基于PLC的锅炉控制系统设计

基于PLC的锅炉控制系统设计

摘要

我国现有工业锅炉中，很多设备自动化程度不高，热效率在40％左右，随着企业的经济增长模式向依靠技术进步转变，对生产自动化的要求越来越迫切，改变锅炉运行中传统手动、半自动操作方式，实现自动化控制和管理，提高热效率，保障安全运行已经势在必行。

在愈来愈重视节能和环境保护的今天，对于工业锅炉的控制，应该在保证安全生产的条件下，使其在燃烧热损失最小，热效率最高，对环境污染最小的最佳工况下运行。这已经成为目前工业锅炉自动控制方面重要的课题。

锅炉是全厂重要的动力设备，其要求是供给合格的蒸汽，使锅炉发汽量适应负荷的需要，为此，生产过程的各个主要参数必须严格控制。文中介绍了一种工业锅炉自动控制系统，并讨论了系统的整体构成方案，完成了锅炉控制系统算法设计。因为汽包水位控制系统、燃烧控制系统、过热器蒸汽温度控制系统决定着系统的控制效果，而且传统的人工操作与模拟仪表控制很难达到较高的控制精度，所以本文将可编程序控制器、组态软件与工业控制计算机相结合，制定出先进的计算机控制方法，替代了传统的控制方法。根据这种控制方法，控制系统很容易被实现，并且将达到很好的控制效果。

关键词：锅炉；可编程序控制器；组态软件

目 录

摘要 I

Abstract II

1 绪论 1

1.1 选题背景及目的 1

1.2 可编程控制器(PLC)简介 1

1.3 控制系统研究内容 2

2 锅炉系统工艺及控制系统方案设计 5

2.1 锅炉工艺过程概述 5

2.2 锅炉汽包水位控制系统 6

2.2.1汽包水位控制系统简介 6

2.2.2 汽包水位控制系统设计 7

2.3锅炉燃烧控制系统 9

2.3.1锅炉燃烧控制系统设计 9

2.4 锅炉过热器蒸汽温度控制系统 11

2.4.1锅炉过热蒸汽温度控制系统设计 11

3. 控制系统的硬件与软件设计 13

3.1 可编程控制器的主要特点 13

3.2 PLC选型与控制系统硬件构成 13

3.2.1  CPU224技术指标 14

3.2.2  EM232模拟量输出模块技术指标 15

3.2.3  EM235模拟量输入/输出模块技术指标 15

3.2.4 输入模拟量校准 15

3.2.5 变频器控制 16

3.3 PC－PLC网络通信 16

3.3.1 网络主站与从站 16

3.3.2  S7－200网络通信协议 16

3.4 系统的报警设计 17

3.5 PLC系统的软件设计 18

3.5.1 控制算法流程 18

3.5.2. 主程序组成结构 19

4. 主机监控系统的设计 22

4.1 组态软件介绍 22

4.1.1 MCGS系统组成 22

4.1.2 MCGS的数据处理过程 23

4.2 监控软件组成与功能实现 25

4.2.1 监控主画面功能实现 25

4.2.2 实时监控画面功能实现 26

4.2.3 实时数据曲线功能实现 27

4.2.4 历史数据浏览功能实现 27

结 论 29

致 谢 30

参考文献 31