wincc与plc电厂余热回收控制系统设计【字数：9853】
摘 要随着电厂规模的不断扩大，电厂生产过程中的冷却水及工业废水在不断增加。因此从工业废水中吸取多余的热量，以达到能源的节约和利用，变得十分有意义。本文通过采用WinCC上位机和S7-300PLC下位机，来开发了一款废水热能回收的控制系统。废热回收的原理是热废水和冷自来水通过板式热交换器进行热交换。通过变频器调节温度和压力传感器所得废水和冷水的温度与液位，以热废进水和冷水出水温度之差为主被控参数,通过PID算法,大大提高了热回收效率，通过WinCC组态界面得到液位压力温度曲线图，分析图表，最终实现了最大化的热回收，对能源的可持续发展具有重要意义。
目录
1.绪论 1
1.1系统设计的背景与意义 1
1.2课题研究的内容 2
1.2.1余热回收工艺 2
1.2.2余热回收控制系统原理 2
2.系统硬件的选型与设计 5
2.1传感器选择 5
2.2变频器选择 6
2.3换热器选择 7
2.4 PLC的硬件选型 8
2.4.1 PLC的CUP选型 8
2.4.2扩展模块选型 9
2.5系统硬件电路设计 9
3.系统程序设计 11
3.1 SEPT7编程简介 11
3.2控制算法简介 12
3.2.1 PID 算法 12
3.2.2 PID 参数设定 12
3.3 PID 的内存地址分配 13
3.4 PLC的程序设计 13
3.4.1系统启停设计 13
3.4.2温差采集模块 14
3.4.3 PID程序设计 15
3.4.4液位报警程序 17
4.组态软件设计 18
4.1 组态Wincc概述 18
4.2 组态WinCC的配置 19
4.3系统界面设计 20
5.系统调试 21
5.1系统监控画面 21
5.2运行分析 22
6.总结 23
参考文献 24
附录1.程序 25
附 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
录2.现场调试 35
致谢 36
1.绪论
1.1系统设计的背景与意义
随着近些年来环保意识的提升，各国政府，于环保都开始重视起来，发展低碳的环保以及促进环境可持续发展，不要一味的促进经济发展，不顾环境的安危。一定的环保措施，可以防止环境恶化，避免温室效应，能源短缺等一系列不良影响。本文主要研究的内容也是节能环保，其中主要研究的是节能环保中的余热发电，余热发电也是环保的手段之一。
据资料《中国余热发电行业市场前瞻与投资战略规划分析报告前瞻》显示，目前我国业内存在的大多数大中型钢铁企业，在生产吨缸时，其产生的余热总量达到了35%。这个热量十分巨大。如果将其进行利用，对于发电项目而言，则显得十分有意义。
我国工业企业在余热方面的资源较为丰富，在总体的燃料消耗总量中的占比达到了15%~65%，可回收利用的余热比率达到了59%。基于以上数据可以看出余热利用率有较大的提升空间，可以值得后期的改善加以利用。此外可以看出，工业企业的余热利用是一种环保手段。余热可以开发作为一种新能源进行使用，这对于我国节能减排工作重要意义。
冷却水余热问题的处理方式，对于能源角度而言，具有十分重要的意义。我国电厂在生产电力的同时，应该充分考虑冷却水的使用。一方面，冷却水自身携带有大量的能源热值，如果将其进行转变，便可以很好的节约能源。电厂在实际的发电过程中，其能源的使用率仅仅达到了39%，而大多数接近50%的热源能量被冷却水带走，造成了能源的浪费。因此，对于冷却水的利用，则显得十分有价值，可以让我国能源不足的状态得以改变。前些年是由于技术等相关因素的限制，使得这些热量长时间遭到了浪费，但是随着近些年来技术的发展，关于剩余能源的开发利用以及相应的技术都在不断提升，这给电厂在关于冷却水处理方面提供了技术保障。根据数据调查显示可以发现，在2015年的时候。我国火电装机的总量已经达到了4.0亿千瓦，而其中非供热机组的容量，占据其比例的85%，相当于接近3.5亿吨的热量白白浪费。另一方面，电厂在发电过程中，产生的这种有热量的水，会造成一定的负面作用。由于百姓在关于科学技术方面知识的欠缺，大多数人以为电厂对于环境的污染，仅限于其排放的空气有害物等方面的影响，而关于其排放的热水则忽略不计。随着用电需求的不断增加，发电厂产生的废热也逐渐增多，产生的废热对环境有着实质性的破坏，长期如此，必然会引起严重的环境问题，造成温室效应等不良现象。因此，电厂必须进行相应的技术革新和改进，充分将其散发的余热进行利用，从而避免其对环境造成破坏。此外，对冷却水的科学处理和利用，也可以节约其自身的能源损耗，给企业带来一定的经济效益。
因此，现场应进行相应的运营管理工作，将党中央倡议的环保与高效节能作为其工作重心进行重视。在具体的环保高效节能管理工作过程中，相应的技术人员应不断的夯实其科学技术能力，熟悉电厂实际发电过程中其所浪费的余热问题，采用相应的科学技术与手段将余热进行利用，改善环境的同时，也满足经济的效应。本文主要研究循环冷却水热量回收系统，以此为基础，通过对其研究，既可以减少冷却水热量的散失，也可以为需求有热能的一些装置如热泵系统提供所需的热能，而达到节能环保的目的。
综上分析可以知道，对于电厂在发电过程中所浪费的热能进行回收利用，具有十分重要的经济价值，对于环境而言也十分有利。目前有一科学技术水平的限制，在关于热能系统回收方面，仍处在初级阶段，很多相应的技术问题，还得不到解决。希望通过对发电厂热能回收系统的不断研究，让热能回收效率达到更高的水平，给社会带来良好的经济效益。当然，这对于电厂后期的发展而言，也十分有利，在避免能源损耗的同时，也可以有效保护环境。
1.2课题研究的内容
本文主要采用Wincc上位机和S7300PLC下位机来建立这样一个冷却水余热回收控制系统，将产生的冷却水余热进行回收利用。首先，对于电厂所排放的含有热量的冷却水，用温度传感器和常温下的冷却水进行温差比对，算出其数值，然后通过PLC控制器的相应处理，使得热水的温度处理之后，变为正常水温。在设计中，采用的神经元算法PID控制，这是一个较为稳定的控制系统，可以有效的将冷却水温度差控制在设定值范围之内。
目录
1.绪论 1
1.1系统设计的背景与意义 1
1.2课题研究的内容 2
1.2.1余热回收工艺 2
1.2.2余热回收控制系统原理 2
2.系统硬件的选型与设计 5
2.1传感器选择 5
2.2变频器选择 6
2.3换热器选择 7
2.4 PLC的硬件选型 8
2.4.1 PLC的CUP选型 8
2.4.2扩展模块选型 9
2.5系统硬件电路设计 9
3.系统程序设计 11
3.1 SEPT7编程简介 11
3.2控制算法简介 12
3.2.1 PID 算法 12
3.2.2 PID 参数设定 12
3.3 PID 的内存地址分配 13
3.4 PLC的程序设计 13
3.4.1系统启停设计 13
3.4.2温差采集模块 14
3.4.3 PID程序设计 15
3.4.4液位报警程序 17
4.组态软件设计 18
4.1 组态Wincc概述 18
4.2 组态WinCC的配置 19
4.3系统界面设计 20
5.系统调试 21
5.1系统监控画面 21
5.2运行分析 22
6.总结 23
参考文献 24
附录1.程序 25
附 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
录2.现场调试 35
致谢 36
1.绪论
1.1系统设计的背景与意义
随着近些年来环保意识的提升，各国政府，于环保都开始重视起来，发展低碳的环保以及促进环境可持续发展，不要一味的促进经济发展，不顾环境的安危。一定的环保措施，可以防止环境恶化，避免温室效应，能源短缺等一系列不良影响。本文主要研究的内容也是节能环保，其中主要研究的是节能环保中的余热发电，余热发电也是环保的手段之一。
据资料《中国余热发电行业市场前瞻与投资战略规划分析报告前瞻》显示，目前我国业内存在的大多数大中型钢铁企业，在生产吨缸时，其产生的余热总量达到了35%。这个热量十分巨大。如果将其进行利用，对于发电项目而言，则显得十分有意义。
我国工业企业在余热方面的资源较为丰富，在总体的燃料消耗总量中的占比达到了15%~65%，可回收利用的余热比率达到了59%。基于以上数据可以看出余热利用率有较大的提升空间，可以值得后期的改善加以利用。此外可以看出，工业企业的余热利用是一种环保手段。余热可以开发作为一种新能源进行使用，这对于我国节能减排工作重要意义。
冷却水余热问题的处理方式，对于能源角度而言，具有十分重要的意义。我国电厂在生产电力的同时，应该充分考虑冷却水的使用。一方面，冷却水自身携带有大量的能源热值，如果将其进行转变，便可以很好的节约能源。电厂在实际的发电过程中，其能源的使用率仅仅达到了39%，而大多数接近50%的热源能量被冷却水带走，造成了能源的浪费。因此，对于冷却水的利用，则显得十分有价值，可以让我国能源不足的状态得以改变。前些年是由于技术等相关因素的限制，使得这些热量长时间遭到了浪费，但是随着近些年来技术的发展，关于剩余能源的开发利用以及相应的技术都在不断提升，这给电厂在关于冷却水处理方面提供了技术保障。根据数据调查显示可以发现，在2015年的时候。我国火电装机的总量已经达到了4.0亿千瓦，而其中非供热机组的容量，占据其比例的85%，相当于接近3.5亿吨的热量白白浪费。另一方面，电厂在发电过程中，产生的这种有热量的水，会造成一定的负面作用。由于百姓在关于科学技术方面知识的欠缺，大多数人以为电厂对于环境的污染，仅限于其排放的空气有害物等方面的影响，而关于其排放的热水则忽略不计。随着用电需求的不断增加，发电厂产生的废热也逐渐增多，产生的废热对环境有着实质性的破坏，长期如此，必然会引起严重的环境问题，造成温室效应等不良现象。因此，电厂必须进行相应的技术革新和改进，充分将其散发的余热进行利用，从而避免其对环境造成破坏。此外，对冷却水的科学处理和利用，也可以节约其自身的能源损耗，给企业带来一定的经济效益。
因此，现场应进行相应的运营管理工作，将党中央倡议的环保与高效节能作为其工作重心进行重视。在具体的环保高效节能管理工作过程中，相应的技术人员应不断的夯实其科学技术能力，熟悉电厂实际发电过程中其所浪费的余热问题，采用相应的科学技术与手段将余热进行利用，改善环境的同时，也满足经济的效应。本文主要研究循环冷却水热量回收系统，以此为基础，通过对其研究，既可以减少冷却水热量的散失，也可以为需求有热能的一些装置如热泵系统提供所需的热能，而达到节能环保的目的。
综上分析可以知道，对于电厂在发电过程中所浪费的热能进行回收利用，具有十分重要的经济价值，对于环境而言也十分有利。目前有一科学技术水平的限制，在关于热能系统回收方面，仍处在初级阶段，很多相应的技术问题，还得不到解决。希望通过对发电厂热能回收系统的不断研究，让热能回收效率达到更高的水平，给社会带来良好的经济效益。当然，这对于电厂后期的发展而言，也十分有利，在避免能源损耗的同时，也可以有效保护环境。
1.2课题研究的内容
本文主要采用Wincc上位机和S7300PLC下位机来建立这样一个冷却水余热回收控制系统，将产生的冷却水余热进行回收利用。首先，对于电厂所排放的含有热量的冷却水，用温度传感器和常温下的冷却水进行温差比对，算出其数值，然后通过PLC控制器的相应处理，使得热水的温度处理之后，变为正常水温。在设计中，采用的神经元算法PID控制，这是一个较为稳定的控制系统，可以有效的将冷却水温度差控制在设定值范围之内。
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