摘 要

从1969年第一台可编程控制器(PLC)问世,经过四十多年的发展,已逐渐成为一种普及率高,重要性强,应用场合广的工业制造器.以继电—接触器为主的传统控制系统已不能满足现代锅炉控制的越来越高、越来越复杂的要求，这一领域的计算机化已势在必行，而应用在当前工业过程控制领域中引人注目的可编程控制器（PLC）又是使其计算机化的最简便和可靠途径。本文采用PLC控制器进行了锅炉的自动控制设计。文章首先介绍了在船舶方面应用于辅助锅炉自动控制的总体概述和可编程控制器（德国西门子可编程控制器S7-200）的基本工作原理，详细介绍了燃油辅助锅炉的典型系统，在此基础上，着重对采用S7-200控制的燃油辅助锅炉进行了PLC编程，其中对蒸汽压力采用多位控制。

关键字： 辅助锅炉 自动控制 可编程控制器

ABSTRACT

From 1969, the first programmable controller (PLC), after more than forty years of development, has gradually become a kind of penetration rate is high, the importance of strong, wide applications of industrial manufacturing. Traditional mainly relay - contactor control system can not meet the modern boiler control is higher and higher, more and more complex requirements, the computerization of this field is imperative, and application in the industrial process control field compelling programmable controller (PLC) and the computerized the most convenient and reliable way. In this paper, the PLC controller is used for automatic control of boiler design. This paper introduces the applied to the auxiliary boiler automatic control in ship general overview and programmable controller (Germany Siemens PLC S7-200) the basic working principle of the typical auxiliary boiler fuel system are introduced in detail, on this basis, focus on the S7-200 control fuel auxiliary boiler of PLC programming, including the steam pressure is controlled by several.

Key words: auxiliary boiler automatic control The programmable controller

目录

目录 4

1 概 述 1

1.1 辅助锅炉自动控制概述 1

1.2 锅炉的PLC自动控制方式概述 1

1.3 可编程控制器工作原理 2

2 锅炉系统总体设计 4

2.1 锅炉的基本组成 4

2.1.1 锅炉本体 5

2.1.2 辅助系统介绍 5

3 锅炉系统的硬件设计 6

3.1 锅炉水位的自动调节 6

3.2 蒸汽压力的自动控制 8

3.3 燃烧程序的自动控制 8

3.4 警报及保护环节 10

4 锅炉控制系统软件设计 12

4.1 概要 12

4.2 I/O点数分配 14

4.3 PLC外围接线控制电路 16

4.4 PLC的控制程序设计 22

5 结论 29

6 致谢 30

参考文献 31

1 概 述

1.1 辅助锅炉自动控制概述

在现代生活中,越来越多的自动化程度高,特别是在无人值守的情况下,辅锅炉自动控制是至关重要的,它是一个自动控制的组成部分。这个设计的辅助锅炉,产生的蒸汽主要用于主机热身,燃油加热、蒸汽、日常生活的蒸汽品质要求不高,采用了一些控制实现锅炉蒸汽压力的控制。

辅锅炉自动控制通常包括自动调整、过程控制、安全保护、自动连锁和参数检测,等。锅炉工作过程的自动控制是使蒸汽压力、水位被控参数在额定条件下必须保持指定的值,包括燃烧过程和水供应的过程中自动调整。程序控制是指依照有关规定操作指令的操作程序的作用下自动启动和停止锅炉的炉过程。安全防护主要是在锅炉工作过程的异常状态,必要时危及锅炉安全运行的操作使锅炉停止运行,相应的声、光报警。链时自动的锅炉设备误操作或故障发生时,能自动停止设备的运行,避免事故的扩大。如锅炉鼓风机故障停止工作时,燃烧器可以自动停止注射。为了使操作的安全性和可靠性的锅炉,锅炉控制系统设置监控环节,蒸汽压力、蒸汽温度、水位的锅炉、燃油压力、燃油监控参数如温度等[^[1]]。

1.2 锅炉的PLC自动控制方式概述

我国从60年代从事锅炉自动控制系统的研究和开发工作,早期锅炉自动控制系统通常采用的方式比较单一的[]。在90年代开始出现辅锅炉自动控制设备以PLC为核心,经过多年的发展,锅炉使用的PLC技术变得越来越成熟。

PLC(可编程序控制器,以下简称PLC)是一种应用微电子技术通用工业控制设备。它在内部可编程存储器存储指令和允许用户简单的程序编制方法设置控制功能,满足被控生产过程的要求[^[2]]。

发展到目前为止,可编程序控制器的速度、体积小、工业控制技术的集成,开放性的结合的特点和主流计算机迅速成为广泛应用领域的国外生产过程扩展最强的产品的发展趋势。它不仅占领了中继系统和传统电子系统的广泛市场,也与现代特殊微计算机控制系统启动[]的激烈竞争。PLC在中国工业发展中起着非常重要的作用,已经在各个领域,全方位的应用,特别是在锅炉控制系统的应用取得了显著的经济效益提升,并获得了快速发展。一旦长期占主导地位的时间继电器,接触器,继电器,接触器的线来实现各种控制功能,因为它的低可靠性、使用组件,产量小,成本高等原因逐渐失去了主导地位。在单片机系统中,因为通过程序来实现其控制功能,但是这种系统设计和建造需要笨重的机器指令编程,生产各种特殊的接口,因此,一般技术人员实现更加困难。和可编程序控制器依赖于存储程序控制,适应性强,再加上其模块化的结构,也有很强的灵活性。其编程语言易于学习,除了逻辑,定时和计数的基本功能,如算术和PID闭环调整模拟控制功能,可以控制规模从几十个输入/输出点到成千上万的点,可以控制单个设备还组织控制多个设备,它还可以形成分布式控制系统与电脑连接到对方,配送中心为本地网络的集中管理。此外,它能够适应工业控制领域的高温、振动、电源不稳定和糟糕的环境[^[3]]。

当前的开发和应用PLC已经进入了成熟阶段。PLC一方面,继续廉价的单片机比小型机的方向,另一方面,使用微型计算机和并行处理技术,大大提高速度的实时控制和处理能力、大规模、多功能和分销网络和PLC的发展先进的语言很快,PLC网络行业的制造和生产调度管理计算机系统相连,使过程控制和生产调度可以达到高度的最大化和自动化[^[4]]。