燃气蒸汽锅炉综合自动控制系统设计

摘要

燃气蒸汽锅炉控制系统是一个复杂的多变的控制系统，在系统控制过程中具有很强的非线性和强干扰性，传统的控制算法很难达到理想的控制效果，同时，燃料的使用效率比较低。通过对燃气蒸汽锅炉实际工业运行状况的观察和分析，本论文在设计过程中采用先进的模糊控制算法对现有的燃烧控制系统进行改进，提高系统调节品质和燃烧效率，实现节能环保。并且分析燃气锅炉在工作过程中的各个分系统的控制过程，如汽包水位、炉膛负压、空燃比等的控制思路和方法。
　　论文主要是针对燃烧控制算法来进行优化，加入锅炉点火前炉膛内部燃气浓度检测环节，避免点火时的爆燃现象。同时，分析燃气锅炉工作时的其它控制过程和系统的综合保护系统的设计。针对燃烧控制难以建立标准的数学模型，实现精确控制难度比较大的特点，本论文使用模糊控制作为燃烧控制系统的核心算法，实现燃烧控制系统的平稳调节。利用MATLAB建立模糊控制仿真与现有锅炉的运行状态模型的比较。结果表明，改进的模糊控制算法能够很好的适应现场工况变化的要求，系统误差在合理的变化范围内。分析锅炉运行过程中汽包水位、炉膛负压、空燃比及系统综合保护的实现过程，使论文设计的控制系统能够保证燃气锅炉平稳、安全的运行，同时，实现节能环保。
　　论文最后确定所使用的硬件架构、软件编程以及上位机监控的实现方法。硬件使用西门子S7-300来实现，程序设计使用西门子STEP7进行梯形图的编写，上位机监控使用西门子WinCC组态软件来实现。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的与意义

1．3 国内外研究现状

1．4 存在问题

1．5 本文主要研究工作

2 系统整体方案设计

2．1 引言

2．2 总体设计

2．3 关键技术简介

2．4 本章小结

3 炉膛燃气浓度在线检测

3．1 引言

3．2 燃气锅炉点火阶段运行现状分析

3．3 燃气锅炉炉膛爆燃机理

3．4 控制方案

3．5 本章小结

4 燃烧系统设计

4．1 引言

4．2 锅炉点火过程

4．3 燃烧器多段火控制

4．4 本章小结

5 空燃比及炉膛负压优化控制

5．1 引言

5．2 锅炉燃烧热平衡分析

5．3 烟气含氧量闭环控制

5．4 炉膛负压控制

5．5 本章小结

6 汽包水位系统设计

6．1 引言

6．2 汽包水位的动态特性

6．3 控制方案

6．4 本章小结

7 系统综合保护

7．1 引言

7．2 控制方案

7．3 本章小结

8 实验验证及系统开发

8．1 引言

8．2 系统硬件选型设计

8．3 软件设置和编程

8．4 实验仿真

8．5 本章小结

9 总结与展望

9．1 主要结论

9．2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况

附录