基于PLC的火电厂给水控制系统研究与设计.docx

摘要:锅炉是当今众多工业部门不可缺少的重要动力设备。它是众多工厂不可或缺的一部分。因而，分析研究锅炉设备中的自动控制系统是非常必要的。火电厂的锅炉运行控制系统中最重要的部分就是锅炉汽包水位控制系统。如果不合理地操作锅炉生产运行，并且对问题处置不当，通常引发工业事故。其中的大部分事故是因为对锅炉水位控制的不当而引起的。因此，在锅炉设备生产运行中，确保汽包水位的稳定占有举足轻重的地位。 

汽包水位在火电厂生产运行中是一个非常关键的被控对象。由于火电厂锅炉汽包水位控制过程不仅存在延时，而且稳定性差，所以要想建立数学模型非常难。本篇文章首先对关系到汽包水位稳定程度的几种主要要素进行了分析，由因及果，针对几种因素对水位影响程度的不同，提出了三冲量控制水位的方法。然后根据设计要求进行系统的硬件选型以及硬件设计，再进行了PID参数整定，利用西门子S7-200系列PLC编写程序，在系统软件设计好后，最后利用MCGS组态进行仿真研究。仿真结果表明，本文采用的串级三冲量控制方案具有调节时间短、超调量小以及稳定性好等特点，满足控制要求。

关键词   水位控制； 三冲量； S7-200； MCGS

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1蒸汽锅炉的研究意义与发展现状-1

1.2主要设计任务-1

2汽包水位的影响要素-3

2.1给水流量扰动-3

2.2蒸汽流量扰动-4

2.3炉膛热负荷扰动-6

3系统控制方案的设计-7

3.1单冲量给水控制系统-7

3.2串级三冲量给水系统-8

4硬件选型-10

4.1水位传感器的选型-10

4.2流量传感器的选型-10

4.3变频器的选型-11

4.4电动机的选型-11

4.5 PLC选型-11

4.5.1 PLC的产生和研究-11

4.5.2 PLC的特点-11

4.5.3 PLC的分类-12

4.5.4 PLC的工作原理及其工作过程-12

4.6 PLC电气图及I/O口分配表-15

4.6.1 I/O口分配表-15

4.6.2 PLC和拓展模块选型-15

4.7系统的硬件构成-16

5 PID算法与PID回路指令-18

5.1 PID算法-18

5.2 PID回路指令-19

6 系统的参数整定-21

7软件设计与SIMULINK仿真-23

7.1流程图设计-23

7.2梯形图设计-24

7.3结构图的搭建-26

7.4仿真结果分析-29

8 MCGS监控画面的设计-30

8.1 MCGS组态软件简介-30

8.2监控画面的建立与结果分析-30

结论-34

致谢-35

参考文献-36

附录-37