【正文】 測，由于K型（鎳鉻一鎳硅）熱電偶具有測溫范圍寬（200℃~1300℃）、熱電動勢大、線性好和價格低的優(yōu)點，所以我們選擇K型熱電偶作為鍋爐的溫度檢測儀表。2．由于反饋回路的存在，降低了對前饋控制模型的要求，為工程上實現(xiàn)比較簡單的通用模型創(chuàng)造了條件。過熱器出口蒸汽溫度控制主要有兩種方法1：通過改變煙道溫度控制過熱器出口蒸汽溫度2：通過改變減溫水流量控制過熱器出口蒸汽溫度。當出現(xiàn)虛假水位時，蒸汽用量增加時，主調節(jié)器（正作用、選用氣閉閥）的輸出信號減小，而蒸汽流量信號不經(jīng)過主調節(jié)器，直接傳遞給副調節(jié)器，副調節(jié)器的輸出減小，給水調節(jié)閥的開度增大，從而消除虛假水位。汽包液位是鍋爐正常運行的重要控制參數(shù)之一，也是生產(chǎn)過程的重要工藝指標，汽包水位過高會導致汽包上部空間減小，影響其中的汽、水分離，蒸汽會出現(xiàn)帶液現(xiàn)象，這種情況不僅降低了蒸汽質量和產(chǎn)量，還會導致蒸汽結垢或者損壞汽輪機葉片。 基于PLC的鍋爐控制系統(tǒng)方案設計本控制系統(tǒng)的上位機是一臺工控計算機，下位機是西門子S7200可編程控制器，上位機通過傳感器獲得鍋爐各個參數(shù)的當前值，通過組態(tài)王監(jiān)控軟件實現(xiàn)對鍋爐當前情況的監(jiān)控、報警等功能，下位機PLC通過控制變頻器或者閥門開度完成對控制變量煤粉流量、給水流量、給風量、引風量的控制，進而實現(xiàn)對燃燒過程、爐膛壓力、汽包水位和過熱器溫度的控制。鍋爐的效率：用于產(chǎn)生加熱水和蒸汽所用的熱量Q1與每小時送入爐膛燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量Qr之比，用符號%表示。水的加熱和蒸發(fā)過程包括給水、水循環(huán)和汽水分離三個步驟。室燃爐所用的燃料可是固體燃料、液體燃料和氣體燃料。（3）空氣預熱器空氣預熱器有回旋式和管式兩種結構。點火裝置：在鍋爐啟動后點燃煤粉氣流，當燃燒劣質煤粉或低負荷運行時，使系統(tǒng)穩(wěn)定燃燒或作為燃燒的輔助設備。省煤器作用：吸收煙氣熱量、節(jié)約燃料，預熱給水、減少給水在水冷壁上的吸熱量，提高給水溫度、減小與汽包壁的溫差。PLC漸漸進入到過程控制領域，在一定程度上取代了DCS系統(tǒng)在過控領域的統(tǒng)治地位。缺乏熟練的操作人員。另外，倘若鍋爐達到經(jīng)濟燃燒狀態(tài)，還能夠減少煙氣中的含塵量，減少污染。 the coal quality is not stable, exhaust temperature is higher, so the boiler process control is an important research field of thermal power plant boiler control using PLC.Through the analysis of the furnace temperature, furnace pressure, drum level and superheater temperature, the design takes PLC as controller, and uses PID algorithm, pletes programming through STEP7 Micro/WIN ladder diagram. the temperature cascade control scheme, the pressure feedforward—feedback control scheme and the ratio control scheme of the furnace are designed , three impulses control scheme of the drum level and cascade control scheme of superheater are designed too, finally each control system can be run automatically . The interactive interface is designed using the King view software, finally using a password to land is achieved, screen can show ceaselessly, data report preview, print, save, refresh and transferred to the query is pleted ,the curve and alarm screen etc can be updated timely. Finally boiler control system can achieve security, stability and efficient operation.Keywords : Boiler ；PLC；Kingview目 錄摘 要 IIAbstract III第一章 緒 論 1 1 1第二章 火電廠鍋爐生產(chǎn)工藝 3 3 4第三章 火電廠鍋爐控制系統(tǒng)的總體方案設計 7 控制方案的選擇 7 基于PLC的鍋爐控制系統(tǒng)方案設計 7 8 9 9 11 12 14 17 18第五章 控制系統(tǒng)下位機設計 20 20 系統(tǒng)的整體設計方案 21 22 I/0分配 22 硬件配置及連接圖 23 STEP7概述及S7200程序流程設計 24 31第六章 控制系統(tǒng)上位機設計 33 組態(tài)王軟件概述 33 33 定義外部設備和變量 33 34 動畫連接 35 組態(tài)畫面顯示 36 初始值設定 36 實時曲線和歷史曲線顯示 37 實時數(shù)據(jù)報表和實時報表查詢 38 40 40 41總 結 43參考文獻 44附錄A：組態(tài)王命令語言 46附錄B：PLC控制程序 50附錄C：鍋爐控制系統(tǒng)流程圖 63致 謝 6465第一章 緒 論我國是目前世界鍋爐生產(chǎn)和使用最多的國家，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，采用清潔燃料和潔凈燃燒技術的高效、低污染、節(jié)能工業(yè)鍋爐必將成為鍋爐發(fā)展的大趨勢。畢業(yè)設計（論文）使用授權聲明本人完全了解濱州學院關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內容外，本設計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日基于PLC的火電廠鍋爐控制系統(tǒng)設計摘 要火電廠鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)過程的必要動力設備，鍋爐系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運行是火電廠的重要任務。在千余家鍋爐企業(yè)中具有自行設計能力的廠家僅百家左右，許多小型企業(yè)存在很多問題、步履維艱，從而轉產(chǎn)或倒閉。且在用鍋爐大多為使用年限較長的老舊鍋爐，污染重，效率低，節(jié)能潛力巨大。在我國除了少數(shù)鍋爐采用了先進的控制技術，大本分鍋爐還停留在使用儀表和繼電器進行控制，因此鍋爐控制系統(tǒng)的改造具有良好的市場發(fā)展空間和投資前景，值得廣泛關注。第二章 火電廠鍋爐生產(chǎn)工藝火電廠包括三大系統(tǒng)，分別是燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)。爐子是鍋爐的燃燒系統(tǒng)，將燃料的化學能轉換成汽包內水分蒸發(fā)的熱能。通風方式：包括自然通風和機械通風。安全附件包括溫度計、水位計、調節(jié)閥和壓力表等。按容量大小可分為：小型鍋爐、中型鍋爐和大型鍋爐。燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣經(jīng)省煤器、空氣預熱器和再熱器后經(jīng)除塵器出去飛灰后，經(jīng)引風機排放到大氣中。鍋爐可用率：統(tǒng)計期間內，鍋爐運行的總小時數(shù)和鍋爐的總備用小時數(shù)之和與統(tǒng)計期間內總小時數(shù)之比[2]。燃燒控制系統(tǒng)：包括爐膛溫度控制系統(tǒng)和爐壓控制系統(tǒng)，空氣流量和煤粉流量按一定比例混合燃燒，保證爐膛溫度和蒸汽負荷要求，同時使引風量和送風量相適應，維持爐壓在控制要求范圍內，保證系統(tǒng)燃燒經(jīng)濟性和安全性。蒸汽用量突然加大時，蒸汽壓力會瞬間下降，水沸騰加劇，汽包水的表面和底部汽泡量會迅速增加，由于汽包的體積比水的體積大很多倍，會出現(xiàn)汽包水位升高的假象。本系統(tǒng)中控制器要使液位穩(wěn)定在設定值上，當出現(xiàn)干擾時不允許有余差，故采用比例積分控制規(guī)律。從控制角度來講減溫設備安裝在過熱器后面比較合理，但是從設備安全角度減溫器應該安裝在過熱器的前面，從上述矛盾出發(fā)，我們將減溫器安裝在過熱器上部，更為合理有效地對過熱器出口蒸汽溫度進行控制。檢測儀表主要有傳感器和變送器兩部分組成，傳感器將溫度、壓力、流量、物位、成分的變化轉換成相應的電信號傳送給變送器，變送器將電信號再轉換為標準信號并輸出。流量檢測一般有體積流量檢測和質量流量檢測兩種方法，體積流量檢測包括容積法和速度法，容積法是用單位時間內排出流動介質的固定容積數(shù)來計算流量。差壓式流量計的檢測原理是：當流動介質經(jīng)過節(jié)流裝置，在節(jié)流裝置前后會產(chǎn)生壓力差，通過壓力差可得被測介質的流量。（2）差壓水位計：將變動水位與恒定水位的差壓值轉換成水位值，再通過差壓變送器轉換成連續(xù)的電信號。差壓式水位計適用于系統(tǒng)穩(wěn)定運行時參數(shù)的顯示，電極式水位計一般應用在鍋爐變參數(shù)運行過程中，精度很高。LUGB99型流量計不僅可以檢測液體流量還可以檢測蒸汽流量，所以在本設計中我們也選擇它對蒸汽流量進行檢測。執(zhí)行機構包括液動執(zhí)行機構、電動執(zhí)行機構和氣動執(zhí)行機構。2．氣開、氣閉形式的選擇由于執(zhí)行器的調節(jié)機構有正裝、反裝兩種形式，執(zhí)行機構有正和反兩種作用方式，通過四種組合方式可以實現(xiàn)執(zhí)行器氣開和氣關調節(jié)。具有及時迅速，存在余差等特點。不允許有穩(wěn)態(tài)誤差時選用PI調節(jié)。另外在EM235擴展模塊中，D/A和A/D轉換器位數(shù)都是12位，模擬量的輸出和輸入有很多種量程，如0～20mA，0～10V，0～100mV，0～5V，等等，并且有0～10D/A和A/D轉換單元[15]。CPU224不僅具有2560字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，而且還有4096字節(jié)的程序存儲器，可滿足設計要求[16]。調試即對模擬調試過的程序進行在線調試?？刂破髂茉O置為兩種傳輸模式（ASCII或RTU）中的任何一種在標準的Modbus網(wǎng)絡通信。S7200系列PLC核心是CPU224，還具有EM23EM23EM235三種規(guī)格的模擬量輸出輸入模塊。在溫度控制子程序中，首先對爐溫進行初始設定，開始溫度采集，判斷采集的溫度測量值是否在設定值范圍之內，若果在則進行PID控制和輸出空燃比信號，如果不在則報警[22]。主程序可以對其他五個子程序進行管理，如果任務簡單，一個主程序就可以完成任務，如果復雜必須將具體任務分放到子程序中完成，便于程序的編寫、編譯和調試。工程管理器：主要用于新工程的建立和已有工程的管理，對已有工程進行添加、備份、及對數(shù)據(jù)詞典實現(xiàn)導入和導出。雙擊需要動畫連接的設備，進行相應的配置，然后在畫面上右擊在畫面屬性里編寫動態(tài)運行的命令語言，命令語言見附錄A。為了更方便對曲線進行更新操作，我們建立一個更新按鈕，工具箱中選擇按鈕，字符串替換為“更新”，點擊更新按鈕，選擇控件，選擇定義的控件名稱，再在屬性中選擇HTUpdateToCurrentTime，確定完成[25]。filename=InfoAppDir()+RealtimeReport\。file=InfoAppDir()+RealtimeReport\*.rtl。建立新畫面歷史數(shù)據(jù)報表，添加查詢按鈕，雙擊報表命名為Historyreport確定。}注銷按鈕按下時寫入命令語言LogOff()。 }if(\\本站點\爐膛壓力==5 amp。}if(\\本站點\過熱器溫度==400 amp。}if(\\本站點\汽包水位=80) {\\本站點\給水泵=1。\\本站點\鼓風機=1。 \\本站點\給風流量=\\本站點\煤粉流量*3。 }if(\\本站點\爐膛壓力5) { \\本站點\引