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36
KW
常压
热水锅炉
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36KW常压电热水锅炉系统控制设计,36,KW,常压,热水锅炉,系统,控制,设计
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毕业设计(论文)开 题 报 告学生姓名学 号专 业班 级指导教师 年2月29日课题题目及来源：题目：36kw常压电热水锅炉系统控制设计题目来源：自拟课题研究的意义和国内外研究现状：课题研究的意义：随着社会经济的飞速发展，人们生活水平的不断提高，对城市生活供暖的数量和质量提出的要求越来越高。由于传统的控制方式调节精度差，自动化程度低，系统稳定性差，锅炉运行耗能大，并且存在安全隐患等缺点，所以现代锅炉运行方式需要改进。本系统以PLC为核心，由外围电路实时采集环境温度、锅炉出水温度、炉膛压力等信号，通过PLC程序运算，实现对中小型锅炉运行的自动控制。PLC不仅有体积小，安装方便，功能较齐全等优点，而且有很高的性价比，应用前景广，同时有助于发现可能存在的故障，通过微机实现燃烧与给水系统的自动控制与调节，将保证锅炉正常供气供暖，维持稳定系统，保证安全经济运行，具有较高的实用价值和优越性。同时本系统以热水为单相介质，大大的降低了设计成本，并且提高使用效率减少了热力损失。以东北、华北、西北地区为例，冬季持续时间长，气温低。若以蒸汽为介质，会造成极大的热力损失，与之相比热水系统的热量损失要小的多。以热水为介质同时还具有安全、稳定、方便检测、成本低等优点。因此热水系统是很好的选择。 国内外发展状况：当前，节能与环保已成为人类社会面临的两大课题。我国的锅炉目前以煤为主要燃料，耗煤量接近全国煤产量的三分之一。在欧美和日本等发达国家，石油和天然气已成为第一能源，占能源消费的60%左右，燃油和燃气锅炉已逐步取代燃煤锅炉，对风机和水泵等典籍的变频控制已相当成熟，但是燃油燃气锅炉依然存在节能环保问题。随着电锅炉的横空出世，节能环保式的锅炉系统达到了一新高度。但是电锅炉的效率问题依然是目前国内外有待攻克的一难关。自20世纪90年代以来，随着大型可编程控制器、单片机的出现和模糊控制、自适应控制等职能控制算法的发展应用，锅炉控制水平大大提高，已实现优化控制。国内对锅炉控制的研究起步较晚，始于80年代初期。国内研究锅炉控制比较成熟的企业有上海杜比公司、南京仁泰公司等。此外还有一些科研院校和企业开发的各种智能锅炉控制系统，如清华大学动力工程与控制学院为亚运村北辰供热厂热水锅炉的改造开发的锅炉控制系统，采用“一控四”方案，即一台主机控制四台锅炉。 尽管对锅炉控制的研究和推广已取得了很大的进步，但仍然存在一些问题： (1)大多数现有的锅炉控制系统可控制的主要还是开关量设备，如风机、炉排和水泵的开关或者阀门控制。不能对它们精确连续调节，是控制手段单一，控制精度低。 (2)锅炉控制系统的控制方案不够合理，锅炉控制器一旦出现故障，只能采取系统断电处理，进行人工操作。若锅炉系统中的传感器、变送器等设备出现故障时，温度、压力参数就无法达到设定值。 (3)我国自70年代末开始，锅炉的微机控制逐渐成熟起来，但主要实现仪表显示、报表打印等功能，并未实现锅炉自动控制。课题研究的主要内容和方法，研究过程中的主要问题和解决办法：课题研究的内容：本次研究主要以锅炉为被控对象，以锅炉出口水温为主被控参数，以炉膛内水温为副被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，构成锅炉温度串级控制系统；采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现锅炉温度的自动控制。是工业锅炉温度控制系统更加稳定，使控制系统更加准确。达到锅炉运行状况自动检测的要求，有效的提高锅炉的安全性、稳定性、经济型。 课题研究的主要方法：（1） 搜集资料，了解并掌握PLC工作原理以及基本模块的功能。（2） 确定设计大体思路，撰写开题报告，按照要求完成具体的设计内容。（3） 根据设计任务书的要求，熟悉相关软件，确定设计方法及设计要点。按要求完成完整的设计计划及预期达到的结果，进行相关设计及计算。（4） 对所设计的控制电路进行仿真实验，要求实验结果达到预期效果（5） 对设计说明书初稿进行相关格式修改，对设计图纸进行修改。研究过程中的主要问题和解决的方法：(1)控制系统设计设计中采用低功耗数字温度传感器进行温度测控，可大大简化设计方案，系统性能也更稳定；采用光电测控水位，可有效保证水位的自动控制，保证水质无污染，能更好地对锅炉进行自动化控制；通过对环境温度、水位信号的采集，输入PLC进行内部程序运算，输出结果控制变频器组，从而实现对循环泵、风机、补水泵的自动控制，达到节能的目的；用压力传感器检测锅炉炉膛压力，通过模数转换把信号送入PLC中，由PLC进行程序运算控制电磁阀动作，实现锅炉安全运行。另外，控制电路中加入手动按键控制和实时显示功能，使锅炉操作、维护更加方便、灵活。(2) 电路原理以及电路规划由于本设计中设计多个电器元件，所以电路规划也是研究中一主要问题。通过查阅资料，以及设计要求，大体确认电路接线原理，如图1-1所示。 图1-1 电路原理接线图 (3)程序查阅资料熟悉PLC锅炉控制系统的控制流程，编写出合理的控制程序。并对控制系统的参数进行设置，最终能够模拟出PLC锅炉控制系统的控制流程，并且该系统可以准确长期稳定运行，使之达到预期效果。课题研究所需的参考文献： 1宫淑珍等.可编程控制原理及应用.人民邮电出版社2李之光等.常压电热水锅炉及其供暖系统.北京：机械工业出版社3于慧君等.常压热水锅炉.大连：大连理工大学出版社4张智伟.智能型电锅炉J.电子技术应用，2013，65锅炉本体布置及计算.西安：西安交通大学出版社6 Booz. Allen & Hamilton. Intelligent Transportation Systems Field Operational Test Cross-Cutting StudyR Washington, D.C:U.S. Department of Transportation Federal Highway Administration, September 1998-3-27.7Siemens corporation.TC35I AT Command set V03.01 EB/OL. /wm, 20128Siemens corporation.TC35I interface description EB/OL. /wm9刘贵生.基于PLC的水暖锅炉控制J.电气技术，2007，710郭振兴.基于模糊控制的电锅炉控制系统J.自动控制应用11 NMEA 0183 .NMEA Standard for Interfacing Marine Elect
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