开题报告基于PLC电加热蓄热控制系统设计.docVIP

毕业设计（论文）文献综述 （2014届） 题 目 基于PLC的电加热蓄热控制系统设计 学 院 怀德学院 专 业 班 级 电气101 校外指导老师 专业技术职务 二○一三年十二月 题目：基于PLC的电加热蓄热控制系统设计 一、前言 1．课题研究的意义，国内外研究现状和发展趋势 现在人们的环保意识不断的在提高，为了能节能使用电热锅炉供热的人越来越多了，它的经济性、安全性及较高的自动化程度也已被认同。电热锅炉已成为工业及民用供热、热水和洗浴等使用场所的首选设备，它是随着国家电价政策的调控及社会需要，在市场经济的竞争机制中开发出来的节能环保绿色产品，具有无污染、热效率高、无燃料运输和储备烦琐等诸多优点。现在使用的绝大多数电热锅炉控制系统的设计还不完善，所以需要一种新的、高性能的电热锅炉控制系统来取代原来的控制系统，帮助完善原有的控制系统。现在生产线控制的大多数是用继电器、接触器为主的控制装置。使用继电器电路构成的控制系统不断出现问题，其可靠性很差而本研究采用的是PLC来替代原有的控制系统。PLC控制系统能大大减小控制设备的外部接线，使控制系统设计及建造的周期缩短。同时还维护也改变得容易起来。更重要的是其可靠性很高。 电热锅炉的自动化控制从上世纪三、四十年代就开始了，当时大都为单参数仪表控制，进入上世纪五十年代后，美国、前苏联等国家都开始进行对锅炉的操作和控制的进一步研究。但由于当时科技发展的局限性，对锅炉的控制主要停留在使用汽动仪表(包括汽动单元组合仪表和汽动基地式仪表)的阶段，而且大多数锅炉只是检测工艺参数，不进行自动控制。到上世纪六十年代，在发达国家，锅炉的控制主要以电动单元组合仪表(相当于我国的DDZ-II, DDZ-III仪表)检测与控制，还是以检测报警为主，控制为辅助功能。到了上世纪七十年代，随着计算机技术和自动控制技术理论的发展，使得锅炉的计算机控制成为可能。尤其是近一、二十年来，随着先进控制理论和计算机技术的飞速发展，加之计算机各种性能的不断增强，价格的大幅度下降，使锅炉应用计算机控制很快得到了普及和应用。许多发达国家都相继开发出了锅炉计算机控制系统。如今在国外，锅炉的控制己基本实现了计算机自动控制，在控制方法上都采用了现代控制理论中的最优控制、多变量频域、模糊控制等方法，因此，锅炉的热效率很高、锅炉运行平稳，而且减少了对环境的污染。在国内，由于经济技术条件的限制，中小企业锅炉设备水平一直比较落后，大多数中小型锅炉水平基本上停留在手动和简单仪表操作的水平。80年代中后期，随着先进的控制技术引入我国的锅炉控制，锅炉的计算机控制得到了很大的发展。至90年代，锅炉的自动化控制己成为一个热门领域，利用单片机、可编程序控制器(PLC)、工业计算机以及引进的国外控制设备开发的各种控制系统，已逐渐用于对原有锅炉的技术改造中，并向与新建炉体配套的方向发展，许多新的控制方法，诸如最优控制、自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制等自动控制的必威体育精装版成果也在锅炉自动控制中得到了尝试和应用。但由于控制技术单一，或控制算法的建模往往不能反映真实的锅炉燃烧状况，导致在工程实践中并不怎么成功，不能产生很好的经济效益，挫伤了用户在工业锅炉上用计算机进行控制的积极性。进入本世纪以来，为了进一步改善锅炉操作状况，降低能耗，确保安全运行，减少对大气的污染，同时随着人工智能理论的发展成熟，智能控制技术的大规模应用，对新一代锅炉计算机优化控制系统的开发和应用已势在必行且条件成熟。[1] 2．课题的研究目标、内容和拟解决的关键问题[2] 研究目标： 运用PLC程序控制电热锅炉的电加热过程 研究内容： (1)对电热锅炉控制系统及可编程控制器（PLC）作了比较全面的总结和介绍。 (2)阐述电热锅炉控制系统的分类、特点及信号控制。 (3)确定系统的总体结构，由PLC来实现电热锅炉系统的控制，完成了加热器和可编程控制器（PLC）的选择。 (4)系统硬件开发，完成了 PLC 的选型、I/O 点数分配与 PLC 的连接。 (5)在分析电热锅炉控制系统软件的设计方法基础上，设计出软件流程图。 (6)对改造后的电热锅炉控制系统进行模拟调试。 拟解决的关键问题： 保证用PLC编程的电加热蓄热系统程序对电热锅炉控制的准确、安全、可靠。 二、设计方案的确定 1．方案的原理、特点与选择依据[3][4] 本次设计选用西门子S7-200系列的PLC。其优点是具有极高的可靠性、极丰富的指令集、容易掌握、便于操作、丰富的内置集成及丰富扩展模块等。 (1)电加热蓄热系统结构可分为三个部分： a.电加热蓄热系统的硬件设计 b.电加热蓄