原创】基于PLC的水位控制系统设计毕业论文设计(20201002122929

1、Institute of Technology.East China Jiaotong University毕业设计Graduation Design(20132014 年)题 目基于PLC的水位控制系统设计分院：电气与信息工程分院专业： 电气工程及其自动化班级：电力2010-4学号： 20100210470533姓名：王海峰扌旨导教师：李房云起讫日期：2014年3月至2014年6月9华东交通大学理工学院毕业设计（论文）原创性申明本人郑重申明：所呈交的毕业设计（论文）是本人在导师指导下 独立进行的研究工作所取得的研究成果。设计（论文）中引用他人的 文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中特

2、别加以标注引用， 除此之外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写 的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体， 均已在文中 以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名：日期： 年 月日毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计 （论 文）的复印件和电子版，允许设计（论文）被查阅和借阅。本人授权 华东交通大学理工学院可以将本设计 （论文）的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和 汇编毕业设计（论

3、文）。（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权书）毕业设计（论文）作者签名：签字日期：年 月 日指导教师签名：签字日期： 年 月日节约能源，提高生产工艺过程中的能量利用率和开发研究新的节能技术已 成为各国研究能源利用技术的主要课题。 随着生产工艺的改进和采用有效的节能 技术设备，一次能源利用率的逐步提高，高温余热资源的总量相应减少，大量的 中、低温余热和固体显热的余热未得到经济而有效地回收利用。为了给好更充分的利用资源和减少能源浪费，因此，余热锅炉产生了并高速发展。汽包水位的稳定性是余热锅炉运行的主要指标，为了保证余热锅炉的安全、 稳定、经济运行，本文设计采用了性能先进的 PLG微型计算机、

4、智能调节器等 自动设备组成的余热锅炉自动控制系统，并且以三冲量调节方式对余热锅炉汽包 液位进行控制。这样使整个系统适应能力更强，抗干扰能力和鲁棒性更好，保证 水位的稳定。因此，设计出更精准、更灵活的水位控制系统是非常必要的。关键词：余热锅炉；汽包水位； 三冲量；串级系统；PLCAbstractTo save en ergy, improve the product ion process of en ergy utilizati on and developme nt research new en ergy-sav ing tech no logy tech no logy in all c

5、oun tries the main research topic. As improve the product ion process and adopt ing effective en ergy sav ing tech no logy and equipme nt, once the gradual improveme nt of the en ergy efficie ncy, order to give good more fully utilizati on of resources and reduce en ergy wasted, so, waste of the mai

6、n index, in order to guarantee the waste was designed using performanee, this paper advaneed PLC, microcomputer, intelligent regulator automated equipment such as the waste three impulse and to waste a more accurate and more flexible water level con trol system is very n ecessary.Keywords: waste Uc=

7、UfElse Uc=Upid其巾em是根据实际工艺情况设定的阀值，uc是控制器的实际输出,upid是PID 控制器的计算输出，uf是并联FUZZY控制器的输出。2. 模糊自适应PID控制程序通过上位机监控软件中的 FUZZY指令完成，计算 结果通过Ethernet赋值到下位机寄存器中 进行PID运算。3. 并联FUZZY控制器控制程序，在PLC中通过查表完成。4. 控制算法界面的功能是对模糊控制器进行在线监控，并且允许在线手动修 改参数查询表。图10并联FUZZY模糊自适应 PID子程序框图5、结论及展望近年来，小型PLC控制系统在我国锅炉控制领域得到广泛使用，这为先进 控制策略的应用创造了良

8、好外部条件。但是由于PLC控制系统中普遍采用与模拟控制器并无本质差别的PID作为控制策略，对于某些特殊锅炉的控制回路（如 本文所述的小型余热锅炉控制系统等） 来说已不能满足要求，无法投入自动或难 以达到满意的控制效果。因此，由先进的智能化控制策略取代传统的常规控制己 成为PLC控制系统发展的必然趋势。本文所述的小型余热锅迫切需要一种先进 的控制策略，在不改变系统硬件结构的前提下，利用PLC系统提供的强大功能以取得更好的性能，来满足生产过程对热工自动控制不断提出的越来越高的要 求。本论文紧密结合某铜熔炼生产系统余热锅炉的生产情况， 以解决现场实际运 行中存在的控制问题为出发点，从余热锅炉热工系统

9、普遍存在的大时滞、特性时 变特点出发，力图解决大滞后、大惯性对象控制系统品质差，这一长期困扰生产 企业的难题，并进行了一些探索工作，归纳如下：1. 本论文通过对锅筒水位和相关通道扰动特性的分析， 提出了改进三冲量串 级控制规律。该控制规律增加了锅筒压力为新的控制量，通过调节蒸汽流量达到 部分消除因为烟气温度、流量不稳定对锅筒水位造成的影响，并且取得良好的效 果。2. 在PID控制算法的基础上提出了一种并联 Fuzzy模糊自适应PID控制算 法。系统在扰动较小的情况下，控制器采用模糊自适应 PID控制策略；系统在 发生较大扰动时，通过附加的并联Fuzzy控制器施加较强的控制作用，以增强系 统的抗

10、干扰能力。3. 将先进智能控制算法推广到小型 PLC控制系统中，开发了融于 PLC控制系统的模糊控制软件，并实际应用于余热锅炉控制系统中， 取得了良好的控制效 果。在不增加硬件投资的情况下，提供了一个在PLC控制系统中应用先进智能控制策略取代传统常规控制的思路。参考文献1 郁汉琪电气控制与可编程序控制器应用技术M.东南大学出版社,2003.2 陈琳.110T铜转炉生产过程余热锅炉水位控制系统D.中南大学,2004.3 赵明.工厂电气控制设备.机械工业出版社，1999.4 郭宗仁.可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术.人民邮电出版 社，2002.5 杨再成.国外余热锅炉简介（两则）J.维普资

11、讯6 徐秀良.试论余热锅炉的发展前景J.工程技术,2008年（第962期）.7 黄广权,田和平.余热锅炉控制系统设计J.企业科技与发展,2010年 （第8期）.8 周飞,王福忠.余热锅炉水位模糊自适应控制系统设计J.煤矿机 电,2010年（第6期）.9 姜健.余热锅炉发展综述J.工程技术,2007（第930期）.10 石锋.浅析余热锅炉的节能改造革新技术J.中国化工贸易,2013年10 月（第10期）.11 赵永刚,房长春.浅谈给水全程自动控制的策略及方法J.自动化技术 与应用,2013年（第32卷第1期）.12 Matsushita Electric Works Ltd, Automatio

12、n Control Group. FPO programmi ng ma nual EBOL. （2004-10-05）2008-09-10.13 Hugh F Van La ndin gham,Nishith DTripathi Kn owledge based Adap tive Fuzzy Con trol of Drum Level in a BoilerSystemC.USA.Orlando,FL:Southcon96,1996.454 45914 Richalet J,Rault A,Testud J L,et al.Model predictive toin dustrial processes. Automatica . 197815 Ma n Gyun Na.Auto-tu ned pid con troller using a model predictive con trol method for the steam gen erator water level. IE