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![《毕业设计(论文)-plc电弧炉控制系统总体设计》[管理资料]](https://uimg.taocdn.com/673bf62376eeaeaad0f330b3.webp)
摘要电弧炉炼钢是靠电极和炉料间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属和炉渣，是冶炼某些特殊金属及合金必须使用的炼钢方法。
论文以40吨电弧炉计算机控制系统为背景，在查阅了大量国内外相关文献的基础上，综述了电弧炉控制技术的发展历程、研究现状及今后的发展趋势。
根据电弧炉熔炼工艺对控制系统的控制要求，给出了控制系统总体设计方案，对电弧炉计算机控制系统的硬件系统配置作了详细的说明。
在电极调节器控制方案设计的基础上给出了实用的控制算法的实现方法，应用日本欧姆龙系列编程软件编写了整个控制系统控制软件，包括电极调节控制单元、液压站控制单元、真空开关合、分闸控制单元、变压器调压换档控制单元和其它逻辑控制单元。
关键词：电弧炉，电极调节，计算机控制，PLCABSTRACTThe steel-making of Electric Arc Furnace transfers the electricity to heat by the arc between electrode and charging. The Arc and its radiation melt the metals along with slag, it is the essential way to produce the special steel and alloy.The thesis is based on the 40-Ton electric arc furnace computer distributed control system of the Second Steel-making plant. The summaries of the historic, present state and perspective trend of control techniques of electric arc furnace are based on consulting a great deal of documentation. According to the control demands of the system, the system’s solving scheme is presented. The thesis thoroughly describes the hardware configuration of the computer distributed control system of electric arc furnace. Based on the design of the electrode’s position control algorithm,the realization method of control algorithm is proposed. The control software is designed with the Omron series programming language produced by Siemens Company, including electrode’s position control unit,hydraulics control unit, vacuum switch on/off control unit, changing the level of transformer control unit, oxygen gun movement control unit and other logical control units.Key words: Electric Arc Furnace, Electrode Regulator, Computer Control.，PLC第一章概述 (4)： (5)电弧炉系统 (5)电弧炉炼钢发展概况 (5)电弧炉炼钢的特点 (6)电弧炉炼钢计算机控制发展概况 (7)电弧炉炼钢设备概括 (7)电弧炉炼钢的机械设备 (7)电弧炉炼钢的电气设备 (9)电弧炉炼钢过程及工艺简介 (10)电弧炉炼钢过程 (10)电弧炉炼钢工艺简述 (12)电弧炉工艺对控制系统的要求 (12)电弧炉炼钢工艺对电极调节器的要求 (13)本论文所做的工作 (13)第二章电弧炉控制系统 (14)电极升降自动控制系统 (14)液压、水冷、气动控制系统 (16)液压控制系统 (16)水冷控制系统 (17)气动控制系统 (17)PLC控制系统 (18)计算机在电弧炼钢中的应用 (18)电弧炉PLC控制系统的构成 (19)电弧炉PLC控制系统的功能 (20)第三章电弧炉电极控制的建模 (21)电极系统电气部分建模 (21)单向电极的建模 (22)三相电极的建模 (23)电极工作原理及性能要求 (27)工作原理 (27)性能要求 (28)传动系统的建模 (29)第四章电弧炉控制系统的软硬件设计 (30)变压器保护 (30)液压站控制 (32)炉体操作 (37)水冷系统 (42)事故报警 (44)上料系统 (45)电弧炉控制系统程序的检查和编译 (48)结束语 (50)参考文献 (51)致谢 (52)第一章概述：钢包精炼炉，是用来对初炼炉（电弧炉、平炉、转炉）所熔钢水进行精炼，并且能调节钢水温度，工艺缓冲，满足连铸、连轧的重要冶金设备。
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。
基于模糊控制的PLC在温度控制中的应⽤基于模糊控制的PL C在温度控制中的应⽤张雪平1 王志斌21.宜宾学院2.四川⼤学摘要:结合⼯业电炉的温度控制,介绍了⼀种基于模糊控制的PL C温度控制系统。
该系统克服了传统的位式调节器和P I D调节器超调⼤的缺点,充分发挥PL C控制灵活、编程⽅便、适应性强的优点,提⾼了控制的精确度。
关键词:模糊控制 PL C 温度控制Appl ica tion of the Fuzzy Con trol Ba sed on PLCi n Te m pera ture Con trolZhang Xuep ing W ang Zh ib inAbstract:Jo ining temperature contro l of the industry electric stove,th is paper introduces a k ind system of fuzzy contro ller based on PL C in temperature contro l.T he system overcom es w eakness of super adjusting w ith traditi onal regulato r and P I D regulato r,it has advantages contro l flexible,p rogramm ing convenient,adap table, increases the accuracy of the contro l.Keywords:fuzzy contro l PL C temperature contro l1 引⾔温度控制是⼯业⽣产过程中很重要的⼀种控制。
温度控制系统⼀般具有⼤惯性、⼤延时的特点。
在⼯业控制中,温度系统的数学模型难以确切建⽴。
⼯业现场对温度控制,常⽤有位式调节器和P I D控制器等。
第28卷第4期2011年4月机 电 工 程Journa l ofM echanica l&E lectr i ca l Eng i neeringV o.l 28N o .4A pr .2011收稿日期:2010-11-04基金项目:国家自然科学基金资助项目(50805042);浙江省自然科学基金资助项目(Y 10808055)作者简介:胡小平(1970-),女,浙江温州人,博士,教授,硕士生导师,主要从事企业信息集成、协同设计和知识工程方面的研究.E-m ai:l x i aop -i ng .hu @hdu .edu .cn模糊技术在PLC 控制中的应用*胡小平,朱 朋,纪华伟(杭州电子科技大学机械工程学院,浙江杭州310018)摘要:针对控制系统装置的对象往往出现大时滞、非线性和难以建立精确数学模型等问题,提出将先进的模糊控制技术引入传统的自动化装置之中。
模糊控制具有鲁棒性强等特点,可以使外界干扰和参数变化跳动对控制效果的影响大大减弱。
从工程角度出发,采用西门子PLC 常规输入/输出模块组成模糊控制器的核心,提出了相应可行的模糊控制算法,并采用了在线线性查询方式和模块化编程。
研究结果表明:在珩磨控制系统模型应用中,该模糊控制方法稳态误差小、响应速度快。
关键词:模糊控制;可编程控制器;在线线性查询中图分类号:TH39;TP271+.4 文献标志码:A文章编号:1001-4551(2011)04-0440-04Application of fuzzy technology i n the PLC controlHU X iao -pi ng ,ZHU P eng ,JIH ua -wei(Co llege ofM echan ica lEng i n eeri n g ,H angzhou D i a nziUniversity ,H angzhou 310018,Ch i n a)Ab stract :A i m ing at t he ob j ectsw hich often have severe delays ,are nonli nea r and d ifficu lt to establis h accurate m a t he m aticalm ode ls i n con -tro l syste m,the fuzzy control techno l ogy w as i ntroduced and appli ed i nto trad iti onal auto m anua l dev i ces .T he fuzzy contro l is robust ,and itcan greatl y reduce t he effect o f outsi de i nterference and beating para m eters .F ro m an eng i neer i ng view ,t he conventi onal i nput/output mod -ules o f S i em ens PLC w ere used to m ake up the fuzzy contro ll e r p s co re ,a co rresponding feasi ble f uzzy contro l algorith m was presented and t he onli ne m ethods o f li near i nquery and modu lar prog ra mm i ng were used .The results i nd i cate t hat e rror i s s ma ll and the response i s fast in ho -ni ng contro l sy stem m ode,l wh i ch i s used th i s contro lm ethod .K ey w ords :fuzzy contro;l progra mmable l og ic contro ller(PLC);onli ne li near i nquery0 引 言模糊控制是指在控制方法上应用模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理,通过模拟人脑思维,对一些无法建立数学模型的过程进行控制的一种智能控制技术[1]。
基于PLC的模糊控制PID控制器的设计与应用发布时间：2022-02-16T08:08:00.046Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第16期作者：马少辉[导读] 目前我国经济水平和科技水平发展十分快速，在工业控制生产中，我们比较倾向于PID控制。
因为它的控制方法比较容易被工厂人员所接受和掌握，而且它的研究成本低，所以被广泛应用。
但是对于一些复杂的控制系统，由于受到众多非线性因素影响，数学模型就会不好建立，PID的控制就会受到限制。
比如遇到典型的复杂的控制系统例子，它有着多种可变因素的复杂系统，导致我们很难精确的分析系统的动静态特性。
由于它的控制器结构及参数已经固定，所以不能实时地根据误差的变化进行及时的调整。
马少辉珠海格力电器股份有限公司广东省珠海市 519070摘要：目前我国经济水平和科技水平发展十分快速，在工业控制生产中，我们比较倾向于PID控制。
因为它的控制方法比较容易被工厂人员所接受和掌握，而且它的研究成本低，所以被广泛应用。
但是对于一些复杂的控制系统，由于受到众多非线性因素影响，数学模型就会不好建立，PID的控制就会受到限制。
比如遇到典型的复杂的控制系统例子，它有着多种可变因素的复杂系统，导致我们很难精确的分析系统的动静态特性。
由于它的控制器结构及参数已经固定，所以不能实时地根据误差的变化进行及时的调整。
关键词:模糊PID控制;pH值控制;可编程控制器引言PID控制器作为温度控制系统不可或缺的一部分，在整个系统中起着至关重要的作用。
PID控制器具有的优点是原理简单、使用方便、控制精度高、算法成熟，并且使用时不用依赖非常高级专业的技能。
因此用PID控制器来实现温度控制系统的设计。
因此，针对上述问题，提出了一种输出方差最优的PID参数整定方法，将参数整定问题转化为一个非凸优化问题，采用粒子群算法(ParticleSwarmOptimization，PSO)求得全局最优解，实现了最小方差PID参数整定。
精炼炉使用PLC自动控制系统的研究本文以RH精炼炉课题为背景，研究基于PLC的RH精炼炉综合自动化控制系统。
深入分析精炼炉的工艺，在此基础上深入分析RH精炼炉综合自动化控制系统的需求，设计并实现基于PLC的RH精炼炉综合自动化控制系统，包括架构设计、基础自动化子系统、过程控制计算机子系统和真空槽环流气体PID控制等功能模块的设计与实现，通过测试和实际运行来验证系统的可行性和有效性。
1 引言21世纪钢铁企业迅猛发展，企业竞争压力随之增大，低端的产品已不具有市场竞争力，这就要求我们开发出具有竞争力的高端产品。
德国是世界上最早采用RH精炼技术的国家，早在50年代末期此项技术就已出现,其中RH为当时德国采用RH精炼技术的两个生产厂家的第一个字母的缩写。
至今,全世界已有100余台RH精炼炉。
RH精炼技术在美国、日本、西欧得到普遍推广,炼钢生产线对生产的成本控制以及生产节奏要求越来越高，轧钢生产线对钢水的质量要求不断提高，对钢水的温度控制以及碳含量也提出了新的要求。
RH（RuhrstahlHeraeus）系统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备，广泛用于钢水的脱碳、脱氧、脱气、升温、成分调整及超低碳钢冶炼等方面。
传过程控制技术发展到今天,在控制方式上经历了人工控制和自动控制两个发展时期。
在自动控制时期，过程控制系统经历了三个发展阶段,它们分别是：分散控制阶段,集中控制阶段和集散控制阶段[13]。
RH真空处理自动控制系统从上世纪的六、七十年代的继电逻辑控制系统、电动单元组合仪表系统发展到了目前PLC网络控制系统。
RH钢水真空处理采用二级计算机控制系统。
基础自动化包含电控和仪控，是电仪合一的PLC控制系统；二级自动化采用奔腾PC 机，编制数学模型实现过程控制。
随着工业自动化技术的不断发展，企业内部信息网、客户/服务器模式、现场总线技术的出现，对RH真空处理自动化和计算机的结构也产生影响。
现在RH真空处理自动控制系统采用PLC制系统，在现场控制级采用现场总线技术，在基础自动化级和过程控制管理级采用计算机网络技术，在传动系统方面，全数字化的可控硅整流装置和全数字化的交流逆变装置已经彻底替代了原来的模拟控制的交/直流供电装置。
基于PLC的锅炉监控系统的设计摘要本文介绍了以锅炉为被控对象，以锅炉出口水温为主被控参数，以炉膛内水温为副被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，构成锅炉温度串级控制系统；采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现锅炉温度的自动控制。
本文分别就燃煤锅炉的控制系统工作原理，温度变送器的选型、PLC配置、组态软件程序设计等几方面进行阐述。
通过改造燃煤锅炉的控制系统具有响应快、稳定性好、可靠性高,控制精度好等特点，对工业控制有现实意义。
关键词：燃煤锅炉的控制系统，温度控制，串级控制，PLC，PIDPLC-based boiler control systemDesignABSTRACTThis paper introduces the boiler is controlled object to the boiler outlet water main parameter to be controlled to within the furnace temperature was deputy accused of parameters to the furnace resistance wire voltage of the control parameters, PLC as controller, constitute the boiler temperature cascade level control system; using PID algorithm, using PLC ladder programming language programming, automatic control of the boiler temperature.This paper on the coal-fired boiler control system works, temperature transmitters selection, PLC configuration, the configuration software program design and other aspects to elaborate. Through the transformation of coal-fired boiler control system has fast response, good stability, high reliability, control accuracy and good features, the industrial control has practical significance.Key words:Coal-fired boilers control system，temperature control，cascade control PLC ，PID目录1 绪论 (1)1.1 课题背景及研究目的和意义 (5)1.2 国内外研究现状 (5)1.3 项目研究内容 (6)2 锅炉控制系统总体设计 (8)2.1 燃煤锅炉的组成 (8)2.2 燃煤锅炉的工作过程 (8)2.3 系统功能分析 (9)2.4 控制方案的设计 (10)2.5 控制系统结构 (11)2.6 电路的保护 (12)3 PLC控制系统的硬件设计 (14)3.1 可编程控制器基础 (14)3.1.1 PLC概述 (14)3.1.2 PLC的历史 (14)3.1.3 现今的PLC (16)3.1.4 PLC的设计标准 (17)3.2 可编程控制器的产生和应用 (19)3.2.1 可编程控制器的组成和工作原理 (19)3.2.2 可编程控制器的分类及特点 (21)3.3 组态软件的基础 (22)3.3.1 组态的定义 (22)3.3.2 组态王软件的特点 (22)3.3.3 组态王软件仿真的基本方法 (23)3.4 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (23)3.4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (23)3.4.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (23)3.4.3 PLC程序设计的一般步骤 (24)3.4.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (23)3.4.3 PLC程序设计的一般步骤 (24)3.5 PLC的选型和硬件配置 (26)3.5.1 PLC型号的选择 (26)3.5.2 温度传感器 (26)3.6 系统整体设计方案与电气接线图 (26)3.7 PLC控制器的设计 (27)3.8 控制系统数学模型的建立 (27)4 PLC控制系统的软件设计 (29)4.1 PLC程序设计常用方法 (29)4.2 编程软件FPWIN-GR概述 (29)4.3 梯形图 (29)4.4 文本显示图 (34)参考文献 (36)致谢 (37)1 绪论1.1 课题背景及研究目的和意义燃煤锅炉的应用领域相当广泛，燃煤锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。
目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Keywords (1)引言 (1)1炉温控制系统结构及工作原理 (2)2模糊控制器的设计 (3)2.1输入、输出的模糊化 (3)2.2模糊控制规则 (4)2.3模糊推理 (5)2.4模糊判决 (5)2.5数字PID算法 (5)3利用MATLAB模糊逻辑工具箱设计模糊控制器过程 (6)3.1利用MATLAB模糊推理工具箱编辑模糊控制器过程 (6)3.1.1编辑模糊变量及变量的隶属度函数 (6)3.1.2编辑输入、输出变量的隶属函数 (6)3.1.3编辑模糊控制规则 (6)3.1.4模糊控制的生成 (7)3.2仿真模型的建立 (7)3.2.1对仿真结构图进行说明 (7)3.2.2注意仿真前，先进行部分设置 (8)3.3仿真结果 (8)4MATLAB与VC++的混合编程介绍 (9)5温控制系统软件的介绍 (11)5.1软件实现功能 (11)5.2界面简介 (11)6模糊PID控制ActiveX控件的编制 (12)致谢 (13)参考文献 (13)附录A (13)基于模糊PID控制的电阻炉温度控制系统摘要：电阻炉是一个特性参数随炉温变化而变化的被控对象，炉温控制具有大惯性、大滞后、时变性的特点。
传统PID难以达到较高要求，故本文应用一种参数自适应模糊PID 控制方法，根据系统误差E和误差变化率EC对参数的要求在线整定PID参数KP、KI、KD。
在用SIMULINK仿真过程中，该控制器比常规PID具有良好的动、静态特性。
简介了Matlab与Visual C++联合编程技术,采用Matlab与Visual C++联合编程和ActivcX技术将模糊PID控制ActivcX控件嵌入VC控制系统中，可使炉温准确快速地跟随设定值。
另外，该系统可实时直观显示温度值和炉内加热电压值。
关键词：电阻炉温度控制系统 ; 自适应 ; 混合编程 ; ActiveXThe Application of Fuzzy-PID inTemperature Control of Electric Resistance FurnaceStudent majoring in Automation Zhao LiTutor Shi XunwenAbstract：As the model parameters of resistance furnace vary with temperature , it show some character of big inertial，pure delay and inconstancy. The traditional method can't meet the higher technological requirements. Therefore，this paper applies a Parameter Self-tuning Fuzzy PID Controller's method to rectify the parameters of PID controller online to meet the command in the case with variational error and its variance ratio .Based on the simulink, a powerful simulation platform, the practice proves that the method has better steady accuracy and tracking performance than the traditional.The ActivcX along with the union programming technology of Matlab and Visual C++ was introduced and be used to realized the Fuzzy-PID controller, which can make the initial temperature of electric resistance furnace followed by current temperature quickly and exactly. Therefore, the temperature and voltage are also applied in the control system pane.Key words:Temperature Control system of Electric Resistance Furnace; self-adaptation; union programming ; ActiveX引言PID控制具有结构简单、稳定性能好、可靠性高等优点，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。
摘要电阻炉是一种具有纯滞后的大惯性系统，开关炉门、加热材料、环境温度以及电网电压等都影响控制过程，传统的加热炉控制系统大多建立在一定的模型基础上，难以保证加热工艺要求。
近年来模糊PID控制在许多控制应用中都取得了成功，模糊PID控制应用于控制系统设计不需要知道被控对象精确的数学模型，对于许多无法建立精确数学模型的复杂系统能获得较好的控制效果，同时又能简化系统的设计，因此，在电阻炉温度控制系统中，模糊PID控制就成为较好的选择。
本文主要给出了电阻炉系统的模糊PID控制设计。
首先介绍了PID控制和模糊控制理论的相关知识，基于电阻炉的数学模型，提出了用PID和模糊PID理论实现对温度进行控制的方案，然后给出仿真，通过比较证明了模糊PID控制的可行性和优点。
关键词：温度控制模糊PID控制电阻炉仿真AbstractThe resistance furnace is a kind of pure inertial system lags behind the door, switch, environmental temperature and heating material, voltage control process, etc. Influence of traditional heating control system based on certain mostly based on the model, the heating process requirements to guarantee.In recent years, fuzzy PID control application in many the success, fuzzy PID control applied to control system design, need not know is accurate mathematical model for many cannot be established mathematical model of complex systems can gain better control effect, also can simplify system design, therefore, in the resistance furnace temperature control system, the fuzzy PID control becomes better choice. This paper discusses the application of fuzzy PID control system, control theory of resistance furnace is introduced first exhaustive PID control and fuzzy control theory of knowledge, and proposed in this foundation with PID and theory of fuzzy PID control scheme for temperature is established, based on the resistance furnace temperature of simple mathematical model of fuzzy PID controller, and then, by comparing the simulation proves its feasibility.Key words: Temperature control Fuzzy PID control The resistance furnace Simulation目录摘要 (I)Abstract..................................................................................................................................... I I1 绪论 (1)1.1课题的提出和意义 (1)1.2 温度控制系统控制方案 (1)1.3 本文的工作 (4)2 模糊PID控制 (5)2.1 常规PID控制 (5)2.2模糊控制 (9)2.3 模糊PID控制 (13)3 电阻炉温度控制系统的模糊PID设计 (16)3.1 电阻炉系统数学模型的建立 (16)3.2 电阻炉模糊控制器的建立 (18)3.3 电阻炉模糊PID控制器设计 (20)4 仿真研究与比较 (28)4.1PID控制 (28)4.2 电阻炉模糊控制 (29)4.3 电阻炉模糊PID控制 (29)4.4 比较与总结 (30)5 总结与展望 (32)致谢........................................................................................................... 错误!未定义书签。
图书分类号：密级：毕业设计(论文)基于PLC的静电除尘控制系统设计DESIGN OF CONTROL SYSTEM FOR ELECTROSTATIC PERECIPITATOR BASEDON PLC学生学号学生姓名学院名称专业名称指导教师2013年6月10日摘要高压静电除尘器是一种具有成熟的技术、简单的结构、维护的费用较低的工业净化烟气的设备，长久以来广泛应用于大气污染治理行业中。
静电除尘振打控制系统本身具有时序控制的特点，恰好能够较好的发挥出PLC的优势。
所以，电除尘振打PLC控制系统被广泛应用于工业电除尘中。
本文较为详细的概述了可编程控制器PLC在静电除尘器中的应用，设计将以静电除尘器电极振打清灰PLC控制系统的设计作为核心部分，以PLC为核心设计了系统结构图、梯形图、I/O口接线图以及就地操作箱原理图，在电极振打除尘的同时又添加了一些比较的实用的功能，而且简化了电路的结构，使之变得更为灵活且方便控制。
关键词PLC；静电除尘；控制系统AbstractHigh voltage electrostatic precipitator is a purification equipment for industrial flue gas.It has been widely used in the air pollution control industry because of mature technology, simple structure and low maintenance cost. ESP rapping control system has the characteristic of timing control, it can give full play to the advantages of PLC. ESP rapping PLC control system has been widely applied in industrial electrostatic precipitator.This paper summarizes the application of programmable controller of PLC in electrostatic precipitator. A control system is designed with PLC. The system structure diagram, ladder diagram, I/O diagram and local operation box diagram are designed.At the same time, some more practical function are added, and the circuit structure is simplified to make the control become more flexible and convenient.Keywords PLC electrostatic precipitator control system目录1绪论 (1)1.1课题研究的背景及意义 (1)1.1.1静电除尘的背景 (1)1.1.2静电除尘的意义 (1)1.2静电除尘研究现状 (1)1.3课题研究的主要内容 (1)2 PLC的原理和电除尘清灰原理 (3)2.1PLC的原理 (3)2.1.1PLC的原理 (3)2.2静电除尘振打清灰原理 (3)2.2.1静电除尘器的结构 (3)2.2.2静电除尘工作原理 (3)2.2.3气体电离和电晕放电 (4)2.2.4尘粒的荷电 (4)3 PLC硬件设计 (6)3.1PLC的选择 (6)3.1.1PLC静电除尘基本原理 (6)3.1.2PLC的选择确定 (6)3.1.3高压供电控制系统原理框图 (6)3.1.4元器件的选择与型号 (7)3.2系统主电路图设计 (8)3.2.1主电路图设计 (8)3.2.2振打电动机的选型 (9)3.2.3就地操作箱设计 (9)3.3I/O分配和PLC接口电路设计 (10)3.3.1I/O分配 (10)3.3.2I/OPLC接口电路设计 (11)4 软件设计 (13)4.1软件设计流程图 (13)4.2振打电动机的控制要求 (14)4.2.1振打控制作用分析 (14)4.2.2振打制度的选取原则 (14)4.2.3振打工作时序图 (14)4.2.4振打时序图的绘制 (15)4.3振打控制程序设计 (16)4.3.1编程语言的选用 (16)4.3.2梯形图 (16)5 MCGS组态仿真 (21)5.1MCGS概述 (21)5.1.1MCGS简介 (21)5.1.2MCGS的特点 (21)5.2静电除尘MCGS监控系统设计 (21)5.2.1设计画面 (21)5.2.2定义数据变量 (23)5.2.3动画连接 (24)5.2.4模拟设备设置 (26)5.2.5编写程序 (27)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (31)附录1 (31)附录2 (34)1绪论1.1课题研究的背景及意义1.1.1静电除尘的背景随着人民的社会生活水平和环保意识的逐步提高，环境问题已成为全球关注的焦点。
摘要随着社会经济的飞速发展，城市建设规模的不断扩大，以及人们生活水平的不断提高，对城市生活供暖的用户数量和供暖质量提出了原来越高的要求。
结合现状，本论文供暖锅炉监控系统，设计了一套基于PLC和变频调速技术的供暖锅炉控制系统。
该控制系统以一台工业控制机作为上位机，以西门子S7-300可编程控制机为下位机，系统通过变频器控制电机的启动，运行和调速。
上位机监控采用WinCC设计，主要完成系统操作界面设计，实现系统启停控制，参数设定，报警联动，历史数据查询等功能。
下位机控制程序采用西门子公司的STEP7编程软件设计，主要完成模拟量信号的处理，温度和压力信号的PID控制等功能，并接受上位机的控制指令以完成风机启停控制，参数设定，循环泵的控制和其余电动机的控制。
本文设计的变频控制系统实现了锅炉燃烧过程的自动控制，系统运行稳定可靠。
采用锅炉的计算机控制和变频控制不仅可大大节约能源，促进环保，而且可以提高生产自动化水平，具有显著的经济效益和社会效益。
关键字：锅炉控制；变频调速；组态软件；PLCAbstractAlong with social economy’s swift development, the urban construction scale’s unceasing expansion , as well as the peple living standard’s unceasing enhancement , set more and more high request to the city life heating’s user quantity and the heating quality. The union present situation, the present paper heating boiler supervisory sysem, has designed a set based on PLC and the frequency conversion velocity modulation technology heating boiler control system.This control system takes the superior machine by one Industry cybertrons , west of family household S7-300 programmable controller for lower position machine ,system through frequency changer control motor’s start , movement and vclocity modulation .the superior machine monitoring software uses the three dimensional strength to control the WinCC design , mainly completes the system operation contract surface design ,realizes the system to open/stops functions and so on control ,parameter hypothesis ,warning linkage,historical data inquiry. The lower position machine control procedure uses Siemen’s STEP7 programming software design , mainly completes the simulation quantity signal processing , temperature and pressure signal functions and so on PID control , and receives the superior machine control command to complete the air blower to open/stops the control , the parameter hypothesis, the circulating pump control and other electric motor’s control.This article designs the frequency conversion processs automatic control, the systems operation is stable, is reliable. Uses boiler’s computer control and the frequency converseon control noe only may save the energy greatly, the promotion environmental protection moreover may raise the production automation level, has the remarkable economic efficiency and the social efficiency.Key Words：Boiler control；Frequency conversion velocity modulation ；Configuration Software；PLC目录摘要 0Abstract (1)第1章概述 (4)1.1 项目背景及课题的研究意义 (4)1.2 供暖锅炉控制的国内外研究现状 (5)1.3锅炉控制系统的发展趋势 (6)1.4本文所做工作 (7)第2章系统方案设计 (9)2.1锅炉控制研究简介 (9)2.2 总体设计思路 (9)2.3方案比较 (10)2.3.1方案1 (10)2.3.2 方案2 (10)2.4方案论证与方案确定 (11)第3章硬件设计 (12)3.1 用户系统框图 (12)3.2 锅炉系统的理论分析 (13)3.2.1变频调速基本原理 (13)3.2.2变频调速在供暖锅炉中的应用 (13)3.2.3变频调速节能分析 (14)3.3燃烧过程控制 (19)3.4锅炉控制系统设计 (20)3.5控制系统构成介绍 (21)第4章软件设计 (25)4.1 S7-300系列PLC简介 (26)4.2 PLC编程语言简介 (28)4.2.1 PLC编程语言的国际标准 (28)4.2.2复合数据类型与参数类型 (29)4.2.3系统存储器 (29)4.2.4 S7-300 CPU中的寄存器 (30)4.3 STEP7 的原理 (31)4.3.1 STEP7概述 (31)4.3.2 硬件组态与参数设置 (32)4.3.3 符号表 (36)4.3.4 逻辑块 (37)4.3程序设计 (38)4.4通信系统 (41)4.5人机界面 (43)4.5.1监控软件WinCC介绍 (43)4.5.2监控系统设计 (45)4.5.3锅炉监控界面设计 (49)第5章结论 (53)5.1 成果的创造性和先进性 (53)5.2作用意义（经济效益和社会意义） (53)5.3 推广应用范围和前景 (53)5.4 需要进一步改进之处 (54)参考文献 (55)外文资料翻译 (56)外文翻译原文 (56)外文翻译译文 (68)致谢 (75)附录 (76)附录1 程序清单 (76)附录2 I/O点数分配表 (96)附录3 物理参数比较表 (97)第1章概述1.1 项目背景及课题的研究意义工业锅炉是工业生产和集中供热过程中重要的动力设备。
传统的继电器控制具有结构简单，容易操作技术难度低等优点但其控制功能单一，体积庞大存在着触点接触不良,查找困难等缺点.越来越不能满足现代化的控制要求.plc具有通用性强，易维护稳定性高，体积小重量轻结构紧凑便于安装等优点．它诞生于上个世纪六十年代，其诞生后便得到迅速发展．特别是随着计算机及微电子技术的完善更是如虎添翼，功能日益强大．模拟量控制，位置控制，远程控制等功能使plc正逐渐以每年１５的增长速度广泛的应用于各行各业．介绍电弧炉炼钢已成为炼钢的两大主要方法之一电弧炉炼钢的产量已占到钢产量的１／３左右．而且还在快速发展．电炉变压器是电炉炼钢中最大的耗能设备，以３０吨炼钢炉为例它需要１６０００的变压器额定电流达３７６２０（随档位而变化）根据功率电压电流变压器的功率实现是依靠电极升降来完成的．如果能提高电极的反应速度减少反应速度．将大大降低耗能．我公司用的电极升降调节系统是在变压器短网中取电压信号，在变压器电流互感器中取电流信号．经过电压信号变压器及电流信号变压器整定．然后在比较臂放大插件中进行比较．如果电压信号大于电流信号，电极下降．电流增大．如果电流信号大于电压信号，电极上升，电流下降．如此实现自动调节的目的．如果采用pi调节器能调节对象中的惯性作用．提高反应速度．采用plc可以提高系统的稳定性．进行比较判断处理．代数运算处理．延长设备的使用寿命和技术寿命所以决定采用plc方案解决方案采用plc首先要解决的是信号问题，１把电流互感器的角形接法改为星形接法．２撤除原来的电压信号变压器和电流信号变压器．改为采用电压信号变送器gav252 及电流信号变送器gaa253．电流信号经过变换后产生一个正比与电流变化的０－５伏的电压信号．把它接入的模／数转换模块上的１通道上．电压信号经变送器转换后产生一个正比于电压变化的０－５伏的电压信号．接到同一个模／数转换模块上的２通道上．用精密多圈电位器把代表电流信号的０－５伏的电压信号也接到同一个模／数转换模块的３通道上，模数转换模块首先对３个信号进行滤波处理然后进行数字量转化，并把转换后的信号通过数据线传到cpu模块，opu利用预先编好的程序对这３个信号进行比较判断．代数运算．pi运算处理．最后给出一个综合信号．再把这个信号送到数／模转换器中．转换成正负１０伏左右的的电压信号．经过功率放大器板．用放大后的信号驱动司服阀．实现自动控制电极升降和电流的目的３根据炼钢工艺要求手动调节精密多圈电位器以手动控制电流的大小．当电流的设定值大于实际值时．这两个信号在cpu内产生一个正差值信号通过转换和放大以后驱动司服阀使电极下降．直到实际值等于设定值为止．假设出现短路现象．电流的实际值大于给定值此时cpu送出的负差值最大．这个信号使电极迅速上升（电极的上升速度应大于下降速度．）直到两值相等为零，电极停止上升.方案实施１plc的内部程序编辑完毕后实施方案，只是变送器，功放板以及各种功能按钮（各相电极升降，三相总提，总降，各相电极转备用等）与plc的io口的连接．因为是设备的改造所以应对原系统的布线进行统计，对原系统可以利用的线进行重新编号．以待plc改造时利用．（新旧线号对比见图１）２plc输出信号需放大他与功放板的接线见附图２改造后的技术指标调节器的不灵敏区小于５电流调节范围０００００响应时间表钢液温升速度不小于原速度．因为采用了pi系统电极的过度时间。
