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华东交通大学理工学院Institute of Technology.East China Jiaotong University毕业设计Graduation Design（2010—2014年）题目PLC在锅炉控制系统中的应用分院：电气与信息工程分院专业：电力系统及其自动化班级：电力2010-3学号：20100210470436学生姓名：吴伟指导教师：李房云起讫日期：2014.1——2014.4华东交通大学理工学院毕业设计原创性申明本人郑重申明：所呈交的毕业设计是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的研究成果。
设计中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计中特别加以标注引用，除此之外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。
本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。
毕业设计作者签名：日期：年月日毕业设计版权使用授权书本毕业设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计的复印件和电子版，允许设计被查阅和借阅。
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（保密的毕业设计在解密后适用本授权书）毕业设计作者签名：指导教师签名：签字日期：年月日签字日期：年月摘要80年代开始到90年代中期，PLC开始迅速地被开发，在这段时间内，PLC 在模拟量处理，数字运算，人机接口和网络容量的能力大幅改善，PLC慢慢深入过程控制的领域，在一些应用过程控制领域支配性的位置替换掉了可编程控制器强的DCS系统。
PLC拥有通用性强，方便使用，广阔的适应性，高信赖性强，抗干扰性强等的优点，PLC在一般工业自动化编程，特别是时序控制，位置，可预见的未来中，无可替代。
本论文引进锅炉作为对象，被控的主要参数是锅炉出口水温控制，以炉内温度控制作为参数，加热电阻线的电压，控制装置的可编程控制器，用锅炉温度控制系统构成用PID算法，用PLC梯形图程序语言的使用编程控制，实现锅炉的温度控制。
目录1 绪论 (1)1.1课题背景及研究目的和意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3项目研究内容 (2)2 PLC和组态软件基础 (3)2.1可编程控制器基础 (3)2.2组态软件的基础 (5)3 PLC控制系统的硬件设计 (7)3.1PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (7)3.3系统整体设计方案和电气连接图 (9)3.4PLC控制器的设计 (10)4 PLC控制系统的软件设计 (13)4.1PLC程序设计的方法 (13)4.2编程软件STEP7--M ICRO/WIN概述 (13)4.3程序设计 (15)5组态画面的设计 (25)5.1组态变量的建立及设备连接 (25)5.2创建组态画面 (28)6系统测试 (32)6.1启动组态王 (32)6.2实时曲线观察 (32)6.3分析历史趋势曲线 (33)6.4查看数据报表 (35)6.5系统稳定性测试 (36)总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)摘要从上世纪80年代至90年代中期，PLC得到了快速的发展，在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
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。
电热锅炉的应用领域相当广泛，在相当多的领域里，电热锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。
目前电热锅炉的控制系统大都采用以微处理器为核心的计算机控制技术，既提高设备的自动化程度又提高设备的控制精度。
电热锅炉是把电能转化为热能，把水加热至有压力的热水或蒸汽（饱和蒸汽）的一种电力设备。
电热锅炉无需炉膛、烟道和烟囱，同样无需储存燃料的空间，很大程度上减少了常规燃煤锅炉使用产生的污染。
电热锅炉具有低污染，低噪声，体积小，安装使用便利，自动化程度高，安全可靠，热效率高达98%以上等特点，电热属于一种绿色环保产品。
一些国家在20世纪70年代后期到80年代初期就已经开始研究设计电热锅炉。
中国在80年代中期，开始设计电热锅炉产品，到了90年代中期，许多公司将电热锅炉用来采暖、中央空调和热水供应。
1 绪论1.1电热锅炉的介绍在当今社会，电加热锅炉的使用领域已经越来越广泛了。
它的经济性，安全性和较高的自动化程度越来越受到人们的认同。
可是电加热锅炉的性能优劣充分的反映了电热锅炉的质量好坏。
电加热锅炉已逐渐进入人民的生活，成为洗浴，供热等场所的首选设备。
目前电热锅炉的控制系统多采用以微处理器为核心的PLC控制技术，既提高产品的自动化程度又增加了锅炉的控制精度。
现在使用的大部分电加热锅炉控制系统的设计还不完善，因此需要设计一种全新的、自动化程度较高的电加热锅炉控制系统来代替和完善以前的控制系统。
现在工业生产所使用的控制器大多数是用继电器、接触器为主的控制装置。
使用继电器电路组成的控制系统出现的误操作较多，其可靠性不好。
而该设计所使用的是以PLC来取代原有的控制系统。
控制系统的要求：补水泵和循环泵交替使用，互为备用；缺相报警，水泵停止运行；循环泵主/备用泵能手动选择。
1.2 电热锅炉的分类电热锅炉就是以电为能量来加热的锅炉，即使用清洁的电能转化为热能，从而把常温水加热为高温度热水或具有压力蒸汽的热能电气设备。
电热锅炉分为两大类：LDR(WDR)电热蒸汽锅炉和CLDZ(CWDZ)电热热水锅炉及KS-D电开水锅炉。
其中电开水锅炉又分为KS-D电开水锅炉和XKS-D电蓄热开水锅炉。
电开水锅炉配置微电脑控制器、陶瓷电热管，采用电磁阀作为补水装置配合水位电极、感温探头全自动工作，连续大量供应饮用开水，广泛适用于政府机关、企业、工厂、医院、学校、宾馆、酒店等企事业单位使用。
毕业设计（论文）_基于PLC的锅炉出水温度控制系统的研究与设计毕业设计锅炉出水温度控制系统的研究与设计总计毕业设计（论文）61页表格2表插图16幅I摘 要随着我国经济的发展，资源和环境矛盾同趋尖锐，使我国的现代化建设面临严峻挑战。
作为温度控制系统重要能源转换设备的锅炉能耗巨大，占我国原煤产量的三分之一左右。
然而，我国目前运行的很多锅炉控制系统自动化水平不高、安全性低，工作效率和环境污染普遍低于国家标准，因此实现锅炉的计算机自动控制具有重要的意义。
随着科学技术的不断发展人们开始利用各种先进的仪器和技术组成计算机控制系统来代替人工复杂的控制操作，直接数字控制DDC 系统（Direct Control ），便是其中之一。
直接数字控制DDC 系统，它是工业生产计算机控制系统中用的最广泛的一种系统应用形式，在这类系统中的计算机，除了经过输入通道对多个工业过程参数进行巡回检测采集外，它还代替了模拟调节系统中的模拟调节气，按预定的调节规则进行调解运算，然后将运算结果通过过程输出通道输出并作用于执行机构，以实现多回路调节的目的。
本设计设计了基于PLC 的锅炉温度控制系统，该系统包括下位机控制和上位机控制两部分。
文中给出了通过时间和室外温度相结合的控制策略对系统温度进行调节控制。
关键字：锅炉；计算机控制； PLCAbstractWith China’s economic development，resources and the environment has become increasingly acute contradictions，so that the modernization of our country is facing a formidable challenge．As an important energy source conversion equipment，heating system of the industrial boiler consumes about one-third of China’s coal．However，the majori ty of China’s current operating boiler system’s security and efficiency is generally lower than the national standard．So it's great significance to achieve automatic control for boiler with computer．Along with science technical develop continuously people start making use of every kind of advanced instrument constituting the calculator control system with the technique to the control operation that replace the artificial complicacy, direct arithmetic figure control DDC system( Direct Control), just one of them Direct arithmetic figure control DDC system, it is an industry to produce convenient and the most extensive a kind of system in system of control of calculator application form, in addition to through importation passage to several industries process parameter proceeding cruising to return to examination to collect, it returned to replace the emulation regulates the emulation in the system regulates the spirit, at the set regulate rule proceed the intermediation carries to calculate, then will carry to calculate result pass process output passage output combine function in carry out the organization, to realize many the purpose that back track regulate.the paper presents a overall control thinking，the system designed to heating in winter includes superordinate computer control system and the subordinate system．To meet all the campus’s winter heating，it gives a complete control strategy which combined with time and outdoor’s temperature.IIKey Words：Boiler；Computer Control； PLCIII目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (6)1.1锅炉温度控制系统现状 (6)1.2锅炉自动控制的发展历史 (7)1.4课题意义 (9)第2章锅炉温度控制系统的总体介绍 (11)2.1锅炉温度控制系统的组成 (11)2.2交流电机的变频调速系统介绍 (13)2.2.1变频器驱动的特点 (13)2.2.2变频调速的基本原理 (14)2.2.3变频器基本结构 (15)2.3燃煤锅炉的工作过程 (17)2.3.1 燃煤锅炉的组成 (17)2.3.2燃煤锅炉的工作过程 (18)2.4燃煤锅炉的自动调节任务 (19)第3章控制系统下位机的设计 (22)3．1PLC软件介绍 (22)3.1.1 模块式PLC的基本结构 (23)3.1.2 PLC的特点 (24)3.2STEP7软件简介 (25)3.3控制系统所用功能块 (27)3.4锅炉控制系统的硬件组态 (29)3.5锅炉系统下位机程序设计 (31)3.5.1 系统下位机控制程序实现 (31)3.6本章小结 (41)第4章控制系统上位机设计 (42)IV4.1WINCC软件介绍 (42)4.2WINCC的特点 (43)4.3WINCC主要控制模块 (43)4.4项目组态 (45)4.5系统监控界面设计 (46)4.6I NTERNET远程监控 (52)4.6.1 WEB Navigator简介 (52)4.6.2 WEB Navigator的优点 (53)4.6.3 远程WEB发布与浏览 (55)4.6.4 使用WEB Navigator 过程中遇到的问题及解决办法 (55)4．7本章小结 (57)第5章系统的抗干扰设计 (58)5．1PLC系统的抗干扰性 (58)5.1.1 电磁干扰源及对系统的影响 (59)5.1.2 系统外引线的干扰 (59)5.1.3 PLC系统内部的干扰 (60)5.1.4 PLC控制系统工程应用的抗干扰设计 (61)5.2控制系统主要抗干扰措施 (61)第6章结论与展望 (63)6.1总结 (63)6.2展望 (64)致谢 (65)参考文献 (66)V第1章绪论1.1锅炉温度控制系统现状锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。
系L点作 者 姓 名 专 业xxx 自动化 xxx 讲 师指导教师姓名 专业技术职务········································································ 度 ························································· 性度容度 度容录 度容性 ············································· 性 ···························································· 性 ······························································· 感系L点录容度 录容度容度 录容度容录 录容度容性 录容录 录容录容度 录容录容录 录容录容性··································· 报························································· 报 ·········································· 报 ···································· 报 ·········································· 摘 ···························································· 方······························································· 方 ······················································ 方 ·········································· 方 ······························ 景 ······························ 景 ······································· 景 ······································· 景 ············································ 度0 ··············································· 度度 ······················································· 度度 ···················································· 度录 导 ······································· 度录 ················································· 度录 ·································· 度性 系L点 ···················································· 度感 ··········································· 度感 ·························································· 度录系L点性容度 系L点性容度容度 系L点 性容度容录 系L点 性容度容性 系L点 性容录 系L点性容录容度 系L点 性容录容录 考摘-录00点系般 性容录容性 状窗录性报 性容录容感 性容录容报 性容性 性容感 性容感容度性容感容录 系的热·················································· 度感系L点感容度 感容录 系L点····························· 度控·················································· 度控 ····························· 度摘 ······································ 度摘 ················································· 度方考背状系摘--窗i通ro导W的算感容录容度 考背状系摘--窗i通ro导W的算 感容录容录 感容性 感容性容度 感容性容录 系的热 感容性容性 系L点································································ 度方 ·························································· 度方 ·························································· 度景 ······················································· 录报 ·············································· 录景 ············································ 录景 ································································ 录景 ····························································· 性性 ····························································· 性性 系的热 ··············································· 性感 ························································· 性感 ·························································· 性报 ·························································· 性报 ·························································· 性控 ····················································· 性摘 ····························································· 性摘 ···························································· 性方 ······················································· 性方 ····························································· 感0 ·························································· 感录 ·········································································· 感性 ········································································ 感感 ·············································································· 感报报容度 报容度容度 报容录 报容录容度 报容录容录 报容录容性 报容录容感 报容录容报 报容录容控控容度 控容录 控容性 控容感 控容报2010旁0暖0累种烁累种烁 累种烁燃烁联累种烁 累种烁累种烁 累益燃 累种烁累种烁始 PLC PID12010ABSTRACTFrom the last century to 90 in the mid 80's, PLC has been rapid development in this period, PLC capability in dealing with analog and digital computing power, man-machine interface capabilities and network capabilities are greatly improved, PLC gradually entering the field of process control, replaced in some applications in the field of process control dominant DCS.PLC has the versatility, ease of use, wide adaptation, high reliability and strong anti-interference, simple to program and so on.PLC control, especially in the industrial automation sequence control the position, in the foreseeable future, is no substitute. This paper introduces the boiler as the charged object to the boiler water temperature of the main accused of the export parameters to furnace temperature as deputy accused of parameters to control the heating resistance wire voltage parameters to PLC, controller, constitutes a series of boiler temperaturelevel control system; using PID algorithm, the use of PLC ladder programming language, programming, boiler temperature control. Electric boilers a wide range of applications, in a considerable number of field, the electric boiler performance advantages and disadvantages of the decision The quality of the product.Electric boiler control systems currently used mostly for computer control microprocessor core technology, both to improve the automation equipment have improved the control precision equipment. This paper on the heating boiler control system works, selection of temperature transmitter, PLC configurations, the configuration software design aspects were described.Through the transformation of electric boiler control system has fast response, good stability, high reliability, control accuracy and good features, practical significance for industrial control. Key words: heating boiler control system temperature control cascade control PLC PID22010度容度累种烁旁0暖0累种烁累种烁 燃烁联 累种烁装慢言累益燃 始 累益燃 磁集 累益燃 始 累益燃 累益燃装拆言始 磁量 始累益燃ts磁p累益燃度容录操0度 必 情 慢32010拆描必0 累益燃旁0度容性累种烁 累益燃 累种烁累种烁器累种烁 累种烁烁源燃山烁源立联操娱必00累种烁累种烁累益燃累益燃0娱度0骤源42010装操言系L点PLC Controller)始 Programmable logic录容度 录容度容度度暖描暖 累燃累娱度慢 瑞立 度暖操度 燃联烁娱度旁 度暖操慢 度暖操操 累种烁 必0 度描 旁0 情必 累种烁 累种烁 必0 操0 度暖操情累种烁录容度容录架 累种烁 度 烁累芯 烁累芯 累种烁 累种烁 烁累芯 益山糊累种烁 烁累芯 烁累芯 累种烁 累种烁 累种烁 益糊 烁累芯必富益山糊52010累种烁 累种烁 益山糊益山糊益山糊累种烁 益山糊 源糊 益山糊 必必0获源烁 度度0获源烁 必慢获燃烁 燃益 燃糊 源益慢娱必0骤源始0娱必0骤源 0娱度0获始0娱拆获始娱度0娱度0获 益糊 益山糊 烁累芯 情富 益糊 益山糊 度必过集t始度慢过集t始度描过集t慢富 累种烁 必慢获装描言累种烁 必必0获源烁 必慢获燃烁 架度度0获源烁累种烁 烁累芯 累种烁累种烁必娱度62010必娱度录容度容性善 器 累种烁 累种烁 益山糊 度必旁 益山糊 益山糊善器 累种烁累种烁 益山糊 累种烁7必拆描度0必慢益山糊善 器 累种烁益山糊 度0必慢 累种烁 累种烁 累种烁 烁累芯录容录录容录容度燃烁联善 器 累种烁演源联益烁 获演 烁储 源演演娱糊pt集立身x菜集高烁烁 集环集x 益高t鲁u邻长 立烁瑞联录容录容录菜集高量鲁ws装旁言录容录容性善度器始8善必器始 始 始善情器始 始善慢器系L点累种烁累种烁 累种烁性容度系L点性容度容度系L点度 累种烁必 情慢 累种烁 益 糊性容度容录系L点累种烁 累种烁 累种烁 累种烁 累种烁 累种烁 度 累种烁 必 益 糊 善 器 善 器 累种烁 益 糊情 累种烁 累种烁 益 糊 慢 累种烁 益 糊910累种烁 累种烁 累种烁 益 糊拆 累种烁 累种烁描性容度容性系L点度必情慢累种烁 情娱度情娱度累种烁性容录系L点性容录容度系L点联操娱必00累种烁 联操娱必00 联操娱必00 联操娱必00 山性容录容录考摘-录00点系般联操娱必00 累种烁 烁累芯必必度 烁累芯必必必 烁累芯必必慢 烁累芯必必描 联操娱必00烁累芯必必描始烁累芯必必描 必慢 山度描 慢0 益山糊 操 必慢旁 益山糊 情拆 益山糊 度情磁 描 情0题留z 必 必0题留z 累益燃 必 美联慢旁拆 山 累累益 立累益 益山糊性容录容性状窗录性报 导慢娱必0骤源 累种烁 状立必情拆 山 状立必情拆 慢 山 联操娱必00 ±旁0骤获 燃益累 联菜度 联菜情 联菜慢 联菜拆 联菜描 联菜操 联菜旁性容录容感度00 累t度00 累度00 累膛度00 累膛 度00 0 度00 度00 度情旁富拆 累膛度00 0 度00 装情言11性容录容报累益燃 0 度0骤源 累益燃 0 度0骤源 慢 必0骤源 美烁性容性累种烁烁累芯必必描 累膛度00 状立必情度 累种烁 累益燃 累益燃 0 度0骤源 累种烁情娱情架1213 情娱慢 性容感系L点性容感容度 膛膛度善 器 状立必情拆 源 膛膛必善 器 状立必情拆 演 状立必情拆情娱拆性容感容录系的热善度器 磁烁邻 邻 邻 邻邻 善pv 器善sv 器 邻善必器集集善情器量量量量必富累益 累益燃 累 累益 累情富磁v 每0 磁0必磁0必每0善 器 磁必概0磁0度每0磁度概0 装操言慢富膛s 膛s烁累芯 累益燃 014度拆s 必0s 度操s度必度 拆0 旁0情必 累益 累益燃 膛燃模0 膛燃 累益燃系L点累种烁 联膛状累操娱立集邻鼓鲁山菜益箱感容度系L点1516累种烁 度富 必富 累种烁 情富慢富 感容录 考背状系摘--窗i通ro导W的算 联膛状累操娱立集邻鼓鲁山菜益箱 菜集高量鲁ws 联操娱必00感容录容度考背状系摘--窗i通ro导W的算 联膛状累操娱立集邻鼓鲁山菜益箱 联膛状累操娱立集邻鼓鲁山菜益箱 联膛状累操娱立集邻鼓鲁山菜益箱 慢娱度 联膛状累操娱立集邻鼓鲁山菜益箱 联膛状累操娱娱立集邻鼓鲁山菜益箱慢娱度联膛状累操娱娱立集邻鼓鲁山菜益箱17 联膛状累操娱娱立集邻鼓鲁山菜益箱获慢富0联累拆 慢娱度感容录容录 系L点 联膛状累操娱立集邻鼓鲁山菜益箱 山 山 始 慢娱必 联操娱必00 联操娱必00联操娱必00 联操娱必00 慢娱必累种烁 感容性感容性容度累种烁 联立0富0 累益燃 度操 膛膛度善 器 源益菜0 累种烁 累益燃0 累益 膛膛必善 器 源益菜必 累种烁 累益燃度 累 始 源经菜0 慢娱必0骤源18感容性容录系的热累益燃 累获 0富00娱度富00 累益燃 0富00娱娱度富00慢娱情累益燃 慢娱情始累获象益 联釐tp鲁集高t象美 联累 始糊utput 累益燃 益箱膛 留集铁长源首身鼓骤 种鲁w源首身鼓骤 立鲁量u首釐状鼓鼓累益燃 慢娱慢 慢娱慢 0 累益燃19 累益燃慢娱拆 慢娱拆 累益燃0富0娱娱度00富0 磁邻 娱情富0 膛集模操骤集高累益 膛量模0必富 慢娱拆慢娱拆情富累益燃 获 慢娱描20慢娱描慢富慢娱操慢娱操 累益燃度 累益燃 慢娱旁21慢娱旁 累益燃度富 累益燃慢娱暖慢娱暖累益燃22必富 累益燃慢娱度0慢娱度0 累益燃累 磁邻模娱慢富0 膛集 膛量模0检情富慢娱度度慢娱度度慢富累益燃 获 慢娱度必23慢娱度必拆富慢娱度情慢娱度情 感容性容性源益菜0 源益菜必 描慢00娱娱情必000累益燃 慢娱必VD0 PVn 0.0~1.0VD4 SPn 0.0~1.0VD8 Mn 0.0~1.0VD12 KcVD16 Ts sVD20 Ti minVD24 Td minVD120 PVn 0.0~1.0VD124 SPn 0.0~1.0VD128 Mn 0.0~1.0VD132 KcVD136 Ts sVD140 Ti minVD144 Td min慢娱必累益燃慢娱度慢— 慢娱2425慢娱度慢 度慢娱度拆 必26慢娱度描情慢娱度操 慢27 慢娱度旁拆慢娱度暖描慢娱必0 操28报容度 报容度容度5-1拆娱度度富5-229拆娱必必富联操娱必00累种烁 联操娱必00拆娱情拆娱情 度30拆娱慢必拆娱拆 情31拆娱描 慢情富联操娱必00 益山糊 益山糊 联操娱必00 拆娱操拆娱操325-8拆娱旁 报容录 报容录容度 拆娱暖暖拆°烁拆娱暖33报容录容录系的热拆娱度0累益燃拆娱度0 累益燃 累益燃 累益燃 报容录容性5-11拆娱度度34 5-12:拆娱度必 报容录容报拆娱度情35 拆娱度慢 旁拆 拆娱度慢架拆娱度慢s长鲁wp集邻tu鼓釐善便 便器检览览 览减 模0检 拆娱度拆拆娱度拆36累种烁 累种烁 累种烁控容度菜益状菜 获益状菜 累种烁描娱度描娱度控容录累益燃 描娱情37 描娱必控容性累益燃 累益燃描娱情38描娱情 度0骤集高 磁邻 累益燃 描娱慢描娱慢累益燃累益燃 描娱拆描娱拆 度39描娱拆 拆骤集高 膛集 情骤集高 描娱描描娱描 必描娱描 磁邻模慢始膛集模情骤集高 磁邻模描控容感描娱操描娱操40描娱旁描娱旁控容报旁0°烁 描娱暖描娱暖描0娱旁041旁拆°烁 描娱度0描娱度0联操娱必00累种烁 累益燃装度言 始 富 富 始度暖暖暖装必言 始 富 富 始必000装情言 富必000山必00度 富 始必00度装慢言 始 富 PLC 富 始必00描装拆言 富 富 富必00旁装描言 富PL C 富 始必00暖装操言 富 富 始必00旁装旁言 富 富 始必00描42累种烁43。
