文獻綜述(基于PLC鍋爐溫度控制系統(tǒng))楊宗豪

1、版面頁邊距：上2.5cm，下2.5cm，左3cm，右2.5cm；裝訂線1，位置靠左邊；頁眉：1.5；頁腳1.75。本科畢業(yè)設計（文獻綜述）題 目 _基于PLC鍋爐溫度控制 系統(tǒng) 姓 名 楊宗豪 專 業(yè) 自動化 學 號 指導教師 金 楠 鄭州科技學院電氣工程學院 二一三年十二月文獻綜述 基于PLC鍋爐溫度控制系統(tǒng)前 言隨著改革開放的進程，中國工業(yè)技術的快速發(fā)展，中國的工業(yè)技術已達到國際先進水平，工業(yè)領域中的控制系統(tǒng)更是中國工業(yè)發(fā)展的重中之重，隨著生產(chǎn)技術水平的迅速提高與生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴大，對過程控制系統(tǒng)的要求越來越高，促使過程控制理論的研究不斷發(fā)展?，F(xiàn)代控制系統(tǒng)技術在提高經(jīng)濟效益和勞動生產(chǎn)率，改

2、善勞動條件，保護生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮著越來越大的作用。而鍋爐溫度的控制系統(tǒng)是在工業(yè)生產(chǎn)中占有絕對地位，因此鍋爐溫度控制的技術關系著工業(yè)技術的提高和生產(chǎn)效率的改進。工業(yè)控制系統(tǒng)不斷改進，可編程控制器（Programmable Logic Controller）簡稱PLC，是以微處理器為核心的工業(yè)自動控制通用裝置。它具有控制功能強，可靠性高，使用靈活方便，易于擴展，通用性強等一系列優(yōu)點，不僅可以取代繼電器控制系統(tǒng)，還可以進行復雜的生產(chǎn)過程控制和應用于工廠自動化網(wǎng)絡，被譽為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱之一。本次研究主要以鍋爐為被控對象，以鍋爐出口水溫為主被控參數(shù)，以爐膛內(nèi)水溫為副被控參數(shù)，以加熱爐電阻

3、絲電壓為控制參數(shù)，以PLC為控制器，構成鍋爐溫度串級控制系統(tǒng)；采用PID算法，運用PLC梯形圖編程語言進行編程，實現(xiàn)鍋爐溫度的自動控制。是工業(yè)鍋爐溫度控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定，使控制系統(tǒng)更加準確。是該系統(tǒng)更能在工業(yè)生產(chǎn)上更好的發(fā)揮準確的控制作用，從而提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，推動工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展進程。一 基于PLC鍋爐溫度控制的發(fā)展背景和應用我們知道，溫度是工業(yè)生產(chǎn)中最常見和最重要的控制參數(shù)之一。無論是科學實驗，還是工業(yè)生產(chǎn)，任何物理和化學反應都與溫度有十分密切的關系。特別是食品，冶金，化工等領域，控制溫度是整個工業(yè)流程的關鍵步驟。因此，溫度的控制不僅在科研中起著決定性的作用，還在實際生產(chǎn)中占有極其重要的地位

4、。同時，我們也知道，溫度的控制方案決定著加熱裝置的匹配，而加熱裝置直接決定著燃料的選擇和效率，這些都將影響著我們的環(huán)境，如何在提高生產(chǎn)效率的基礎上，能夠節(jié)約能源，有利于我們的環(huán)境，為綠色GDP貢獻力量。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，環(huán)境問題不斷突出，鍋爐作為供熱系統(tǒng)中最重要的能源轉化裝置能源消耗巨大，據(jù)有關部門統(tǒng)計，鍋爐每年消耗的能源占全部使用的1/3.目前，國內(nèi)大部分城市，鍋爐供熱的溫度控制裝置陳舊老化，基本依靠人工操作，自動化程度很低，控制系統(tǒng)的安全性能也很低，并且整個系統(tǒng)的效率低下，很大程度的浪費了能源，給環(huán)境帶來了極大的破壞。因此，我們給鍋爐燃燒系統(tǒng)配置自動化裝置迫在眉睫，是實現(xiàn)綠色GDP的必然

5、要求，是生態(tài)文明建設的必然要求。隨著科學技術的不斷發(fā)展，鍋爐溫度控制系統(tǒng)也在不斷地提高。然而PLC技術的使用，更是大大改善了鍋爐溫度的控制系統(tǒng)。PLC可編程控制器是一種將繼電器控制器和計算機結合起來，通過安裝必要的控制程序，CPU處理單元為核心與相應I/O設備相連接，在工業(yè)領域應用的計算機配合下，對工業(yè)的系統(tǒng)進行控制。我國PLC的研制，生產(chǎn)和應用也發(fā)展較快，尤其在應用方面更為突出。在20世紀70年代末和80年代初，我國隨國外成套裝備，專用設備引進了不少國外的PLC。此后，在傳統(tǒng)的設備改造和新設備的設計中，PLC的應用逐年增多，并取得了良好的經(jīng)濟效益。PLC在我國的工業(yè)領域應用越來廣泛，對我國工

6、業(yè)自動化水平起到了巨大的推動作用。本系統(tǒng)主要是基于PLC對鍋爐溫度控制，主要通過鍋爐內(nèi)部傳感器對溫度，流量等參數(shù)的反饋，對鍋爐的溫度進行監(jiān)測與控制?？删幊炭刂破鲗﹀仩t控制系統(tǒng)的改造，不僅可以實現(xiàn)對溫度的準確控制，并且還可以實現(xiàn)鍋爐溫度控制系統(tǒng)的工業(yè)自動化。引用PLC技術對鍋爐溫度進行控制，可以隨時監(jiān)測鍋爐溫度，控制工業(yè)生產(chǎn)，對提高效率，節(jié)約能源，保護環(huán)境有巨大的貢獻。目前，基于PLC鍋爐溫度的控制系統(tǒng)已經(jīng)在工業(yè)自動化控制中占有絕對地位，該技術主要應用在化工，冶金，石油，電力等領域，不僅可以實現(xiàn)鍋爐溫度的準確控制，還可以實現(xiàn)鍋爐溫度控制自動化。二 基于PLC鍋爐溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢隨著工業(yè)技術

7、的不斷進步，PLC技術也是在逐漸改進,PLC可編程控制器的功能也是在不斷完善。工業(yè)生產(chǎn)對溫度控制系統(tǒng)不斷提高要求，PLC鍋爐控制系統(tǒng)也在逐漸改進，適應工業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)文明建設要求。自70年代以來，由于工業(yè)生產(chǎn)過程控制的需要，特別是微電子技術和計算機技術的飛速發(fā)展以及自動控制理論和設計方法發(fā)展的推動下，國內(nèi)外溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展迅速，并在智能化，自適應、參數(shù)整定等方面取得成果，在這方面，以日本、美國、德國、瑞典等國技術領先，都生產(chǎn)出了一批商品化的、性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表，并在各行各業(yè)廣泛應用。它們主要有以下特點：1.適應于大慣性、大滯后等復雜環(huán)境下的溫度控制系統(tǒng)的控制。2.該系統(tǒng)能夠適應受控

8、系統(tǒng)數(shù)學模型難以建立的溫度控制系統(tǒng)。3.能適用于受控系統(tǒng)過程復雜、參數(shù)時變（變化復雜）的溫度控制系統(tǒng)的控制。4.這些溫度控制系統(tǒng)普遍采用自適應控制、自校正控制、人工智能、模糊控制等理論及計算機技術，運用較為先進的算法，從而使控制系統(tǒng)適應范圍更加廣泛。5.溫度控制器普遍具有參數(shù)整定功能。借助于計算機軟件技術，溫度控制器具有對控制參數(shù)及特性進行自整定的功能。有的還具有自學習功能。6.溫度控制系統(tǒng)既有控制精度高、抗干擾能力強的特點。目前，國外溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝著高精度、智能化、小型化等方向發(fā)展。隨溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應用雖然應用很廣泛，但從國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高，

9、同日本、美國、德國等先進國家相比仍然有著較大的差距。目前，我國在這方面總體水平處于20世紀80年代中后期的水平，成熟產(chǎn)品主要以“點位”控制及常規(guī)的PID控制器為主，它只能適用于一般的溫度系統(tǒng)的控制，難以控制滯后、復雜、時變溫度系統(tǒng)控制。能適應于較高的控制場合的智能化、自適應控制儀表，國內(nèi)還不十分成熟。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們對溫度控制系統(tǒng)的要求越來越高，因此，高精度、智能化、人性化的溫度控制系統(tǒng)是國內(nèi)外必然發(fā)展的趨勢。未來，PLC鍋爐溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢：更加使控制系統(tǒng)智能化，更加使工業(yè)生產(chǎn)自動化，更加有利于環(huán)境保護，生態(tài)文明建設。三 基于PLC鍋爐溫度控制系統(tǒng)的結構和功能該系統(tǒng)硬件系統(tǒng)

10、主要依托核心部件PLC芯片，并在溫度傳感器，模擬量輸入模塊，溫度變送器，加熱器及驅(qū)動，人機界面的配合下構成了設計溫度控制裝置的硬件部分。根據(jù)實際生產(chǎn)需要和要求，對系統(tǒng)加以合適的控制軟件，進而構成完整的控制系統(tǒng)。設計的溫度控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能：本次研究主要以鍋爐為被控對象，以鍋爐出口水溫為主被控參數(shù)，以爐膛內(nèi)水溫為副被控參數(shù)，以加熱爐電阻絲電壓為控制參數(shù)，以PLC為控制器，構成鍋爐溫度串級控制系統(tǒng)；采用PID算法，運用PLC梯形圖編程語言進行編程，實現(xiàn)鍋爐溫度的自動控制。是工業(yè)鍋爐溫度控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定，使控制系統(tǒng)更加準確。溫度傳感器感受鍋爐溫度并且可以經(jīng)過一定的裝置傳回數(shù)據(jù)，在特定的元件對溫度

11、進行分析，在系統(tǒng)軟件的控制下對數(shù)據(jù)進行分析處理，PLC控制系統(tǒng)可以對整個鍋爐設備的各個取樣點的溫度進行分析，處理采樣數(shù)據(jù)，并對結果進行控制（升溫或降溫等）。實現(xiàn)生產(chǎn)過程的溫度自動控制。四 小結經(jīng)過查閱國內(nèi)外文獻資料，了解了工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展，熟悉了PLC的發(fā)展過程以及PLC技術在鍋爐溫度控制系統(tǒng)中的應用。在國內(nèi)外資料的查閱學習到了鍋爐溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢：向著更加智能化，自動化，更加有利于節(jié)約資源，保護環(huán)境的方向發(fā)展。文獻資料的查閱，是我更加懂得PLC的使用方法，如何在工業(yè)控制系統(tǒng)中發(fā)揮其控制作用。熟悉了系統(tǒng)設計中涉及的其他元件的原理方法使用環(huán)境等。并且了解了許多科研人員對該課題的研究方向，成果等，同時也知道了在該課題研究中人們遇到的具體問題以及問題的解決方案。文獻的查閱對自己設計的控制系統(tǒng)的設計提供了很多寶貴的理論依據(jù)，為這次設計成功提供了必要的條件。參考文獻1 秦長海.可編程控制器原理與應用技術.北京郵電大學出版社，20102 邵裕森,戴先中. 過程控制工程. 機械工業(yè)出版社, 2000 3 中國電子學會. 2000/2001傳感器與執(zhí)行器大全.電子工業(yè)出版社,2001