【正文】 這個(gè)模擬量的范圍是 ，分辨率為 1/32020(標(biāo)準(zhǔn)化 )。 輸出值是 排汽閥的開(kāi)度 ，可以從允許最大值的 0%變到 100%。例如只需要比例回路或只需要比例積分回路，通過(guò)對(duì)常量參數(shù)的設(shè)置，可以關(guān)閉不需要的控制類型。 PID 算法的實(shí)現(xiàn) 在模擬量閉環(huán)過(guò)程控制領(lǐng)域內(nèi)，擴(kuò)展模擬量處理模塊，如 EM23 EM23 EM235，根據(jù) PLC 提供的 PID 編程功能模塊，只需設(shè)定好 PID 參數(shù)，運(yùn)行 PID 控制指令，就能求得輸出控制值，實(shí)現(xiàn)模擬量閉環(huán)控制。 圖 給水泵控制流程圖 否 開(kāi)始 1給水泵是否過(guò)載 啟動(dòng) 1給水泵 1給水泵切換到工頻運(yùn)行 啟動(dòng) 1變頻器 停止 1變頻器 啟動(dòng) 2給水泵 啟動(dòng) 2變頻器 液位控制 PID 確定變頻器頻率 是 結(jié)束 基于 S7200PLC 的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 34 頁(yè) 共 61 頁(yè) 給油泵控制 給油泵控制程序主要實(shí)現(xiàn)給油泵系統(tǒng)中油泵電機(jī)的啟 /?？刂?、變頻器頻率設(shè)定、蒸汽溫度 PID 控制等。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁(yè) 共 61 頁(yè) 圖 EM223 輸入端接線 基于 S7200PLC 的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 共 61 頁(yè) 圖 EM223 輸出端接線 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 29 頁(yè) 共 61 頁(yè) EM225 的端子接線 EM235 的輸入端接入汽包壓力傳感器所輸出的電壓信號(hào) AIW0，汽包液位傳感器所輸出的電流信號(hào) AIW2，爐膛壓力傳感器所輸出的電壓信號(hào) AIW4,以及蒸汽溫度傳感器所輸出的電壓信號(hào) AIW6，如圖 EM235 輸入端接線。所有接觸器的選擇都要依據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量適當(dāng)選擇。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。 根據(jù)控制系統(tǒng)實(shí)際所需端子數(shù)目，考慮 PLC 端子數(shù)目要有一定的預(yù)留量，為以后新設(shè)備的介入或設(shè)備調(diào)整留有余地，因此選用的 S7200 型 PLC 的主模塊為 CPU226，其開(kāi)關(guān)量輸出 (DQ)為 16 點(diǎn)，輸出形式為 AC220V 繼電器輸出 。可控硅逆變電路，其作用是將整流電路輸出的直流電變換為頻率可調(diào)的交流電 。 用靜壓測(cè)量原理：當(dāng)液位變送器投入到被測(cè)液體中某一深度時(shí)，傳感器迎液面受到的壓力公式為： Ρ = ρ .g .H + Po （ ） 式中： P ：變送器迎液面所受壓力 ρ：被測(cè)液體密度 g ：當(dāng)?shù)刂亓铀俣? Po ：液面上大氣壓 H ：變送器投入液體的深度 同時(shí)，通過(guò)導(dǎo)氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的基于 S7200PLC 的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 61 頁(yè) 大氣壓 Po 與傳感器的負(fù)壓腔相連，以抵消傳感器背面的 Po ，使傳感器測(cè)得壓力為：ρ .g .H ，顯然 , 通過(guò)測(cè)取壓力 P ，可以得到液位深度 變頻器的選型 由于變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，具有異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速和串級(jí)調(diào)速無(wú)可比擬的優(yōu)越性，在鍋爐系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 1) 溫法。 圖 爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 報(bào)警系統(tǒng) 因?yàn)橄到y(tǒng)的運(yùn)行并不是 100%的，所以難免某些控制變量會(huì)超出可控或安全的范圍，當(dāng)出現(xiàn)這類情況時(shí)，隨時(shí)都有可能危及到現(xiàn)場(chǎng)操作人員以及工作設(shè)備等的安全，所以必爐膛負(fù)壓 控制器 引 風(fēng) 控制器 引風(fēng) 調(diào)節(jié)器 引風(fēng) 執(zhí)行器 引風(fēng)量 爐膛負(fù)壓 引風(fēng)量檢測(cè) 變送器 爐膛負(fù)壓檢測(cè) 變送器 爐膛負(fù)壓 設(shè)定值 給油量 汽包液位 控制器 給水 控制器 給水 調(diào)節(jié)器 給水 執(zhí)行器 給水量 汽包液位 給水量檢測(cè) 、 變送器 汽包液位檢測(cè) 、 變送器 汽包液位 設(shè)定值 蒸發(fā)量 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 共 61 頁(yè) 須對(duì)這類情況給出相應(yīng)的報(bào)警提示，即必須安裝相應(yīng)的報(bào)警系統(tǒng)，用以提示操作人員做出相應(yīng)的必要操作，在某些可能出現(xiàn)安全事故的情況下還有用于提示人員疏散等緊急措施。另外，影響蒸汽溫度的因素還有給 水量、蒸發(fā)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發(fā)量作為蒸汽溫度控制的前饋量 來(lái) 構(gòu)成前饋控制系統(tǒng)。 以上就是一般鍋爐供水的過(guò)程，一個(gè)鍋爐進(jìn)行工作，其主要任務(wù)是： (1)要是鍋 爐出口蒸汽壓力穩(wěn)定。 水的汽化過(guò)程 水的汽化過(guò)程就是蒸汽的產(chǎn)生過(guò)程，主要包括水循環(huán)和水分離過(guò)程。用它來(lái)供應(yīng)燃料所需的空氣。 氣鍋：由上下鍋筒和三簇沸水管組成。華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁(yè) 共 61 頁(yè) 第一章 緒論 鍋爐是供熱設(shè)備中最普遍的動(dòng)力設(shè)備之一，它的功能是把燃料中的貯能，通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化成熱能，以蒸汽或熱水的形式輸向各種設(shè)備。水在管內(nèi)受管外煙氣加熱，因而管簇內(nèi)發(fā)生自然的循環(huán)流動(dòng)，并逐漸氣化，產(chǎn)生的飽和蒸汽積聚在上鍋筒里面。 給水設(shè)備：由給水泵和給水管組成。經(jīng)處理的水由泵加壓，先流經(jīng)省煤器而得到預(yù)熱，然后進(jìn)入氣鍋。 (2)保證燃燒過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性。即采用前饋比值串級(jí)控制系統(tǒng)對(duì)蒸汽溫度進(jìn)行控制，其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖 所示。 在本次設(shè)計(jì)中，我們?cè)O(shè)計(jì)了四個(gè)報(bào)警系統(tǒng)，即溫度報(bào)警系統(tǒng)、壓力報(bào)警系統(tǒng)、液位報(bào)警 系統(tǒng)和負(fù)壓控制系統(tǒng)，分別對(duì)蒸汽溫度、蒸汽壓力、汽包液位和爐膛負(fù)壓進(jìn)行超限報(bào)警提示。 2) 補(bǔ)償導(dǎo)線法。變頻調(diào)速在鍋爐系統(tǒng)中主要應(yīng)用在引風(fēng)機(jī)調(diào)速、給水泵調(diào)速、給油泵調(diào)速和鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速。濾波環(huán)節(jié)，它在整流電路和逆變電路之間，一般是利用無(wú)電源電容或電抗器對(duì)整流后的電壓或電流進(jìn)行濾波。開(kāi)關(guān)量輸入為 24 點(diǎn)，輸入形式為 +24V 直流輸入。 變頻器主電路電源輸入端子 (R,S,T)經(jīng)過(guò)空氣開(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，當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向預(yù)設(shè)定不一致時(shí)，需要調(diào)換輸出端子 (U,V,W)的任意兩相。 引風(fēng)機(jī)有兩臺(tái)， 1, 2。 圖 EM235 輸入端接線 EM235 的輸出端接入排汽閥調(diào)節(jié)的輸入口 AQW0，如圖 EM235 輸出端接線。系統(tǒng)根據(jù)蒸汽溫度的設(shè)定值初步確定給油泵啟停，每臺(tái)油泵都通過(guò)變頻啟動(dòng)，切換到工頻運(yùn)行，最后其中一臺(tái)油泵進(jìn)入變頻運(yùn)行，其它油泵工頻運(yùn)行。 (1)PID 算法 在模擬量的控制中，經(jīng)常用到 PID 運(yùn)算來(lái)執(zhí)行 PID 回路的功能， PID 回路指令使這一任務(wù)的編程和實(shí)現(xiàn)變得非常容易。關(guān)閉積分回路 :把積分時(shí)間 n設(shè)置為無(wú)窮大，此時(shí)雖然由于有初值 MX使積分項(xiàng)不為零，但積分作用可以忽略。設(shè)定值可以預(yù)先設(shè)定后直接輸入回路表中，過(guò)程變量是來(lái)自 壓力表 的單極性模擬量， 該模擬量為電流信號(hào)，范圍為 。 程序梯形圖如下： 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 57 頁(yè) 共 61 頁(yè) 基于 S7200PLC 的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 58 頁(yè) 共 61 頁(yè) 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 59 頁(yè) 共 61 頁(yè) 第五章 結(jié)論 通過(guò)這次基于 S7200PLC 的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。 回路輸出值也是一個(gè)單基于 S7200PLC 的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 56 頁(yè) 共 61 頁(yè) 極性模擬量，用來(lái)控制 引風(fēng)機(jī) 速度。本供水系統(tǒng)的設(shè)定值是 10MPa,當(dāng)鍋爐壓力大于 12MPa 時(shí)，輸出“汽包壓力過(guò)壓信號(hào) F1”。 (5)選擇 PID 回路類型 在大部分模擬量的控制中，使用的回路控制類型并不是比例、積分和微分三者俱全。 否 開(kāi)始 1鼓風(fēng)機(jī)是否過(guò)載 啟動(dòng) 1鼓風(fēng)機(jī) 1鼓風(fēng)機(jī)切換到工頻運(yùn)行 啟動(dòng) 7變頻器 停止 7變頻器 啟動(dòng) 2鼓風(fēng)機(jī) 啟動(dòng) 8變頻器 溫度控制 PID 確定變頻器頻率 是 結(jié)束 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 37 頁(yè) 共 61 頁(yè) AENO *I +256, VW3600 //數(shù)據(jù)乘以 256 AENO MOVW VW3600, VW3602 AENO +I +6400, VW3602 //數(shù)據(jù) +6400 AENO MOVW VW3602, AQW0 //輸出給定值 報(bào)警設(shè)置及自動(dòng)停止 當(dāng)鍋爐汽包液位高于上 限 90%或低于下限 65%、鍋爐汽包壓力大于 12MPa、蒸汽溫度高于 150 度、鍋爐爐膛負(fù)壓大于上限時(shí)就發(fā)出電鈴報(bào)警，且當(dāng)鍋爐汽包液位高于上限90%、鍋爐汽包壓力大于 12MPa、蒸汽溫度高于 150 度、鍋爐爐膛負(fù)壓大于上限或鍋爐汽包液位低于下限 65%、鍋爐汽包壓力大于 12MPa、蒸汽溫度高于 150 度、鍋爐爐膛負(fù)壓大于上限時(shí)，鍋爐控制系統(tǒng)自動(dòng)停止運(yùn)行。給水泵控制程序的設(shè)計(jì)流程圖如圖 所示。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) 共 61 頁(yè) 圖 EM223 輸入端接線 基于 S7200PLC 的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 共 61 頁(yè) 圖 EM223 輸出端接線 2EM223 的端子接線 2EM223 的端子接線圖如圖 EM223 輸入端接線和圖 EM223 輸出端接線。 圖 給油泵系統(tǒng)電氣控制圖 引風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng) 在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用 2臺(tái)變頻器，其中 1 引風(fēng)機(jī)電機(jī)有變頻 /工頻兩種工作狀態(tài)，每臺(tái)電機(jī)都通過(guò)兩個(gè)接觸器與工頻電源和變頻器輸出電源相聯(lián)，變頻器輸入電源前面接入一個(gè)空氣開(kāi)關(guān)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)、變頻器的接通，空氣開(kāi)關(guān)的容量依據(jù)電機(jī)的額定電3變頻器 QF4 FR4 KM4 M 3~ 4變頻器 QF6 FR6 KM6 M 3~ QF5 KM5 1給油泵 2給油泵 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) 共 61 頁(yè) 流來(lái)確定。 為了保護(hù) PLC 設(shè)備， PLC 輸出端口并不是直接和交流接觸器連接，而是通過(guò)中間繼電器去控制電機(jī)或者閥門(mén)的動(dòng)作。 Siemens 公司的 PLC 具有可靠性高，可擴(kuò)展性好，又有較豐富的通信指令，且通信協(xié)議簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) 共 61 頁(yè) 圖 變頻器種類 (1)交 —— 直 —— 交變頻器 它是由三個(gè)環(huán)節(jié)組成 :可控硅整流電路，其作用是將電壓、定頻率的交流電路變?yōu)殡妷嚎烧{(diào)的直流電 。 是針對(duì)化工工業(yè)中強(qiáng)腐