基于PLC的锅炉液位控制系统

基于plc的热电厂锅炉水位自动控制系统一、研究背景、现状和意义电厂热工过成采用自动化技术已有较长的历史，1766年波尔佐诺夫发明的锅炉给水调节装置、1764年瓦特发明的蒸汽机离心摆调速装置，是热能动力设备最早的自动控制装置，也是整个自动化领域的早期成果。

随着时代科学技术的发展，火力发电机组已由过去的中低压、中小容量发展到现在的高参数、大容量的单元机组，其生产过程的操作由运行人员手动控制到陆续采用各种自动控制装置，实现生产过程的自动控制，使火力发电厂的自动控制水平日益提高和发展【1】。

热工自动化控制技术是理论与技术相结合的一门学科，它的发展可分为理论与技术两个方面。

从理论上大致分为以下三个发展阶段：（1）20世纪50年代以前，一般以简单控制系统为主，机组容量小，自动化水平低。

理论基础是经典控制理论，它是用传递函数对被控对象进行数学描述，以根轨迹和频率法作为分析和综合系统的基本方法。

（2）20世纪60年代，生产设备走向大型化，生产系统日趋复杂，机组的运行与操作要求更为严格。

原来的简单控制已不能满足生产要求，理论上以状态空间分析方法为基础，出现了现代控制理论。

现代控制理论以线性系统为前提进行研究，这是控制理论质的飞跃。

但实际生产过程应用中，效果并不是十分理想。

（3）由于被控对象机理复杂，难以建立精确的数学模型，第三代控制理论的出现以满足生产要求。

以专家系统、神经网络控制和模糊控制为主，同时还有以专家系统、神经网络进行生产过程设备故障分析和性能分析。

从技术装备发展上来分，有以下三个阶段：（1）20世纪30 ~40年代，火力发电机组容量较小，热工生产过程主要是凭生产实践经验来控制，局限于一般的控制元件及机电式控制仪器，采用比较笨重的机电式仪表实现机、炉、电各自独立的分散的局部自动控制。

机、炉、电各控制系统之间没有或是很少有联系。

（2）20世纪50~60年代，出现了电动单元组合仪表和巡回检测装置，因而实现了机、炉作为一个单元整体来进行集中控制，仪表盘装在一起监视，从而使机、炉启停运行更为协调，对提高设备效率和强化生产过程有所促进，适应了工业生产设备日益大型化与连续化发展的需要。

基于PLC的蒸汽锅炉汽包液位自控系统【摘要】本文是作者根据现场经验，通过几个不同的方面，来解析汽包液位控制方案，并还利用了汽包液位的补偿公式来实现蒸汽锅炉汽包液位的精确控制，满足了各种不同的生产工艺的自动化控制，有效地降低了能耗，提高了生产效率。

【关键词】蒸汽锅炉汽包液位自动化控制【引言】随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对工业生产的工作效率要求也越来越高。

锅炉是电力生产中重要的动力设备，而汽包液位是锅炉运行中的一个重要监控参数，它反映了锅炉负荷与给水的平衡关系。

汽包液位自动化控制，可以大大减少人力投入，也可以提高生产过程的实时性和安全性。

【正文】蒸汽锅炉的工作原理是通过煤的燃烧将注入汽包中的水加热变成蒸汽。

控制系统需要按照生产工艺的需求变化实时的调整蒸汽的产量和质量，这就势必会影响汽包液位的变化；当蒸汽量变化大时，汽包液位变化也会很不稳定，以下方案就主要解决了液位突变的问题。

1汽包液位汽包液位是锅炉运行中重要监控参数，它反映了锅炉负荷与给水的平衡关系。

汽包液位过高会造成蒸汽带水，影响汽水分离效果，从而影响蒸汽质量；过低会破坏水循环，容易使水全部汽化烧坏锅炉甚至爆炸。

这就要求汽包液位在一定范围内，适应各种工况的运行。

而双室平衡容器在其中充当着重要的角色。

双室平衡容器是一种结构巧妙，具有一定自我补偿能力的汽包水位测量装置。

当汽包水位越接近于零水位，其输出的差压受压力变化的影响越小，即对汽包水位测量的影响越小。

如图1所示，按行业规定，将双室平衡容器主要结构分别命名为凝汽室、基准杯、溢流室和连通器。

图1 双室平衡容器示意图凝汽室：理想状态下，来自汽包的饱和水蒸汽经过这里时释放掉汽化潜热，形成饱和的凝结水供给基准杯及后续环节使用。

基准杯：作用是收集来自凝汽室的凝结水，并将凝结水产生的压力导出容器，传向差压测量仪表。

基准杯的容积是有限的，当凝结水充满后则溢出流向溢流室。

由于基准杯的杯口高度是固定的，故而称为基准杯。

图书分类号：密级：毕业设计(论文)基于PLC的锅炉水位控制系统设计DESIGN OF BOILER WATER LEVEL CONTROL SYSTEM BASED ON PLC学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名：日期：学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。

有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。

可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要汽包水位是影响锅炉安全运行的一个重要参数，汽包水位过高或者过低的后果都非常严重，因此对汽包水位必须进行严格控制。

PLC技术的快速发展使得PLC广泛应用于过程控制领域并极大地提高了控制系统性能，PLC已经成为当今自动控制领域不可缺少的重要设备。

本文分析影响汽包水位的各种因素出发，重点分析了锅炉汽包水位的“虚假水位”，提出了锅炉汽包水位控制系统的三冲量控制方案。

按照工程整定的方法进行了PID参数整定，并进行了仿真研究。

根据控制要求和所设计的控制方案进行硬件选型以及系统的硬件设计，利用PLC编程实现控制算法进行系统的软件设计，最终完成PLC在锅炉汽包水位控制系统中应用。

关键词汽包水位；三冲量控制；PLC；PID控制AbstractThe steam drum water level is a very important parameter for the boiler safe operation, both high and low steam drum water level may lead to extremely serious consequence; therefore it must be strictly to be controlled. With the rapid development of PLC technology, it can widely be applied to the process control domain and enhances the performance of control system enormously. PLC has already become the essential important equipment in automatic control domain.Based on the analysis of all kinds of factors which influence steam drum water level, “unreal water level phenomenon”is ana lyzed specially, and three impulses control plan for steam drum water level control system is proposed. PID parameters are regulated by engineering regulation method, and simulation study is done. According to the needs of control, the selection of control requirements hardware and system hardware design as well as system software design are carried out. Finally the application of PLC in boiler steam drum water control system is completed.Keywords Steam drum water level Three impulses control PLC PID control目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 目前锅炉汽包水位系统的发展状况 (1)1.2 本设计的主要工作 (2)2 控制方案设计 (4)2.1 虚假水位的形成及对策 (4)2.2 汽包水位的影响因素 (4)2.3 汽包水位的控制方案设计 (7)3 硬件选型...................................................................................................... 错误!未定义书签。

设计基于PLC 的锅炉控制系统需要考虑到控制逻辑、传感器选择、执行器配置、人机界面以及安全性等多个方面。

以下是一个基本的PLC 锅炉控制系统设计方案：1. 控制逻辑设计：-设定温度和压力设定值，根据实际情况设定控制策略。

-设计启动、停止、调节锅炉火焰和水位控制等具体操作逻辑。

2. 传感器选择：-温度传感器：用于监测锅炉管道和水箱的温度。

-压力传感器：监测锅炉的压力情况。

-液位传感器：监测水箱水位，确保水位在安全范围内。

-其他传感器：根据需要选择氧含量传感器、烟气排放传感器等。

3. 执行器配置：-配置控制阀门、泵等执行器，用于控制水流、燃料供应、风扇转速等。

-确保执行器与PLC 的通讯稳定可靠，实现远程控制和监控。

4. 人机界面设计：-设计人机界面，包括触摸屏或按钮控制板，显示关键参数和状态信息。

-提供操作界面，方便操作员设定参数、监控运行状态和进行故障诊断。

5. 安全性设计：-设计安全保护系统，包括过压保护、过温保护、水位保护等，确保锅炉运行安全。

-设置报警系统，当参数超出设定范围时及时警示操作员。

6. 通讯接口：-考虑与其他系统的通讯接口，如SCADA 系统、远程监控系统等，实现数据传输和远程控制。

7. 程序设计：-使用PLC 编程软件编写程序，包括控制逻辑、报警逻辑、自诊断等功能。

-测试程序逻辑，确保系统稳定可靠，符合设计要求。

以上是基于PLC 的锅炉控制系统设计方案的基本步骤，具体设计还需根据实际情况和需求进行调整和优化。

在设计过程中，还需遵循相关标准和规范，确保系统安全可靠、运行稳定。

基于PLC的锅炉供热控制系统的设计一、本文概述随着科技的不断发展，可编程逻辑控制器（PLC）在工业自动化领域的应用日益广泛。

作为一种高效、可靠的工业控制设备，PLC以其强大的编程能力和灵活的扩展性，成为现代工业控制系统的重要组成部分。

本文旨在探讨基于PLC的锅炉供热控制系统的设计，通过对锅炉供热系统的分析，结合PLC控制技术，实现对供热系统的智能化、自动化控制，提高供热效率，降低能耗，为工业生产和居民生活提供稳定、可靠的热源。

文章首先介绍了锅炉供热系统的基本构成和工作原理，分析了传统供热系统存在的问题和不足。

然后，详细阐述了PLC控制系统的基本原理和核心功能，包括输入/输出模块、中央处理单元、编程软件等。

在此基础上，文章提出了基于PLC的锅炉供热控制系统的总体设计方案，包括系统硬件选型、软件编程、系统调试等方面。

通过本文的研究，期望能够实现对锅炉供热控制系统的优化设计，提高供热系统的控制精度和稳定性，降低运行成本，促进节能减排，为工业生产和居民生活提供更加安全、高效的供热服务。

也为相关领域的研究人员和技术人员提供有价值的参考和借鉴。

二、锅炉供热系统基础知识锅炉供热系统是一种广泛应用的热能供应系统，其主要任务是将水或其他介质加热到一定的温度，然后通过管道系统输送到各个用户端，满足各种热需求，如工业生产、居民供暖等。

该系统主要由锅炉本体、燃烧器、热交换器、控制系统和辅助设备等几部分构成。

锅炉本体是供热系统的核心设备，负责将水或其他介质加热到预定温度。

其根据燃料类型可分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉等。

锅炉的性能参数主要包括蒸发量、蒸汽压力、蒸汽温度等。

燃烧器是锅炉的重要组成部分，负责燃料的燃烧过程。

燃烧器的性能直接影响到锅炉的热效率和污染物排放。

燃烧器需要稳定、高效、低污染，同时要适应不同的燃料类型和负荷变化。

热交换器是锅炉供热系统中的关键设备，负责将锅炉产生的热能传递给水或其他介质。

热交换器的设计应保证高效、稳定、安全，同时要考虑到热能的充分利用和防止结垢、腐蚀等问题。

基于PLC控制的电锅炉控制系统电锅炉控制系统是现代工业制造中常见的一种设备，它通过PLC（可编程逻辑控制器）来实现对电锅炉的精确控制。

PLC控制技术具有灵活、方便、可靠等优点，能够实现复杂的逻辑控制和自动化控制功能。

本文将从PLC控制系统的原理、功能及特点入手，结合电锅炉的工作原理，详细介绍基于PLC控制的电锅炉控制系统的设计与实现。

1. PLC控制系统原理PLC控制系统是一种专门设计用于工业自动化控制的设备，其核心是一个可编程的CPU，通过不同的输入/输出模块和通信模块，与外部传感器、执行器等设备连接，实现对生产过程的控制。

PLC控制系统通过预先编写好的程序，根据不同的输入信号执行相应的逻辑控制，以达到自动化控制的目的。

2. 电锅炉工作原理电锅炉是一种利用电能进行加热的设备，通常由加热元件、控制系统、水泵等部件组成。

在工作过程中，电能被加热元件转换为热能，将水加热至设定的温度，为生产或生活提供热水或蒸汽。

电锅炉的控制系统通常包括温度传感器、压力传感器、水位传感器等，用于监测和控制锅炉的工作状态。

3. 基于PLC控制的电锅炉控制系统设计基于PLC控制的电锅炉控制系统主要由PLC控制器、传感器、执行器、人机界面等部件组成。

在设计过程中，首先需要根据电锅炉的工作原理和需求确定系统的功能要求和控制策略，然后编写PLC程序实现相应的逻辑控制。

通过合理的硬件布局和接线连接，将各部件连接到PLC控制器上，实现信号的采集和输出。

4. 控制系统功能与特点基于PLC控制的电锅炉控制系统具有如下功能与特点：1）灵活性：PLC控制系统可根据需要进行程序修改，实现不同的控制策略；2）可靠性：PLC控制器具有较高的稳定性和可靠性，可以长时间稳定运行；3）精确性：通过PLC控制系统可以实现对电锅炉的精确控制，提高生产效率和产品质量；4）扩展性：PLC控制系统可根据需要扩展输入/输出模块和功能模块，实现系统的功能扩展。

5. 控制系统优化与应用为了进一步优化电锅炉控制系统的性能，可以采用PID控制算法、模糊控制算法等先进的控制技术，提高系统的响应速度和稳定性。

毕业设计基于plc发电厂锅炉水位控制系统设计摘要在锅炉水位监控系统中，水位是一个很重要的控制参数，它间接地反映了锅炉负荷和给水的平衡关系。

本次设计是合理控制水位，其控制方案是于GE90-30 PLC实现三冲量调节系统，即前馈-串级复合控制系统。

本文介绍的是基于PLC实现的锅炉水位监控系统设计，设计中主要解决的是确定锅炉水位的控制方案、系统控制设备选型、PLC梯形图的编程、系统配置、IO配置、上位机工艺操作界面组态的设计。

本锅炉水自控设计选用的美国GE Fanuc自动化公司的90TM-30系列PLC可编程序控制操作站GE Fanuc自动化公司用GE90-30 PLC来实现锅炉水位监控，可以提高锅炉的自动化控制水平，维持水位在给定范围内，保证了锅炉安全运行，降低工作人员的劳动强度，取得了较好的经济和社会效益。

关键词： PLC 水位三冲量调节系统监控软件Abstractfeed-forward complThe article describes the design of based on PLC. The problems solved in the article are the control scheme of , equipment selection, the program for ladder diagram of PLC, IO configuration and the design for the technological operation of PLC, in the design,we choose 90TM-30 series PLC made by automation company GE Fanuc in America with programmable controllers as input and output passages, which realizes data testing and output control in the scene. We choose automatic monitored software CIMPLICITY HMI 4.01 (300 points) produced by GE Fanuc automation company in America as operation station which can realize configuration design for operation station and realize data testing and output control in the scene. As a result, this can realize the control for the . GE90-30 PLC. It can not only improve the standard of automatic control ofKey Words:PLC Water Level of Steam Manifold Tri-Impulse Controlling System Monitoring and Controlling Software引言在锅炉水位监控系统中，水位是一个很重要的控制参数，它间接地反映了锅炉负荷和给水的平衡关系。

摘要本文设计了一套基于PLC和变频调速技术的供暖锅炉控制系统。

该控制系统由可编程控制器、变频器、鼓风机和水泵电机、传感器等构成。

系统通过变频器控制电动机的启动、运行和调速。

该设计以西门子S7-200系列可编程控制器为核心，一方面通过操作台与PLC 通讯，接收管理者的控制命令。

另一方面与各变频器进行通信，分别对鼓风机、循环泵和补水泵等进行启停控制和电机的转速设定，操作人员也随时可以通过操作台，了解现场每台锅炉的运行状况，对风机、水泵等电机进行启停控制。

控制系统的设计采用比例积分的PID控制。

关键词：锅炉控制，变频器，PLC ，PIDThe design of heating boiler auto control reformation system basedon PLC technologyAbstractIn this Paper,a heating boiler control system based on PLC and variable frequency Speed-regulating technology is designed. The control system is made up of PLC,transducers,electromotor units of Pumps and fans, sensors, etc. It can control electromotor starting,running and timing by means of transducers.The design is based on Siemens S7-200 series programmable controller as the core; on the one hand through the console it can communicate with the PLC, to receive control commands from managers. On the other hand it communicate with the variable frequency Speed-regulating, to fulfilled such as starting and stopping pump motor control and speed settings, the operator at console can find out at the scene of the operation of each boiler to fans, pumps and other motor control to start and stop. at any time.Key words：boiler control, variable frequency Speed-regulating, PLC technology目录1 绪论 (2)2 供暖锅炉改造设计思路 (2)2.1 供暖锅炉改造设计要求 (2)2.2 锅炉系统的结构 (3)2.3 整体方案选择 (3)3 变频调速在供暖锅炉控制中的应用 (4)3.1 变频调速基本原理 (4)3.2 变频调速在供暖锅炉系统中的应用 (5)4 锅炉控制系统总体设计 (5)4.1系统功能分析 (5)4.2 总体设计思路 (6)4.3 系统结构 (6)5 系统硬件设计 (7)5.1 可编程控制器PLC的选型 (7)5.2 PLC配置 (8)5.3 I/O接线 (9)5.4 变频器配置 (9)5.5 传感器与变送器 (11)5.5.1 压力变送器工作原理 (11)5.5.2 压力变送器选型 (11)5.5.3 温度传感器选型 (11)6 系统构成 (13)6.1 补水泵控制系统 (13)6.2 循环泵控制系统 (15)6.3 燃烧控制系统 (16)7 PID控制原理 (17)8 程序设计 (20)8.1 主程序设计 (16)8.2 子程序设计 (16)9 结束语 (26)致谢 (28)参考文献 (28)1 绪论锅炉是供热设备中最普遍的动力设备之一，它的功能是把燃料中的贮能，通过燃烧转化成热能，以蒸汽或热水的形式输向各种设备。

目录目录0第1章引言01.1 PLC控制燃油锅炉的目的和意义01。

2 PLC控制燃油锅炉的设计内容01.3 预期实现的目标0第2章系统总体设计12。

1 系统控制要求12.2 确定设计方案2第3章控制系统硬件设计23.1 PLC选型及扩展23。

2 电机及驱动线路83。

3 检测元件选型93。

4 低压电器选型103。

5 电源设计103。

6 人机接口设计11第4章控制系统软件设计114.1 控制程序流程图114。

2 控制程序设计124。

3 显示操作界面设计13结束语14参考文献14附录1：PLC源程序15附录2：硬件原理图0第1章引言1.1PLC控制燃油锅炉的目的和意义锅炉是一次性能源煤炭、石油、天然气转换成二次能源蒸汽量的重要动力设备。

据有关数据统计，目前我国有各类工业锅炉约25万。

每年耗煤量占全国产量的1/3,同时还消耗大量的石油和天然气.工业锅炉是生产过程中重要的动力设备。

在石油化工领域，它的主要作用是向生产装置提供所需的合格蒸汽，其控制质量的优劣不仅关系到锅炉自身运行的效果，而且还将直接影响到相关装置生产过程的稳定性。

现代燃油燃烧机多为自动控制的燃烧机，一般采用工业程序控制器、火焰检测器以及温度传感器等组成自动控制系统。

燃油锅炉随着城市的发展而越来越多地被应用。

以前使用燃煤锅炉由于其在燃烧时产生大量的CO2和粉尘污染环境而逐渐被淘汰,相对应的用燃油锅炉来代替燃煤锅炉已被广泛用于酒店、大型商场等建筑。

由PLC组成的燃油锅炉控制系统适用于配用各种进口及国产燃烧器的燃油锅炉，对锅炉实行全自动控制，包括锅炉水位、蒸汽压力、燃烧系统的参数检测、指示、调节等进行控制。

1.2PLC控制燃油锅炉的设计内容本设计采用可编程序控制器PLC控制燃油锅炉的稳定可靠运行。

通过PLC的选型和扩展电机及驱动控制、检测元件选型、低压电器选型、电源设计完成燃油锅炉的硬件设计部分。

通过组态软件以及仿真软件的模拟和调试完成燃油锅炉的软件设计。

基于plc的锅炉供热控制系统的设计工业控制系统中，PLC（可编程逻辑控制器）被广泛应用于各种设备的控制和监控。

本文将重点讨论基于PLC的锅炉供热控制系统的设计。

一、系统概述锅炉供热控制系统是指通过对锅炉进行温度、压力等参数的监测和控制，实现对供热系统的稳定运行和效率优化。

基于PLC的控制系统能够实现自动化控制，节约人力资源，提高系统运行效率。

二、系统组成1. PLC控制器：作为控制系统的核心，PLC负责接收各种传感器采集的数据，并根据预先设定的控制策略执行相应的控制动作。

2. 传感器：用于监测锅炉的各项参数，如温度传感器、压力传感器等。

3. 执行元件：包括电磁阀、泵等执行元件，通过PLC控制输出信号来实现对锅炉操作的控制。

三、系统设计1. 硬件设计：选择适合的PLC型号和合适的IO模块，根据实际需要设计合理的接线和布置。

2. 软件设计：编写PLC程序，包括主控程序和各个子程序，实现对供热系统的全面控制和监控。

四、系统功能1. 温度控制：根据设定的温度范围，实现对锅炉加热的自动控制，确保供热系统温度稳定。

2. 压力保护：设定压力上下限，一旦超过范围即刻停止加热，确保系统安全运行。

3. 水位控制：通过水位传感器监测水位，保持恰当的水位以确保供热效果。

4. 故障诊断：PLC系统能够实时监测各个元件的运行状态，一旦有异常即可及时报警并进行故障诊断。

五、系统优势1. 自动化程度高：基于PLC的供热控制系统可以实现全自动化控制，减少人为干预，节约人力成本。

2. 稳定可靠：系统通过对各项参数的实时监测和控制，确保供热系统的稳定性和可靠性。

3. 灵活性强：PLC程序可以根据实际需要进行定制化设计，满足不同应用场景的需求。

六、总结基于PLC的锅炉供热控制系统的设计，能够实现对供热系统的智能化控制和监测，提高系统的稳定性和效率，减少运行成本，是目前工业控制领域的主流趋势。

希望本文的介绍能够对您有所帮助。

感谢阅读！。