供暖热水锅炉控制系统设计

/毕业设计电热锅炉供热限制系统设计学生学号：学生姓名：导师姓名：专业名称机电一体化2011年5月摘要现在人们的环保意识不断的在提高，为了能节能运用电热锅炉供热的人越来越多了，它的经济性、平安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、热水和洗浴等运用场所的首选设备，它具有无污染、热效率高、无燃料运输和储备烦琐等诸多优点。现在运用的绝大多数电热锅炉限制系统的设计还不完善，所以须要一种新的、高性能的电热锅炉限制系统来取代原来的限制系统，帮助完善原有的限制系统。现在生产线限制的大多数是用继电器、接触器为主的限制装置。运用继电器电路构成的限制系统不断出现问题，其牢靠性很差而本文采纳的是PLC来替代原有的限制系统。PLC限制系统能大大减小限制设备的外部接线，使限制系统设计及建立的周期缩短。同时还维护也变更得简单起来。更重要的是其牢靠性很高。关键字：PLC电热锅炉供热系统

目录TOC\o"1-3"\h\z一、引言 4二、设计任务分析 42.1任务分析内容 42.2任务分析要求 52.2.1对锅炉限制的基本要求 52.2.2对系统限制的要求 5三、技术方案初选 53.1运用设备及器件初选 53.2限制系统方案的初选 6四、技术方案的具体设计 64.1PLC选型 64.2限制系统的I/O点及地址安排 64.3电气限制系统原理图 74.3.1主电路图 74.3.2限制电路图 94.3.3PLC的外接线图 9五、总结评价 10致谢 11参考文献 11附录： 12一、引言电热锅炉已成为工业及民用供热、热水和洗浴等运用场所的首选设备，它具有无污染、热效率高、无燃料运输和储备烦琐等诸多优点。现在大多数电热锅炉限制系统的设计还不完善，所以特别须要一种高性能的电热锅炉限制系统来取代原来的限制系统。限制系统的要求：补水泵交替运行，互为备用；所以水泵均具有过载、短路、缺相爱护功能；缺相报警，水泵停止运行；故障停机后，手动复位；循环泵主/备用泵可选择，具有定时限制、手/自动限制功能。二、设计任务分析2.1任务分析内容图2-1所示为用一台电热锅炉供暖系统，其工作过程为：电热锅炉（具有超温爱护装置BT、超压爱护装置BP1）依据设定出水温度BTO或回水温度BTB（也可以依据室外气温的变更自动确定BT0或BTB）确定电加热管投入的组数；锅炉供应的热量通过循环泵干脆向供暖系统供热；供暖系统的定压由补水泵及落地膨胀水箱完成，通过压力限制器BP2限制。图2-1电热锅炉供暖系统工作原理图2.2任务分析要求对锅炉限制的基本要求点加热管“梯式”加（减）载，循环投切；爱护供暖齐全；具有出水定时（回水）限制或显示功能；具有定时限制功能；具有手动/自动限制选择功能；可依据室外气温的变更自动调整出（回）水温度；缺相报警，电加热管停止加热；故障停机后，手动复位；对系统限制的要求循环泵主/备用泵可选择，具有定时限制、手/自动限制功能；补水泵交替运行，互为备用；全部水泵均具有过载、短路、缺相爱护功能；缺相报警，水泵停止运行；故障机停机后，手动复位；三、技术方案初选3.1运用设备及器件初选CPU224XP型PLC一个，依据须要可增加相应的扩展模块；TP177B触摸屏一个；用来模拟各种I/O信号动作的传感器、精密电位器、按钮、指示灯等器件若干；标准电流信号源或低压信号源若干编程软件和WinCCFlexible组态软件3.2限制系统方案的初选对于电加热管的限制采纳模糊限制。依据锅炉的出水温度，和设定的锅炉下限温度和上限温度进行比较，依据肯定的时间投入或切除加热组。当温度达到上限和下限温度中间值时，每加、减一组加热组后，将采集回来的温度和设定值进行比较，来确定是否接着加、减加热组。正常启动，加热管每10秒钟加一组，当达到下限和上限中间值是每30秒加一组；正常停止时每3秒钟减一组。当有故障时每1秒钟减一组。在人机界面上做到了整个系统动态流程显示，限制操作，每台锅炉的动态流程显示和限制操作。每台锅炉的定时启动、停止时间，每台锅炉有四段定时。每台锅炉的出水温度实时曲线。当有故障报警是，弹出当前报警画面，提示报警内容，并且快速停炉。有历史报警记录功能，能够查询报警发生的日期和时间。四、技术方案的具体设计4.1PLC选型系统共有开关量输入点5个、开关量输出点9个；模拟量输入点3个。参照西门子S7-200产品书目及市场实际价格，选用主机CPU224（14人/10继电器输出），扩展一个模拟量模块EM（4AI/1AO),再配以一个触摸屏，这样最为经济。4.2限制系统的I/O点及地址安排系统I/O点安排如表4-2所示表4-2输入/输出点代号及地址编号4.3电气限制系统原理图主电路图如图4-3所示为主电路图。四组电加热管分别由接触器QA1、QA2、QA3、QA4限制，QA11、QA12、QA13、QA14为其短路、过载爱护空气开关；循环泵分别由接触器QA5、QA6限制，QA15、QA16为其短路爱护空气开关，BB1、BB2为其电动机过载爱护用热继电器；补水泵分别由接触器QA7、QA8限制，QA17、QA18为其短路爱护空气开关，BB3、BB4为其电动机过载爱护用热继电器；图4-3电热锅炉供热系统主电路图限制电路图图4所示为限制电路图。图中：SF为急停开关，KF为缺相爱护继电器，TA为隔离变压器，专为PLC供应电源，抗干扰，另配置DC24V电源为触摸屏供电，各接触器及电铃PB的限制均由PLC的继电器限制，图中Q0.0~Q1.0为PLC的继电器触电。图4电热锅炉供热系统限制电路图PLC的外接线图图5所示为PLC及扩展模块的外接线图。工作时通过触摸屏的设定及操作，即可按规定的程序运行图5电热锅炉供热系统PLC及扩展模块接线图五、总结评价通过此次毕业设计，我不仅巩固了所学的学问并把学问充分运用到了实习工作中，而且丰富了自己的学问面，在查找资料的过程中了解了许很多多的课外学问，开拓了自己的视野，丰富了自己的学问并且相识了将来电子的发展方向，通过实习使自己的动手实力和团队协作实力得到了很大的提高。毕业设计也许是我作为一名学生在离开学校之前完成的最终一次作业，毕业设计是对我在学校所学学问的全面总结和综合应用，又为今后走向社会做了一个一个良好开端，毕业设计是我对所学理论学问的检查和考察；是我在校期间向学校所交的最终一份综和性作业必需努力仔细的完成他。通过历时几个月的实习和毕业设计设计我学到很多很多的的东西，不但巩固理解了以前所学过的学问点，而且学到了很多在书本上所没有学到过的学问。通过这次课程设计使我懂得了理论和实际相结合是很重要的，而且挚友和老师的帮助也很重要，团队合作才能更好的完成任务。理论当然重要，但是只有理论学问是远远不够的，只有把所学的理论学问和实践相结合起来，才能更好的完成一系列的任务。致谢几个月的毕业设计就要结束，敬请各位老师对我的设计及设计过程作最终检查。在这次毕业设计的过程中，我得到了很多老师和同学的指导和帮助。此毕业设计是在指导老师杨俐老师的细心的指导和热切的关怀下完成的从论文的选题到资料的收集和最终的完成离不开老师的指导和帮助。老师待人恳切，做事一丝不苟，常常会询问我们论文的完成状况还在群里发一些资料的网站对我们毕业设计的完成起到了很多的帮助在这里感谢指导老师。通过这次的毕业设计，让我体会到了完成一个设计要付出多大的努力，也让我懂得别人的指导和帮助是多么的重要。最终，我在此感谢全部指导和帮助过我的领导、老师、师傅、挚友和同学表示诚心的感谢！参考文献[1]章青,周延兴.基于PLC和触摸屏的膨胀机限制系统改造[J].电气应用,2009,(02)[2]余盛.触摸屏和可编程限制器在制冷行业中的应用[J].机电工程,2008,(03)[3]关于继电—接触式限制系统进行PLC改造的思索[J].科技信息(学术版),2006,(10)[4]王晓东,刘淑梅.唐钢原料场PLC限制系统改造综述[J].天津冶金,2006,(S2)[5]陆平,李芳,凌大鹏,陈宁.PLC和触摸屏相结合的限制系统在检测仪器中的应用[J].舰船科学技术,2009,(S2)[6]触摸屏在PLC中的应用[J].机电一体化,2008,(04)[7]李宏光.富士触摸