基于MCGS的锅炉温度控制系统设计_毕业设计1 精品

基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计1 绪论1.1锅炉燃烧控制项目的背景改革开放以来，我国经济社会快速发展，生产力水平不断提高，在生产中，锅炉起着十分重要的作用，尤其是在火力发电中发挥重要作用的工业锅炉，是提供能源动力的主要设备之一。

锅炉产生的蒸汽可以作为蒸馏，干燥，反应，加热等各过程的热源，另外也可以作为动力源驱动动力设备。

工业过程中对于锅炉燃烧控制系统的要求是非常高的，要求锅炉燃烧控制系统必须满足控制精度高，响应速度快[1]。

作为一个非常复杂的设备，锅炉同时具有了数十个包括了扰动、测量、控制在内的参数，参数之间有着复杂的关系，并且相互关联[2]。

而锅炉燃烧过程中的效率问题、安全问题一直是大众关注的重要方面。

1.2锅炉燃烧控制的发展历史对于锅炉燃烧的控制，已经经历了四个阶段[3~5](1）手动控制阶段因为20世纪60年代以前，电力电子技术和自动化技术还没有得到完全发展，技术尚不成熟，因此，这个时期工业人员的自动化意识不强，锅炉燃烧的控制方式一般多采用纯手动的方法。

这种控制方法，要求进行控制的操作工人依靠他们的经验决定送风量，引风量，给煤量的多少，然后利用手动的操作工具等操控锅炉，该方法控制的程度完全取决于操作工人的经验。

因此，要求操作工人必须具有非常丰富的经验，这样无疑大大提高了操作工人的劳动强度，由十人的主观意识，所以事故率非常大，同时，也不能保证锅炉高效稳定的运行。

（2）仪器继电器控制阶段随着科技的不断进步，自动化技术以及电力电子技术快速提高，国内外以继电器为基础的自动化仪表工业锅炉控制系统也得到发展，并且广泛应用于实际生产过程。

在上个世纪60年代前期，我国锅炉的控制系统开始得到迅速发展;到了60年代的中后期，我国引进了国外全自动的燃油锅炉的控制系统；到了上个世纪的70年代末，我国逐渐自主研发了一些工业锅炉的自动化仪器，同时，在工业锅炉的控制系统方面也在逐步推广应用自动化技术。

在仪表继电器控制阶段，锅炉的热效率得到了提高，并且大幅度的降低了锅炉的事故率。

摘要本设计论述了基于PLC和组态技术的锅炉内胆水温和夹套水温构成的串级控制系统的设计过程。

下位机编程软件采用SIEMENS公司的STEP 7软件，选用西门子S7-400PLC控制锅炉温度的控制系统，介绍了西门子S7-400PLC和系统硬件及软件的具体设计过程。

上位机组态画面软件采用SIMATIC WINCC，对其进行了简单介绍，并详细介绍了项目的创建、变量的新建、画面的组态。

上位机进行程序编写实现控制，下位机组态画面，建立人机界面，进行远程控制。

锅炉水温具有非线性、时变性、大滞后和不对称性等特点，采用传统的控制方法所得到的控制量的控制品质不高。

锅炉内胆与夹套构成串级控制。

由于串级控制具有有效改善过程的动态特性、提高工作频率、减小等效过程时间常数和加快响应速度等特点，所以在克服被控系统的时滞方面能够取得较好的效果。

串级控制中的主副回路是控制夹套和内胆的温度，温度是一个多变且不易控制的量，而PID控制在这方面具有突出的优点，很适合采用PID控制技术。

综合以上得到一个品质比较高的控制系统。

关键词PLC；组态技术；串级控制；锅炉水温；PID控制ABSTRACTThis design is discussed based on PLC and configuration technology of water temperature and clip boiler water tank consists of cascade control system design process. Lower level computer programming software using the SIEMENS company's STEP 7 software, choose SIEMENS s7-400plc control boiler temperature control system, introduces SIEMENS s7-400plc and system hardware and software, and the specific design process. Upper unit used in the software configuration screen WINCC, the SIMATIC simply introduced, and introduces the creation, variable of project construction, picture configuration. PC for programming realize control, lower frame) unit, establish normal screen man-machine interface, carries on the remote control.Boiler water temperature with nonlinearness, time delay and asymmetry wait for a characteristic, USES the traditional control method can get control portion control quality is not high. Boiler of the bladder and clip constitutes a cascade control. Due to the cascade control has effectively improve the dynamic characteristics, improve process working frequency, reducing the time constant and accelerate equivalent process characteristic, the response speed of the controlled system in overcome delay to the good result is achieved. Cascade control the principal deputy loop is control of the temperature of the clamping and bladder, temperature is a variable and not easy to control, and the amount of PID control in this respect has outstanding advantages, very suitable PID control technology. Comprehensive above gets a quality higher control system.Key words plc；configuration technology；cascade control；boiler water temperature；pid control目录1 引言 (4)1.1 系统的设计背景 (4)1.2 系统设计内容及技术要求 (5)1.3 系统的设计原理 (5)1.4 系统的整体设计方案 (6)2 串级控制系统设计 (7)2.1 串级控制系统的概述 (7)2.2 PID控制系统的简介 (8)2.3 PID控制器的参数整定 (10)3 硬件系统设计 (13)3.1 PLC的基本介绍 (13)3.2 S7-400简介 (14)3．3 其它器件介绍 (16)4 STEP 7简介及组态硬件、程序编写 (18)4.1 STEP 7简介 (18)4.2 STEP 7项目的创建 (20)4.3 组态硬件 (22)4.4 SETP 7编程介绍 (25)4.5 变量及系统程序 (26)5 WINCC简介及人机界面组态 (33)5.1 WinCC简介 (33)5.2 WinCC系统功能 (34)5.3 WinCC的项目创建及组态方法 (35)6 控制系统整体调试 (46)6.1 系统整体测试 (46)6．2 系统测试的结果 (47)结束语 (48)参考文献 (49)致谢 (51)1 引言1.1 系统的设计背景自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在电子技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。

摘 要： 介 绍 了 以 ＭＣＧ Ｓ组 态 运 行 系统 作 为上 位 机 监 控 和 测 试 计 算 平 台 ， 以 西 门子 Ｓ ７ — ３ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ 作 为 下 位 机 实现 数 据
采 集 和 系统各 部 分 控 制 的一 种 锅 炉 能 效 测 控 系统 。 该 系统 能 测 试 五 种 型 号 热 水锅 炉 、 蒸 汽 锅 炉 和真 空锅 炉的 热 效 率 ， 并能同
Ｖ ｏ １ ． １ ２ Ｎ ｏ ． ６ （ Ｇ ｅ ｎ ． Ｎ ｏ ． ６ ６ ）
基于 ＭＣＧＳ的锅炉 能效测控 系统设 计
胡万里 ， 李瑞 立 。 ， 刘松 林 。 ， 姜莲菊 。
（ １ ． 安 阳工 学院 电子信 息 与 电气工 程 学院 ； ２ ． 安 阳恒达 自动 化 工程公 司； ３ ． 河 南方快锅 炉 有 限责任 公 司 ， 河南 安 阳 ４ ５ ５ ０ ０ ０ ）
１工 艺 要 求
的稳 定 ，这 就 要保 证 出 气 阀 的开 度 与 锅炉 内部 压 力 实现 一定 的运 算关 系 。 锅炉 效率 的计 算可 以考 虑两 种方 案 ， 一种是 运 行一 开始 就进 行计 算 。 直到结 束 为止 。 由于一开 始 时 ．水 温较 低 锅 炉需 要 大 量 的热 量 进 行快 速 的升 温， 各 种 参 数 是 不 断变 化 的 ， 不容易计算 ， 这 种 方 案不 用 。另一种方 案是待 运行稳 定后再计算 。只用 这部 分数 据也 只存 储这 部分 数据 ， 并不 影 响锅 炉效 率 的计 算 。但 这 就要 保 证 锅 炉各 个 运 行 状态 的平 稳， 尤其 是再有 扰动产 生时 ， 保 证各状 态 的稳 定 。图 １是蒸 汽 锅炉 系 统原 理 图 ， 其 他几 种 锅炉 测试 系统 图与此类 似 。 不一 一赘 述 。

基于MCGS的模拟锅炉温度控制系统的设计摘要：针对人工控制锅炉温度系统误差大、安全性低以及控制过程繁琐等问题，提出应用计算机与MCGS组态软件自动控制锅炉温度的方法解决了控制精度低与安全性的问题。

利用MCGS工程组态软件良好的人机界面、数据采集功能，结合脚本程序编写的便利性，利用MCGS良好的控制界面及模拟运行环境，运用脚本语言编写程序，采取PID算法实现对锅炉内胆水温的精确控制。

关键词：MCGS组态软件，PLC，锅炉内胆水温，PID算法，温度控制系统，上位机1 引言锅炉在日常生活生产中的影响非常大。

在工业锅炉里面燃烧化石燃料（比如说煤、石油、天然气等）产生的热水或水蒸汽的可直接提供工农业生产和生活所需要的热能。

以及电热锅炉，将电能转化为热能，把水加热至有压力的热水或蒸汽（饱和蒸汽），不少企业将电热锅炉应用于采暖、中央空调和热水供应。

在这种情况下，结合MCGS组态软件设计出一套针对温度的较为理想的控制系统其价值必定会具有非常深远的意义。

2 MCGS组态软件MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。

它的特点可以归结成以下几点：概念简单，易于理解和使用。

利用丰富的“动画组态”功能，快速构造各种复杂生动的动态画面。

引入“运行策略”的概念。

用户可以选用系统提供的各种条件和功能的“策略构件”，用图形化的方法构造多分支的应用程序，实现自由、精确地控制运行流程。

MCGS系统由五大功能部件组成，主要的功能部件以构件的形式来构造。

支持OLE Automation技术。

MCGS允许用户在Visual Basic中操作MCGS中的对象，提供了一套开放的可扩充接口，用户可根据自己的需要用VB编制特定的功能构件来扩充系统的功能。

（6）MCGS中数据的存储不再使用普通的文件，而是用数据库来管理一切。

（7）设立“对象元件库”，解决了组态结果的积累和重新利用问题。

（此文档为word格式，下载后您可任意修改编辑！）毕业设计（论文）外文摘要目录1引言 (1)1.1智能温度控制系统的硬件 (1)1.2智能温度控制系统组成 (1)1.3温度智能控制系统的特点 (2)2智能温度控制系统设计 (3)2.1系统结构框架 (3)2.2系统控制流程图 (4)2.3MCGS嵌入版软件和配方功能 (5)2.4温度智能控制系统统配方设计 (7)2.4.1配方概述 (7)3温度控制功能 (11)3.1温度控制流程图 (11)3.2温控仪表的选择 (11)3.3温控曲线编辑 (12)4温度智能控制系统的数据网络设计 (14)4.1系统中的RS485总线网络 (15)4.2局域网数据传输设计 (16)4.3系统中ModBus TCP/IP 功能实现 (17)5短信提醒功能 (20)5.1短信提醒功能简介 (20)5.2短信模块的选择 (20)5.3短信报警功能实现 (20)结论 (23)致谢 (23)参考文献 (24)附录1尉普MA8-3模块设备构件使用说明 (25)附录2西门子TC35 GSM移动通信模块设备构件使用说明 (27)1 引言在化工、石油、冶金、炉窑等生产过程的物理过程和化学反应中，温度往往是一个很重要的量，需要准确地加以控制。

温度控制系统常用来保持温度恒定或者使温度按照某种规定的程序变化。

一个设计科学合理的温度控制系统，可以为工作人员提供完整准确的数据，以保证其产品检验和生产的可靠性。

还可为使工作人员能够及时有效的接收到报警信息，在一般声光报警的基础上配备了基于GPRS的无线报警功能，可及时的向指定手机发送短信报警。

上位机软件则基于当前流行的WEB技术，工作人员可以随时随地查看系统情况并进行设置，大大方便了用户的使用。

可依照客户要求，保证24小时内数据的准确性和完整性，设备掉电后数据不丢失，在设备出现异常时提供现场的声光报警以及无线手机报警，并且能在局域网里实现多个上位机的同时监控。

基于MCGS锅炉液位和温度控制系统的设计锅炉液位和温度控制是锅炉系统中至关重要的一环，它直接影响到锅炉的运行安全和燃烧效率。

本文将基于MCGS系统设计锅炉液位和温度控制系统。

首先，我们需要了解MCGS系统的基本特点和功能。

MCGS系统是一种基于工控机和触摸屏的人机界面软件，具有友好的图形化界面和强大的数据处理能力。

它能够实时获取锅炉的液位和温度数据，并进行监测、分析和控制。

在设计锅炉液位控制系统时，我们需要考虑以下几个方面。

首先是液位传感器的选择和安装。

液位传感器可以采用浮球式或者超声波式传感器。

浮球式传感器适用于小容量的锅炉，而超声波式传感器则适用于大容量的锅炉。

传感器的安装位置需要考虑到液位的准确性和稳定性。

接下来是液位控制阀的选择和配置。

液位控制阀是控制锅炉液位的关键设备，它能够根据液位信号自动调控进水和排污。

根据实际需求和系统特点，我们可以选择常开式或常闭式的控制阀，设置合适的开启和关闭压力值，以实现锅炉液位的稳定控制。

设计锅炉温度控制系统时，我们需要考虑以下几个方面。

首先是温度传感器的选择和安装。

温度传感器可以采用热电阻或热电偶传感器。

传感器的安装位置需要考虑到锅炉的热交换区域和传感器的灵敏度。

接下来是温度调节器的选择和配置。

温度调节器是控制锅炉温度的核心设备，它能够根据温度信号自动调控燃烧器和循环水泵。

根据实际需求和系统特点，我们可以选择PID控制器或者模糊控制器，设置合适的调节参数，以实现锅炉温度的稳定控制。

除了液位和温度控制，MCGS系统还可以实现其他功能，如报警监测、数据记录和远程操作等。

通过设置合适的报警阈值，MCGS系统能够实时监测并提醒操作人员液位和温度异常。

同时，MCGS系统还可以记录和存储历史数据，方便后续的数据分析和故障排查。

此外，MCGS系统还可以通过远程访问和操作，实现对锅炉液位和温度的远程监控和控制。

总之，基于MCGS系统设计锅炉液位和温度控制系统可以实现对锅炉运行的实时监测和稳定控制，提高锅炉的运行安全性和燃烧效率。

基于MCGS和PLC的炉温控制系统作者：张凤雨虎恩典王佳梅来源：《电子世界》2012年第01期【摘要】本文在详细分析锅炉温度控制的特点上，设计了以PC机为上位机，西门子S7-200PLC为下位机的炉温控制系统，该系统采用经典PID控制算法实现锅炉内胆温度的准确控制，并通过MCGS组态软件生成精美的监控画面，完成了控制参数的在线修改及实时曲线、历史曲线绘制，实时数据历史数据的显示、查询、打印等。

【关键词】炉温控制；S7-200PL；PID；MCGS引言温度是工业生产中最常见最基本的工艺参数之一，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛使用的各种加热炉、热处理、反应炉等，对工件的处理温度要求严格控制。

至于温度控制系统，过去一般采用温控仪表等仪器来直接控制，自动化程度不高，运行稳定性较差，操作维护不方便，针对这些问题，本文提出以S7-200作为主控单元，配合外围电路、执行单元并通过上位机的组态软件进行监控，在控制算法上引入传统的PID控制，取得了良好的控制效果。

1.控制系统设计系统采用S7-200PLC为控制单元（CPU型号为CPU224），经RS232/485串性总线与上位机相连，由于CPU224只有数字量的输入输出接口，而现场温度为模拟信号，因此本系统选取4输入1输出的EM235模拟量扩展模块进行模拟量扩展。

执行机构为单向SCR可调压模块和变频器，其中调压模块通过调压加热器以升温，变频器调节水量以降温。

上位机通过STEP7-Micro/WIN32编程软件设置通讯参数、编写控制程序并进行编译、调试、下载到PLC中去。

此外，工控机还通过MCGS组态软件对控制系统进行了组态，实现实时数据采集、实时数据与历史数据的显示、实时曲线与历史曲线的绘制、实时控制参数的修改等。

控制系统结构图如图1所示。

S7-200PLC与上位机的通信设置S7-200PLC有很强的通信功能，有多重通信方式可供选择，如单主站方式、多主站方式和远程通讯方式等，基于实际需要及成本的考虑本设计采用单主站方式，PC作为单一主站，S7-200作为从站，两者之间通过PC/PPI电缆连接，通过STEP7-Micro/WIN32编程软件设定通信参数，如PLC地址、波特率等，如图2所示。

摘要锅炉作为一种重要的热能动力和主要的能源转换设备，在工业和民用取暖方面应用广泛。

温度是现代工业中一个非常重要的技术参数，对于锅炉来说也是一个非常重要的参数，尤其是对于冬季供暖来说，温度尤为重要。

随着工业技术的发展，传统燃煤锅炉在温度的检测与控制方面不能实现自动化控制，不能使燃料得到合理利用的不足越来越明显。

并且，随着各种以清洁燃料的锅炉的不断发展，对于燃煤型的锅炉的改造要求也在不断提高。

本设计针对传统锅炉设计的温度监测系统，是将通过热电偶采集到的锅炉炉膛温度信号，经过放大滤波以及模数信号转换等处理后，把温度信号传递给单片机，由单片机对采集到的信号做相应处理。

同时，通过时钟芯片显示时间点。

在电路设计中，为了提高测温精度，需要对热电偶进行冷端补偿，以弥补热电偶冷端处于室温环境时造成的误差。

在软件设计过程中，利用数字滤波进一步对干扰信号滤波处理温度值，同时采用PID算法实现对炉膛温度的控制。

系统可以实现对温度值的采集，并且根据温度值大小做出相应控制。

关键词：锅炉；单片机；热电偶；温度信号ABSTRACTBoiler as an important and primary energy for thermal energy and power conversion equipment, widely used in industrial and civil heating. Temperature is a very important technical parameter in modern industry, is also a very important parameter for boiler, especially for winter heating, the temperature is particularly important. With the development of industrial technology, the traditional coal-fired boiler in terms of temperature detection and control can't achieve automatic control, can't make reasonable use of the fuel shortage is more and more obvious. And, with the continuous development of all kinds of boiler clean fuels, the reconstructive requirement for coal fired boiler has been improved.This design in view of the traditional temperature monitoring system, boiler design is the boiler furnace were collected by thermocouple temperature signal, after amplification of filtering and module of signal conversion, the temperature signals to single chip microcomputer, by single-chip microcomputer to do corresponding processing to the collected signals. At the same time, the point in time by the clock chip. In circuit design, in order to improve the precision of temperature measurement, need to cold junction compensation of thermocouple, to make up the error resulted from the thermocouple cold end at room temperature environment. In the process of software design, the use of digital filter further to interfere with the signal filtering processing temperature, at the same time, using PID algorithm to realize the control of the furnace temperature. Through a simple test, the system can realize the collection of temperature, and according to the size of temperature control accordingly.Key words：Boiler; Single chip microcomputer; Thermocouple; The temperature signal目录0前言 (1)1.绪论 (2)1.1 选题目的及研究意义 (2)1.2 检测对象的选择 (2)1.3系统设计的总体思想 (3)2.系统硬件电路设计 (5)2.1 热电偶传感器 (5)2.2单片机系统硬件电路 (7)2.2.1 时钟电路 (7)2.2.2 复位电路 (8)2.2.3 单片机最小系统 (8)2.3冷端补偿 (9)2.4信号放大电路部分设计 (10)2.5 信号选通电路 (12)2.6 A/D转换电路 (14)2.7 液晶显示电路 (16)2.8时钟芯片电路 (17)2.9 稳压电源电路设计 (17)2.10 报警与控制电路 (18)2.10.1 报警部分 (18)2.10.2 按键部分 (19)2.10.3 控制部分 (19)2.11 串口通信 (20)3.系统软件设计 (23)3.1 软件总体设计 (23)3.2 部分子程序模块设计 (24)3.2.1 液晶显示子程序设计 (24)3.2.2 时钟芯片子程序设计 (25)3.2.3 按键程序设计 (26)3.3 数字滤波 (27)3.4 PID控制算法 (30)3.4.1PID算法简介 (30)3.4.2 PID算法流程图 (32)4.技术经济分析 (34)5.结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录A 外文文献译文 (38)附录B 外文文献原文 (42)附录C 程序清单 (46)附录D 总电路图 (59)0 前言作为一种热能转换设备，锅炉在生产和生活中被广泛使用。

位监控系统中 ，实现对现场的实时监控 ，降低对操 作人员的伤 害。
１ 系统 方 案
韭 风机 ｛风机 ｆ
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根据 锅炉温 度控制要 求 ，本 系统 采用西 门子Ｐ Ｃ ｓ — ０ 作为控 Ｌ ７２０ 制器主要是对燃煤锅炉进行控制 ，包括风机 、送煤机和炉排 的速度控 制 。根据 锅炉 出水温 度的变化 ，由Ｐ Ｃ Ｌ 控制 器依 据控制 策略进 行调 节 ，通 过变频器 ＭＭ４ ０ ４ 来调整个 设备运 行状态 以控 制锅炉 出水温度 的高低 ，再利用远程传输的功能 ，将采集到 的数据显示到上位监控 系 统 中。同时根据检测到的压力信号进行报警 ，如果压力过高 ，可能会
现 对 出水温度和压 力的采集 。设计 中还 选用 了ＭＭ４ ０ ４ 变频器 ，该变 频 器是西门子公司一种适合于三相 电动机速度控制和转矩控制的变频 器 系列 ，它具 有多个继 电器输 出 ，多个模 拟量输 出 （ ０ Ａ）。其 ０ ２ｍ 中６ 带隔离 的数字输入 ， 可切换 为Ｎ ＮＰ Ｐ 个 并 Ｐ ／Ｎ 接线 ；以及２ 个模拟输
率 提高 ，实现温 度的提升 ；反之当温度大 于ｌＯ 时燃烧机转 入小火 ｌ￣ Ｃ 运 行状态 ，即降 低炉排速 度 、鼓 风机和 引风机 频率 ，满 足温度 的下 降， 最终实现对锅 炉温度 的准确控制 。
垴程 作 月
ｔ ｌｒ 控制方式” ｒｌ ） ｏｅ 。为了提高 系统 的运行效率 ，减少工作人 员到现场 的次数 ，本系统将西 门子ｓ — ０ Ｐ Ｃ ７ ２ ０ Ｌ 应用于锅炉温度控制 系统 中 ， 通 过采集现场信号并送给 Ｐ Ｃ Ｌ ，实现根据 控制策略 ，用于输煤 、驱动风 机及各设 备的控制 。同时Ｐ Ｃ Ｌ 通过 以太 网将 现场采集的数据传递给上

基于PLC系统的锅炉内胆水温控制系统设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：1 PLC构成及WinCC的组态采用WinCC组态技术设计多机联网运行的实时监控系统，核心思想是通过计算机超强的处理能力,以软件实现实际生产过程变化，把传统控制中进行人工操作或数据分析与处理、数据输出与表达的硬件，利用方便的PC机软硬件代替.建立WinCC组态监控系统.首先启动WinCC，建立一个单用户项目——添加通讯驱动程序--选择通道单元-—输入逻辑连接名，确定与S7—300端口的通讯连接。

然后在驱动程序连接下建立结构类型和元素，给过程变量分配一个在PLC中的对应地址（地址类型与通讯对象相关），给除二进制变量外的过程变量和内部变量设定上限值和下限值（当过程值超出上限值和下限值的范围时，数值将变为灰色,并且不可以再对其进行任何处理).接着创建和编辑主导航画面、单台空压机组态画面、远程监控画面、分析诊断画面、数据归档画面、报警显示画面、报警在线限制值画面、报表打印画面、用户登录方式画面等.对画面中添加的按钮、窗口和静态文本等，进行组态变量连接、状态显示设置等等.再对远程控制画面中的启动/停止按钮进行变量连接,设置手动控制和自动控制两种方式，并且手动控制为高级控制方式。

通过设置随变量值的变化范围而改变颜色的比功率棒图进行故障诊断分析；通过对过程值的归档，建立历史和当前的表格与曲线两种状态的监控界面；利用报警和报表打印等，实现信息上报、及时反馈的功能,实现最佳的生产状态监测控制。

还可通过用户管理权限的设置,为不同级别的用户设置权限和等待空闲时间，以更好地安全防护。

1。

1 PLC控制柜的组成（1）电源部分(2） CPU模块西门子S7-300PLC，型号为CPU315-2 DP，它集成了MPI接口,可以很方便的在PLC站点、操作站OS、编程器PG、操作员面板建立较小规模的通讯。

课外研学报告题目：基于MCGS的锅炉PID控制学院：信息科学与工程学院班级：姓名：学号：指导老师：完成时间：基于MCGS的炉温控制系统设计报告一、课程设计内容使用MCGS5.5设计一个炉温定值控制系统上位机，要求在不使用温度控制平台上的智能仪表的情况下，对锅炉温度实现定值控制，使用经典控制理论中的PID方法，控制炉温。

实验设备：1．实验对象智能温度控制平台一个、计算机一台；2．RS232直连通讯线一根。

设计目的：1．了解温度位式控制系统的结构与组成。

2．掌握位式控制系统的工作原理及其调试方法。

3．了解位式控制系统的品质指标和参数整定方法。

4．分析锅炉内胆温度定值控制与位式控制的控制效果有何不同之处？二、软件——MCGS组态软件简介MCGS中文名监视与控制通用系统，是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于windows95/98/Me/NT/2000/xp等操作系统。

MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。

使用MCGS，用户无须具备计算机编程的知识，就可以在短时间内轻而易举地完成一个运行稳定，功能全面，维护量小并且具备专业水准的计算机监控系统的开发工作。

MCGS具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点，已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定可靠。

具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。

通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。

西南科技大学专业方向设计报告课程名称：自动化专业方向设计设计名称：基于MCGS的锅炉温度控制系统设计姓名：赵XX学号: 2010XX班级：自动10XX班指导教师：王顺利起止日期： 2013.10.20——2013.11.15 西南科技大学信息工程学院制方向设计任务书学生班级：自动10XX班学生姓名：赵XX 学号：2010XXXX 设计名称：基于MCGS的锅炉温度控制系统设计起止日期：2013.10.20——2013.11.15 指导教师：王顺利方向设计学生日志基于MCGS的锅炉温度控制系统设计摘要：锅炉是工业生产中主要的供热设备。

电力、机械、冶金、化工、民用都需要锅炉提供热量，但是根据行业的不同，对锅炉的大小规模不尽相同。

作为重要的工业设备，在保证其安全和稳定运行的情况下则应考虑其自动生产，提高自动运行能力及工作效率。

本设计基于AE2000B实验设备上模拟现场锅炉温度控制系统，通过西门子S7-200 PLC作为控制器，MCGS 作为上位机，通过通信链接对锅炉温度进行实时监控，同时设计系列联锁，保证系统安全运行。

关键词: 锅炉温度 AE2000B PLC MCGSBased on the MCGS boiler temperature control system design Abstract：The boiler is the main heating equipment in the industrial manufacture.The electric power, the machinery, the metallurgical industry ,the chemical industry and the civil all need the heat the boiler offers. However, according to different industries, The size of the boiler varies from one to another. As an important industrial equipment, if we could ensure its safe and stable operation ,we should consider its automatic production and improve the automatic ability and its working efficiency. This design is based on AE2000B experimental device to simulate the spot boiler temperature control system by using the Siemens S7-200 PLC as the controller and the MCGS as upper machine. Meanwhile, the communication link will supervise the boiler temperature timely and the interlocking series will guarantee the safe operation of the system.Keywords: boiler temperature AE2000B PLC MCGS1 设计目的和意义锅炉生产在国民是工业中占据着重要的地位，早期的锅炉自动化程度很低，监控系统不完善，导致系统故障不断，但是锅炉因为适合各种行业仍然被广泛使用，锅炉的广泛使用使锅炉现代化成为必然。

基于 PLC的锅炉温度控制系统的设计摘要：本文介绍了基于西门子可编程控制器PLCS7-200和组态软件MCGS的锅炉温度监控系统的设计方案。

硬件方面采用CPUS7-200、Pt100温度传感器作为温度的采集元件、PLC的程序中采用了位式PID算法，脉宽制PWM方式。

运通了粗调和细调的思想，人机交互界面采用MCGS组态软件，实验结果表明，此系统具有反应快，超调量小，调节迅速，精度高的特点。

关键词：温度控制；可编程控制器；PID；MCGS组态软件本文采用可编程控制器PLCS7-200和组态软件MCGS的锅炉温度监控系统的设计方案。

硬件方面采用CPUS7-200、Pt100温度传感器作为温度的采集元件、PLC的程序中采用了位式PID算法，脉宽制PWM方式。

运通了粗调和细调的思想，人机交互界面采用MCGS组态软件，此系统具有反应快，超调量小，调节迅速，精度高的特点。

一．本系统的结构图和方框图如图1-1所示。

本实验的被控对象为锅炉内胆，系统的被控制量为内胆的水温。

由于实验中用到的调节器输出只有“开”或“关”两种极限的工作状态，故称这种控制器为二位式调节器。

温度变送器把铂电阻TT1检测到的锅炉内胆温度信号转变为反馈电压Vi。

它与二位调节器设定的上限输入Vmax 和下限输入Vmin比较，从而决定二位调节器输出继电器是闭合或断开，即控制位式接触器的接通与断开。

图1-1为锅炉位式控制系统结构图。

图1-1 锅炉内胆温度位式控制系统(a)结构图 (b)方框图图1-2 位式控制器的输入-输出特性图中： V0------位式控制器的输出；Vi------位式控制器的输入；Vmax-----位式控制器的上限输入；Vmin-----位式控制器的下限输入。

由图1-2可见，当被控制的锅炉水温T减小到小于设定下限值时，即Vi ≤Vmin时，位式调节器的继电器闭合，交流接触器接通，使电热管接通三相380V电源进行加热,随着水温T的升高，Vi也不断增大，当增大到大于设定上限值时，即Vi ≥Vmax时，则位式调节器的继电器断电，交流接触器随之断开，切断电热丝的供电。

基于MCGS和智能仪表的温度控制系统设计总计：毕业论文34页表格1表插图20幅指导教师评阅人完成日期2013.5.25 设计和实现由AI-808智能调节器和PC机构成的温度控制系统。

保证系统的可靠性。

监控软件的开发采用MCGS组态软件，在MCGS中，通过用户设备的组态即可实现AI智能调节器和PC机的通信。

根据具体的系统设计方案，运用稳定的温度控制系统最终实现和完成对热水锅炉水温的定值控制。

ABSTRACT摘要................................................. 错误！未定义书签。

ABSTRACT .......................................................... - 2 -目录................................................. 错误！未定义书签。

1绪论.......................................................... - 3 -1.1 论文的研究背景及意义 . (3)1.2 AI智能调节器及其应用 (4)1.2.1 AI智能调节器 ............................... 错误！未定义书签。

1.2.2 智能调节器在温度控制系统中的应用......................... - 5 - 1.3 MCGS组态软件简介............................... 错误！未定义书签。

1.4 论文的主要工作 (6)2系统控制方案设计 .............................................. - 6 -2.1 过程控制实验装置简介 . (6)2.1.1 工艺流程................................................. - 6 -2.1.2 现场仪表................................................. - 7 - 2.2 锅炉热水温度控制方案设计 (8)2.2.1 系统控制要求............................................. - 8 -2.2.2 控制方案设计............................................. - 9 - 3系统硬件设计 ................................................. - 11 -3.1 控制系统结构 .. (11)3.1.1 DCS一般结构 ............................................ - 11 -3.1.2 多智能仪表DCS结构...................................... - 12 - 3.2 智能调节器 . (13)3.2.1 AI-808调节器简介 ....................................... - 13 -3.2.2 AI-808调节器参数设置 ................................... - 14 - 3.3 智能调节器与PC机的通信 (18)3.4 系统接线图设计 (18)4系统软件设计 ................................................. - 19 -4.1 MCGS组态软件 (19)4.1.1 MCGS组态软件概述 ....................................... - 19 -4.1.2 MCGS软件的系统构成 ..................................... - 19 -4.1.3 MCGS组态软件用户窗口设计步骤 ........................... - 21 - 4.2 水温控制系统设计 . (21)4.2.1 新组态工程的建立........................................ - 21 -4.2.2 流程图画面的设计........................................ - 23 -4.2.3 智能调节器和PC机通信组态............................... - 26 - 5总结与展望 ................................................... - 28 -参考文献......................................................... - 29 -附录1 外文文献译文 .............................................. - 29 -附录2 外文文献原文 .............................................. - 31 -大连大学学位论文版权使用授权书................................... - 36 -1.1绪论论文的研究背景及意义随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：基于MCGS的热电厂锅炉控制系统组态---汽包水位控制系统学生姓名：邱玲学号：200440503245专业：测控技术与仪器班级：测控04-2班指导教师：左鸿飞基于MCGS的热电厂锅炉控制系统组态--汽包水位控制系统摘要电力资源在国民经济中是一项不可或缺的能源，在热电厂的生产过程中，最基本的工艺过程是用锅炉生产蒸汽，使汽轮机运转，进而带动发电机发电。

而锅炉在发电等工业生产过程中是必不可少的重要的动力设备，因此，锅炉生产过程中的各个主要参数必须严格控制。

本设计结合锅炉的生产工艺要求，针对锅炉汽包水位的动态特性，具体分析了单冲量、双冲量、三冲量锅炉汽包水位控制系统，并对其性能特点进行深入的分析和比较，最终选择了三冲量。

本设计的主要工作包括：对象特性分析、系统方案分析比较和选择、硬件组成、软件控制方案以及控制组态等。

关键词：汽包水位；三冲量；集散控制系统；MCGS组态软件the boiler control system configuration of the hotpower plant based on MCGS--drum water level control systemAbstractThe power resource is one kind of necessary energy in the national economy，and the most basic craft process is that using the boiler to produce steam and let the vapor to turn，then driving the generator to generate electricity.while the boiler is the essential motive equipment in the production processes such as generate electricity process.So，each parameter in the boiler production process must be strictly controled.Connecting with the craft requirement of the boiler，the design analyzes the one-variable、two-varisble、three-ariable boiler drum water level control system specificly aims at the dynamic characteristic of the boiler drum water level，and furtherly analyze their function and characteristics ，choosing the three-ariable control system in the end.The main work of this design includes：te object characteristic analysis、analyze compare and choose the system scheme、the hardware constitute、the software control scheme and control configuration etc.key words：drum water level；three-ariable；total distributed control system；MCGS configuration目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................... 错误！未定义书签。

安徽建筑大学毕业设计（论文）专业：测控技术与仪器班级 : 二班学生姓名 : 胡磊学号 : 09210040203课题 : 锅炉温度控制系统设计指导老师：纪明伟2013 年 06 月 14 日摘要在调查对当前采暖需求情况的基础上，根据小型家用燃气锅炉的工作特点，再结合工程实际需要，研究了基于MCS-51单片机的家用燃气锅炉温度控制系统，旨在解决使用燃煤锅炉集中采暖时所遇到的锅炉温度不易控制的问题，改进家庭采暖的控制方式，提高采暖的经济性。

利用Protel99se软件设计电路，对智能控制器的电源电路、报警电路、时钟电路、复位电路、LCD液晶显示电路以及控制器的核心—温度采集电路进行了设计。

电源采用三端集成稳压器W7800 (W7900)系列元件7805,交流220 v 电压转换为单片机所需要的5V电压；利用AT89S51作为控制器的核心器件；利用集成电路温度传感器DS18B20测量锅炉水温;并将测量的水温与设定值比较，另外系统使用LCD液晶显示器显示当前水位、水位的上下限值、当前采集的温度值和预先设定的温度报警值。

当温度超过所设定的报警温度值，系统将发出报警声音，同时关闭锅炉燃烧器。

等待温度降到下限值，这时就可以重新锅炉燃烧器通电，继续加温，如此反复监控温度。

这样就可以提高能源的使用率，节约能源。

针对系统的特点和要求，在上述硬件电路及实现方法的基础上，利用汇编语言，设计了基于单片机的锅炉温度控制系统。

控制软件主要包括温度和温度采集子程序、水位控制程序、LCD液晶显示子程序等。

关键词：单片机；温度控制；DS18B20；燃气锅炉；LCD；ABSTRACTAccording to the market demand and the characteristics of domestic heating, this paper develops MCU intelligence controller for the minor gas-fired boiler which is domestic heating equipment on the basis of investigation of heating demand widely. The research purpose is to change the inconvenience of temperature control bring by using coal fired boiler for centralized heating, to increase economics of heating.The software called Protel99se for circuit designed is used to develop the hardware of the controller. The hardware includes the power supply circuit, the reset circuit,the clock circuit, the alarm circuit, the LCD display circuit, and the temperature collection which is the core of this controller. The three-pin integrated-circuit voltage regulator W7800 (7900) series component 7805 is used for the power supply. The Atmel AT89S51 chip is the core chip of the controller. The integrated temperature sensor DS18B20 is used to measure water temperature in boiler. The key circuit is used to set the alerm temperature and analog water in or out. In addition, LCD is used to display water level bound, current water level, temperature alerm value by presupposition and current temperature. When water level beyond its bound or when current temperature beyond its alerm value, the system gives an alerm and makes boiler burner off. When water temperature is down, the system releases alerm and makes boiler burener on. The system does it again and again.So the system can save energy and improve energy utilization rate. Aim at the demand and characteristic of the system, on the basis of these hardware and implement method, using assemble language, system designs boiler temperature control system design based on singlechip. This software includes temperature and water level monitor main program, temperature collection subprogram, analoy water in and out subprogram, keyboard scan subprogram, LCD display subprogram etc.Keywords:MCU; Temperature control; DS18B20;Gasboiler;Liquid CrystalDisplay;目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2课题研究的目的及意义 (2)1.3系统的总体设计思想 (2)2 系统方案选择及工作原理 (1)2.1 系统设计方案 (1)2.2 系统结构框图 (2)2.2.1主要器件的选择 (4)2.2.2 辅助器件选择 (4)3 硬件电路设计 (5)3.1 主控单片机AT89S51芯片介绍 (5)3.1.1 主要性能特点 (5)3.1.2 AT89S51管脚说明 (6)3.2 单片机最小系统 (8)图3.2 最小单片机系统 (8)3.2.1时钟电路 (8)3.2.2 复位电路 (9)3.3 温度控制电路设计 (9)3.4按键电路设计 (10)3.5 水位检测电路设计 (10)3.6 稳压电源电路设计 (12)3.7温度传感器选择及温度采集电路 (13)3.7.1 DS18B20简介 (13)3.7.2温度采集电路 (14)3.8输出模块 (15)3.8.1 固态继电器SSR (15)3.8.2报警电路设计 (16)3.8.3液晶显示电路设计 (17)4 系统软件的设计 (19)4.1 系统主程序 (19)4.2 子模块软件设计 (20)4.2.1 A/D转换环节子程序设计 (21)4.2.2 DS18B20温度采集子程序设计 (21)4.2.3 LCD液晶显示子程序设计 (22)4.2.4 按键子程序设计 (23)总结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录一 (27)附录二 (36)1 绪论1.1 课题背景由于工业过程控制的需要，特别是在计算机技术和微电子技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国内外温度控制系统的发展迅速，并在智能化，自适应、参数整定等方面，以美国、德国、日本、瑞典等国家技术领先，都生产出了一批性能优异的、商品化的温度控制器及仪表，并在各行得到广泛的应用。

过程控制工程课程设计任务书设计名称：基于MCGS组态的反应炉自动控制设计设计时间：2015/9/1-2015/9/10姓名：班级：学号：指导教师：摘要加热反应炉是许多企业中的重要设备之一，为了避免事故的发生，实现安全生产，有必要对它的状态进行实时数据监控。

通过MCGS组态软件设计上位机监控画面，实时监控各参数。

本设计利用组态MCGS组态技术，使加热反应炉进行进料和排料，进气和排气，加热等自动控制，还可以进行数据实时报表输出，并可以对加热反应炉内水位变化进行实时曲线显示输出和历史曲线显示输出，并显示出报警信息，这样能预防和减少生产过程中的安全事故的发生，提高了人身的安全系数。

当意外发生或事故发生了以后，可以通过对历史数据报表和曲线观察分析，迅速总结经验，加强管理，从而避免今后再次发生类似的意外情况或事故，达到安全生产的目的。

关键词：加热反应炉，MCGS组态控制，监控画面ABSTRACTHeating furnace is one of the most important equipment for many enterprises.In order to avoid accidents and produce safely,it is necessary to monitor its production state in real time.Through the monitoring screen of MCGS configuration software technology,enterprises can monitor various parameters in real time.This design uses MCGS technology,automating feeding and nesting,intake and exhaust,heating of heating furnace.It can also output the data report in real time and shows alarm information,which can prevent and reduce the likelihood of accidents in the production process;enhance personal safety factor.When accidents happened,experience can be quickly summed up through the existed data report and curve analysis.According to them,enterprises strengthen the management,avoiding similar accidents in the future and achieve the purpose of safety production.Keywords: heating reactor, MCGS control, Monitoring menu目录第1章绪论 (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2 MCGS组态软件的优点 (1)1.3组态软件的状况及发展趋势 (2)第2章控制系统设备简介 (4)2.1加热反应炉简介 (4)2.1.1反应炉控制的过程 (4)2.1.2加热反应炉原理图 (4)2.1.3加热反应炉的I/O分配 (5)2.2 MCGS组态软件的介绍 (5)2.2.1组态软件的功能及特点 (5)2.2.2 MCGS组态软件的系统构成 (6)第3章控制画面的创建 (8)3.1 工程的建立 (8)3.2 变量的定义 (9)3.2.1 变量的分配 (9)3.2.2 变量的定义步骤 (10)3.3控制画面的设计与制作 (12)3.3.1 画面建立 (12)3.3.2 画面编辑步骤 (13)3.4动画连接 (14)3.5控制程序的编写 (16)3.5.1 定时器控制的使用。