基于plc的锅炉温度控制系统-毕设论文.doc

山东轻工业学院2010届本科生毕业设计(论文)河南职业技术学院毕业设计（论文）题目PLC的锅炉温度控制系统系（分院）电气工程系学生姓名孔永婷学号11112036专业名称电气自动化指导教师徐瑞丽2013年11月8日目录TOC\o"1-3"\u摘要11.1课题背景11.2项目内容2第二章PLC和组态软件32.1可编程控制器基础32.1.1可编程控制器的产生和应用32.1.2可编程控制器的组成和工作原理32.1.3可编程控制器的分类及特点52.2组态软件的基础62.2.1组态的定义62.2.2组态王软件的特点和仿真的的基本方法6第三章PLC控制系统的硬件设计73.1PLC控制系统设计的基本原则和步骤73.1.1PLC控制系统设计的基本原则73.1.2PLC控制系统设计的一般步骤73.1.3PLC程序设计的一般步骤83.2PLC的选型和硬件配置93.2.1PLC型号的选择93.2.2S7-200CPU的选择93.2.3EM235模拟量输入/输出模块103.2.4热电式传感器103.2.5可控硅加热装置简介103.3系统整体设计方案和电气连接图113.4PLC控制器的设计113.4.1控制系统数学模型的建立113.4.2PID控制及参数整定12第四章PLC控制系统的软件设计144.1PLC程序设计的方法154.2编程软件STEP7--Micro/WIN概述154.2.1STEP7--Micro/WIN简单介绍154.2.2计算机与PLC的通信164.3程序设计164.3.1程序设计思路164.3.2PID指令向导164.3.3控制程序及分析17第五章组态画面的设计215.1组态变量的建立及设备连接215.1.1新建项目215.2创建组态画面和主画面225.2.2新建PID参数设定窗口235.2.3新建实时曲线235.2.5新建报警窗口24第六章系统测试256.1启动组态王266.2实时曲线观察266.3查看数据报表276.4系统稳定性测试28结束语29参考文献30基于PLC的锅炉温度控制系统摘要从上世纪80年代至90年代中期，PLC得到了快速的发展，在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。本文介绍了以锅炉为被控对象，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。电热锅炉的应用领域相当广泛，在相当多的领域里，电热锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。目前电热锅炉的控制系统大都采用以微处理器为核心的计算机控制技术，既提高设备的自动化程度又提高设备的控制精度。本文分别就电热锅炉的控制系统工作原理，温度变送器的选型、PLC配置、组态软件程序设计等几方面进行阐述。通过改造电热锅炉的控制系统具有响应快、稳定性好、可靠性高,控制精度好等特点，对工业控制有现实意义。关键词：电热锅炉的控制系统温度控制串级控制PLCPID1.1课题背景电热锅炉的应用领域相当广泛，电热锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。目前电热锅炉的控制系统大都采用以微处理器为核心的计算机控制技术，既提高设备的自动化程度又提高设备的控制精度。PLC的快速发展发生在上世纪80年代至90年代中期。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到了很大的提高和发展。PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。[4]电热锅炉是机电一体化的产品，可将电能直接转化成热能，具有效率高，体积小，无污染，运行安全可靠，供热稳定，自动化程度高的优点，是理想的节能环保的供暖设备。加上目前人们的环保意识的提高，电热锅炉越来越受人们的重视，在工业生产和民用生活用水中应用越来越普及。电热锅炉目前主要用于供暖和提供生活用水。主要是控制水的温度，保证恒温供水。PID控制是迄今为止最通用的控制方法之一。因为其可靠性高、算法简单、鲁棒性好，所以被广泛应用于过程控制中,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性系统。PID控制的效果完全取决于其四个参数,即采样周期ts、比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd。因而,PID参数的整定与优化一直是自动控制领域研究的重要课题。PID在工业过程控制中的应用已有近百年的历史，在此期间虽然有许多