基于组态软件和PLC技术的锅炉燃烧的过程控制——文献综述.doc

.版面页边距：上2.5cm，下2.5cm，左3cm，右2.5cm；装订线1，位置靠左边；页眉：1.5；页脚1.75。东华理工大学长江学院文献综述论文题目：基于组态软件和PLC技术的锅炉燃烧的过程控制姓名：学号：班级：年级：2011级专业：自动化系：机械与电子工程学院指导教师：完成时间：2015年 6月1日文献综述 基于组态软件和PLC的锅炉燃烧的过程控制前 言随着改革开放的进程，中国工业技术的快速发展，中国的工业技术已达到国际先进水平，工业领域中的控制系统更是中国工业发展的重中之重，随着生产技术水平的迅速提高与生产规模的持续扩大，对过程控制系统的要求越来越高，促使过程控制理论的研究不断发展。现代控制系统技术在提高经济效益和劳动生产率，改善劳动条件，保护生态环境等方面发挥着越来越大的作用。而锅炉燃烧的控制系统是在工业生产中占有绝对地位，因此锅炉燃烧空燃比控制的技术关系着工业技术的提高和生产效率的改进。工业控制系统不断改进，可编程控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置。它具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展，通用性强等一系列优点，不仅可以取代继电器控制系统，还可以进行复杂的生产过程控制和应用于工厂自动化网络，被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之一。本次研究主要以锅炉为被控对象，以锅炉燃烧空燃比为主被控参数，以锅炉蒸汽压力为副被控参数，以PLC为控制器，构成锅炉燃烧的串级比值控制系统；采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现锅炉燃烧的自动控制。是工业锅炉燃烧控制系统更加稳定，使控制系统更加准确。是该系统更能在工业生产上更好的发挥准确的控制作用，从而提高工业生产的效率，推动工业生产的发展进程。一 基于PLC锅炉燃烧控制的发展背景和应用我们知道，锅炉燃烧的空燃比是工业生产中最常见和最重要的控制参数之一。无论是科学实验，还是工业生产，任何物理和化学反应都与温度有十分密切的关系。特别是食品，冶金，化工等领域，控制温度是整个工业流程的关键步骤。因此，燃烧的控制不仅在科研中起着决定性的作用，还在实际生产中占有极其重要的地位。同时，我们也知道，燃烧的控制方案决定着加热装置的匹配，而加热装置直接决定着燃料的选择和效率，这些都将影响着我们的环境，如何在提高生产效率的基础上，能够节约能源，有利于我们的环境，为绿色GDP贡献力量。随着经济的不断发展，环境问题不断突出，锅炉作为供热系统中最重要的能源转化装置能源消耗巨大，据有关部门统计，锅炉每年消耗的能源占全部使用的1/3.目前，国内大部分城市，基本依靠人工操作，自动化程度很低，控制系统的安全性能也很低，并且整个系统的效率低下，很大程度的浪费了能源，给环境带来了极大的破坏。因此，我们给锅炉燃烧系统配置自动化装置迫在眉睫，是实现绿色GDP的必然要求，是生态文明建设的必然要求。随着科学技术的不断发展，锅炉燃烧控制系统也在不断地提高。然而PLC技术的使用，更是大大改善了锅炉燃烧的控制系统。PLC可编程控制器是一种将继电器控制器和计算机结合起来，通过安装必要的控制程序，CPU处理单元为核心与相应I/O设备相连接，在工业领域应用的计算机配合下，对工业的系统进行控制。我国PLC的研制，生产和应用也发展较快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，我国随国外成套装备，专用设备引进了不少国外的PLC。此后，在传统的设备改造和新设备的设计中，PLC的应用逐年增多，并取得了良好的经济效益。PLC在我国的工业领域应用越来广泛，对我国工业自动化水平起到了巨大的推动作用。本系统主要是基于PLC对锅炉燃烧控制，主要通过锅炉内部传感器对压力，流量等参数的反馈，对锅炉的燃烧空燃比和蒸汽压力进行监测与控制。可编程控制器对锅炉控制系统的改造，不仅可以实现对温度的准确控制，并且还可以实现锅炉燃烧控制系统的工业自动化。引用PLC技术对锅炉燃烧进行控制，可以随时监测锅炉燃烧状况，控制工业生产，对提高效率，节约能源，保护环境有巨大的贡献。目前，基于PLC锅炉温度的控制系统已经在工业自动化控制中占有绝对地位，该技术主要应用在化工，冶金，石油，电力等领域，不仅可以实现锅炉燃烧的准确控制，还可以实现锅炉燃烧控制自动化。二 基于PLC锅炉燃烧控制系统的发展趋势随着工业技术的不断进步，PLC技术也是在逐渐改进,PLC可编程控制器的功能也是在不断完善。工业生产对燃烧控制系统不断提高要求，PLC锅炉控制系统也在逐渐改进，适应工业生产和生态文明建设要求。自70年代以来，由于工业生产过程控制的需要，特别是微电子技术和计算机技术的飞速发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国内外燃烧控制系统的发展迅速，并在智能化，自适应、参数整定等方面取得成果，在这方面，以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的燃烧控制器及仪器仪表，并在各行各业广泛应用。它们主要有以下特点：1.适应于大惯性、大滞后等复杂环境下的燃烧控制系统的控制。2.该系统能够适应受控系统数学模型难以建立的燃烧控制系统。3.能适用于受控系统过程复杂、参数时变（变化复杂）的燃烧控制系统的控制。4.这些燃烧控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、人工智能、模糊控制等理论及计算机技术，运用较为先进的算法，从而使控制系统适应范围更加广泛。5.燃烧控制器普遍具有参数整定功能。借助于计算机软件技术，燃烧控制器具有对控制参数及特性进行自整定的功能。有的还具有自学习功能。6.燃烧控制系统既有控制精度高、抗干扰能力强的特点。目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方向发展。随锅炉燃烧控制系统在国内各行各业的应用虽然应用很广泛，但从国内生产的燃料控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比仍然有着较大的差距。目前，我国在这方面总体水平处于20世纪80年代中后期的水平，成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它只能适用于一般的燃烧系统的控制，难以控制滞后、复杂、时变温度系统控制。能适应于较高的控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内还不十分成熟。随着科学技术的不断发展，人们对锅炉燃烧控制系统的要求越来越高，因此，高精度、智能化、人性化的燃烧控制系统是国内外必然发展的趋势。未来，PLC锅炉燃烧控制系统的发展趋势：更加使控制系统智能化，更加使工业生产自动化，更加有利于环境保护，生态文明建设。三 基于PLC锅炉燃烧控制系统的结构和功能该系统硬件系统主要依托核心部件PLC芯片，并在流量传感器，模拟量输入模块，差压变送器，人机界面的配合下构成了设计锅炉燃烧控制装置的硬件部分。根据实际生产需要和要求，对系统加以合适的控制软件，进而构成完整的控制系统。设计的燃烧控制系统主要实现的功能：本次研究主要以锅炉为被控对象，以锅炉中空燃比为主被控参数，以锅炉蒸汽压力为副被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，构成锅炉燃烧串级比值控制系统；采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现锅炉燃烧的自动控制。是工业锅炉燃烧控制系统更加稳定，使控制系统更加准确。流量传感器感受燃料流量和空气流量并且可以经过一定的装置传回数据，在特定的元件对温度进行分析，在系统软件的控制下对数据进行分析处理，PLC控制系统可以对整个锅炉设备的各个取样点的燃烧空燃比和蒸汽压力进行分析，处理采样数据，并对结果进行控制。实现生产过程的燃烧空燃比的自动控制。四 小结经过查阅国内外文献资料，了解了工业控制系统的发展，熟悉了PLC的发展过程以及PLC技术在锅炉温度控制系统中的应用。在国内外资料的查阅学习到了锅炉燃烧控制系统的发展趋势：向着更加智能化，自动化，更加有利于节约资源，保护环境的方向发展。文献资料的查阅，是我更加懂得PLC的使用方法，如何在工业控制系统中发挥其控制作用。熟悉了系统设计中涉及的其他元件的原理方法使用环境等。并且了解了许多科研人员对该课题的研究方向，成果等，同时也知道了在该课题研究中人们遇到的具体问题以及问题的解决方案。文献的查阅对自己设计的控制系统的设计提供了很多宝贵的理论依据，为这次设计成功提供了必要的条件。参考文献1潘永湘，杨延西，赵跃过程控制与自动化仪表M北京：机械工业出版社20072翁维勤，孙红程过程控制系统及工程M北京：化学工业出版社， 20073热工自动化设计手册编写组热工自动化设计手册M北京：水利电力出版社，19864张子惠热工测量与自动控制M北京：中国建筑工业出版社，19965火力发电职业技能培训教材编委会锅炉设备运行M北京：中国电力出版社，20056黄新元电站锅炉运行与燃烧调整M北京：中国电力出版社，200