电热锅炉供热控制系统设计-毕业论文

PAGE30PAGE1XXXX技术学院机电信息分院毕业设计电热锅炉供热控制系统设计学生学号：XXXX学生姓名：XX导师姓名：XX班级XXXX专业名称XXXX提交日期20XX年XX月XX日答辩日期20XX年XX月XX日20XX年XX月电热锅炉供热控制系统设计XXXX学院PAGE31XXXXX技术学院机电息工程系毕业设计摘要现在人们的环保意识不断的在提高，为了能节能使用电热锅炉供热的人越来越多了，它的经济性、安全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、热水和洗浴等使用场所的首选设备，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。现在使用的绝大多数电热锅炉控制系统的设计还不完善，所以需要一种新的、高性能的电热锅炉控制系统来取代原来的控制系统，帮助完善原有的控制系统。现在生产线控制的大多数是用继电器、接触器为主的控制装置。使用继电器电路构成的控制系统不断出现问题，其可靠性很差而本文采用的是PLC来替代原有的控制系统。PLC控制系统能大大减小控制设备的外部接线，使控制系统设计及建造的周期缩短。同时还维护也改变得容易起来。更重要的是其可靠性很高。关键字：PLC电热锅炉供热系统

目录TOC\o"1-3"\h\z3642一、引言 417107二、设计任务分析 4202632.1任务分析内容 444832.2任务分析要求 590492.2.1对锅炉控制的基本要求 5302772.2.2对系统控制的要求 527300三、技术方案初选 5293903.1使用设备及器件初选 5257123.2控制系统方案的初选 6861四、技术方案的详细设计 6216444.1PLC选型 6314394.2控制系统的I/O点及地址分配 639704.3电气控制系统原理图 7317744.3.1主电路图 7258114.3.2控制电路图 9115224.3.3PLC的外接线图 922597五、总结评价 1010871致谢 1122940参考文献 1113808附录： 12一、引言电热锅炉已成为工业及民用供热、热水和洗浴等使用场所的首选设备，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控制系统的设计还不完善，所以非常需要一种高性能的电热锅炉控制系统来取代原来的控制系统。控制系统的要求：补水泵交替运行，互为备用；所以水泵均具有过载、短路、缺相保护功能；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，具有定时控制、手/自动控制功能。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（具有超温保护装置BT、超压保护装置BP1）根据设定出水温度BTO或回水温度BTB（也可以根据室外气温的变化自动确定BT0或BTB）确定电加热管投入的组数；锅炉提供的热量通过循环泵直接向供暖系统供热；供暖系统的定压由补水泵及落地膨胀水箱完成，通过压力控制器BP2控制。图2-1电热锅炉供暖系统工作原理图2.2任务分析要求2.2.1对锅炉控制的基本要求点加热管“梯式”加（减）载，循环投切；保护供暖齐全；具有出水定时（回水）控制或显示功能；具有定时控制功能；具有手动/自动控制选择功能；可根据室外气温的变化自动调节出（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；2.2.2对系统控制的要求循环泵主/备用泵可选择，具有定时控制、手/自动控制功能；补水泵交替运行，互为备用；所有水泵均具有过载、短路、缺相保护功能；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使用设备及器件初选CPU224XP型PLC一个，根据需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控制系统方案的初选对于电加热管的控制采用模糊控制。根据锅炉的出水温度，与设定的锅炉下限温度和上限温度进行比较，按照一定的时间投入或切除加热组。当温度达到上限与下限温度中间值时，每加、减一组加热组后，将采集回来的温度与设定值进行比较，来决定是否继续加、减加热组。正常启动，加热管每10秒钟加一组，当达到下限与上限中间值是每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，控制操作，每台锅炉的动态流程显示和控制操作。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、技术方案的详细设计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产品目录及市场实际价格，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控制系统的I/O点及地址分配系统I/O点分配如表4-2所示表4-2输入/输出点代号及地址编号4.3电气控制系统原理图4.3.1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控制，QA11、QA12、QA13、QA14为其短路、过载保护空气开关；循环泵分别由接触器QA5、QA6控制，QA15、QA16为其短路保护空气开关，BB1、BB2为其电动机过载保护用热继电器；补水泵分别由接触器QA7、QA8控制，QA17、QA18为其短路保护空气开关，BB3、BB4为其电动机过载保护用热继电器；图4-3电热锅炉供热系统主电路图4.3.2控制电路图图4所示为控制电路图。图中：SF为急停开关，KF为缺相保护继电器，TA为隔离变压器，专为PLC提供电源，抗干扰，另配置DC24V电源为触摸屏供电，各接触器及电铃PB的控制均由PLC的继电器控制，图中Q0.0~Q1.0为PLC的继电器触电。图4电热锅炉供热系统控制电路图4.3.3PLC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知识并把知识充分使用到了实习工作中，而且丰富了自己的知识面，在查找资料的过程中了解了许许多多的课外知识，开拓了自己的视野，丰富了自己的知识并且认识了将来电子的发展方向，通过实习使自己的动手能力和团队协作能力得到了很大的提高。

毕业设计大概是我作为一名学生在离开学校之前完成的最后一次作业，毕业设计是对我在学校所学知识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知识的检查和考察；是我在校期间向学校所交的最后一份综和性作业必须努力认真的完成他。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知识点，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，而且朋友和老师的帮助也很重要，团队合作才能更好的完成任务。理论固然重要，但是只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，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后检查。在这次毕业设计的过程中，我得到了许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后的完成离不开老师的指导和帮助。老师待人诚恳，做事一丝不苟，经常会询问我们论文的完成情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谢谢指导老师。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。最后，我在此感谢所有指导和帮助过我的领导、老师、师傅、朋友和同学表示衷心的感谢！参考文献[1]章青,周延兴.基于PLC和触摸屏的膨胀机控制系统改造[J].电气应用,2009,(02)[2]余盛.触摸屏与可编程控制器在制冷行业中的应用[J].机电工程,2008,(03)[3]关于继电—接触式控制系统进行PLC改造的思考[J].科技信息(学术版),2006,(10)[4]王晓东,刘淑梅.唐钢原料场PLC控制系统改造综述[J].天津冶金,2006,(S2)[5]陆平,李芳,凌大鹏,陈宁.PLC和触摸屏相结合的控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.富士触摸屏与西门子PLC通讯中的问题及解决方案[J].微计算机信息,2006,(06)[8]达善荣,王雁桥.副立井绞车电控系统的改造[J].煤炭科学技术,2006,(08)[9]王迎旭.普通机械手PLC与触摸屏全自动控制设计[J].湖南工程学院学报(自然科学版),2007,(01)[10]赵振.触摸屏和PLC在棉花打包机控制系统中的应用[J].机电一体化,2006,(02)附录：主要程序切换信号循环自动循环手动循环定时锅炉自动锅炉定时基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用HYPERLINK"/d