供暖燃煤锅炉的分布式控制系统设计

摘要

锅炉是为工业行业领域中的公司企业提供动力与能源的重要设备，也是中国北方集中供暖和楼体供热的主要设施。锅炉的工作过程，是根据锅炉的性能和负荷需要，通过燃料的燃烧，产生所需要的蒸汽或者热水。燃煤锅炉是锅炉的主要种类。燃煤锅炉分布式控制系统，是对锅炉热工参数进行检测和显示，也是对锅炉的运行进行控制并实施保护与联锁，以此来保证锅炉运行的经济性和安全性的计算机监控系统。 论文主要概述了供暖燃煤锅炉自动控制系统的发展状况，分析了供暖燃煤锅炉的过程工艺，给出了供暖燃煤锅炉分布式控制系统的总体设计方案。过程监控级采用工业控制计算机，现场控制级采用西门子S7-300系列可编程逻辑控制器。 分析了供暖燃煤锅炉出水温度控制、燃烧控制及炉膛负压控制等的特性，研究设计了供暖燃煤锅炉过程控制方法，完成了供暖燃煤锅炉分布式控制系统的数据采集、数据处理、实时自动调节与联锁控制。 基于WINCC组态软件，开发了供暖燃煤锅炉过程监控系统，包括过程工艺实时动态显示、数据管理、参数设置、报警与联锁等，实现了锅炉过程的系统参数实时显示、数据历史记录、故障的安全保护、报警以及报表打印等诸多功能。

目录

声明

1 绪论

1.1 供暖燃煤锅炉控制系统的研究历程

1.1.1 完全依靠人工手动操作阶段

1.1.2 自动化单元组合仪表控制阶段

1.1.3 系统的分布式控制阶段

1.2 供暖燃煤锅炉存在的问题

1.3 供暖燃煤锅炉的调节任务

1.3.1 调节供暖燃煤锅炉燃烧经济性

1.3.2 调节供暖燃煤锅炉出水温度

1.3.3 控制供暖燃煤锅炉炉膛压力数值

1.3.4 控制供暖燃煤锅炉回水压力数值

1.4 论文选题背景

1.5 论文主要工作

2 供暖燃煤锅炉结构、工艺、任务概述

2.1 供暖燃煤锅炉的内部结构及工艺流程

2.2 供暖燃煤锅炉的控制任务

2.3 供暖燃煤锅炉的自动调节任务

2.4 供暖燃煤锅炉的控制系统功能设计

2.4.1 锅炉出水温度控制

2.4.2 炉膛负压控制

2.4.3 炉温寻优控制

2.4.4 锅炉回水控制

2.5 本章小结

3 分布式控制系统设计方案

3.1 供暖燃煤锅炉的分布式控制系统

3.1.1 分布式控制系统的发展历史

3.1.2 分布式控制系统的特点

3.2 供暖燃煤锅炉分布式控制系统的设计依据

3.2.1 设计标准

3.2.2 分布式控制系统的设计原则

3.3 分布式系统控制方法的对比

3.3.2 PLC(Programmable Logic Controller)可编程逻辑控制器

3.3.3DCS(Distributed Control System)集散控制系统

3.3.4FCS(FieldbusControl System)现场总线控制系统

3.4 供暖燃煤锅炉分布式控制系统总体设计

3.5 本章小结

4 供暖燃煤锅炉控制分布式系统的硬件及程序设计

4.1 PLC的发展阶段

4.2 PLC的基本结构

4.3 PLC的系统设计

4.4 PLC的配置及锅炉模拟量点

4.5 PLC程序设计

4.5.1 供暖燃煤锅炉燃烧控制程序结构设计

4.5.2 供暖燃煤锅炉控制方法设计（1）给煤量控制方法设计

4.5.3 供暖燃煤锅炉的采样模块与工程转换设计

4.5.4 供暖燃煤锅炉的启动及故障报警程序设计

4.6 本章小结

5 供暖燃煤锅炉的监控系统设计

5.1 组态软件

5.2 上位监控系统的硬件设计

5.3 上位监控系统的软件设计

5.4 工程师站设计

5.5 人机界面的设计

5.5.1 登录界面

5.5.2 系统主菜单

5.6 系统调试

5.6.1 供暖燃煤锅炉的手动启停调试

5.6.2 顺序控制调试

5.6.3 发生故障时备用泵自动切换调试

5.6.4 模拟量采集调试

5.7 本章小结

结论

参考文献

致谢

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