列出的元件中，選擇要輸入的元件單擊即可。 （ 3）程序的編輯 用光標(biāo)選中需要進(jìn)行編輯的單元，單擊右鍵，彈出快捷菜單，可以進(jìn)行剪切，復(fù)制，粘貼、刪除，也可插入或刪除行，列，垂直線或水平線的操作。下載前先做好與 PLC之間的通信聯(lián)系和通信參數(shù)設(shè)置 ，還有下載之前， PLC 必須在“停止”的工作方式。 圖 313為下載對(duì)話框 。 單擊工具條中的“下載” 按鈕，或用菜單命令“文件”→ ，出現(xiàn)“下載”對(duì)話框。 （ 4）編寫符號(hào)表 . 單擊瀏覽條中的“符號(hào)表”按 鈕； 在符號(hào)列鍵入符號(hào)名，在地址列中鍵入地址，在注釋列鍵入注解即可建立符號(hào)表，如圖 318所示。 ? 將光標(biāo)放在需要的位置上，在指令樹窗口所列的一系列元件中，拖動(dòng)要輸入的元件放到目的地即可。單擊“確定”，確認(rèn) PLC類型，對(duì)話框如圖 310所示。 5. 用戶窗口 可同時(shí)或分別打開 6個(gè)用戶窗口，分別為：交叉引用、數(shù)據(jù)塊、狀態(tài)圖表、符號(hào)表、程序編輯器、局部變量表。 （ 8）幫助（ Help） 幫助菜單可以提供 S7200的指令系統(tǒng)及編程軟件的所有信息，并提供在線幫助、網(wǎng)上查詢、訪問(wèn)等功能，也可按 F1鍵。 基于 PLC 和變頻器的集中供熱換熱站節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 圖 35 編程軟件主界面 1. 主菜單 主菜單包括：文件、編輯、檢視、 PLC、調(diào)試、工具、窗口、幫助 8個(gè)主菜單項(xiàng)。 （ 2）單擊“通信口”選項(xiàng)卡，檢查各參數(shù)，確認(rèn)無(wú)誤后單擊確定。 通信電纜： PC/PPI 電纜（或使用一個(gè)通信處理器卡），用于計(jì)算機(jī)與 PLC 的連接。 （ 2） ASi接口模塊 ASi接口模塊 CP2432是專門用于現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器和傳感器接口的模塊，并且有集成模擬量處理和傳送單元。典型模擬量擴(kuò)展模塊的量程為 10V到 +10V， 5到 +5V和 4到 20MA等，可根據(jù)實(shí)際需要選用不同等級(jí)，同時(shí)還應(yīng)考慮其分辨率和轉(zhuǎn)換精度等因素。 基于 PLC 和變頻器的集中供熱換熱站節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 S7200PLC的開關(guān)量輸出模塊主要有繼電器輸出和晶體管輸出兩種方式。開關(guān)量 I/O擴(kuò)展模塊一般也叫數(shù)字量擴(kuò)展模塊。 3. 功能模塊 當(dāng)需要完成某種特殊功能的控制任務(wù)時(shí)，需要擴(kuò)展功能模塊。 其中① CPU224集成了 14點(diǎn)輸入 /10點(diǎn)輸出，共有 24點(diǎn)數(shù)字量 I/O。 S7200PLC系統(tǒng)硬件組成 S7200系列 PLC包含了一個(gè)單獨(dú)的 CPU主機(jī)和各種可選擇的擴(kuò)展模塊，可以十分方便地組成不同模塊的控制器。 體現(xiàn)出 PLC控制的高可靠性和功能完善通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。基于 PLC 和變頻器的集中供熱換熱站節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 PLC 和計(jì)算機(jī)具有接口，用雙絞線、同軸電纜或光纜將其聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管理，分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。 PLC 的模擬量控制功能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于塑料擠壓成型機(jī)、加熱爐、熱處理 爐、鍋爐等設(shè)備，還廣泛地應(yīng)用于輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力和建材等行業(yè)。例如：機(jī)床電氣控制，沖床、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸帶、包裝機(jī)械的控制，注塑機(jī)的控制，化工系統(tǒng)中各種泵和電磁閥的控制，冶金企業(yè)的高爐上料系統(tǒng)、軋機(jī)、連鑄機(jī)、飛剪的控制，電鍍生產(chǎn)線、啤酒灌裝生產(chǎn)線、汽車配裝線、電視機(jī)和收音機(jī)的生產(chǎn)線控制等。 S7300屬于中型機(jī)。 按 I/O 點(diǎn)數(shù)分 類 按功能、輸入輸出點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量不同， PLC 可分為 微型、 小型、中型和大型四類 。通常，可以按照結(jié)構(gòu)形式的不同及功能的差異進(jìn)行大致的分類。 PLC 采用循環(huán)（巡回）掃描工作方式，而大、中型 PLC 還增加了中斷工作方式。當(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時(shí)， PLC就會(huì)從輸入映像寄存器中讀入對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從元件映像寄存器讀入對(duì)應(yīng)元件的當(dāng)前狀態(tài)。 PLC就是這樣周而復(fù)始地重復(fù)上述循環(huán)掃描的。 （ 3） 采用模塊化結(jié)構(gòu) 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 PLC以外，絕大多數(shù) PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。 5. 擴(kuò)展接口單元 擴(kuò)展接口 單元 用于將擴(kuò)展模塊與基本單元（ CPU主機(jī)）相連，使 PLC的配置靈活 ，以滿足不同控制系統(tǒng)的需要。用戶程序存儲(chǔ)器用來(lái)存放用戶針對(duì)各種具體控制任務(wù)，用 PLC的編程語(yǔ)言編寫的各種應(yīng)用程序 ，其內(nèi)容可由用戶任意修改或增減；用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用來(lái)存放用戶程序中所使用器件的 ON/OFF狀態(tài)和各種數(shù)據(jù)等，它的大小關(guān)系到用戶程序容量的大小，是反映 PLC性能的重要指標(biāo)之一。 CPU一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，還包括必要的控制接口電路，這些電路被封裝在一個(gè)芯片上 。 至今 PLC 已漸漸成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流計(jì)算機(jī)。 可編程控制器的產(chǎn)生及發(fā)展 1969 年，在美國(guó)出現(xiàn) 了 第一臺(tái)可編程控制器 。本課題主要是用 PLC實(shí)現(xiàn)換熱站的底層控制 。并進(jìn)行信號(hào)處理后在彩色顯示器上顯示，同時(shí)還顯示運(yùn)行模擬圖、主要工藝參數(shù)的變化曲線等畫面。在這種情況下，人工手動(dòng)調(diào)節(jié)必然存在著較大偏差，只能夠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)達(dá)到粗調(diào)節(jié)，不能夠 居民對(duì)室內(nèi)溫度恒定。說(shuō)白了換熱站基于 PLC 和變頻器的集中供熱換熱站節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 就像一個(gè)大的過(guò)水熱，唯一不同的是它很大 .它們都屬于供熱系統(tǒng)的一部分，又各自具有不同的功能。我國(guó)城市集中供暖目前存在的能源浪費(fèi)主要來(lái)源與：建筑的保暖隔熱和氣密性能差；采暖系統(tǒng)相當(dāng)落后。尤其近幾年