设计开题报告 蒸汽锅炉控制系统设计.doc

本科毕业设计开题报告题 目蒸汽锅炉控制系统设计来源工程实际1、研究目的和意义在当今各种工业企业的动力设备中，锅炉仍然是一重要的组成部分。作为将一次能源转化为二次能源的重要设备之一的锅炉，其控制和管理随之要求越来越高。锅炉燃烧过程自动控制的基本任务是使燃烧热量适应负荷的需要，同时还要保证锅炉安全经济运行。对给定出水温度的情况，则需要调节鼓风量与给煤量的比例，使锅炉运行在最佳燃烧状态。同时应使炉膛内存在一定的负压，以维持锅炉热效率、避免炉膛过热向外喷火，保证了人员的安全和环境卫生。近几年来，我国城市燃煤供热结构发生很大变化，改良锅炉的控制系统产生了必然的推动作用。 现在，一般燃气锅炉的设计效率均能达到90%左右，但在实际运行中，由于外界环境温度不断变化，需要的供热量也因而变化，如果不调整锅炉控制系统，往往会造成供热量不足或过量，造成能源浪费。在这样一种背景下，有必要对锅炉的控制系统进行实时调节，提高能源利用率。目前，世界各国都存在能源短缺的问题，我国能源问题更为突出，因此，如何使锅炉高效、安全运行是锅炉控制系统的重点。2、国内外发展情况(文献综述)国内：目前供暖的锅炉在启停和运行的过程中都需要精确的实时控制，大多数锅炉系统的控制还采用继电器逻辑控制。这类系统自动化程序很低，大部分操作还是由手动来完成，只能处理一些开关量问题，无法处理系统的模拟量，即使控制一些开关量，其电气线路复杂，可靠性不高，不便维护，实际锅炉系统控制中每台炉就需要一套继电器控制系统。锅炉原来采用的是常规测量指示仪表，反应缓慢，无人机界面功能，基本不具备自动调节与控制功能。此外由于系统的逐渐老化，使得机组在运行中存在很多隐患，威胁机组的运行安全，热工人员的维护工作难度越来越大。国外： 目前国外的锅炉控制系统应用着许多高科技，自动化程度高，计算机、电子技术、通讯技术的高速发展，都应用于控制系统中，自动化水平也发生着新的变化。现代锅炉控制系统已经逐渐抛弃了传统的基于模拟技术的控制器，而转向采用大规模集成电路为主，基于数字技术的数字控制器。有人机界面功能控制起来可直接观看系统运行状态，采用高度集成化电路模块维护更加便捷，增加更多的安全系数使系统运行更稳定。3、研究/设计的目标：将锅炉控制系统的继电和仪表控制部分，和保护部分在设计的控制系统功能中用PLC来实现。利用PLC的逻辑功能来代替原有制系统中繁多的继电器、要求锅炉的控制系统具有完善的自动检测、自动程序控制、自动保护等功能。使锅炉控制系统更安全、简洁， 满足外部对负荷的需求。并保证锅炉本体的安全经济运行。 4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）：1、 分析锅炉控制系统现状及发展趋势，研究国内外先进技术应用与锅炉控制。2、 根据当前锅炉控制系统的需要实现的功能：(1) 控制台设有气压超压报警，水位过高、过低报警；(2) 报警时有灯光显示、铃声报警并用, 设有警铃止鸣, 并且自动关断燃烧系统辅机； (3) 保持锅筒水位在规定的范围及给水稳定；(4) 保持炉膛负压在规定的范围；(5) 稳定蒸汽温度、压力和蒸发量；(6) 继电保护功能、自动检测功能；3、 根据预实现的功能设计装置硬件的总体框图：4、 装置的硬件电路组成实现及PLC的选取。本着低功耗、高速度、驱动能力强大、价格低的原则选择可编程控制器。5、 控制系统装置的软件设计。5、方案的可行性分析： 本方案应用了可编程控制器(PLC),给出了系统硬件的构成，通过PLC实现了锅炉的各种控制调节功能，是控制系统实现了自动化，减小了工人的劳动强度。锅炉的各个辅机以气压、水位等为参数，按照编制的程序，使锅炉实现自动运行。当选用手动时，锅炉各辅机脱离自动运行状态按操作者的操作运行，这样可以实现远距离操作、监控、显示、记录锅炉的运行状况，控制台设有气压超压报警，水位过高、过低报警，报警时有灯光显示、铃声报警，设有警铃止鸣，并且自动关断燃烧系统辅机。6、时间进程第1周第2周：收集资料，完成开题报告；第3周第4周：分析、确定方案；第5周第7周：系统软、硬件设计；第8周：中期检查；第9周第12周：模拟调试；第13周第14周：论文审核定稿；7、参考文献：1小型可编程序控制器原理与实践.辽宁科技出版社2可编程控制器应用技术.机械工业出版社3建筑电气控制技术,窦晓霞.高等教育出版社4现代建筑电气控制技术应用,陈志新.机械工业出版社5 袁希光等.传感器技术手册.北京:国防工业出版社,1986 6实用锅炉手册，林宗虎、徐通模主编，化学工业出版社7 锅炉安全(修订版)，刘清方沈贞氓主编，中国劳动社会保障出版社8 锅炉运行，中国电力出版社9 锅炉热工过程先进控制策略研究综述，王庆东，等，电力系统及自动化学报，2004(5)10 刘迎春等.传感器原理、设计与应用.长沙:国防科技大学出版社,1995 11 袁任光 可编程序控制器应用技术与实例华南理工大学出版社 200312 SIMATIC S7 S7-300和S7-400语句表编程参考手册13 SIMATIC Standard Software for S7-300 and S7-400 PID Control用户手册14 SIMATIC S7-300可编程序控制器Siemens ST 70.2C 200115 翁维勤，孙洪程 过程控制系统及工程M第二版化学工业出版社， 2002.716 方康玲等.过程控制系统.武汉:武汉理工大学出版社,200217 赵翔、任有中合编锅炉课程设计，水利水电出版社，1991年18 刘迎春等.传感器原理、设计与应用.长沙:国防科技大学出版社,199519 SIMATIC WinCC使用手册M, Siemens Co.LTD20 郑晟 现代可编程序控制器，科学出版社，2004.721 SIMATIC WinCC通讯手册汇M, Siemens Co.LTD22 SIMATIC MPI多点接口网络使用手册M, Siemens Co.LT23富士FRENIC 5000GIIS/P11S操作说明书，富士电机株式会社24 工业过程先进控制及优化，中国科学技术大学工业自动化研究所25 DHL10-1.25-AIII卧式组装