基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制系统设计和优化
基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计_毕业设计论文正文 精品
基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计1 绪论1.1锅炉燃烧控制项目的背景改革开放以来，我国经济社会快速发展，生产力水平不断提高，在生产中，锅炉起着十分重要的作用，尤其是在火力发电中发挥重要作用的工业锅炉，是提供能源动力的主要设备之一。
锅炉产生的蒸汽可以作为蒸馏，干燥，反应，加热等各过程的热源，另外也可以作为动力源驱动动力设备。
工业过程中对于锅炉燃烧控制系统的要求是非常高的，要求锅炉燃烧控制系统必须满足控制精度高，响应速度快[1]。
作为一个非常复杂的设备，锅炉同时具有了数十个包括了扰动、测量、控制在内的参数，参数之间有着复杂的关系，并且相互关联[2]。
而锅炉燃烧过程中的效率问题、安全问题一直是大众关注的重要方面。
1.2锅炉燃烧控制的发展历史对于锅炉燃烧的控制，已经经历了四个阶段[3~5](1）手动控制阶段因为20世纪60年代以前，电力电子技术和自动化技术还没有得到完全发展，技术尚不成熟，因此，这个时期工业人员的自动化意识不强，锅炉燃烧的控制方式一般多采用纯手动的方法。
这种控制方法，要求进行控制的操作工人依靠他们的经验决定送风量，引风量，给煤量的多少，然后利用手动的操作工具等操控锅炉，该方法控制的程度完全取决于操作工人的经验。
因此，要求操作工人必须具有非常丰富的经验，这样无疑大大提高了操作工人的劳动强度，由十人的主观意识，所以事故率非常大，同时，也不能保证锅炉高效稳定的运行。
（2）仪器继电器控制阶段随着科技的不断进步，自动化技术以及电力电子技术快速提高，国内外以继电器为基础的自动化仪表工业锅炉控制系统也得到发展，并且广泛应用于实际生产过程。
在上个世纪60年代前期，我国锅炉的控制系统开始得到迅速发展;到了60年代的中后期，我国引进了国外全自动的燃油锅炉的控制系统；到了上个世纪的70年代末，我国逐渐自主研发了一些工业锅炉的自动化仪器，同时，在工业锅炉的控制系统方面也在逐步推广应用自动化技术。
在仪表继电器控制阶段，锅炉的热效率得到了提高，并且大幅度的降低了锅炉的事故率。
火电厂热工控制系统的优化整定及应用
火电厂热工控制系统的优化整定及应用火电厂的热工控制系统是保持电厂正常运行和提高发电效率的关键。
优化整定和应用热工控制系统可以提高火电厂的稳定性、安全性和经济性。
本文将介绍火电厂热工控制系统的优化整定方法及其应用。
火电厂热工控制系统的优化整定主要包括PID控制器参数的调整和控制策略的优化。
PID控制器是常用的热工控制系统中的一个核心部件，它通过控制传感器获取的温度、压力等信号，调整执行器输出，以实现对火电厂燃烧过程的控制。
控制器参数的优化可以通过实验和理论推导相结合的方法来实现。
实验方法可以通过频域分析、步跃响应试验等方法确定各个参数的初始值。
而理论推导方法则可以利用系统的数学模型，根据系统的动态特性，确定最佳的参数组合。
常用的理论推导方法有根轨迹法、极点配置法等。
控制策略的优化是火电厂热工控制系统中另一个重要的内容。
控制策略的优化主要包括选择合适的控制方法和算法，以及优化控制器的结构和配置。
在选择控制方法和算法时，需要根据火电厂系统的特点和要求，考虑到控制器的性能和计算开销。
一般常用的控制方法包括PID控制、模糊控制和模型预测控制等。
在优化控制器的结构和配置时，需要根据火电厂的具体情况，结合控制目标和要求，设计出合理的控制结构和配置参数。
在过热器温度控制中，可以采用级联控制或者反馈前馈控制的结构，以提高温度的控制精度和稳定性。
优化整定和应用火电厂热工控制系统可以有效提高火电厂的运行效率和经济性。
优化整定可以提高控制器的性能和稳定性，使得控制过程更加精确和稳定。
优化整定可以减少能源的消耗，降低运行成本。
尤其是在火电厂的燃烧过程中，通过调整燃烧参数，可以提高燃烧效率，减少燃料的损耗。
优化整定可以提高火电厂的安全性，减少事故的发生。
通过合理的控制策略和参数配置，可以有效降低火电厂的危险系数，保障运行安全。
火电厂锅炉燃烧系统的自动化设计与优化
火电厂锅炉燃烧系统的自动化设计与优化自动化技术在火电厂锅炉燃烧系统中的应用日益重要，可以提高燃烧效率、降低排放，实现安全稳定的运行。
本文将探讨火电厂锅炉燃烧系统的自动化设计与优化。
一、自动化设计的必要性火电厂锅炉燃烧系统的自动化设计的必要性在于提高燃烧效率、降低能耗和排放，以及保证锅炉的安全运行。
通过自动化技术的应用，可以实现以下优化目标：1. 提高燃烧效率：通过自动化控制燃料供给、空气调节等参数，最大限度地提高燃烧效率，降低燃料消耗。
2. 降低排放：通过自动化控制燃烧过程中的氧量、过量空气系数等参数，减少燃烧产生的氮氧化物、二氧化硫等有害气体的排放。
3. 保证安全：通过自动化监测和控制，实时检测锅炉燃烧过程中的温度、压力等参数，预防事故的发生，保证锅炉的安全稳定运行。
二、自动化设计的关键要素1. 传感器技术：火电厂锅炉燃烧系统的自动化设计中，传感器技术起到了重要的作用。
通过传感器实时采集锅炉燃烧过程中的温度、压力、流量等参数，为后续的控制提供准确的数据基础。
2. 控制策略：自动化设计中的控制策略决定了锅炉燃烧过程的调整和优化。
常用的控制策略包括比例积分控制、模糊控制、模型预测控制等。
根据实际情况选择合适的控制策略，可以优化锅炉的燃烧效率和排放性能。
3. 优化算法：利用优化算法对火电厂锅炉燃烧系统进行优化是自动化设计的核心内容之一。
常用的优化算法包括遗传算法、粒子群算法等。
通过不断调整燃料供给、空气调节等参数，找到最优的燃烧状态，实现最佳的燃烧效率和环境性能。
三、自动化设计的具体应用1. 燃料供给控制：通过采用自动化技术，可以实现对燃料供给设备的自动控制，根据锅炉负荷的变化调整燃料的供给量，实现节能减排的目标。
2. 空气调节控制：合理的空气调节对于燃烧效率和污染物排放都有重要影响。
通过自动化技术，可以实时监测锅炉进气和排气气体的含氧量，根据所设定的控制策略来调整空气量，达到最佳的燃烧效果。
3. 温度和压力控制：通过自动化技术对锅炉燃烧过程中的温度和压力进行实时监测，并根据设定的范围进行控制。
基于PLC的电热锅炉控制系统的设计
基于PLC的电热锅炉控制系统的设计【摘要】本文以PLC程序控制的高性能电热锅炉为例，来阐明PLC在工业控制领域中发挥的巨大作用。
其硬件系统采用的是SIEMENS公司的的S7-200PLC以及其相应的控制模块，实现电热锅炉系统的控制。
【关键词】PLC;电热锅炉1.概述20世纪60年代末，70年代初出现并得到迅猛发展的可编程程序为工业自动化领域带来了深刻的变革。
以其高可靠性，低价位迅速占领了中低端控制系统的市场。
同时电热锅炉的应用领域非常广泛，它的性能优劣决定了产品的质量好坏。
因此如何利用PLC技术控制锅炉温度成为关键。
通过对电热锅炉的控制，使系统具有响应快、稳定性好、可靠性高，控制精度好等特点，对工业控制很有意义。
2.系统硬件配置及其功能主机采用CPU224，EM231为热电偶输入模块，外接锅炉的入水口和出水口温度信号，TD200是一个低价的文本设定显示单元，当电热管多于六组时，可再增加EM222继电器输出扩展模块。
此系统选用的CPU224集成了14点输入/10点输出，共有24个数字量I/O。
它可连接7个扩展模块，最大扩展至168点数字量I/O点或35路模拟量I/O点。
CPU224有13K字节程序和数据存贮空间，6个独立的30KHz高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，具有PID控制器。
CPU224配有1个RS-485通讯/编程口，具有PPI通讯、MPI通讯和自由方式通讯能力，是具有较强控制能力的小型控制器。
系统的原理框图如图所示。
该系统需要的传感器是将温度转化为电流，且水温最高是100℃，所以选择Pt100铂热电阻传感器，其阻值会随着温度的变化而改变;为了方便接线，CPU224机型采用可插拔整体端子;EM231热电偶模块可用于J、K、E、N、S、T和R型热电偶，用户用模块下方的DIP开关来选择热电偶的类型;TD200键盘共有9个键：5个命令键和4个功能键，用来显示信息，在信息中可以内嵌数据，数据既可以显示，也可以由操作人员进行设置;电加热管是专门将电能转化为热能的电器元件，由于其价格便宜，使用方便，安装方便，无污染，被广泛使用在各种加热场合;水暖供热管道中的热水是靠循环泵循环起来的循环泵的工作原理要将水循环起来所用的泵就叫循环泵;保护程序是必不可少的部分，报警处理，用以防止非法操作所引起的程序混乱。
基于PLC控制的电锅炉控制系统
基于PLC控制的电锅炉控制系统电锅炉控制系统是现代工业制造中常见的一种设备，它通过PLC（可编程逻辑控制器）来实现对电锅炉的精确控制。
PLC控制技术具有灵活、方便、可靠等优点，能够实现复杂的逻辑控制和自动化控制功能。
本文将从PLC控制系统的原理、功能及特点入手，结合电锅炉的工作原理，详细介绍基于PLC控制的电锅炉控制系统的设计与实现。
1. PLC控制系统原理PLC控制系统是一种专门设计用于工业自动化控制的设备，其核心是一个可编程的CPU，通过不同的输入/输出模块和通信模块，与外部传感器、执行器等设备连接，实现对生产过程的控制。
PLC控制系统通过预先编写好的程序，根据不同的输入信号执行相应的逻辑控制，以达到自动化控制的目的。
2. 电锅炉工作原理电锅炉是一种利用电能进行加热的设备，通常由加热元件、控制系统、水泵等部件组成。
在工作过程中，电能被加热元件转换为热能，将水加热至设定的温度，为生产或生活提供热水或蒸汽。
电锅炉的控制系统通常包括温度传感器、压力传感器、水位传感器等，用于监测和控制锅炉的工作状态。
3. 基于PLC控制的电锅炉控制系统设计基于PLC控制的电锅炉控制系统主要由PLC控制器、传感器、执行器、人机界面等部件组成。
在设计过程中，首先需要根据电锅炉的工作原理和需求确定系统的功能要求和控制策略，然后编写PLC程序实现相应的逻辑控制。
通过合理的硬件布局和接线连接，将各部件连接到PLC控制器上，实现信号的采集和输出。
4. 控制系统功能与特点基于PLC控制的电锅炉控制系统具有如下功能与特点：1）灵活性：PLC控制系统可根据需要进行程序修改，实现不同的控制策略；2）可靠性：PLC控制器具有较高的稳定性和可靠性，可以长时间稳定运行；3）精确性：通过PLC控制系统可以实现对电锅炉的精确控制，提高生产效率和产品质量；4）扩展性：PLC控制系统可根据需要扩展输入/输出模块和功能模块，实现系统的功能扩展。
5. 控制系统优化与应用为了进一步优化电锅炉控制系统的性能，可以采用PID控制算法、模糊控制算法等先进的控制技术，提高系统的响应速度和稳定性。
电厂锅炉燃烧控制系统优化
电厂锅炉燃烧控制系统优化摘要：锅炉作为将一次能源转化成二次能源的重要设备之一，其控制和管理水平也日趋提高。
燃烧器是锅炉燃烧系统的核心和最大能耗部件，有必要设计先进的燃烧控制系统实现锅炉在最优的空燃比下高效燃烧，从而实现节能环保。
本文探讨了基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计，以期对相关人员有所借鉴意义。
关键词：PLC；锅炉；燃烧控制系统1PLC在电厂锅炉燃烧控制系统优化使用中的性能特点1.1抗干扰能力强锅炉燃烧控制优化系统由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。
此外，PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。
在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。
这样，整个系统具有极高的可靠性。
1.2功能完善，适用性强PLC不仅可以连接传统的编程与通用输输出设备，还可以通过总线构成网络系统，其应用范围涉及工业自动化的全部领域。
除了逻辑处理功能以外，现代锅炉燃烧控制优化系统大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。
近年来锅炉燃烧控制优化系统的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。
加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
1.3使用简单PLC是面向工矿企业的工控设备。
它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。
梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用锅炉燃烧控制优化系统的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。
为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
1.4维护方便，容易改造PLC技术因为其控制比较方便，也具有很强的灵活性，其采用内部编程进行对电路的控制，如果需要改进，只需要对其内部的程序重新写入就可以实现新的控制要求。
基于PID算法的锅炉恒温控制系统毕业设计
基于PID算法的锅炉恒温控制系统毕业设计锅炉恒温控制系统是现代工业控制系统中的一种重要应用，其主要目标是通过控制锅炉的供热温度来保持恒定的室内温度。
而PID算法是一种经典的反馈控制算法，被广泛应用于工业自动化控制过程中。
本篇文章将介绍基于PID算法的锅炉恒温控制系统的设计。
首先，我们需要明确锅炉恒温控制系统的基本原理。
锅炉恒温控制系统由温度传感器、控制器和执行器（例如阀门）组成。
温度传感器用于检测当前室内温度，将检测到的温度信号传递给控制器。
控制器根据设定的目标温度和当前温度之间的差异，计算出控制信号，并将该信号传递给执行器，以调节锅炉的供热。
PID算法的设计基于对系统的模型和特性的理解。
PID控制器包括比例、积分和微分三个部分。
比例控制部分根据当前误差信号的大小，按照一定的比例系数来生成控制信号。
积分控制部分用于累积误差信号，并按照一定的积分系数来生成控制信号，以消除系统的积分误差。
微分控制部分用于检测误差变化率，并按照一定的微分系数来生成控制信号，以消除系统的超调和震荡。
设计基于PID算法的锅炉恒温控制系统的步骤如下：1.确定系统的数学模型：锅炉恒温控制系统可以近似视为一阶惯性环节。
根据温度传感器的输出和锅炉供热温度之间的关系，可以得到系统的传递函数。
根据传递函数，可以确定比例、积分和微分系数。
2.系统参数调整：为了使系统响应更加稳定和快速，需要对比例、积分和微分系数进行调整。
调整的方法可以是试错法或者自动调参法，以使系统的动态响应达到设计要求。
3.控制策略选择：PID算法有多种控制策略可选择，如串级控制、级联控制、迭代控制等。
根据实际情况和系统需求，选择适合的控制策略。
4.实现与调试：将PID算法实现到控制器硬件中，并进行系统的调试和稳定性测试。
检查控制器的输出和系统的响应是否满足设计要求，如稳定性、超调量、响应时间等。
最后，本篇文章还需要考虑锅炉恒温控制系统的优化。
可以采用先进的控制算法，如模糊控制、自适应控制等，以提高系统的稳定性和性能。
电厂锅炉燃烧优化控制系统的设计
电厂锅炉燃烧优化控制系统的设计摘要：人们生活水平的提高，用电需求的不断增多，促进了我国电力产业的不断发展。
电力企业的安全在发展中异常重要，同时想要保持并提升其竞争力，则必须重视锅炉燃烧运行的经济性以及稳定性。
对于电厂锅炉燃烧系统来说，在实际运行中会受到燃料种类、给水流量、温度、送风、引风等因素的影响。
从当前的发展来看，常规PID控制在锅炉燃烧系统控制中的效果并不理想，需要对其进行优化。
本文就电厂锅炉燃烧优化控制系统的设计展开探讨。
关键词：电厂锅炉；锅炉燃烧控制；燃烧优化控制；优化控制系统；设计1系统结构对于锅炉燃烧控制，其主要任务除了提供满足要求的热量外，还要尽可能提高燃烧的安全性与经济性。
基于此，燃烧过程控制需要完成以下任务：其一，维持主气压，提高运行品质；其二，使空燃比始终处在最佳水平，提高燃烧的经济性；其三，使炉膛中始终保持足够负压，提高燃烧安全性。
为实现以上目标，系统需要包含下列组成部分：①燃料量控制单元；②磨煤机控制单元；③风量控制单元；④炉膛负压控制单元。
2锅炉燃烧调节的目的以及影响因素锅炉经济性以及生产能力的可靠性取决于锅炉燃烧过程的质量。
锅炉燃烧调节的目的主要是在满足外界电负荷需要的蒸汽量和合格的蒸汽品质的基础上，首先，保证稳定的汽压、汽温和蒸发量；其次，着火稳定、燃烧完全，火焰均匀充满炉膛，不结渣，不烧损燃烧器等；最后，使得机组内运行保持最高的经济效益，最大的减少燃烧污染物排放。
锅炉的燃烧系统中，煤粉在锅炉的燃烧过程中，通过加热产生热蒸汽，之后带动汽轮机发电，这一系列运行均需要进行调节。
锅炉运行的可靠性，在很大程度上取决于燃烧的稳定性，若燃烧不稳定，则会造成蒸汽参数出现变化，继而炉内的温度高低不稳定，燃料无法正常燃烧，还存在炉膛内水冷壁和出口受热面结渣情况的出现，使得局部管壁超温。
要想实现锅炉燃烧的经济性，则需要风煤进行有效的配合，提供合适的风速，保持最佳的过量空气系数，保持锅炉喷燃器的火焰温度，保证锅炉内燃煤能够持续燃烧，同时降低漏风以及保证合理的炉膛负压；若锅炉的燃烧运行情况出现了变化，则需要进行适当的调节。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制系统设
计和优化
近年来，随着能源需求的增加，火电厂作为传统能源的主要供
应者，其运行效率和能源消耗问题也越来越引起人们的重视。
然而，火电厂锅炉燃烧控制系统作为影响火电厂运行效率和能源消
耗的关键因素，其控制精度和稳定性问题也一直是值得关注和解
决的难题。
本文将着重讨论基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制
系统设计和优化问题。
一、 PID控制的基本原理
PID控制是一种通过比较设定值和实际值来调节输出变量，以
达到控制误差最小、调节时间最短、稳定性最好的控制方式。
PID
的全称是“Proportional-Integral-Derivative”，即比例、积分和微分
控制。
PID控制器通过对系统误差的反馈控制作用，可以实现对
系统稳态误差、系统瞬时响应和稳定性的控制。
比例控制通过反馈控制器输出信号的幅值和误差信号的幅值成
比例的关系，来控制系统的稳定性和响应速度；
积分控制通过去除系统误差的恒定偏置，来控制系统稳态误差；
微分控制通过提高系统对瞬时干扰的抵抗力，来控制系统的瞬
时响应。
PID控制器将上述三种控制模式集成在一个系统中，可以根据
具体的参数进行调整。
</p>
二、火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求
火电厂锅炉燃烧控制系统作为现代火电厂的关键装置，其设计
和优化一旦失误，将直接影响火电厂运行的效率和成本。
因此，
我们需要对火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求进行了解和掌握：
1. 温度控制：火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部温
度的控制，以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
2. 水位控制：火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部水
位的控制，以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
3. 火焰控制：火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部火
焰的控制，以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
以上基本要求也是PID控制在设计和优化火电厂锅炉燃烧控制
系统所要考虑的因素。
三、 PID控制在火电厂锅炉燃烧控制系统中的应用
针对火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求，PID控制器可以实
现如下的应用：
1.温度控制：PID控制器可以通过对锅炉内部传感器信号的反馈，实现锅炉内部温度的控制。
同时，通过对PID的比例、积分
和微分系数调节，可以实现锅炉内部温度的稳定和响应速度的提高。
2. 水位控制：PID控制器可以通过对锅炉内部水位传感器信号
的反馈，实现锅炉内部水位的控制。
同时，通过对PID的比例、
积分和微分系数调节，可以实现锅炉内部水位的稳定和响应速度
的提高。
3. 火焰控制：PID控制器可以通过对火焰传感器信号的反馈，
实现锅炉内部火焰的控制。
同时，通过对PID的比例、积分和微
分系数调节，可以实现锅炉内部火焰的稳定和响应速度的提高。
四、 PID控制在火电厂锅炉燃烧控制系统中的应用问题
虽然PID控制可以实现对火电厂锅炉燃烧控制系统的控制，但
其应用过程中也存在一些问题，需要进行解决和优化：
1. PID参数调节问题：PID控制器中的比例、积分和微分系数
调节需要根据具体的对象进行调节。
不同的对象有不同的特性，
需要选取合适的PID参数进行调节。
2. PID控制精度问题：PID控制器中的控制精度需要根据实际
应用场景进行调整，以确保控制精度的稳定和控制效益的提高。
3. PID控制系统的实时性问题：PID控制器需要实现实时控制，以确保锅炉燃烧控制系统的实时性。
因此，PID控制器需要具备
高速数据处理和传输功能，以实现实时控制。
总之，PID控制可以实现火电厂锅炉燃烧控制系统的控制和优化。
但我们也需要对PID控制的具体应用进行调试和优化，以确保其在实际应用中的效果和稳定性。