基于PLC的水暖锅炉控制系统改造设计开题报告.doc

河南科技学院本科生毕业论文（设计）开题报告题目名称基于PLC的水暖锅炉控制系统改造设计学生姓名专业应用电子技术教育学号指导教师姓名所学专业机电一体化职称高级实验师完成期限一、选题的目的意义目前供暖锅炉大都采用人工监控，一方面浪费人力；另一方面在出现事故隐患时，操作人员难以及时发现，很容易造成运行中设备的事故。以往供暖锅炉系统中带有循环泵、补水泵等水泵类的设备，通常是根据不同的生产需求往往采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、水位等信号的控制。这样，不仅造成大量的能源浪费，管路、阀门等密封性能的破坏，还加速了阀体的磨损，严重时损坏设备而影响生产。目前，风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行，存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。该设计对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行，除此以外为保证锅炉运行的安全，在进行微机系统设计时，对锅炉水位、锅炉压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置，这是必不可少的，以免锅炉发生重大事故。二、国内外研究现状在供暖系统中，锅炉房供暖所占比例很大，据对我国北方地区29个大中城市近3.5亿平方米的供暖调查，锅炉供暖占84%，热力供暖占120%，其他供暖占4%。在今后相当长的时间内，集中热力供暖是发展趋势，但无法取代锅炉供暖的主流地位。锅炉是消耗能源、产生大气污染、事关生产与生活和安全的重要设备，它在国民经济整个能源消耗中占有相当大的比重。目前我国供暖锅炉以燃煤链条锅炉为主，燃用的主要是中、低质煤，而且锅炉房管理水平不高，一直沿用间断运行方式，锅炉技术含量低，锅炉的自动化控制技术落后，造成了严重的能源浪费和环境污染。据统计，我国目前拥有工业锅炉50万台，每年消耗的燃煤占全国原煤产量的三分之一，约4亿吨。锅炉每年排放烟尘约620万吨，SO:约510万吨，此外还有大量的N02等有害气体，成为我国大气煤烟型污染的主要来源之一，尤其是燃煤排放的CO:气体所引起的温室效应，早己引起国际关注。八十年代初发展起来的变频调速技术，正是顺应了工业生产自动化发展的要求，开创了一个全新的节能电机时代。从80年代初通用变频器问世以来，经过近20年，通用变频器更新换代了五次:第一代是80年代初模拟式通用变频器，第二代是80年代中期数字式通用变频器；第三代是90年代初智能型通用变频器；第四代是90年代中期的多功能型通用变频器，最近研制上市第五代集中通用变频器。目前国外变频调速技术发展较快，性能也非常好，在各行各业中得到了广泛的应用，如日本富士、瑞典ABB、德国西门子等变频调速系统应用领域非常广泛。国内变频调速技术发展较慢，产品性能较差，很难满足连续化工生产的需求，而且无法实现闭环自动控制。因此国内使用单位主要以进口为主，很少使用国内生产的产品。对风机类机器的控制以前多采用继电器-接触器控制，故障率高，可靠性低，而近年来随着控制技术的不断发展，利用PLC代替继电器-接触器则大大的改善了控制系统的性能，目前，PLC系统已朝向人机界面更加友好，网络通讯能力大大加强，开放性和互操作性大大发展，处理功能进一步增强，与以太网的融合的方向发展。三、主要研究内容本设计的主要任务是采用PLC控制技术对原有离心风机控制系统进行改造,设计基于PLC的离心风机变频调速控制系统。研究内容包括系统结构和控制方案、控制系统硬件设计、控制系统软件设计。具体可分为：（1）系统组成及工作原理分析。（2）PLC的选型，变频器的选型。（3）控制方案的设计。（4）硬件连接控制电路的设计。（5）PLC程序的编制。四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线（1）调查研究：锅炉使用的广泛程度，锅炉在企业中的使用现状，锅炉的能耗分析，锅炉使用中的常见问题，应用PLC和变频器对锅炉系统进行改造的可行性。（2）查阅资料：通过图书馆，网络搜集相关文献。（3）创新设计：在现有资料和技术的基础上开发创新，设计自己的方案。（4）完成论文：整理资料，完成论文设计。五、主要参考文献与资料1冯嘉花.变频调速改造锅炉房55kW循环水泵J.电气时代，2007，26(5)：94952常斗南.可编程序控制器原理应用试验M.北京：机械工业出版社1998，83吕景泉.可编程序控制器及其应用M.北京：机械工业出版社，200l，64刘法治.模糊控制技术在高楼恒压供水系统中应用J.微机算机信息，2005，（7）：21235赵明，许寥.工厂电气控制设备M.北京：机械工业出版社，2004，56陈远龄.机床电气自动控制M.重庆：重庆大学出版社，1997，87松井邦彦日著，梁瑞林译.传感器实用电路设计制作M.科学出版社，20058杨长能，张光毅.可编程序控制器基础及其应用M.重庆：重庆大学出版社，l992，39吴丽.电气控制与PLC应用技术M.北京：兵器工业出版社2001，510余雷声.电气控制与PLC应用M.北京：机械工业出版社，2002，611张万忠.可编程控制器应用技术M.北京：化学工业出版社，2002，112廖常初.PLC基础应用M.北京：机械工业出版社，2003，613陈建明.等，电气控制与PLC应用M.北京：电子工业出版社，2006，214贺哲荣.流行PLC实用程序及设计M.西安：西安电子科技大学出版社，2006，115陈远龄.机床电气自动控制M重庆：重庆大学出版社，2004，816刘金琪.机床电气自动化控制M哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社1999，117李良仁.变频调速技术与应用M北京：电子工业出版社，2004，6六、指导教师审批意见签名：年月日