基于PLC的燃气锅炉温度控制系统设计

基于PLC的燃气锅炉温度控制系统设计

一、选题简介、意义

燃气锅炉温度的PLC自动控制系统。这个系统是根据在供暖工作中负荷变化多样的特征,使用变频技术和模糊控制技术专门进行设计的,它的主要功能是改变锅炉对燃气的使用量,令锅炉节约能耗并且可以正常运行。这个系统还可以提高锅炉对能源的使用率，从而可以达到节约能源的目的。今时今日，大家对节能减排和对环境进行保护的意识有所增强。近年来，雾霾日益严重，更加需要对节能减排进行推动。改变燃气锅炉的燃烧材料的种类,燃烧清洁燃料,可以降低对大气的污染，响应节能减排的号召。最近的几年,我们国家大部分城市对燃气的需求发生很大改变,像西气东输、西电东送这样工程的施行,使得现在燃料体系从主要的媒变成煤丶天然气都会使用，这种情况下，燃气锅炉温度的PLC控制的系统将会得到更好条件保障。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

燃气锅炉温度的PLC控制。现如今正常燃气锅炉理想中的效率可以达到85%以上，可是在工作的过程中，锅炉产生的供热量会随着外界温度的不断变化而不断地发生改变，这种情况下，假如不去对燃气的使用量进行调节，通常会使锅炉供热的不足或者过量，在这样的过程中通常会对能源造成浪费。所以要高效的使用能源，提高能源的利用率是本课题的重点。使用PLC来采集各单元的数据。PLC是这一控制系统最重要的一个组成部分。可以通过模糊控制算法来不断地细分，从而提高控制精度。通过提高燃料利用率来达到节能减排的目的。

三、设计（论文）体系、结构（大纲）

第一章绪论

1.1 课题的背景

1.2 课题的研究内容

第二章 PLC控制系统

2.1 PLC的发展和现状

2.2 PLC的组成和工作原理

第三章 PID算法

3.1 PID简介

3.2 PID控制器参数的整定

第四章燃气锅炉温度的PLC控制系统的组成和完成步骤

4.1系统的组成

4.2系统的设计步骤

第五章燃气锅炉温度的PLC控制的电气原理和PLC编程

5.1系统的电气原理

5.2系统的PLC编程

第六章燃气锅炉温度的PLC控制的组态

6.1组态的定义

6.2组态王软件的特点

结束语

致谢

参考文献

摘要：燃气锅炉温度的PLC控制，是根据锅炉在供暖时负荷量不断变化的实际工作情况，利用PLC来对其进行控制的。这个系统的主要思路就是用PLC来控制燃气的使用量，来解决负荷量多变的问题，可以达到节约燃气量目的。负荷量多变，如果不对其燃气量进行控制，燃气量一成不变，会造成过热或者温度不够的情况，从而会使燃气产生浪费或者达不到生产要求。所以利用来PLC控制燃气锅炉的温度进行可以有效地解决这些问题。并且还可以有效的提高锅炉对燃气的利用率。节约燃气的使用，可以起到节能减排的作用，对环境保护也有很大的作用。当前，人们和国家对保护环境也越来越重视，采用PLC控制燃气锅炉也能更好地保护环境。提高对燃气的利用率，减少对燃气的使用也是积极响应节约资源的号召。这个系统也是很符合节能减排这个目标的。

关键词：PLC；变频;负荷量;燃气锅炉

第一章序言

1.1课题的研究背景

燃气锅炉在当今世界的使用范围已经是非常的普遍，燃气锅炉在性能方面的高低关乎着这个产品质量方面的优劣。在如今工业生产中，燃气锅炉的主要控制方面是利用计算机控制技术，计算机的控制技术中的微处理器是其最重要的部分。不仅能够提升工业设备在自动化方面的程度还强化了设备在控制方面的精度。

PLC在上世纪八九十年代有了巨大的发展。很多方面的能力都有了很大程度的发展，也更加有利于工业生产。PLC具备很强大的通用性，而且应用比较容易，可以适用于各种工业控制，可靠性也相对于其他工控设备高，并且它拥有十分强大的抗干扰能力，编写程序也较为简单等特点。

在控制温度的方面，PID控制是现在比较普遍的方式。由于它有很高的可靠性、比较简单的算法以及比较好的鲁棒性，所以才会被广泛地使用于各种工控过程当中,特别是用在能建立准确的数学模型的这种有确定性的系统之中。PID的控制效果基本上都是依靠它的几个参数,这几个参数就是比例系数Kp，采样周期ts，微分系数Kd。积分系数Ki，于是,对于PID参数的整定和优化长久以来都是工控方面探索中一项很必要的步骤。PID控制被使用在在自动化的过程控制中已经有了几十年的历史，在这么多年间也会出现很多新的控制方面的算法,但是因为PID的特点，而且技术人员一直以来在利用算法进程中也不断地拥有了很多宝贵的经验，这样一来PID算法在工控的过程之中也获得了非常普遍地应用。

1.2课题的研究内容

就是控制燃气锅炉，把燃气锅炉出口的温度当做第一个被控制的参数，把炉里的水的温度当做次要被控制的参数，把供给的燃气量当做控制参数，利用PLC来进行控制，这就形成了一个很良好的控制系统；结合PID算法，编写PLC的梯形图程序，用来完后PLC对燃气锅炉温度的自动控制。

1.3主要设计原理

PLC在温度监控上的应用，一般来说，就是对设备中的硬件部分的配置研究分析、绘制电路图以及程序编写、组成被控设备的数学模型、使用合适的控制算法中的相关参数、设计人机界面等。本文中使用的PLC是西门子的S7-200PLC，利用热电阻检测锅炉中的水温并将其改变成电压信号，使用模拟量输入模块再将其变成数字信号传递到可编程控制器中开始PID控制调整，PID控制器将会传送出已经被改变成0-10mA的电流信号，用于变频器控制风机的转速来调整其输出的功率。组态的方面，本文所使用的是“组态王”这个软件。

主要思路就是通过PID算法和变频器来控制燃气风机的输出从而达到控制燃气锅炉的温度的控制。PLC在这个系统中是一个很重要的设备。

参考文献

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5.严盈富.监控组态软件与PLC入门[M].北京：人民邮电出版社，2006

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7.张燕宾.变频器应用教程[M].北京：机械工业出版社，2011

8.龚仲华.交流伺服与变频器应用技术[M]北京：机械工业出版社，2013