基于S7—200PLC的热力公司换热站控制系统设计
基于PLC的换热站控制系统设计说明书
吉林化工学院信控学院专业综合设计说明书基于PLC的换热站控制学生学号：学生姓名:专业班级：指导教师：职称：起止日期：2016.8.29~2016。
9.18吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology专业综合设计任务书一、设计题目换热站控制系统设计二、适用专业测控技术与仪器专业三、设计目的1。
了解换热机组工艺流程；2. 了解温度、压力、液位及流量等工艺参数的信号测量及传输方法;3. 掌握PLC各种典型信号（二线制、四线制变送器及热电阻、热电偶）接线方法；4. 掌握PID控制算法及其在PLC中的编程和离线仿真及调试方法；5。
熟悉自控工程实践设计及应用的一般步骤和实现方法.四、设计任务及要求某换热站工艺流程如下图所示，一次网进水由热水锅炉加热,经板式换热器与二次网进行换热后再返回锅炉。
二次网循环水由循环泵P201加压后进行换热器,加热后进入管网对居民住户进行循环供热。
控制要求：1．二次网供水温度PID控制：通过一次网调节阀V101进行供水温度定值控制；2．二次网供水压力PID控制：通过循环泵调频进行供水压力定值控制；3．补水箱水位限值控制：水箱水位小于低限时开补水阀，大于高限时关补水阀；4．二次网回水压力限值控制:回水压力小于低限时启动补水泵,大于高限时停泵；5．连锁控制(选做）:水箱水位小于低低限时,补水泵禁止运行；二次网回水压力小于低低限时,循环泵禁止运行；6．流量/热量累计（选做）：增加一次网流量和回水温度仪表，实现流量和热量累计。
五、设计内容1. 总结IO点表，并进行PLC系统选型;2。
设计控制系统IO信号接线图纸;3。
按上述控制要求编写和设计PLC控制程序；4。
设计上位机操作画面，包括工艺流程画面、操作画面、趋势及报警等画面;5。
撰写设计说明书.六、设计时间及进度安排设计时间共三周，具体安排如下表：七、指导教师评语及学生成绩目录专业综合设计任务书............................................................................................................................................ 第一章绪论 .. 0第二章换热站的介绍及设计简介 02。
基于PLC的换热站控制系统的研究毕业论文
3.4.2补水定压方法33
3.5变频调速恒压供水35
3.5.1变频调速恒压供水节能分析35
3.5.2供水控制系统36
3.5.2压力信号检测37
3.5.3补水泵变频调节硬件设计37
3.5.4补水泵变频调节软件设计38
3.6本章小结40
第4章上位机监控设计41
4.1上位机系统介绍41
在集中供热系统中，热网与热用户的连接方式分为直接和间接连接两种。在大型供热系统中，供热区域面积大，供热调节滞后现象严重；采用热网与热用户直接连接的方式往往难以实现对某一供热区域的局部调节；供热系统的控制难度增大，容易形成“近热远冷”的状况及水力与热力工况的失调：供热品质及效果难以得到保证，不利于供热系统的节能运行[2]。间接连接，在供热管网与热用户间建立换热站，将供热管网输送的热媒加以调节、转换，根据用户的需要分配给各个热用户。这种方式有利于对供热区域实现局部调节，满足热用户的用热需求，使得供热系统经济、节能、安全可靠运行成为可能。
其六：设备故障率低。由于集中供热可选用供热专用设备，其设备质量高于一般的工业设备，故运行安全可靠，故障率低[3]。
所以，城市集中供热是节能、环保的重要途径，是城市现代化的主要基础设施之一，也是经济发展，改善人民群众物质生活的重要标志之一。
1.2
1.
集中供热在欧美国家已经有一百多年的历史，美国从1877年、俄罗斯从1903年开始就有了集中供热工程13J。欧洲特别是挪威、瑞典和丹麦的供热技术非常具有特色，它们利用海水、湖水、地下水等作为热源，通过热泵装置获取热水作为冬季供热之用。在瑞典，容量最大的热泵站位于斯德哥尔摩，利用海水作为热源，供热能力达到160MW。丹麦的集中供热尤其著名，在从1985到2005年的20年中丹麦的集中供热占整个热力市场份额从30％增加到了60％[4]。
基于S7—200PLC的热力公司换热站控制系统设计
基于S7—200PLC的热力公司换热站控制系统设计随着社会经济的发展和天气气候的变化，人们对供暖的要求越来越高，特别是在寒冷的地区，这关乎到老百姓的生活质量，甚至是生存。
在以往的常规模式供热中，为了实现较好的工作状态和工作质量，大多数热力公司换热站采取人工调配和人工控制的方式进行作业。
这种工作模式下，需要大量的人力资源，同时需要人为地感知和调节温度，工作效率较差。
近些年，为了优化换热站的工作效率和服务质量，开发能充分适应热负荷不断变化的细调节运行方式，设计热力公司换热站控制系统已经成为目前研究的重要课题之一。
随着科学技术的进步，逐步实现热力公司换热站控制系统的网络化、自动化和智能化已经成为当前和未来发展的一种必然要求。
标签：S7-200PLC；热力公司；换热站；控制系统；智能化热力公司换热站的出现不是一蹴而就的，而是一个系统化的工程。
它产生于19世纪末期，是随着科学技术的进步和人们的生活需要而产生的。
这种方法主要采用热水或蒸汽作为热媒，由集中的热源向一个城市或较大区域供应热能。
以这种方式供暖不但提升了人们的生活质量，还提高了供暖的安全性和环保性。
1.换热站概述及发展现状在较早的供热中，锅炉是一种较为常见的供热方式。
换热站与锅炉房的供热有着明显的本质性区别，无论是在工作效能上还是供暖质量上都存在较大差异，主要是因为以往的锅炉房供热采取的是燃料把水（或其他介质）加热到具有一定参数的地方；而目前的换热站是为了把锅炉房生产的高温热水转换成能够直接给用户供热的热水。
严格意义上来说，换热站只是一个中转站而已。
在笔者的调查来看，换热站采取的供暖方式主要有换热板、混水等。
其实简单来说，换热站就是一个媒介，一个较大的过水热，它不是供热供暖设施的全部，只是其中的一个有机组成部分。
现在的换热站内部设备较为简单清晰，主要分为两大块，其中一块是采暖系统，另一块是民用生活系统。
就我国而言，换热站基本上没有民用热水设施。
在国内，很多换热站虽然近些年取得了非常大的发展和进步，但是还没有完全实现智能化和自动化作业，还需要一定的人，并且造成了一定的环境污染。
换热站自动控制系统使用说明书
换热站自动控制系统使用说明一、概述本换热站自动控制系统，包括受柜、循环泵变频器柜、补水泵变频器柜和控制柜组成，对换热机组进行全面的自动控制。
控制系统使用西门子S7-200系列PLC作为控制器，通过模拟量扩展模块读取现场变送器采集到的现场数据，用于内部控制和送至触摸屏进行显示。
现场操作使用EView触摸屏，简单直观。
本系统触摸屏主要包括一下画面初始画面参数显示参数总览参数设定控制设定巡检画面电流显示报警一览报警设定下面对这些画面作简单说明初始画面为系统上电时屏幕显示的画面，点击手型按钮进入操作各画面。
进入操作画面后不再显示此画面。
参数显示在这个画面显示系统的基本参数，包括高温侧和低温侧压力、温度、流量。
还包括电机温度数据。
参数总览将参数显示在换热系统的示意图上，包括高温侧和低温侧压力、温度、流量及流量累积。
参数设定设定控制参数，包括一次网供水流量设定，二次网捕水压力设定、泻压压力设定。
进入报警设置的密码输入也在这个页面上。
控制设定在这个画面设定控制模式及输入手动时的输出值。
可设定补水泵、泻压阀和电动阀的状态，手动开启补水泵和泻压阀，设定补水泵和电动阀在手动时的输出值。
巡检画面用于上传巡检信息。
电流显示显示循环泵的三相电流大小，并显示一次网和二次网的热量及热量积算。
报警一览显示当前的报警信息报警设定设定报警限。
本画面只有在输入安全密码后才可以进入。
二、操作使用说明1、基本操作说明控制系统使用触摸屏作为人机界面。
触摸屏通过通讯电缆与PLC进行通讯交换数据。
可以通过点击触摸屏上的开关来切换开关的状态。
如果要输入数据，可以用手指点击要输入的数据，将会弹出一个数字小键盘，可以用手指点击相应的数字输入你想要的数值，然后点击小键盘上的ENT确认，便可以输入数据了，如下图所示画面切换可以通过点击画面底部的两个箭头实现。
2、自动补水设定使用自动补水需要按以下规程操作A、将变频补水柜面板上的转换开关调整至1#自动或2#自动状态。
基于PLC S7—200温度控制系统设计与实现
基于PLC S7—200温度控制系统设计与实现文章讲述了以PLC为核心的温度控制系统的设计，通过对S7-200的程序编辑和PID算法原理的运用给出了系统的硬件设计和软件设计过程，实现了对温度的闭环控制。
标签：PLC；加热器；温度控制；PID引言PLC以其自有的可靠性高，适应性强等优点已经被越来越多的应用于生活以及工业的各个领域，其中S7-200编程软件STEP7Micro/WIN编程简单且功能强大。
其强大的通信功能以及丰富的CPU模块，让设计者可以方便的选取所需功能的CPU和对应的通訊协议。
灵活的控制和强大的指令集使PLC能够控制各种设备以满足自动化控制要求。
PLC通过模拟量I/O模块实现A/D和D/A之间的转换，以便PLC用PID指令实现系统的闭环控制。
1 系统工作原理及温度控制的基本思路本设计是由PLC控制变频器调速装置与传感器、加热器以及恒温箱组成闭环控制系统如图1所示。
通过对温度值进行PID调节来进行恒温控制，由于加热器不能接收模拟量调节，所以温控主要采用PLC对其工作的占空比来控制，PID运算结果控制接通加热器。
温度传感器检测到温度信息，交由PLC处理，经PID运算得到一个0-1的实数，再经比例换算为0-100的整数，把这个整数当作一个0-10s的时间t。
设计一个周期为10s的脉冲，脉冲宽度为t，把这个脉冲加给电加热器达到控制温度的目的。
系统工作原理如图1所示。
2 系统的硬件选型及连接PLC的选型及参数设定：采用S7-200系列的CPU266，规格是：供电120-240V AC；CPU输入：24*24VDC；CPU输出：16*继电器。
温度传感器：温度传感器采用热电阻作为测温元件，带变送器。
测量范围是0-100℃，输出4-20mA，串接电阻把电流信号转换成1-5V电压信号，送入PLC 的模拟量输入通信。
系统的硬件连接：计算机和PLC之间通讯协议为PPI协议，用PC/PPI电缆将二者连接；在温度控制控制部分采用PLC的一个继电器输出口串接到加热回路中。
基于S7-200PLC电热炉温度控制系统
Automatic Control •自动化控制Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 127【关键词】温度控制 电热炉 S7-200 PLC PID本文在研究电热炉温度控制系统问题时，对S7-200PLC 控制系统进行了应用，这一系统具有一定的优越性，能够提供4种不同不同基本单元和6种扩展单元，可以更好地满足温度控制需要。
该系统主要由基本单元、扩展单元、文本显示器、存储卡等元件组成。
本文在进行系统设计过程中，主要采用了CPU226这一型号。
1 总体设计方案本系统以PLC 作为控制器，选用德国西门子S7-200，CPU 226型号PLC ，经过热电偶传感器检测电热炉中的温度，把温度信号转化成对应的电压信号，经过PLC 控制器模数转换后进行PID 调节。
根据PID 输出值来控制下一个周期内的加热时间和非加热时间。
在加热时间内使得继电器接通，电热炉就处于加热状态，反之则停止加热。
2 硬件设计2.1 热电偶传感器热电偶传感器在应用过程中，可以将温度信号转化为电压信号，并且在应用过程中，对高温具有较好的适应性。
热电偶传感器是一种将温度变化转化为电量变化的装置，其中K 型热电偶测温范围大约是0～1000℃。
系统里的烤炉最高温度不过几百度，加上一定的裕度，满足系统设计要求。
2.2 模拟输入模块在对模拟输入模块应用过程中，其可以将接收到的电压信号进行转换，将温度信息转化为0-41mv 的电压信号，以实现对信息的读取，从而对温度进行有效地控制。
与西门子S7-200 PLC 配套有EM231 4TC 模拟量输入模块，也称为热电偶模块。
EM231热电偶模块可直接连接K 型热电偶传感器，无需使用变送器，可直接通过DIP 开关进行组态：SW1～SW8组态为00100000。
2.3 固态继电器（SSR）固态继电器（SSR ）能够实现电隔离，从基于S7-200 PLC 电热炉温度控制系统文/潘天赐而更好地满足PLC 控制系统的需要。
基于PLC和变频器的集中供热换热站节能控制系统设计论文
摘要换热站是供暖系统中重要的部分，与我们的工作和生活有着密切的关系，因此对它进行安全可靠地供电和完善的系统控制是必不可少的。
本文首先简单介绍了换热站的供暖方式，主要介绍了换热站的弱点系统设计，这是换热站正常运行的先决条件，换热站的结构、换热站的工作原理以与系统构成并对控制方案作了详细介绍。
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作与取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得与其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分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本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
西门子S7-200 PLC在换热站自动控制系统中的应用
的实际应用 。
关 键 词 ： 热 站 ； 力 站 自控 系 统 ； Ｌ 应 用 换 热 ＰＣ
０ 引 言
１３ 扩 展 模 块 选 择 ．
传统 热 力 站的 控 制系 统 中 ， 环 泵和 补 水泵 都 采用 工 频 泵 ， 循 在 热 力 系 统 的选 型 过程 中就 可确 定 热 力 系 统 二 次 网 的重 要 参数 ， 但 在 设 置过 程 中 ， 力 系统 的 实 际适 应性 、 展性 以及 相关 参数 的调 热 扩 整 受 到 了很大 的 限制 。 随着 企 业 的发展 和 技术 的不 断升 级 ， 企业 开 始 对 集 中供热 热 网 的热 力站 进 行 自动化 改造 ，通 过对 原 有 的热 力 站 点增 加 统一 的 自控 仪 表 、Ｌ 以及变 频 设备 ， ＰＣ 自控 系统 能 实现 精 确 的 热力 站控 制 体系 ，并与 热 力 网络 中控 室 网络平 衡 系 统 以及 通
一
数字开关
＿ ： 『 ＿
编 程 器 打
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般 状况 下 ， 力供 应 系统 将 设置 ２台变 频器 ， 仅 为 了系 统 的储 热 不
备 使 用 ， 时也 为 了防 止热 力供 应 系 统 的超 调 。循环 泵 方面 ， 用 同 采
Ａ Ｂ Ａ Ｓ ５０的使 用 成 本 低 而 且还 具 备 ＭＯ Ｂ Ｓ通 讯 的功 能 ， Ｂ Ｃ 一１ Ｄ Ｕ
手 动 开 关 限 位 开 关
的控 制效 果 。 １ 热 力 站 自程 中在 原有 的工 艺 系统 基础 上 引 入 了 自控
＿ 皂 ＿ 塑 １
． ．．．．． ．．．．． ．．
继 电器 、 触 器 接 电磁 阀 变 频 器 输 入 端
机
利 用 ＭＯ Ｂ Ｓ总线 来 控 制 的变 频 器 ， 现变 频 的启 动 、 止 和 转 Ｄ Ｕ 实 停 速 Ａ 的给 定 等 ， 以一 般采 用 Ａ ＢＡＣ － １ ｌ 所 Ｂ Ｓ ５０变频 器 。 频 器 的运 变 行 参 数经 过 ＭＯ Ｂ Ｄ ＵＳ总线 输送 到 Ｐ Ｃ， Ｐ Ｃ回 传给 调 度 中 心 ， Ｌ 由 Ｌ
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基于S7—200PLC的热力公司换热站控制系统设计
作者：闫全龙
来源：《求知导刊》2016年第05期
摘要：随着社会经济的发展和天气气候的变化，人们对供暖的要求越来越高，特别是在寒冷的地区，这关乎到老百姓的生活质量，甚至是生存。
在以往的常规模式供热中，为了实现较好的工作状态和工作质量，大多数热力公司换热站采取人工调配和人工控制的方式进行作业。
这种工作模式下，需要大量的人力资源，同时需要人为地感知和调节温度，工作效率较差。
近些年，为了优化换热站的工作效率和服务质量，开发能充分适应热负荷不断变化的细调节运行方式，设计热力公司换热站控制系统已经成为目前研究的重要课题之一。
随着科学技术的进步，逐步实现热力公司换热站控制系统的网络化、自动化和智能化已经成为当前和未来发展的一种必然要求。
关键词：S7-200PLC；热力公司；换热站；控制系统；智能化
热力公司换热站的出现不是一蹴而就的，而是一个系统化的工程。
它产生于19世纪末期，是随着科学技术的进步和人们的生活需要而产生的。
这种方法主要采用热水或蒸汽作为热媒，由集中的热源向一个城市或较大区域供应热能。
以这种方式供暖不但提升了人们的生活质量，还提高了供暖的安全性和环保性。
1.换热站概述及发展现状
在较早的供热中，锅炉是一种较为常见的供热方式。
换热站与锅炉房的供热有着明显的本质性区别，无论是在工作效能上还是供暖质量上都存在较大差异，主要是因为以往的锅炉房供热采取的是燃料把水（或其他介质）加热到具有一定参数的地方；而目前的换热站是为了把锅炉房生产的高温热水转换成能够直接给用户供热的热水。
严格意义上来说，换热站只是一个中转站而已。
在笔者的调查来看，换热站采取的供暖方式主要有换热板、混水等。
其实简单来说，换热站就是一个媒介，一个较大的过水热，它不是供热供暖设施的全部，只是其中的一个有机组成部分。
现在的换热站内部设备较为简单清晰，主要分为两大块，其中一块是采暖系统，另一块是民用生活系统。
就我国而言，换热站基本上没有民用热水设施。
在国内，很多换热站虽然近些年取得了非常大的发展和进步，但是还没有完全实现智能化和自动化作业，还需要一定的人，并且造成了一定的环境污染。
为此，还需要我们不断研究，以提升它的工作效能，尽快实现换热站工作的网络化、自动化、智能化和环保化。
2.换热站系统的有机构成
从专业的角度来分析，换热站其实是与一次网与二次网相连接并装有与用户连接的相关设备、仪表和控制设备的机房，是实现供暖安全和供暖保障的重要元素，也可以调控和监管供热过程。
换热站一般由汽水换热器组成的换热系统、循环水泵组成的循环系统、补水泵组成的补水系统构成。
换热站的工作是非常严谨的，需要一定的科学技术和先进的理论作为指导，针对换热站的工作来说，它的构成系统主要包括三个方面，分别是测量仪表及变送器、执行机构和PLC和工控机。
从换热站工作的角度分析，一个完整运行的换热站需要相关的控制系统硬件设备，主要包括换热器、循环泵、补水泵、变频器、流量计、水泵、进气阀、减压阀、自动排气阀、止回阀、温度表、压力表等。
3.系统总体方案设计思路
集中供热系统的控制是一个系统较为复杂、程序较多的工程，操作起来有些繁琐，存在一定的难度。
其由换热站控制柜和检测控制系统构成，控制柜具有循环水泵系统和补水系统的控制功能，有手动和自动运行模式，也有工频和变频运行模式。
在这种工作状态下，系统方案的设计才是较为有效的。
PLC可以根据室外温度传感器测量的室外温度对一次供汽量进行控制，以达到对二次供水温度进行控制的目的。
这种监测可以实现数据的传输，然后系统依据传输的数据调节供热的情况，最终提高供热的质量和有效性。
PLC通过压力传感器和变频器来实现对二次供水压力的控制，当一台水泵无法通过变频补水达到所要求的压力时，控制器可使另一台备用泵以工频的方式来达到目的，这样相互配合，即使有问题存在，也有一定的预案进行诱导工作。
换热站的运行程序独立存在于其控制系统PLC内，能够脱离上位机监控管理软件而独立运行，其运行可以通过中央控制室上位机监控管理系统来观察并实施调整。
在换热站的工作中，每一个结构和单元都是相互联系的，我们可以利用网络技术、计算机技术和通信系统对供热情况进行数据监测，并把它传给管理控制系统，同时接受监控管理软件进行的运行参数调整。
参考文献：
[1]王中杰，郝娟.基于S7—200PLC的锅炉燃烧自动控制系统设计[J].轻金属，2012，（5）.
[2]尹琦.西门子S7—200 PLC在换热站自动控制系统中的应用[J].机电信息，2012，（9）.。