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基于PLC锅炉控制系统设计

2020-08-28 13:42
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  随着船舶轮机技术和自动化技术的发展,船舶的自动化程度越来越高,对船舶辅助锅炉系统的自动控制是其中一项重要课题,因为这一控制不仅直接涉及到锅炉运行的效能,而且更关系到锅炉运行的安全性和可靠行。

  以继电—接触器为主的传统控制系统已不能满足现代船舶对其锅炉控制的越来越高、越来越复杂的要求,这一领域的计算机化已势在必行,而应用在当前工业过程控制领域中引人注目的可编程控制器(PLC)又是使其计算机化的最简便和可靠途径。本文采用PLC控制器进行了船舶辅助锅炉的控制设计。文章首先介绍了船舶辅助锅炉自动控制的总体概述和可编程控制器(德国西门子可编程控制器S7-200)的基本工作原理,详细介绍了船舶燃油辅助锅炉的典型系统,在此基础上,着重对采用S7-200控制的燃油辅助锅炉进行了PLC编程,其中对蒸汽压力采用多位控制。为了实现控制功能的验证,对辅助锅炉进行了数学建模,并采用VB软件制作了锅炉模型,通过编程使之与PLC进行通讯,用PLC控制器执行对锅炉模型的控制。此外,这种PLC与模型结合的控制方式在PLC的实验教学中,也不失为一种很具参考价值的教学手段。

  1 概述………………………………………………………………………………….… ..1

  1.1 船舶辅助锅炉自动控制概述…………………………..…………………….…. 1

  1.2 船舶锅炉的PLC控制方式概述……………………………….………………...1

  1.3 编程控制器工作原理……………………………………………………………..2

  1.4 本选题设计主要完成的内容…………………………………………………. …3

  2 锅炉系统描述…………………………………………………………………….……….4

  2.1 锅炉的基本组成……………………………………………………….……………4

  2.1.1 锅炉本体…………………………………….... ……………………………4

  2.1.2 辅助系统介绍……………………………………………………………….5

  2.2 锅炉系统的控制要求与设计…………………………………………………..… ..5

  2.2.1 锅炉水位的自动调节………………………………………………………..5

  2.2.2 蒸汽压力的自动控制………………………………………………………..7

  2.2.3 燃烧程序的自动控制………………………………………………………..7

  2.2.4 警报及保护环节……………………………………………………………..9

  3 燃油辅锅炉PLC控制系统设计……………………………………………………………10

  3.2 I/O点数分配……………………………………...... …………………………........12

  3.3 PLC外围接线控制电路…………………………………………………………..….14

  3.4 PLC的控制程序设计………………………………………………………………...18

  4 燃油辅锅炉VB模型设计……………………………………………………………….…..25

  4.1 燃油辅锅炉数学建模分析…………………………………………………………....25

  4.1.1 汽包水位模型建立…………………………………………………….…....25

  4.1.2 蒸汽压力调节对象模型建立………………………………………….…....26

  4.1.3 模型仿真的处理方法………………………………………………….…....27

  4.2基于VB的锅炉模型建立……………………………………………………………...29

  4.3 S7-200 PLC通讯概述………………………………………………………………....30

  4.4 模型与PLC通讯的实现……………………………………………………………….31

  参考文献……………………………………………………………….…………….…….…..33

  [2] 孙旭清 等. 船舶电机与电气控制系统. 大连:大连海事大学出版社[3] 陈心铭 等. 船舶蒸汽锅炉. 北京:人民交通出版社

  [5] 周万珍 高鸿斌. PLC分析及设计及应用. 北京:电子工业出版社

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