【正文】 1 號循環(huán)泵停止 SF3 4 2 號循環(huán)泵啟動 SF4 5 2 號循環(huán)泵停止 SF5 6 引風機啟動 SF6 7 引風機停止 SF7 8 鼓風機啟動 SF8 9 鼓風機停止 SF9 10 補水泵啟動 SF10 11 補水泵停止 BP1 12 環(huán)境溫度 BT 13 回水溫度 BP2U 14 鍋爐排渣電機啟動 BP2L 15 鍋爐排渣電機停止 SF11 16 總電缺相 SF12 17 1 熱繼電器 SF13 主機 CPU226 模塊 2 EM222 DO4 模塊 3 EM235 AI4/AO1 模塊 4 EM232 AO2 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 12 18 2 熱繼電器 SF14 19 鼓風機熱繼電器 KF1 20 引風機熱繼電器 KF2 21 鍋爐水位高 KF3 22 鍋爐水位低 KF4 23 上煤電機啟動 SF15 24 上煤電機停止 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， PLC與這些交流接觸器的連接是通過中間繼電器來實現(xiàn)的，可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)中的強電和弱電之間的隔離，保護 PLC 設備，增強系統(tǒng)工作的可靠性。 （ 1） PLC 的開關輸入端口包括系統(tǒng)的啟動、停止按鈕，電 機啟動、停止按鈕，手動 /自動按鈕、變頻器故障及檢修復位、以及變頻器工頻、變頻運行信號，另外 PLC 輸入端口還包括電動機的熱保護繼電器輸入，輸入形式是熱繼電器的常開觸點。 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 11 圖 模塊連接方式 (4)PROFIBUSDP 模塊 EM227：通過該模塊可以把 S7200 PLC 連接到PROFIBUSDP 網絡中，從而使其作為 DP 網絡中的一個從站。本機選用 1 個 EM222（ 4 點）作為數字量的擴展。它可用于點數較多，要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)組成 : (1)電 源負載模塊：用于將 SIMATIC S7200 連接到直流 24V 和交流 220V 兩種供電電源電壓，輸出類型有晶體管和繼電器兩種輸出方式，它與 CPU 模塊和其他信號模塊之間通過電纜連接。 圖 S7200實物圖 一、 PLC 系統(tǒng)配置 根據系統(tǒng)控制要求，綜合考慮系統(tǒng)對 PLC 運算能力的要求等因素，選用西門子的 S7200 系列 PLC， CPU 模塊選用 CPU226。變送器將采集的溫度、壓力等物理量轉換成電壓或電流信號并傳送給可編程控制器進行數據處理。 現(xiàn)場數據采集與變送層 : 這一層是集散控制系統(tǒng)的最底層，主要完成現(xiàn)場數據的采集、預處理和變送等工作。 現(xiàn)場控制層 : 該層以西門子 S7200系列可編程控制器為核心，一方面通過MPI多點接口與上位機通訊，接收上位機管理層的控制命令。另一方面，關于鍋爐運行及網管系統(tǒng)的各種歷史數據，則存儲在計算機的數據庫中。通過 MPI多點接口與下位機 PLC進行通訊，對現(xiàn)場鍋爐的運行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調度，實現(xiàn)對鍋爐的遠程控制。上位機采用高可靠性的工業(yè)控制計算機，通過監(jiān)控軟件完成人機界面及故障報警功能，下位機采用西門子公司 S7200可編程控制器，實現(xiàn)鍋爐燃燒系統(tǒng)和管網系統(tǒng)的自動控制，控制水平和硬件可靠性大大提高。 表 衰減曲線法整定參數計算表 第 4 章 鍋爐自動控制系統(tǒng)的硬件設 計 總體設計思路 鍋爐自動控制系統(tǒng)中的風機和水泵通過變頻器來調節(jié)電機的轉速，通過工控機和可編程控制器對鍋爐系統(tǒng)中的鼓風機、引風機、爐排電機、循環(huán)水泵實現(xiàn)控制。 （ 3）按以求得的 1sP、 1sT和 2sP、 2sT的值，結合已選定的控制規(guī)律，按表 21 衰減曲線法整定參數的經驗公式，計算出主、副控制器的整定參數值。 兩步整定法的整定步驟如下： 爐膛負壓 控制器 爐膛負壓 設定值 引鳳 控制器 引鳳 調節(jié)器 引鳳 執(zhí)行器 引鳳量 爐膛負壓 引鳳量檢測，變送器 爐膛負壓檢測，變送器 給煤量 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 8 （ 1）在生產工藝穩(wěn)定，系統(tǒng)處于串級運行狀態(tài)，主、副控制器均為比例作用的條件下，先將主控制器的比例度 1P置于 100%刻度上，然后由大到小逐漸降低副控制器的比例度 2P，直到得到副回路過渡過程衰減比為 4： 1 的比例度 2sP，過渡過程的振蕩周期為 2sT。 一個設計合理的串級控制系統(tǒng)，其主、副回路中被控過程的時間常數應有適當的匹配關系，一般為 12(3~10)ooTT?。這里采用兩步整定法。主、副回路的原理不一樣，對主、副參數的要求也不同， 通過正確的參數整定，可取得理想的控制效果。 圖 串級控制系統(tǒng)的參數整定 串級控制系統(tǒng)從整體上來看是定值控制系統(tǒng)，要求主參數有較高的控制精度。另外，又因為考慮到系統(tǒng)相應的快速性，同時， 又因為給風量和給風量成一定的比例關系，為了提高控制品質以及簡化控制系統(tǒng)的結構，我們將且盡將給煤量引入前饋參與了爐膛壓力的控制。負壓過小或者正壓則是由于煙囪擋板開度過小或鍋爐超負荷運轉，使爐膛產生正壓，鍋爐悶燒，甚至向外噴火，容易發(fā)生不安全現(xiàn)象。在原鍋爐控制系統(tǒng)中，如果煙囪擋板開度過大，則會使爐膛負壓增加，造成空氣大量進汽包液位 控制器 汽包液位 設定值 給水 控制器 給水 調節(jié)器 給水 執(zhí)行器 給水量 汽包液位 給水量檢測，變送器 汽包液位檢測，變送器 蒸發(fā)流量 蒸汽壓力 控制器 蒸汽壓力 設定值 蒸汽流量 控制器 蒸汽流量 調節(jié)器 蒸汽流量 執(zhí)行器 蒸汽流量 蒸汽 壓力 蒸汽流量檢測，變送器 蒸汽流量檢測，變送器 安全閥 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 7 入爐內，熱效率降低，同時也增加了引風機的功耗。 圖 爐膛負壓控制系統(tǒng) 爐膛負壓是反映燃燒工況穩(wěn)定與否的重要參數，是運行中要控制和監(jiān)視的重要參數之一。 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。安全壓力控制系統(tǒng)是鍋爐壓力在安全壓力范圍之內的控制系統(tǒng)，其主要完成的功能是在安全的基礎上對壓力進行調節(jié)，使壓力維持在一定的范圍內，以得到需要的蒸汽壓力，保證蒸汽質量；超壓控制系統(tǒng)是鍋爐壓力超壓時所采用的壓力控制系統(tǒng)，其主要完成的功能是當壓力超出某一壓力上限的設定值時，迅速打開安全閥， 使壓力迅速降低，直到降到安全范圍內后又迅速關閉安全閥。上述蒸汽溫度控制系統(tǒng)在控制蒸汽溫度的同時就直接影響了蒸汽壓力。 圖 蒸汽溫度控制系統(tǒng)結構框圖 蒸汽壓力控制系統(tǒng) 如果鍋爐內壓力過低，將會降低蒸汽質量；反之，如果鍋爐內壓 力過高，有可能導致爆炸等安全事故的發(fā)生。另外，影響蒸汽溫度的因素還有給水量、蒸汽流量以及引風量等，又考慮到了控制系統(tǒng)相應的快速性，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成前饋控制系統(tǒng)。 第 3 章 燃煤鍋爐控制系統(tǒng)及其選擇的控制方式 蒸汽溫度控制系統(tǒng) 因為鍋爐的運行環(huán)境不可能使理想的狀態(tài)，蒸汽的溫度總是會受到某些干擾煤斗 鍋爐引風機 鼓風機 鍋爐給水閥 給水調節(jié)閥 省煤器 蒸汽出 口 空氣 預熱器 除塵器 汽水分界面 爐排 煙囪 蒸汽調節(jié)閥 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 5 的影響，所以必須對蒸汽的溫度加以控制，以在一定范圍內 得到溫度相對恒定的蒸汽。因此，近代鍋爐亦成為蒸汽發(fā)生器。它通過沒有或燃氣等燃料的燃燒釋放化學能，并通過傳熱過程將能量傳 遞給水，使水轉變?yōu)檎羝羝苯庸┙o工業(yè)生產中所需的熱能，或通過蒸汽動力機轉變?yōu)殡娔?，或通過汽輪電機轉變?yōu)殡娔堋? 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安全閥、水位表、高低水位報警器、壓力表、主氣閥、排污閥和止污閥等 ,還有用來消除受熱面上積灰的吹灰器，以提高鍋爐運行的經濟性。 燃料供給設備：由運煤設備、原煤倉和儲煤斗等設備組成， 保證鍋爐所需燃料供應。省煤器出口煙溫度高，裝上空氣預熱器后，可以進一步降低排煙溫度，也可以改善燃料著火和燃燒條件，降低不完全燃燒所造成的損失，提高鍋爐機組的效率。 給水設備：由水泵和給水管組成。 送風設備：包括有鼓風機和分道組成。 燃燒設備：將燃料和燃燒所需的空氣送入爐膛并使燃料著火穩(wěn)定，充分燃燒 . 引風設備：包括引風機、煙道和煙囪等幾部分。采用省煤器后，降低了排煙溫度，提高了鍋爐效率，節(jié)省了燃料。過熱器西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 3 一般都裝在爐膛出口。） 水冷 壁：主要是輻射受熱面，保護爐壁的作用。 鍋筒：使自然循環(huán)鍋爐各受熱面能適應負荷變化的設備。 爐子：是使燃燒從充分燃燒并釋放出熱量的設備。 汽鍋：由上下鍋筒和三簇沸水管組成。所以鍋爐的中心任務是把燃料中的化學能有效的轉化為蒸汽的熱能。 鍋爐的基本構造 鍋爐是一種產生蒸汽或熱水的熱交換設備。 第 2 章 鍋爐的基本構造及其 工作原理 概述 隨著生產的發(fā)展，鍋爐日益廣泛的應用于工業(yè)生產的各個領域，成為發(fā)展國民經濟的重要熱工設備之一。 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 2 今后，隨著工業(yè)鍋爐市場技術競爭的日趨激烈，鍋爐自動控制系統(tǒng)的好壞己成為決定鍋爐性能的重要砝碼。其中實現(xiàn)鍋爐的自動化控制不僅可大大節(jié)約能源，促進環(huán)保，而且可以提高生產自動化水平。為了將我國建設成資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，工業(yè)鍋爐的節(jié)能降耗、減少污染物生成和排放具有重大意義。作為能源轉換的重要設備，其工作情況的好壞直接關系到能源的利用率高低。據不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)有中、小鍋爐 30 多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產量的三分之一以上，堪稱大耗能動力設備。如：日本燃煤工業(yè)鍋爐僅占總數的 1％，美國和西歐國家約占 1％～ 3％ (石油危機后燃煤工業(yè)鍋爐略有增加 )，俄羅斯燃煤工業(yè)鍋爐較多，約占 40％。由此可見，在未來相當長的一段時期內，燃煤工業(yè)鍋爐仍將是我國工業(yè)鍋爐的主導產品。s chemical energy into heat energy, thus the heat transfer water to produce hot water and steam. In order to have a special production process requirements, the production of hot water without the pressure and temperature, capacity, and without great. With the rapid development of modern industrial technology, energy efficiency have bee increasingly demanding. The boiler as t