基于系列GE90-30PLC实现的锅炉汽包水位监控系统

摘要

锅炉设备是化工、炼油、发电、造纸、制糖、制酒的生产动力(蒸汽)设备，它是一个复杂多输入多输出的被控对象，对其进行控制的目的主要是保证产品质量及安全生产，同时在保证产品质量前提下，尽可能提高产品的产量并设法降低装置的能耗。 华润雪花(吉林)啤酒有限公司第四期锅炉房是为了满足生产规模扩大和民用供热的需求而实施的改扩建工程，其工艺及自控设计是由吉林化工工程公司完成的，主要工艺设计参数为：蒸发量：35t/h；蒸汽压力：0.9Mpa；蒸汽温度：180℃；给水流量：37m3/h；给水温度：104℃。自控设计提出了系统规模及功能要求，并规定自控设备采用商品化的分布式计算机控制系统(DCS)或基于可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicControllers，PLC)的计算机控制系统。 锅炉设备是一个多输入、多输出且相互关联的被控对象，就控制方案而言主要包括(1)锅炉汽包水位的控制；(2)锅炉燃烧系统的控制；(3)蒸汽系统的控制；(4)原水处理控制。其中锅炉汽包水位和锅炉燃烧系统的控制尤为重要，本设计课题着重论述锅炉汽包水位的控制系统实施方案。 维持汽包水位在给定范围内(即锅炉汽包水位控制)是保证锅炉安全运行的必要条件，是锅炉正常运行的重要指标。本汽包水位控制系统是基于美国GEFanuc自动化公司的系列90-30可编程序控制器(PLC)实现三冲量调节系统。上位机组态软件选用美国GEFanuc自动化公司的自动化监控软件CIMPLICITYHMI4.01运行版(300点)，它具有良好的人机界面和系统兼容性。实际应用表明，基于系列GE90-30PLC实现的分布式计算机控制系统可以提高锅炉设备的自动化控制水平，降低工作人员的劳动强度，取得了较好的经济和社会效益。

目录

文摘

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引 言

1自控规模及功能要求

1.1概述

1.2自控规模

1.3功能要求

2系统总体设计

2.1系统方案论证

2.2方案确定

2.3系统结构

3系列 GE90-30PLC

3.1系列GE90-30 PLC特点

3.2系列90-30 PLC系统配置

3.3 PLC安装结构及设备组态

3.4 I/O地址分配

3.5 PLC编程软件

4PID控制算法及PLC编程

4.1 PID控制算法

4.1.1控制算法

4.1.2 CV幅值和速率极限

4.2 PID调节器PLC编程

5锅炉汽包水位自控方案

5.1锅炉带控制点的工艺流程

5.2锅炉设备控制问题

5.3汽包水位调节系统

5.3.1汽包水位调节重要性

5.3.2汽包水位的动态特性

5.3.3汽包水位调节系统原理

5.3.4汽包水位调节系统实施

5.4汽包水位调节系统的PLC实施策略

5.4.1功能模块1：开方运算模块

5.4.2功能模块2：数字滤波模块

5.4.3饱和蒸汽压力补偿模块

5.4.4静态前馈控制器模块(C0+C1PC+C2PS)

5.5汽包水位调节系统的PLC组态

6监控软件组态

6.1 CIMPLICITY HMI简介

6.2运行环境

6.3安装步骤

6.4操作规程及系统功能

6.4.1实时趋势

6.4.2历史趋势

6.4.3实时报警

6.4.4历史报警

6.4.5流量累计查询

6.4.6主PLC画面

6.4.7系统设置

6.4.8系统退出

6.4.9调节器

7系统投运过程

7.1下位机

7.2上位机

7.3手动、自动无扰动切换

8操作站汽包水位控制系统组态策略

结 论

参考文献

致谢