锅炉水位plc控制系统设计(附件)【字数：6022】
锅炉是利用煤等燃料燃烧释放出热能把水或其他介质加热成具有一定能量的蒸汽、高温水或有机热载体的装置。锅炉在火力发电中具有重要作用，锅炉与汽轮机、发电机并成为火力发电的三大主机。锅炉的辅助设备主要包括供给空气的鼓风机、排出烟气的引风机、除渣的炉排和出渣机、除尘设备以及脱硫装置。本文以锅炉为研究对象，通过了解锅炉的运行原理和工作方式，采用松下公司研发的FP-X C60R整体式PLC来代替的继电器控制，对其进行电气化改造，并加入新型启动方式，提高了电机的工作寿命。该控制系统由PLC控制、热继电器辅助保护、锅炉辅助设备、压力和液位传感器等构成，具有自动/手动运行、报警显示等功能。通过电路设计、输入输出分配、合适的元器件选型、考虑实际和安全的接线布置、以及梯形图设计与仿真，并在组态软件上模拟监控实际工业的锅炉现场，结果实现了对锅炉系统的顺序控制，达到了工业现场的控制要求。
目 录
引言 1
一、锅炉概述 2
（一）锅炉原理 2
（二）锅炉工作过程 2
（三）锅炉应用 2
二、方案设计 2
三、硬件设计 3
（一）元器件选型 3
（二）元器件清单及主电路 6
（三）I/O分配 8
四、软件设计 10
（一）程序流程图 10
（二）程序编写 11
总结 15
致谢 16
参考文献 17
引言
锅炉系统的控制方法正在日新月异的发展，经历了单参数、单元组、综合仪表控制到先进的自动控制理论再到先进的计算机技术控制。锅炉控制系统的功能不断完善，控制水平朝着智能化发展。在我国，锅炉系统的控制经历了四个阶段：
在单元组仪表控制出现之前的五十年代，锅炉的控制全靠锅炉师傅凭借经验，判断什么时候上煤，什么时候上水，量是多少，什么时候鼓风引凤，经过多长时间，人工操作仪器。这种方式即消耗人力又没有效率。
五十年代后，我国尝试引进国外的自动化单元组合仪表控制技术，把它应用在锅炉系统的控制，解放了劳动力。经过十几年我国也自主研发了新型的综合仪表控制技术并且很好应用在锅炉控制中。
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技术兴起，它的控制性能非常稳定，解决单元组合仪表控制可靠性低的问题，在工业上被广泛应用，锅炉控制也不例外。
智能控制是多种高新技术，诸如模糊控制、神经网络、计算机科学、模式识别结合的高级控制方式，它是用来模拟人类智能活动，对复杂系统能进行很好的控制。它的发展已经从工业现场的控制，走向了各专业领域。是目前最好的锅炉系统控制。
一、锅炉概述
（一）锅炉原理
锅炉是一种将燃料的热量释放并传递给蒸汽的装置，一般是将化学能转化为热能。锅炉一般分为两个部分，上面的是汽包和导管，是用来盛放水和传送生成的蒸汽。下面是燃烧炉，是用来让燃料反应发热的。将两者有机地结合起来所形成的整体即成锅炉。
它的燃料有煤、天然气、柴油等。其中煤在锅炉应用最多，包括普通的烟煤，经过特殊处理的无烟煤和脱硫煤。
（二）锅炉工作过程
煤在燃烧炉内燃烧，通过上煤电机输送。煤燃烧释放出的热量通过热传递给锅炉内的水，水受热蒸发变成蒸汽，蒸汽带有相当的温度和压力。有的锅炉为了重复使用资源，在蒸汽的使用过后，会回到冷凝器里，凝结成水。同时根据锅炉内部压力的大小，适当开启鼓风机给锅炉输送新鲜空气，由于新鲜空气的温度跟炉内温度相差较大，直接输送会给锅炉带来影响，所以还需要加入空气预热机。或者开启引风机吸走锅炉的烟气，为了防止排出烟气对大气环境的污染，还需要对烟气进行除尘和脱硫处理。
当燃烧炉的煤渣达到一定量时，开启出渣设备炉排和出渣机，保持燃烧炉清洁。液位变送器检测锅炉水位，低于危险水位时，应及时发出预警并打开水泵向锅炉供水。
（三）锅炉应用
锅炉生成的蒸汽在不同的应用场合有不同的功效，在热电厂可以用蒸汽带动汽轮机发电，在一些船舶和汽车上可利用蒸汽作为动力，也可用于供暖。尤其在火力发电中应用广泛，锅炉是火力发电的三大主机之一。现代火力发电的锅炉容量大、参数高、结构复杂、机械化和自动化水平高。
二、方案设计
方案一：采用继电器控制。继电器控制是利用继电器的接通，延时，断电特性，通过接线设计来实现的控制。继电器的触点寿命不长，接线比较复杂难懂，不利于理解和维修而且继电器的体积比较大，只用继电器控制特别占地方。现在的工业场合已经很少用继电器控制。
方案二：采用DCS分布式控制系统。它是一个多级计算机系统，采用集中操作、分散控制的方法把控制部分和监控部分以及网络通信结合起来，可以同时控制多个系统，适用于复杂系统。但是DCS的费用比较贵，用在锅炉系统上有点得不偿失。
方案三：采用可编程逻辑控制器的控制方式。PLC是为了解决传统继电器的缺点应运而生的控制装置，它具有高集成度、高速度、易使用等特点。现在PLC的微型、小型功能明显增强，集成化发展趋势增强并且向开放性转变。
本设计采用的控制方式选用方案三。
三、硬件设计
（一）元器件选型
鼓风机与引风机
风机正转形成正压力，装在锅炉下方给锅炉输送新鲜空气；反转形成负压力，装在锅炉上方吸走锅炉的烟气。本设计采用山东蓝能环保科技公司生产的Y547型风机作为鼓风机和引风机。如图31所示为Y547型锅炉引风机适用于燃用各种燃料，适用于气体温度250℃一下。配有调节门，可调节风机的流量。转速2700r/min，电动机型号Y132S12，额定功率5.5KW，额定电压380V，额定电流11A，价格为4600元。
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图31Y547型风机 图32鳞片式GL5P链条炉排
炉排
炉排是让锅炉的燃料便于通风燃烧的工件，炉排包括框架和炉排片两个部分。本设计采用盛嘉锅炉辅机有限公司的鳞片式链条炉排。鳞片式GL5P炉排如图32所示，此炉排克服了传统炉排片易脱落的缺点，电动机型号为Y90S4，功率为1.1KW，额定电流2.7A，额定电压380V，价格为400元。
出渣
目 录
引言 1
一、锅炉概述 2
（一）锅炉原理 2
（二）锅炉工作过程 2
（三）锅炉应用 2
二、方案设计 2
三、硬件设计 3
（一）元器件选型 3
（二）元器件清单及主电路 6
（三）I/O分配 8
四、软件设计 10
（一）程序流程图 10
（二）程序编写 11
总结 15
致谢 16
参考文献 17
引言
锅炉系统的控制方法正在日新月异的发展，经历了单参数、单元组、综合仪表控制到先进的自动控制理论再到先进的计算机技术控制。锅炉控制系统的功能不断完善，控制水平朝着智能化发展。在我国，锅炉系统的控制经历了四个阶段：
在单元组仪表控制出现之前的五十年代，锅炉的控制全靠锅炉师傅凭借经验，判断什么时候上煤，什么时候上水，量是多少，什么时候鼓风引凤，经过多长时间，人工操作仪器。这种方式即消耗人力又没有效率。
五十年代后，我国尝试引进国外的自动化单元组合仪表控制技术，把它应用在锅炉系统的控制，解放了劳动力。经过十几年我国也自主研发了新型的综合仪表控制技术并且很好应用在锅炉控制中。
随着以单片机为代表的电子 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
技术兴起，它的控制性能非常稳定，解决单元组合仪表控制可靠性低的问题，在工业上被广泛应用，锅炉控制也不例外。
智能控制是多种高新技术，诸如模糊控制、神经网络、计算机科学、模式识别结合的高级控制方式，它是用来模拟人类智能活动，对复杂系统能进行很好的控制。它的发展已经从工业现场的控制，走向了各专业领域。是目前最好的锅炉系统控制。
一、锅炉概述
（一）锅炉原理
锅炉是一种将燃料的热量释放并传递给蒸汽的装置，一般是将化学能转化为热能。锅炉一般分为两个部分，上面的是汽包和导管，是用来盛放水和传送生成的蒸汽。下面是燃烧炉，是用来让燃料反应发热的。将两者有机地结合起来所形成的整体即成锅炉。
它的燃料有煤、天然气、柴油等。其中煤在锅炉应用最多，包括普通的烟煤，经过特殊处理的无烟煤和脱硫煤。
（二）锅炉工作过程
煤在燃烧炉内燃烧，通过上煤电机输送。煤燃烧释放出的热量通过热传递给锅炉内的水，水受热蒸发变成蒸汽，蒸汽带有相当的温度和压力。有的锅炉为了重复使用资源，在蒸汽的使用过后，会回到冷凝器里，凝结成水。同时根据锅炉内部压力的大小，适当开启鼓风机给锅炉输送新鲜空气，由于新鲜空气的温度跟炉内温度相差较大，直接输送会给锅炉带来影响，所以还需要加入空气预热机。或者开启引风机吸走锅炉的烟气，为了防止排出烟气对大气环境的污染，还需要对烟气进行除尘和脱硫处理。
当燃烧炉的煤渣达到一定量时，开启出渣设备炉排和出渣机，保持燃烧炉清洁。液位变送器检测锅炉水位，低于危险水位时，应及时发出预警并打开水泵向锅炉供水。
（三）锅炉应用
锅炉生成的蒸汽在不同的应用场合有不同的功效，在热电厂可以用蒸汽带动汽轮机发电，在一些船舶和汽车上可利用蒸汽作为动力，也可用于供暖。尤其在火力发电中应用广泛，锅炉是火力发电的三大主机之一。现代火力发电的锅炉容量大、参数高、结构复杂、机械化和自动化水平高。
二、方案设计
方案一：采用继电器控制。继电器控制是利用继电器的接通，延时，断电特性，通过接线设计来实现的控制。继电器的触点寿命不长，接线比较复杂难懂，不利于理解和维修而且继电器的体积比较大，只用继电器控制特别占地方。现在的工业场合已经很少用继电器控制。
方案二：采用DCS分布式控制系统。它是一个多级计算机系统，采用集中操作、分散控制的方法把控制部分和监控部分以及网络通信结合起来，可以同时控制多个系统，适用于复杂系统。但是DCS的费用比较贵，用在锅炉系统上有点得不偿失。
方案三：采用可编程逻辑控制器的控制方式。PLC是为了解决传统继电器的缺点应运而生的控制装置，它具有高集成度、高速度、易使用等特点。现在PLC的微型、小型功能明显增强，集成化发展趋势增强并且向开放性转变。
本设计采用的控制方式选用方案三。
三、硬件设计
（一）元器件选型
鼓风机与引风机
风机正转形成正压力，装在锅炉下方给锅炉输送新鲜空气；反转形成负压力，装在锅炉上方吸走锅炉的烟气。本设计采用山东蓝能环保科技公司生产的Y547型风机作为鼓风机和引风机。如图31所示为Y547型锅炉引风机适用于燃用各种燃料，适用于气体温度250℃一下。配有调节门，可调节风机的流量。转速2700r/min，电动机型号Y132S12，额定功率5.5KW，额定电压380V，额定电流11A，价格为4600元。
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图31Y547型风机 图32鳞片式GL5P链条炉排
炉排
炉排是让锅炉的燃料便于通风燃烧的工件，炉排包括框架和炉排片两个部分。本设计采用盛嘉锅炉辅机有限公司的鳞片式链条炉排。鳞片式GL5P炉排如图32所示，此炉排克服了传统炉排片易脱落的缺点，电动机型号为Y90S4，功率为1.1KW，额定电流2.7A，额定电压380V，价格为400元。
出渣
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