本文關(guān)鍵詞：生物質(zhì)貫流式蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： PLC 風(fēng)機(jī) 蒸汽鍋爐 PID 生物質(zhì)

【摘要】：小型蒸汽鍋爐現(xiàn)如今廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),是一種重要能源設(shè)備,隨著自動(dòng)化水平的快速發(fā)展,能源短缺和大氣污染成了急需解決的兩大問(wèn)題。而我國(guó)目前的大多數(shù)小型鍋爐控制系統(tǒng)自動(dòng)化水平不高,安全性低,而且對(duì)大氣的污染十分嚴(yán)重。因此,遼寧眾緣鍋爐制造有限公司與本校聯(lián)合開(kāi)發(fā)以生物質(zhì)清潔能源為燃料的小型鍋爐,既是對(duì)這種清潔能源的合理利用,又是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。并通過(guò)傳感器對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),使用積分分離式PID控制器對(duì)控制量進(jìn)行調(diào)節(jié),以觸摸屏為上位機(jī)控制和監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行,保證鍋爐安全運(yùn)行。本文針對(duì)生物質(zhì)貫流式蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究并設(shè)計(jì),在對(duì)系統(tǒng)的各部分結(jié)構(gòu)、控制過(guò)程、控制算法及其設(shè)計(jì)進(jìn)行分析之后,設(shè)計(jì)控制系統(tǒng),并進(jìn)行了軟件仿真�？刂撇糠衷谇叭搜芯康幕A(chǔ)上,使用可編程控制器,根據(jù)燃燒過(guò)程中的各個(gè)傳感器參數(shù)值對(duì)鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給料機(jī)和點(diǎn)火變壓器進(jìn)行控制和監(jiān)控運(yùn)行過(guò)程中的參數(shù)。過(guò)程控制采用PID控制算法,相對(duì)于傳統(tǒng)編程方法,使用S7-300 PLC中FB41模擬量連續(xù)控制PID功能塊,操作簡(jiǎn)單,控制精度高,穩(wěn)定性好,不同于傳統(tǒng)的對(duì)單一控制參數(shù)進(jìn)行控制的PID模塊,有較好的靈活性和適用性,可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)自動(dòng)的無(wú)擾切換,在此基礎(chǔ)上對(duì)傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)進(jìn)行變化,以FB41功能塊的數(shù)字位置型PID為基礎(chǔ),使用積分分離法調(diào)節(jié)算法參數(shù)并根據(jù)不同參數(shù)的控制過(guò)程選用不同的PID控制規(guī)律,可以避免傳統(tǒng)PID算法引起的系統(tǒng)偏差過(guò)大而出現(xiàn)積分飽和的現(xiàn)象。鍋爐采用以火包圍W型水管的貫流式鍋爐結(jié)構(gòu),增加受熱面積。不采用汽包結(jié)構(gòu),增加了安全性。鍋爐燃料使用生物質(zhì)燃料降低污染物排放,減輕大氣污染。最后結(jié)合蒸汽鍋爐燃燒過(guò)程和技術(shù)要求,設(shè)計(jì)生物質(zhì)貫流式蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)的過(guò)程控制框圖,電路硬件結(jié)構(gòu),并根據(jù)技術(shù)的參數(shù)要求進(jìn)行電氣元件選型,再進(jìn)行相關(guān)電氣原理圖的設(shè)計(jì)和繪制。然后根據(jù)工藝流程,確定電氣控制算法、控制系統(tǒng)流程圖,使用西門(mén)子STEP7軟件編程,FB41 PID連續(xù)控制方式功能塊與FB100過(guò)程對(duì)象模擬功能塊結(jié)合,將PLC編程軟件STEP7和西門(mén)子觸摸屏編程軟件WINCC集成到PLCSIM仿真器中,進(jìn)行聯(lián)合仿真和PID參數(shù)整定,減少調(diào)試成本和安全事故。
【關(guān)鍵詞】：PLC 風(fēng)機(jī) 蒸汽鍋爐 PID 生物質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：大連工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TK229
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究目的及意義10
• 1.2 研究背景及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 小型鍋爐控制技術(shù)11-13
• 1.2.2 鍋爐工藝結(jié)構(gòu)13-14
• 1.2.3 鍋爐燃料分類(lèi)14-15
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第二章 生物質(zhì)貫流式蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)16-28
• 2.1 生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)介16-19
• 2.1.1 生物質(zhì)鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)16
• 2.1.2 生物質(zhì)鍋爐整體結(jié)構(gòu)16-18
• 2.1.3 鍋爐工藝流程18-19
• 2.1.4 煙氣二次換熱19
• 2.2 生物質(zhì)貫流式鍋爐系統(tǒng)控制原理分析19-23
• 2.2.1 蒸汽壓力的控制原理19-22
• 2.2.2 過(guò)剩空氣系數(shù)的控制原理22-23
• 2.3 生物質(zhì)貫流式鍋爐系統(tǒng)組成23-27
• 2.3.1 燃燒控制系統(tǒng)24-25
• 2.3.2 爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)25-26
• 2.3.3 水位控制系統(tǒng)26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 生物質(zhì)貫流式蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)28-45
• 3.1 系統(tǒng)概述28
• 3.2 硬件設(shè)備選型28-35
• 3.2.1 傳感器29-30
• 3.2.2 變頻器30-32
• 3.2.3 觸摸屏32
• 3.2.4 PLC選型32-35
• 3.3 通信協(xié)議的介紹和使用35-36
• 3.4 I/O地址分配36-38
• 3.5 硬件接線(xiàn)圖38-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第四章 生物質(zhì)貫流式蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)算法45-54
• 4.1 串級(jí)控制系統(tǒng)45-46
• 4.2 比值控制系統(tǒng)46-47
• 4.3 PID控制47-51
• 4.3.1 數(shù)字PID控制算法47
• 4.3.2 位置式PID控制算法47-48
• 4.3.3 PID算法各參數(shù)對(duì)性能的影響48-51
• 4.3.4 增量式PID控制算法51
• 4.4 積分分離PID控制算法51-52
• 4.5 變速積分PID控制算法52-53
• 4.6 PID控制算法初始參數(shù)設(shè)定53
• 4.7 本章小結(jié)53-54
• 第五章 生物質(zhì)貫流式蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)54-70
• 5.1 應(yīng)用軟件簡(jiǎn)介與通訊54-55
• 5.2 下位機(jī)PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)55-67
• 5.2.1 STEP 7 項(xiàng)目設(shè)計(jì)步驟55-56
• 5.2.2 生物質(zhì)鍋爐動(dòng)作流程圖56-59
• 5.2.3 STEP7程序結(jié)構(gòu)59-60
• 5.2.4 Pl D控制器的設(shè)計(jì)60-63
• 5.2.5 標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換63
• 5.2.6 給水控制63-64
• 5.2.7 爐膛負(fù)壓控制64
• 5.2.8 燃燒控制64-66
• 5.2.9 積分分離算法設(shè)計(jì)66-67
• 5.3 觸摸屏軟件設(shè)計(jì)67-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 第六章 生物質(zhì)貫流式蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)仿真70-79
• 6.1 PLCSIM仿真器簡(jiǎn)介70
• 6.2 Step7和Wincc_Flexible聯(lián)合仿真設(shè)計(jì)70-75
• 6.2.1 HMI設(shè)備的集成與軟件的操作70-71
• 6.2.2 過(guò)程對(duì)象的模擬與仿真程序71-75
• 6.3 仿真曲線(xiàn)與參數(shù)整定75-78
• 6.3.1 初始參數(shù)整定75-76
• 6.3.2 PID整定原則76-77
• 6.3.3 積分分離法PID仿真77-78
• 6.3.4 變速積分PID仿真78
• 6.4 本章小結(jié)78-79
• 第七章 總結(jié)與展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 致謝84-85
• 附錄85-95
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及成果95

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本文編號(hào)：703808