小型水煤浆锅炉自动监控系统研究开发

摘要

随着国民经济的飞速发展以及日益苛刻的能源与环境要求，针对工业锅炉，国家能源政策有了进一步调整，环保要求显著提高。此时，作为洁净煤技术和煤炭深加工的新品种——水煤浆，就广泛的应用到工业锅炉中来。水煤浆工业锅炉具有显著的环境效益，广阔的发展前景，所以开发适合水煤浆锅炉燃烧系统运行的自动监控系统就变得十分迫切。 本论文正是针对于小型水煤浆工业锅炉监控系统进行研究开发。文章结合了水煤浆锅炉系统的工程实际特点，将监控系统设计成两级DCS系统。具体内容包括监控系统的总体设计即监控系统的控制原理、组成和功能；下位机的软硬件选择和设计；上位机软硬件选择和设计；监控系统安装调试等内容。 监控系统采用下位机和上位机相结合的方式。下位机采用可编程控制器(西门子系列S7-200 PLC)，上位机采用适合工业现场应用的研华工控机并选用通用组态软件组态王King View 6.51为开发平台，另外还包括相应的通信电缆、变送器、各类测量仪表等配套设备。监控系统下位机负责完成数据采集及处理，实现自动点火、停炉等顺序控制、炉膛负压等PID回路控制、工艺联锁控制及自动保护控制等功能。上位机具有强大的功能和友好的用户界面，实现了系统安全管理、界面显示、实时监控、历史数据查询、控制参数设定调整、数据管理等几大功能。 系统运行结果表明，本论文研究开发的水煤浆工业锅炉监控系统，具有稳定的自动控制功能、完善的人机操作界面、强大的数据处理能力，完全实现了的自动控制要求。文中阐述的设计方案和方法，对于今后类似的小型水煤浆工业锅炉自动控制系统设计具有着一定的借鉴作用、较高的实用价值和理论意义。通过本论文课题的研究工作，希望能为开发性能良好的水煤浆锅炉小型DCS热工监控系统提供一条有效的参考途径。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1煤浆技术概述

1.1.1我国能源现状及煤浆技术发展史

1.1.2煤浆的分类

1.1.3水煤浆特点及其应用的必要性

1.2工业锅炉自动控制系统概述

1.2.1工业锅炉自动控制系统发展史及现状

1.2.2工业锅炉自动控制的必要性

1.2.3水煤浆锅炉特点及其控制要点

1.3本课题的研究内容

第二章监控系统总体设计

2.1水煤浆锅炉及监控系统简介

2.1.1锅炉系统介绍

2.1.2锅炉系统监控要求

2.1.3锅炉系统传感器、执行器的选择及测点布置

2.2水煤浆锅炉监控系统总体设计

2.2.1锅炉监控系统总体构架

2.2.2锅炉监控系统的功能

2.2.3锅炉监控系统控制策略

2.2.4锅炉监控系统总体硬件设计

2.2.5锅炉监控系统总体软件设计

2.3监控系统的抗干扰设计

2.3.1抑制公共阻抗耦合干扰的措施

2.3.2抑制电容性干扰的措施

2.3.3抑制电感性干扰的措施

2.3.4抑制波阻抗耦合干扰的措施

2.3.5抑制雷击干扰的措施

第三章监控系统下位机(PLC)设计

3.1引言

3.1.1 PLC应用发展史

3.1.2 PLC的优点

3.1.3 PLC控制原理

3.2西门子S7-200系列PLC

3.2.1 S7-200工作过程

3.2.2 S7-200 CPU和扩展模块

3.2.3数据类型及存储区

3.2.4 S7-200 CPU与编程计算机通讯方式

3.2.5编程软件STEP7-MICRO/WIN

3.3监控系统下位机的设计原则、内容及步骤

3.3.1设计原则

3.3.2设计内容

3.3.3设计步骤

3.4监控系统下位机硬件设计

3.4.1硬件配置选择

3.4.2通讯设计

3.4.3数据采集与信号处理设计

3.5监控系统下位机软件设计

3.5.1系统框图设计

3.5.2控制流程设计

3.5.3程序回路设计

3.5.4程序设计逻辑规划

3.5.5软件程序编写

第四章监控系统上位机组态设计

4.1组态王软件(KING VIEW 6.51)的组成及优点

4.2监控系统应用组态王软件设计的步骤

4.3水煤浆锅炉系统上位机功能实现

4.3.1系统安全管理功能

4.3.2界面显示功能

4.3.3实时监控功能

4.3.4历史数据查询功能

4.3.5控制参数设定、调整功能

4.3.6数据管理功能

4.3.7其他功能

第五章监控系统的安装与调试

5.1下位机安装与调试

5.1.1下位机硬件系统的安装

5.1.2下位机软件系统的安装

5.1.3监控系统下位机的调试

5.2上位机安装与调试

5.2.1上位机硬件系统的安装

5.2.2上位机软件系统的安装

5.2.3监控系统上位机的调试

5.3系统安装、调试时出现的问题和解决方法

第六章结论及展望

6.1结论

6.2展望DCS系统的未来发展之路

参考文献

致谢