基于mcgs的鍋爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)186250145-文庫吧資料
2025-06-25 12:36本頁面
【正文】 的接線。 圖2 鍋爐溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 計(jì)算機(jī)上裝有MCGS可作為上位機(jī)，同時(shí)計(jì)算機(jī)通過PC/PPI電纜通過RS485通信與PLC進(jìn)行通訊，西門子S7200 PLC與模擬量模塊EM235安裝在同一導(dǎo)軌上，PLC的CPU模塊224有24個(gè)I/O接口，其中有14個(gè)輸入端、10個(gè)輸出端，輸入端口外接開始按鈕、停止按鈕、急停按鈕，輸出端口外接工作指示燈、報(bào)警指示燈、正在加熱指示燈，模擬量模塊EM235有4路模擬量輸入端口、1路模擬量輸出端口，其中模擬量輸入端口根據(jù)外接電路的接法不同可以分為1—5V電壓型和4—20mA電流型，模擬量輸出端可選擇V或者I來確定需要電流輸出還是電壓輸出。控制器選擇西門子S7200系列PLC，型號為224；加熱裝置為電加熱棒，可控硅調(diào)節(jié)其端電壓，調(diào)壓范圍為0—220V；溫度檢測裝置選擇鉑熱電阻PT100，其溫度測量范圍為0—100℃。在本設(shè)計(jì)中要求控制鍋爐溫度，故而對于液位部分只檢測鍋爐內(nèi)有無液體，將此液位作為參考值，在安全控制方面作為液位上、下限的報(bào)警值。圖 1 鍋爐加熱系統(tǒng)流程圖待加熱液體由丹麥泵直接抽到鍋爐中，同時(shí)輸送管道上面有電動調(diào)節(jié)閥，鍋爐內(nèi)部也有液位傳感器，傳感器與電動調(diào)節(jié)閥形成閉環(huán)控制回路，保證鍋爐內(nèi)部液體穩(wěn)定，同時(shí)在程序內(nèi)設(shè)定液位上下限，保證鍋爐內(nèi)運(yùn)行安全。同時(shí)監(jiān)控工藝運(yùn)行時(shí)是否正常，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。目的在于設(shè)計(jì)過程中能夠了解S7200 PLC是如何被運(yùn)用于工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程的，解決工業(yè)現(xiàn)場干擾多、情況復(fù)雜等情況下大多數(shù)控制器不穩(wěn)定的問題。它能夠在基于Microsoft 的各種32 位Windows 平臺上運(yùn)行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理,以動畫顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問題的方案,在自動化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 目前常用的組態(tài)軟件有西門子的WINCC、北京昆侖的MCGS、亞控的組態(tài)王、北京三維的力控，國外的組態(tài)軟件大多只針對自己的PLC，而國內(nèi)的組態(tài)軟件基本能與幾大主流的PLC進(jìn)行配合使用。它們處在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件，又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。表2 控制器選型分析單片機(jī)PLC價(jià)格 便宜貴功能隨意開發(fā)部分受限穩(wěn)定性相對較差好 其他學(xué)習(xí)相對復(fù)雜、抗干擾能力弱、造價(jià)低學(xué)習(xí)簡單、工程造價(jià)高、抗干擾能力強(qiáng)、可靠 組態(tài)軟件在國內(nèi)是一個(gè)約定俗成的概念，并沒有明確的定義，它可以理解為“組態(tài)式監(jiān)控軟件”。常用的西門子S7200系列的PLC有224或226，本次設(shè)計(jì)選用224作為控制器。AE2000型過程實(shí)驗(yàn)裝置的檢測信號、控制信號及被控信號均采用ICE標(biāo)準(zhǔn)，即電壓1～5V、電流4～20mA。 表1 不同燃料的鍋爐性能分析燃煤鍋爐燃?xì)忮仩t燃油鍋爐電加熱鍋爐鍋爐效率80%以下90%85%100%助燃劑空氣空氣空氣無 備注技術(shù)成熟、首次投資小、煙氣污染大但是提供能量多，適合電廠蒸汽鍋爐等規(guī)模較大場合技術(shù)成熟、天然氣需要儲罐或者管道運(yùn)輸、燃料成本高技術(shù)成熟、重油需儲罐、煙氣需要脫硫、燃料成本高供熱較小、無污染、適合小規(guī)模場合使用基于實(shí)際條件及控制要求，本設(shè)計(jì)選擇在AE2000B型實(shí)驗(yàn)裝置下的電加熱型熱水鍋爐作為對象。另一方面主要從燃料的角度區(qū)分鍋爐，主要有燃煤鍋爐、燃油鍋爐、 燃?xì)忮仩t、電加熱鍋爐等。從用途就可分為生活鍋爐、工業(yè)鍋爐、電站鍋爐?？刂破鞲鶕?jù)實(shí)際偏差值的具體情況按照指定規(guī)律發(fā)出相應(yīng)信號，控制被控量的大小，使溫度恢復(fù)到給定值的范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對溫度的自動控制。3 設(shè)計(jì)方案論證構(gòu)成鍋爐的溫度控制方法有很多種，但基本都是基于鍋爐的給熱量和散熱量平衡的關(guān)系來確定的，當(dāng)給熱量和散熱量平衡時(shí)爐溫保持在給定的范圍內(nèi)。能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、工藝過程實(shí)時(shí)監(jiān)控、趨勢曲線等功能。本設(shè)計(jì)通過用PLC作為控制器，PID算法作為靈魂，對鍋爐溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，力爭使鍋爐控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、檢修維護(hù)方便快捷、可靠性提高，同時(shí)增強(qiáng)控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性，使鍋爐控制系統(tǒng)的先進(jìn)性整體提升。鍋爐現(xiàn)代化的管理不但需要安全、高度自動化的控制方案，還需要考慮高效、節(jié)能、環(huán)保等方面的因素。本設(shè)計(jì)基于AE2000B實(shí)驗(yàn)
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