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摘要：本設(shè)計(jì)中以鍋爐為被控制的對(duì)象，以鍋爐出口溫度作為主被控參數(shù)，爐膛溫度作為副被控參數(shù)，加熱電阻絲電壓作為控制參數(shù)，可編程控制器（PLC）作為控制器，組成鍋爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中系統(tǒng)采用雙閉環(huán)PI控制，運(yùn)用PLC梯形圖編程語(yǔ)言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)鍋爐的溫度自動(dòng)控制。 選用西門子S7-200系列PLC控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制系統(tǒng)，使用PT100型鉑熱電阻溫度傳感器檢測(cè)鍋爐內(nèi)的實(shí)際水溫，經(jīng)變送器將檢測(cè)到的水溫信號(hào)傳送給EM235模塊，模塊將實(shí)際水溫信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字量信號(hào)傳送給可編程控制器，在PLC中進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，PID控制器處理完數(shù)字量信號(hào)后就會(huì)輸出0到10mA或4到20mA的電流信號(hào)到EM235模塊，最后將可編程控制器和MCGS組態(tài)軟件相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 本設(shè)計(jì)的串級(jí)控制系統(tǒng)是由兩個(gè)調(diào)節(jié)器一起工作相互協(xié)調(diào)的，其中主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的輸入值，而且整個(gè)系統(tǒng)主要由主回路和副電路組成。主回路由主變量檢測(cè)變送、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、副過(guò)程和主過(guò)程構(gòu)成。副回路由副變量檢測(cè)變送、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和副過(guò)程構(gòu)成。副調(diào)節(jié)器起到了“粗調(diào)”的作用，主調(diào)節(jié)器起到了“細(xì)調(diào)”的作用，兩種作用下可以提高系統(tǒng)的控制精度和控制質(zhì)量。
關(guān)鍵詞 鍋爐；可控硅；PID控制；串級(jí)控制
目錄 摘要 Abstract 1 緒論-1 1.1 選題的研究背景及研究意義-1 1.2 溫度控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)-1 1.3 本設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容-1 2 總體設(shè)計(jì)方案-3 2.1 控制要求分析-3 2.2 PLC模塊-4 2.2.1 PLC的組成及特點(diǎn)-4 2.2.2 PLC的經(jīng)濟(jì)性-5 2.2.3 PLC的工作原理-6 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)-8 3.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則-8 3.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般要求-8 3.3 鍋爐控制要求-9 3.4 系統(tǒng)的工作原理-9 3.5 PLC的選型和硬件配置-10 3.5.1 PLC型號(hào)的選擇-10 3.5.2 模擬量I/O模塊的選型-11 3.5.3 溫度傳感器的選型-11 3.5.4 溫度變送器的選型-12 3.5.5 可控硅加熱介紹-12 3.6 主電路控制圖-14 3.7 PLC控制器的設(shè)計(jì)-15 3.7.1 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立-15 3.7.2 PID控制及參數(shù)整定-15 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)-19 4.1 系統(tǒng)的控制要求-19 4.2 PLC的I/O分配表-19 4.3 PLC對(duì)外I/O接線圖-19 5 程序設(shè)計(jì)-21 5.1 補(bǔ)水泵控制程序-21 5.2 循環(huán)泵控制程序-22 5.3 可控硅加熱器控制程序-22 5.4 故障報(bào)警控制程序-23 5.5 溫度PID控制程序-24 6 系統(tǒng)調(diào)試-34 7 組態(tài)軟件設(shè)計(jì)-36 7.1 MCGS簡(jiǎn)介-36 7.2 PLC與組態(tài)軟件的連接-36 7.3 組態(tài)設(shè)計(jì)-38 7.3.1 溫度控制窗口設(shè)計(jì)-40 7.3.2 組態(tài)仿真及分析-40 結(jié)論-42 致謝-43 參考文獻(xiàn)-44 |
