基于PLC控制的燃油锅炉加药系统设计
基于PLC的锅炉加药自动控制系统
文章编号:1009-2269(2010)02-0025-04基于PLC的锅炉加药自动控制系统*张秀香(兰州工业高等专科学校电气工程系,甘肃兰州 730050)摘要:为了实现发电厂锅炉给水pH值的自动控制,采用德国西门子公司生产的S7 200可编程控制器、台湾Adv antech公司的ADAM工控机,选用上位机软件WinCC+西门子PLC的组合方案,将其与在线pH仪、联胺表、电导率仪和液位传感器相结合构成二级监控系统,保障在工业环境下可靠运行,应用WinCC+编制加氨、加联胺系统的动态显示界面;应用ST EP 7Micro/Win软件编制程序,采用经改进的数字PID控制算法实现了锅炉给水配药、加药全自动控制过程.关 键 词:pH值;PLC;加药系统;自动控制中图分类号:TP29文献标志码:A0 引言各电厂给水加药大多数采用人工调节,不能准确地将pH值控制在规定的范围内,不仅严重浪费大量中和剂,而且造成了热力系统的电化学腐蚀,甚至导致凝汽器的断裂,造成停机事故的发生,因此,设计并开发锅炉给水加药自动控制系统,自动根据给水pH值、联胺值的变化连续调节加药量,合理控制加药量,进而避免锅炉及管路的腐蚀,是保障电厂安全生产、经济运行的需要,又是节省人力、提高自动化管理水平的需要.1 自动加药系统的原理锅炉水中适当添加磷酸盐及氢氧化钠,可提高炉水的缓冲性能并对维持炉水pH值的稳定有很大的作用,故能防止锅炉水冷壁的结垢和腐蚀.平衡磷酸盐处理时,磷酸盐的加入量必须适当,这就要求计量泵必须能够自动调节加药量,调节信号是根据汽水取样系统磷酸根表和pH表送来的4~20m A信号,控制计量泵的转速.(由于磷酸根的信号比较弱,变化范围小,不易控制,所以本控制系统采用pH表的4~20mA信号作为调节信号).以某公司为例介绍控制系统的组成,某公司共有四台300MW的发电机组,分为两个单元,一单元为1号机组和2号机组,二单元为3号机组和4号机组.每个单元又包括锅炉补给水(生水经过各种水处理方式净化后用来补充火力发电厂的汽水损失)和炉水两种用水.二单元炉水加药系统有三台加药计量泵(两用一备),3号和4号机组各用一台,当其中一台出现故障时切换到备用泵.在本系统中通过检测pH值来控制炉水中磷酸盐的加入量,pH值要求控制在9.4~9.78之间,当其中一台机组的pH值低于9.4时便启动相应机组的加药泵,此时磷酸盐加药箱内的磷酸盐溶液经过管道(管道上的阀门都为手动阀,正常时都是打开状态)被泵入相应机组的除氧器出水管加药点.炉水中加入适当的磷酸盐及氢氧化钠,可提高炉水的缓冲性能并对维持炉水pH值的稳定有很大的作用,故能防止锅炉水冷壁的结垢和腐蚀[2].在本系统中,将炉水水样经过降温减压装置引入磷酸表及pH表探头进行测量,通过A/D转*收稿日期:2009 11 28作者简介:张秀香(1956 ),女,河南西平人,高级实验师.换经控制系统PID 运算后控制变频器输出,控制加药泵转速,从而实时控制炉水的加药量,使炉水的磷酸根浓度和pH 值较好地保持在合格的范围内.以3号机组炉水加药控制系统为例(见图1),说明如下.图1 3号机组炉水加药控制系统本系统从在线分析仪表(磷酸根表、pH 表)中提取4~20mA 信号,根据运行工艺参数和确定的数学模型,进行窗口式PID 复合运算,中间结果送变频器控制加药泵实现加药自动闭环调节.2 控制系统组成控制系统主要由上位机工业计算机、下位机西门子PLC 和检测仪表、变频器和计量泵组成,组成框图如图2所示.图2 控制系统组成框图2.1 上位监控部分整个系统的上位监控部分可由一台工业计算机来完成.监控工作人员可通过CRT 实时监控系统的运行状况,设定或修改系统的运行参数,同时可通过CRT 远程软件操作控制系统运行.上位工控机进行数据处理和管理,并可与M IS 系统等实现联网.在上位机上,可对控制器进行组态,组态范围包括:控制器的网络地址、控制器的时间、选择控制算法、设定算法参数、设定控制量的设定点、选择算法的输入量及输出量的通道等[3].2.2 下位控制部分自动加药控制系统的核心是一套控制器,可编程控制器(PLC)是近年来发展起来的并得到广泛应用的新一代工业自动化控制装置,它已成为解决自动控制问题的最有效工具之一,越来越受到人们的重视.控制器安装在现场,采集相应的水质数据.由于化学加药系统具有纯滞后性质,会导致控制作用不及时,引起系统产生超调或振荡,而利用计算机可以方便地实现滞后补偿.经过控制器的控制算法,采用经改进的数字PID 控制算法,输出控制信号(4~20mA )到现场调节设备,以调节加药泵的出力.调节设备可以是直流电机,直接通过调节电机电压来改变转速;可以是步进电机,通过改变加药泵的行程来调节加药泵出力;还可以是变频器,调节加药泵交流电机的转速.随着电力电子技术的发展,交流变频调速控制方法得到了广泛的应用,我们采用变频调速进行化学加药自动控制,由于不需要对管路进行改造,系统可靠,得到了人们的认同,并取得了良好的效果.2.3 PLC 设备选型及说明本控制系统CPU 模块自带数字量的输入/输出,所以未用单独的D/A 模块.CPU 模块:以西门子的CPU 224作为控制器的核心,具有丰富的指令系统,能够进行各种复杂的逻辑运算和算术运算,同时可以进行各种函数运算,如信号标度变换、信号滤波、PID 运算等.在CPU 模块内部,由微处理器通过数据总线、地址总线、控制总线以及辅助电路连接存储器、接口及I/O 单元.借助编程器接收键入的用户程序和数据;读取并解释执行用户程序;按规定的时序接收输入状态,刷新输出状态,与外部设备交换信息;诊断PC 的硬件状态等[1].(CPU 自带D/A 模块:输出是4~20mA 电流信号.一般来说,变频器既有4~20m A 信号输入端子,也有电压输入端子,在这里采用4~20mA 标准信号输出以控制变频器的频率,以此改变加药量.)A /D 模块:EM235模拟量混合模块(4输入、1输出)是高速12位模拟量模块,能在149ms 内26 兰州工业高等专科学校学报 第17卷将模拟量转换成相应的数字量.输入可以是电压信号,也可以是电流信号.一般来说,pH值表都有4~20m A信号输出,因此采用4~20mA标准信号输入.3 控制软件3.1 上位机软件WinCC系统概述WinCC是在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的工业技术中性系统.它提供了适用于工业的图形显示、消息、归档以及报表的功能模块.高性能的过程耦合、快速的画面更新、以及可靠的数据使其具有高度的适用性.3.2 控制对象数学模型系统的广义控制对象由变频器、锅炉、取样系统、pH值表等组成.它的等效数学模型可以用一阶惯性环节加纯延迟来表示:通常情况下,氨加药系统中的延迟时间 远大于时间常数T,因此造成系统调节上的困难.如果要减小 ,则必须缩短取样管道,即pH值表必须放在取样点附近,但这会加大pH值表维护的难度,并且监视用的pH值表与控制用的pH值表不能公用,会增加设备投资和维护费用.为提高控制效果,可采用改进的PI控制算法,也可以采用仿人智能的控制方法.3.3 下位机控制软件STEP7 Micro/WINS7 200CPU提供PID回路指令,进行PID计算.PID回路的操作取决于存储在36Byte回路表内的9个参数[5].PID回路表见表1.表1 PID回路表参 数地址偏移量(By te)数据格式(Byte)I/O类型描 述过程变量当前值PV n0双字,实数I过程变量,0.0~1.0给定值SP n4双字,实数I给定值,0.0~1.0输出值M n8双字,实数I/O输出值,0.0~1.0增益K c12双字,实数I比例常数,正、负采样时间T s16双字,实数I单位为秒,正数积分时间T I20双字,实数I单位为分钟,正数微分时间T D24双字,实数I单位为分钟,正数积分项前值M X28双字,实数I/O积分项前值,0.0~1.0过程变量前值PV n-132双字,实数I/O最近一次P ID变量值PID的编程步骤[4,6]:1)设定回路输入及输出选项;2)设定回路参数在PID指令中,必须指定内存区内的36个字节参数表的首地址.其中,要选定过程变量、设定值、回路增益、采样时间、积分时间和微分时间,并转换成标准值存入回路表中;3)设定循环警报选项;4)为计算指定内存区域,PID计算需要一定的存储空间,存储暂时结果.需要指定此计算区域的起始V内存字节地址;5)指定初始化子程序及中断程序;6)生成PID程序.4 结语锅炉给水自动加药控制系统采用由工业控制计算、PLC和检测仪表构成的二级监控系统,实现了对在线pH仪、电导率表和水温表等仪表的动态显示,完成了对配药、加药系统的实时控制,克服了手动间歇控制系统的弊端,具有界面友好,操作简单,控制安全可靠等特点,是工业控制计算机与PLC相结合完成化工过程控制的一项有益尝试.其设计思想不仅适合于锅炉给水的控制,在城市废水处理的配药、加药控制系统也有广泛的应用价值.参考文献:[1] 刘开培,曹顺安,黄天戍,等.可编程序控制器在锅炉给水加氨控制中的应用[J].华北电力技术,1999(6):35 37.[2] 杨 智,杨照华,魏列江.电厂锅炉给水加药PL C控制系统设计与实现[J].自动化仪表,2001,22(8):3537.27第2期 张秀香:基于PLC的锅炉加药自动控制系统[3] 张玉花,王康平.智能变频技术在电站锅炉给水加药系统中的应用[J].科技广场,2005(2):48 50.[4] 台 方.可编程控制器应用教程[M ].北京:中国水利出版社,2001.[5] 钟肇新,王 灏.可编程控制器入门教程(SIM A T ICS7 200)[M ].广州:华南理工大出版社,2001.[6] 殷洪义.可编程控制器选择设计与维护[M ].北京:机械工业出版社,2003.Auto control System of Chemical adding of the Boiler Based on PLCZH A N G Xiu xiang(Depa rtment of Electr ical Engineer ing,Lanzho u P olytechnic Co lleg e,L anzhou 730050,China)Abstract:T he S7 200ty pe PLC pro duced by Siemens Corp.in Germany and the ADAM industrial com puter as controlled unit pr oduced by Adv antech co rp.in T aiw an w ere ado pted for r ealizing the automatic control of the w ater PH v alue in po wer plant bo iler.The preceding switch softw are WinCC com binated w ith Siemens PLC w as connected to PH meter,the hydr azine instr um ent,the electro conductibility and the liquid level sensor as a tw o stag es monitor and control system.T he dy namic display interface o f adding am monia and hydrazine system w ere progr am med in WinCC co nfiguration softw are.T he diagram w as w ritten in STEPT 7M icro/Win softw are,the improved digital PID control alg orithm w as adopted for realizing the auto control process of the do sages and drug s adding of the bo iler w ater supply sy stem.Key words::pH value;PLC;sy stem o f chem ical adding;automatic control(上接第13页)对该复杂系统的完整建模还有待进一步研究,以期望能够更加完善的验证生物免疫规律和从中发现更加全面的规律,促进VZV 入侵神经内分泌系统的研究.参考文献:[1] 仓绕卿,陈志慧.水痘带状疱疹病毒疫苗[J].国外医学(预防、诊断、治疗用生物制品分册),1997,20(6):241 244.[2] 裘宗燕.B 方法[M ].北京:电子工业出版社,2004.[3] 俞 蕙,朱启镕.水痘-带状疱疹病毒感染的研究现状[J].中国计划免疫,2001,7(2):119 122.[4] 侯丽珍,蔡小娟,邹恒明.软件需求的形式化转换模型[J].计算机工程,2007,33(5):73 75.[5] 肖美华,薛锦云.形式化方法B 及其程序规约机理[J].计算机工程,2004,30(16):16 18.[6] 李 涛.计算机免疫学[M ].北京:电子工业出版社,2004.B Method Model of VZV Intrued Neuroendocrine SystemT A N G Yu(Department of F inance,T aizho u T eachers Colleg e,T aizhou 225300,China)Abstract:T here are many successful applications o f the B m ethod in the biolo gy.The neuro endo crine system and V ZV are descr ibed by B m ethod.The machine co nfirms and the sim ulation to the V ZV in v ased neur oendo crine system w ere carried on.It tur ned out that the simulated results acco rd w ith the part o f bio logic research.Key words:B method;V ZV;neur oendocrine sy stem;model28 兰州工业高等专科学校学报 第17卷。
基于PLC锅炉控制系统设计开题报告
基于PLC锅炉控制系统设计开题报告题目基于PLC锅炉控制系统设计信息科学与工程学院,系,电气工程及其自动化专业班学生姓名学号指导教师开题日期: 年月日开题报告一、论文题目。
基于PLC锅炉控制系统设计二、课题研究的来源和实际意义。
随着工业的快速发展，自动化技术也随之占据着及其重要的地位。
无论是职工过万的大型企业还是百人的小型企业自动化无处不在。
而对于企业内的锅炉系统的自动控制是其中一项重要的课题。
因为这一控制不仅直接涉及到锅炉运行的效能，而且更关系到锅炉运行的安全性和可靠行。
锅炉按其用途分为:电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉、机车船舶锅炉。
而按燃料分为:燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、原子能锅炉。
以继电—接触器为主的传统控制系统已不能满足现代船舶对其锅炉控制的越来越高、越来越复杂的要求，这一领域的计算机化已势在必行，而应用在当前工业过程控制领域中引人注目的可编程控制器(PLC)又是使其计算机化的最简便和可靠途径。
本文采用PLC控制器进行了对锅炉的控制设计。
锅炉微计算机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染等严重的生产状态。
提高热效率，降低耗煤量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。
三、题目主要内容及预期达到的目标。
本设计针对机车船舶锅炉，锅炉所产生的蒸汽主要供主副机暖机，燃油加热，日常生活用汽，故对蒸汽品质要求不高，采用多位控制实现对锅炉蒸汽压力的控制。
设计内容包括:(1)应用可编程序控制器作为锅炉控制器，对锅炉给水，点火程序，风油调节和蒸汽压力进行自动控制。
(2) 根据船舶辅助锅炉的主要控制量蒸汽压力和锅炉汽包水位进行简单数学建摸，用计算机建立简单的锅炉模型。
(3)建立基于VB的锅炉模型与PLC控制器组成的控制系统，并验证锅炉控制器的可行性和有效性。
基于PLC的船用辅锅炉燃烧控制系统研究设计
专科毕业设计（论文）设计题目：基于PLC的船用辅锅炉燃烧控制系统系部：电气工程系专业：电气自动化(港口方向) 班级：港电081301姓名：谢杰学号： 46指导教师：马建峰职称：讲师20 11 年6月南京摘要可编程序控制器（PLC）作为现代工业控制的四大支柱之一，而且具有体积小，编程简单，组装灵活，可靠性高及抗干扰能力强等优点，非常适合于在恶劣的工作环境下使用，被认为是工业上的无故障产品，将替代传统继电接触器控制系统设备成为自动化控制系统的主要控制设备。
本文将主要介绍PLC在船用辅锅炉燃烧控制系统中的应用。
关键词可编程序控制器船用辅锅炉燃烧控制AbstractProgrammable Logic Controller (PLC) as a modern industrial control one of the four pillars, and with small, simple programming, flexible assembly, high reliability and strong anti-interference, etc., is very suitable for use in harsh working conditions use, is considered to be non-defective products industry, will replace the traditional relay contactor control system equipment as the main control system of automatic control equipment. This article introduces the PLC in marine auxiliary boiler combustion control system.Keywords programmable controller for marine auxiliary boiler combustion control目录1 引言 (1)2 可编程序控制器概述 (1)2.1 PLC的产生、定义、分类 (1)2.1.1 PLC的产生 (1)2.1.2 PLC的定义 (1)2.1.3 PLC的分类 (2)2.2 PLC的基本结构 (2)2.2.1 PLC的硬件组成 (2)2.2.2 PLC的软件组成 (3)2.3 PLC的特点及主要功能 (3)2.4 PLC的应用领域及发展趋势 (3)3 锅炉概述 (4)3.1 锅炉的定义 (4)3.2 锅炉的重要性 (4)3.3 锅炉的分类 (4)3.4 锅炉的基本构造及工作过程 (4)3.4.1 锅炉的基本构造 (4)3.4.2 锅炉的工作过程 (5)4 船用辅锅炉的燃烧控制系统 (5)4.1 PLC系统在锅炉燃烧控制系统中的控制要求 (5)4.2 PLC选型及输入/输出端口的设计 (6)4.2.1 PLC的选型 (6)4.2.2 输入/输出点的设计 (6)4.3 PLC控制燃烧系统梯形图 (7)4.4 PLC 控制锅炉燃烧系统过程分析 (7)结论 (11)致谢 (12)参考文献 (13)1 引言可编程控制器（PLC）作为传统继电接触控制系统的替代产品，已广泛应用于工业控制的各个领域，由于它可通过软件来改变过程，而且具有体积小，编程简单，组装灵活，可靠性高及抗干扰能力强等优点，非常适合于在恶劣的工作环境下使用，被公认为是工业上的无故障产品。
基于PLC锅炉温度控制系统的设计报告.doc
基于PLC锅炉温度控制系统的设计报告.doc一、设计目的本设计旨在搭建一个基于PLC的锅炉温度控制系统，通过对锅炉水温度的检测和控制，实现锅炉水温度的稳定控制，提高锅炉的工作效率，确保锅炉的稳定运行，降低发生事故的概率，保证工业生产的平稳进行。
二、设计内容1、系统硬件设计2、系统软件设计3、系统调试与实验三、系统设计的可行性分析本系统采用PLC作为控制核心，辅以温度传感器，执行元件等辅助部件，相比于传统的控制方法，其具有反应速度快，可靠性高，维护方便等优点，所以具有高度的可行性。
四、系统工作流程1、温度传感器将温度信号传输给PLC控制器2、PLC控制器根据设定的温度值和实时检测的温度值进行比较，判断当前温度状态3、根据判断结果，控制PLC输出的控制信号，控制加热电源调整电压，使锅炉水温度达到设定值4、如温度达到设定值，系统返回到检测阶段，进行下一轮温度检测和控制，如温度未达到设定值，锅炉继续加热，直至达到设定值，系统返回到检测阶段。
五、系统设计的技术要点1、采用模拟信号采集电路；2、采用PID算法控制，通过比较设定值和实际值来调节加热元件输出；3、使用触摸屏界面设计，用户可以通过界面设置温度值和查询运行状态；4、前后台通信采用Modbus协议。
六、系统检测与调试本系统设计完成后，需要进行硬件和软件的实现，并进行整体的调试测试，工程师需严格按照设计流程，全面检查各个部件的连接情况和参数设置，确保系统能够正常稳定地运行，运行过程中出现问题要及时解决。
七、总结与展望本设计成功地搭建了基于PLC的锅炉温度控制系统，系统具有实时性强，稳定性高，调节精度高等优点，提高了设备工作效率，大大降低了工业生产过程中锅炉事故的发生可能性。
在未来的研究中，可以通过结合智能算法等技术，进一步优化系统设计，提升锅炉温度控制系统的性能和应用范畴。
基于PLC的锅炉供热控制系统的设计
基于PLC的锅炉供热控制系统的设计一、本文概述随着科技的不断发展，可编程逻辑控制器（PLC）在工业自动化领域的应用日益广泛。
作为一种高效、可靠的工业控制设备，PLC以其强大的编程能力和灵活的扩展性，成为现代工业控制系统的重要组成部分。
本文旨在探讨基于PLC的锅炉供热控制系统的设计，通过对锅炉供热系统的分析，结合PLC控制技术，实现对供热系统的智能化、自动化控制，提高供热效率，降低能耗，为工业生产和居民生活提供稳定、可靠的热源。
文章首先介绍了锅炉供热系统的基本构成和工作原理，分析了传统供热系统存在的问题和不足。
然后，详细阐述了PLC控制系统的基本原理和核心功能，包括输入/输出模块、中央处理单元、编程软件等。
在此基础上，文章提出了基于PLC的锅炉供热控制系统的总体设计方案，包括系统硬件选型、软件编程、系统调试等方面。
通过本文的研究，期望能够实现对锅炉供热控制系统的优化设计，提高供热系统的控制精度和稳定性，降低运行成本，促进节能减排，为工业生产和居民生活提供更加安全、高效的供热服务。
也为相关领域的研究人员和技术人员提供有价值的参考和借鉴。
二、锅炉供热系统基础知识锅炉供热系统是一种广泛应用的热能供应系统，其主要任务是将水或其他介质加热到一定的温度，然后通过管道系统输送到各个用户端，满足各种热需求，如工业生产、居民供暖等。
该系统主要由锅炉本体、燃烧器、热交换器、控制系统和辅助设备等几部分构成。
锅炉本体是供热系统的核心设备，负责将水或其他介质加热到预定温度。
其根据燃料类型可分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉等。
锅炉的性能参数主要包括蒸发量、蒸汽压力、蒸汽温度等。
燃烧器是锅炉的重要组成部分，负责燃料的燃烧过程。
燃烧器的性能直接影响到锅炉的热效率和污染物排放。
燃烧器需要稳定、高效、低污染，同时要适应不同的燃料类型和负荷变化。
热交换器是锅炉供热系统中的关键设备，负责将锅炉产生的热能传递给水或其他介质。
热交换器的设计应保证高效、稳定、安全，同时要考虑到热能的充分利用和防止结垢、腐蚀等问题。
基于PLC的燃油锅炉电气控制系统设计【文献综述】
文献综述电气工程及其自动化基于PLC 的燃油锅炉电气控制系统设计1.前言锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或者有机热载体。
用油做燃料的锅炉叫燃油锅炉，燃油锅炉的使用是油的开发利用的一种重要方法。
燃油锅炉工作过程中涉及到的理论知识：（1）燃烧学（2）传热学（3）流体力学和工程热力学GX Developer 是三菱PLC 的编程软件。
适用于Q 、QnU 、QS 、QnA 、AnS 、AnA 、FX 等全系列可编程控制器。
支持梯形图、指令表、SFC 、 ST 及FB 、Label 语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC 程序功能。
2.发展现状能源是人类社会和经济发展的基本条件之一，我国过去基本上依赖单一能源维持国民经济增长，能源的消费结构长期以来一直跟不上我国国民经济的发展和人民生活水平的提高。
我国能源生产和消费的主要特点是以煤炭为主。
一次能源生产的年平均增长率为2010年全国原煤产量约32亿吨，比2005年增长了1.5倍，‘十一五’期间原煤产量以6-7%的平均增速增长；2010年发电装机容量突破9.5亿千瓦，‘十一五’五年间扩建了4亿多千瓦，是过去50年装机容量的总和；同时，‘十一五’期间石油、天然气产量稳定在1.8-1.9亿吨之间，海外资源合作有突破性进展，国内炼油能力突破5亿吨。
”这种以煤为主的能源结构带来的问题是防止污染的费用日益增长；其次，对铁路运输业造成了压力。
据预测，到2020年我国能源需求量将至少增加t 标志煤。
因此，如何减少煤炭资源的消耗及不断开发可再生能源已经成810为我国解决能源矛盾的主要方向。
但是由于可再生能源，如太阳能、生物能、地热能等本身条件的限制，至少在21世纪前半叶，我国能源结构将不会做出很大改变。
同时，随着经济和科学技术的发展，特别是人类对生活质量和生存环境要求的日益增加，油作为优质洁净的燃料和原料，越来越引起人们的重视。
毕业论文基于PLC的自动加药系统设计
摘要该系统研究的对象是一种简单且具有一定自动化程度的“自动加药系统”，它不仅能用在锅炉上还能用在其它类型的需加药处理的生产设备及系统中。
控制方案中PLC采用德国西门子S7-200系列可编程控制器，CPU主机选用CPU226，模拟输入模块选用EM235. 触摸屏采用SIEMENS TP170系列彩色触摸屏TP170B COLOR，可以方便的实现对控制系统的操作、监控和参数设置等功能。
由PH在线分析仪、PLC、变频器组成的闭环控制自动加药系统，增强了控制先进性和可靠性。
此套自动加药系统的投入彻底改变了以前人工加药不准带来的经济损失且对于节省人力、降低消耗、确保炉水安全、保证水质的稳定性，产生良好的经济效益和社会效益。
这样就可以实时的检测到加药系统的相关参数，对药液做一些实时的控制。
人机界面和PLC的有机结合，借助其产品的功能，能够很灵活的构造控制方案，它相对传统的电气控制方案具有更高的可靠性，控制更精确。
采用触摸屏与PLC控制，整个加药系统设自动、手动两种可选择的方式，能稳定的给锅炉加药，使炉内水时刻保持一定得药液浓度，保证炉内的各项水指标基本平稳。
能克服老式加药装置加药配药不方便弱点，有效的提高了锅炉的自动化程度。
加药系统操作简单、安全、可靠，设有电机搅拌器、溶解药剂所需时间可根据实际情况设定可控制药液的温度，可完成自动加药及自动清洗等。
关键词：PLC；触摸屏；加药系统AbstractThis paper studies and discusses an "Automatic Dosing System" which is simple and to some extent automatic. The system can be used not only in the boiler but also in other types of manufacture equipment and system where dosing is needed.with its product features ,the structure can be very flexible control program, It is relatively conventional electrical control scheme is more reliable ,more accurate control .In control program the PLC adopts Siemens S7-200 series programmable logic controller, CPU host CPU226, optional analog input module EM235, touch-screen SIEMENS TP170 series color touch screen series TP170B COLOR. TP170B COLOR touch screen ,which is a very high performance and cost-effective. So it is easily to realize the operation, monitoring and parameter setting of the control system . By the online analyzer, PLC, inverter consisting of closed-loop control automatic dosing system to enhance the control of nature and reliability. This set of automatic dosing system into completely changed the previous manual dosing allowed for the economic losses and save manpower, reduce consumption and ensure safety of boiler water to ensure the stability of water to produce good economic and social benefits. This can be detected in real-time dosing system parameters, on the liquid to do some real-time control.The combination of Man-machine interface and PLC with the functions of their products can make the construction of control program become flexible, and compare to traditional electrical control program, the system is more reliable and control more accurately .The use of touch screen and PLC control and the two alternative ways for dosing (manual-automatic) of the whole system increases the stability of dosing to the boiler so as to maintain a certain concentration of the pharmacy and guarantee the stability of the water indicators in the boiler, and overcomes the inconvenience during the dosing and prescribing, so effectively improves the automation of the boiler .The dosing system with electric mixer is simple, safe and reliable. The time required for dissolution of pharmaceutical can be set according to the actual situation. The temperature of pharmaceutical can be controlled. The dosing and cleaning can be automatically completedKeywords: PLC; touch screen; dosing system目录第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2 锅炉控制研究的背景和意义 (2)1.3课题研究的主要内容 (3)1.4 锅炉加药处理的特点及应注意的问题 (3)第2章硬件设计 (5)2.1控制方案选择 (5)2.1.1 S7-200工作原理 (5)2.1.2方案概述 (7)2.1.3加药系统的组成 (7)2.1.4加药系统的目标和原理 (8)2.1.5 PH值控制方法的研究 (9)2.1.6加药系统的特点 (9)2.1.7加药系统的控制功能描述 (10)2.2硬件设计 (10)2.2.1主电路设计 (10)2.2.2 PLC控制 (11)2.2.3 EM235模拟量模块接线 (12)2.2.4自动加药装置技术参数 (13)2.2.5系统的PID控制 (13)2.2.6 PID控制器的参数整定 (15)2.3自动加药系统的硬件选型 (16)2.3.1 PLC的选型 (16)2.3.2 触摸屏选型 (18)2.3.3 传感器的选型 (20)2.3.4在线PH仪的介绍 (21)2.3.5 MM440变频器的介绍 (23)2.3.6主电路电器元器件的选型 (26)第3章触摸屏的设计 (29)3.1人机界面 (29)3.2地址配置 (30)3.2.1 PL C与触摸屏对应的地址配置 (30)3.2.2触摸屏画面配置 (30)3.2.3操作面板的布置 (32)3.3系统监控 (33)3.3.1监控系统的要求和组成 (33)3.3.2触摸屏与PLC通信 (34)第4章软件设计 (36)4.1S TEP7软件介绍 (36)4.2软件流程图 (37)结论 (42)参考文献 (43)外文翻译 (44)致谢 (56)附录1：程序清单 (57)附录2：PLC控制系统I/O分配表 (66)附录3：主电路元器件清单 (67)第1章绪论1.1课题背景工业控制计算机(简称工控机)是以计算机技术为基础的新型工业控制装置，目前已成为工业控制的标准设备，被广泛地应用于各行各业，工控机是实现生产自动化的最佳配套产品，而工业可编程序控制器(PLC)则在工控领域中占有主要的地位。
基于PLC的燃油锅炉水位控制系统设计
目录目录0第1章引言01.1 PLC控制燃油锅炉的目的和意义01。
2 PLC控制燃油锅炉的设计内容01.3 预期实现的目标0第2章系统总体设计12。
1 系统控制要求12.2 确定设计方案2第3章控制系统硬件设计23.1 PLC选型及扩展23。
2 电机及驱动线路83。
3 检测元件选型93。
4 低压电器选型103。
5 电源设计103。
6 人机接口设计11第4章控制系统软件设计114.1 控制程序流程图114。
2 控制程序设计124。
3 显示操作界面设计13结束语14参考文献14附录1：PLC源程序15附录2：硬件原理图0第1章引言1.1PLC控制燃油锅炉的目的和意义锅炉是一次性能源煤炭、石油、天然气转换成二次能源蒸汽量的重要动力设备。
据有关数据统计，目前我国有各类工业锅炉约25万。
每年耗煤量占全国产量的1/3,同时还消耗大量的石油和天然气.工业锅炉是生产过程中重要的动力设备。
在石油化工领域，它的主要作用是向生产装置提供所需的合格蒸汽，其控制质量的优劣不仅关系到锅炉自身运行的效果，而且还将直接影响到相关装置生产过程的稳定性。
现代燃油燃烧机多为自动控制的燃烧机，一般采用工业程序控制器、火焰检测器以及温度传感器等组成自动控制系统。
燃油锅炉随着城市的发展而越来越多地被应用。
以前使用燃煤锅炉由于其在燃烧时产生大量的CO2和粉尘污染环境而逐渐被淘汰,相对应的用燃油锅炉来代替燃煤锅炉已被广泛用于酒店、大型商场等建筑。
由PLC组成的燃油锅炉控制系统适用于配用各种进口及国产燃烧器的燃油锅炉，对锅炉实行全自动控制，包括锅炉水位、蒸汽压力、燃烧系统的参数检测、指示、调节等进行控制。
1.2PLC控制燃油锅炉的设计内容本设计采用可编程序控制器PLC控制燃油锅炉的稳定可靠运行。
通过PLC的选型和扩展电机及驱动控制、检测元件选型、低压电器选型、电源设计完成燃油锅炉的硬件设计部分。
通过组态软件以及仿真软件的模拟和调试完成燃油锅炉的软件设计。
基于PLC的燃油锅炉水位控制系统设计
实习报告题目：基于PLC的燃油锅炉水位控制系统设计学生姓名：学号：院系名称：电气与信息工程学院专业班级：电气10-1班指导教师：职称：讲师二○一三年十一月二十二日实习任务书设计报告目录目录 (1)第1章引言 (1)1.1 PLC控制燃油锅炉的目的和意义 (1)1.2 PLC控制燃油锅炉的设计内容 (1)1.3 预期实现的目标 (1)第2章系统总体设计 (2)2.1 系统控制要求 (2)2.2 确定设计方案 (3)第3章控制系统硬件设计 (4)3.1 PLC选型及扩展 (4)3.2 电机及驱动线路 (10)3.3 检测元件选型 (11)3.4 低压电器选型 (11)3.5 电源设计 (11)3.6 人机接口设计 (12)第4章控制系统软件设计 (13)4.1 控制程序流程图 (13)4.2 控制程序设计 (14)4.3 显示操作界面设计 (14)结束语 (16)参考文献 (17)附录1：PLC源程序 (18)附录2：硬件原理图 (23)第1章引言1.1 PLC控制燃油锅炉的目的和意义锅炉是一次性能源煤炭、石油、天然气转换成二次能源蒸汽量的重要动力设备。
据有关数据统计，目前我国有各类工业锅炉约25万。
每年耗煤量占全国产量的1/3，同时还消耗大量的石油和天然气。
工业锅炉是生产过程中重要的动力设备。
在石油化工领域，它的主要作用是向生产装置提供所需的合格蒸汽，其控制质量的优劣不仅关系到锅炉自身运行的效果，而且还将直接影响到相关装置生产过程的稳定性。
现代燃油燃烧机多为自动控制的燃烧机，一般采用工业程序控制器、火焰检测器以及温度传感器等组成自动控制系统。
燃油锅炉随着城市的发展而越来越多地被应用。
以前使用燃煤锅炉由于其在燃烧时产生大量的CO2和粉尘污染环境而逐渐被淘汰，相对应的用燃油锅炉来代替燃煤锅炉已被广泛用于酒店、大型商场等建筑。
由PLC组成的燃油锅炉控制系统适用于配用各种进口及国产燃烧器的燃油锅炉，对锅炉实行全自动控制，包括锅炉水位、蒸汽压力、燃烧系统的参数检测、指示、调节等进行控制。
基于plc的锅炉控制系统设计
摘要摘要也称内容提要，概括研究题目的主要内容、特点，文字要精练。
中文摘要一般不少于400字，外文摘要的内容应与中文摘要相对应。
关键词：关键词1；关键词2；关键词3；关键词4锅炉是工业生产中的重要动力设备之一，它的主要作用是在工业生产过程中作为热源和动力源，例如为蒸馏、化学反应、干燥蒸发等提供热能，为风机、压缩机、泵类提供动力。
随着工业的不断发展、规模不断扩大，生产过程不断的改革和强化，作为生产动力源的锅炉，也随着这些发展的需要而发展与改革，例如大容量多参数、高效率方向发展，以及从节能出发进行各种设备的改革。
同时，为了保证安全、稳定生产和节能，对锅炉的自动控制就成为非常不要。
循环流化床(CFB)锅炉由于其高效低污染、煤种适应性好、调负荷能力强、造价相对便宜、技术相对容易掌握等特点，已成为目前最为实际的煤清洁燃烧技术之一，得到了较快的发展。
国内外应用实践表明，与常规煤粉锅炉相比，采用这种技术可使燃煤电站锅炉排烟中S02和N0x等有害气体含量减少80％一90％左右，可有效减轻燃煤发电对于大气环境的污染，将对我国国民经济的发展和生态环境的保护均起到积极的作用可编程序控制器(Programmable logic contoroller) 简称PLC ,是以微处理器为核心,用于工业控制的计算机,由于PLC 广泛采用微机技术,使得PLC不仅具有逻辑控制功能,而且还具有了运算、数据处理和数据传送等功能。
目前城市供暖的锅炉在启停和运行的过程中都需要精确的实时控制，大多数锅炉系统的控制还采用继电器逻辑控制。
这类系统自动化程序很低,大部分操作还是由手动来完成,只能处理一些开关量问题,无法处理系统的模拟量,即使控制一些开关量,其电气线路复杂,可靠性不高,不便维护,实际锅炉系统控制中每台炉就需要一套继电器控制系统,而采用西门子S7 －200系列可编程控制器设计的控制系统实现了循环流化床汽锅炉的自动控制，并实现了整个系统的优化控制。
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哈尔滨工业大学毕业设计（论文）
摘要
本文介绍了用于锅炉加药的PLC控制系统，对系统控制原理进行了详细的分析，包括加药系统配电图，加药系统电气控制系统图等。
对所使用的硬和软件的有点进行了简单的介绍，使用触摸屏作为人机界面，对系统进行监控和操作，进行参数设定。
介绍了触摸屏的制作过程和实现各个功能的方法。
加强了整个系统的可操作性，使整个系统变得简单、可靠性高。
最终有效地提高锅炉水质的稳定和锅炉内部的清洁。
关键词锅炉加药系统；可编程控制器；触摸屏
I
哈尔滨工业大学毕业设计（论文）
Abstract
This article describes for boiler dosing of PLC control system, the system control theory has made a detailed analysis, including dosing system distribution map, dosing system, electrical control system, etc. On the use of hard-and software is a bit of a simple introduction to using the touch screen and man-machine interface, system monitoring, and operation, setting parameters. Describes the process of making a touch screen and all function. Enhanced operability of the entire system, so that the whole system becomes simple, high reliability. On the external control cabinet for a simple design that can make the entire control system external appearance.
Keywords Boiler dosing system Programmable logic controller Touch screen
II
哈尔滨工业大学毕业设计（论文）
目录
摘要 (I)
Abstract (II)
第1章绪论 (1)
1.1 蒸汽锅炉的汽水循环系统和危害 (1)
1.1.1 蒸汽锅炉的汽水循环系统 (1)
1.1.2 锅炉结垢的主要危害与用水要求 (2)
1.2 锅炉自动加药系统的工艺过程及控制要求 (2)
1.2.1 锅炉自动加药系统的工艺过程 (2)
1.2.2 锅炉自动假药系统的控制要求 (3)
1.2.3 可编程控制器和触摸屏概述 (4)
1.3 本章小结 (5)
第2章电器配电及控制系统及硬件选型 (6)
2.1 电器配电及控制系统及硬件选型 (6)
2.1.1 电器配电及控制 (6)
2.2 自动控制设备的硬件选型 (10)
2.2.1 PLC选型 (10)
2.2.2 触摸屏选型 (11)
2.3 本章小结 (13)
第3章 PLC地址变量的配置和程序设计 (14)
3.1 PLC地址变量配置 (14)
3.1.1地址分配 (14)
3.1.2 PLC的接线 (16)
3.2 应用软件程序设计 (19)
3.3 本章小结 (27)
第4章触摸屏的设计 (28)
4.1 西门子人机界面的介绍 (28)
4.2 触摸屏的设计 (29)
4.3 本章小结 (35)
第5章触摸屏及PLC控制系统及加药系统的联动调试 (36)
III
哈尔滨工业大学毕业设计（论文）
结论 (39)
致谢 (40)
参考文献 (41)
附录1 (42)
附录2 (44)
附录3 (47)
IV
哈尔滨工业大学毕业设计（论文）
1
第1章 绪论
1.1 蒸汽锅炉的汽水循环系统和危害
1.1.1 蒸汽锅炉的汽水循环系统
锅炉作为提供热动力的系统设备，被广泛地用于各行各业的生产、生活。
图1-1是蒸汽锅炉的汽水循环系统锅炉要想安全、经济、可靠、稳定运行，其水质是个关键，对于工作压力和工作温度高的锅炉来说，水质尤其重要。
水质不良会使锅炉内受热的金属表面形成水垢，发生金属腐蚀并恶化蒸汽质量。
饱和蒸汽
汽包上升管
（水冷壁）
下
降
管上升管
（水冷壁）下降管给水泵除氧器过滤器
过热蒸汽出口软化水或纯
水箱
凝结（回）水箱
回水泵
补水泵省煤器
图 1-1 蒸汽锅炉的汽水循环系统
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1.1.2 锅炉结垢的主要危害与用水要求
1．锅炉结垢的主要危害
（1）降低锅炉的导热能力：因为水垢的导热系数比钢铁小几十倍，因此，锅炉有水垢后，会导致热效率大幅度降低，增加燃料、风量及电能的消耗。
（2）降低锅炉运行的安全性：由于水垢导热性能很差，严重结垢会在锅炉的受热面部分产生局部过热受热面则会因局部温度过高，引起管壁起疱、裂缝甚至于爆管。
（3）影响锅炉本体水系统的水循环：锅炉管内的水垢后减少管内的流通截面，增大管内水循环流动的阻力。
（4）降低锅炉的使用寿命：一旦形成严重的结垢，清除将十分困难，不仅要增加化学清洗次数，费时费力增加锅炉的运行成本，而且会使锅炉的受热面损伤，提前老化，降低整个锅炉系统的使用寿命。
2．锅炉用水的一般要求
为了防止锅炉的受热面发生结垢，通常锅炉的用水必须经过过滤、软化等处理，除去悬浮杂质和大部分钙、镁等盐类。
同时，为保证锅炉的安全运行，还必须辅以炉内加药处理，控制炉内水中杂质使之呈分散、松软状态。
不让其粘附在受热金属表面形成二次水垢，并可由排污系统排出。
1.2 锅炉自动加药系统的工艺过程及控制要求
1.2.1 锅炉自动加药系统的工艺过程
1.加药装置介绍
一些中小型锅炉的加药装置是通过人工进行一些简单的配药，在利用锅炉给水泵的水压或用加药泵一次性地把药加入锅炉，这种加药装置使用起来不方便，且药量浪费大，难以做到准确控制，还容易造成炉水总碱度过高，排污量增加，对生产很不利。
运用“自动加药系统”，就可以解决上述的不利生产。
该控制系统中人机界面与PLC有机组合，能够很灵活的构造控制方案，它相对于传统的电气控制具有更高的可靠性、控制更准确。
2.加药装置的特点
（1）采用触摸屏与PLC控制，整个加药系统设自动、手动两种可选择的方式，能稳定的给锅炉加药，使炉内水时刻保持一定的药液浓度，保证炉内的各项水质指标基本平稳。
能克服老式加药装置配药加药不方便等弱点，有效地提高了锅炉的自动化程度。
（2）加药系统操作简单、安全、可靠。
设有电机搅拌器。
溶解药剂（磷
2。