我的工业燃煤锅炉DCS控制系统设计毕业论文

燃煤锅炉毕业论文（五篇范例）第一篇：燃煤锅炉毕业论文燃煤工业锅炉分析[摘要]论述了我国工业燃煤锅炉现状，分析了燃煤工业锅炉存在的问题，对于燃煤工业锅炉存在的问题进行合理的分析，给出提升燃煤工业锅炉能效的意见。

[关键词]燃煤工业锅炉能源现状节能减排绪论伴随全球化进程进一步加快，环境问题日益严峻，环境问题越来越受到各国的关注。

我国是高速发展的工业国家，污染物排放、资源消耗占据全球的比例越来越大。

节能减排已然成为缓解日益增长的能源消耗的必要而有效的途径。

细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)等污染物的大气环境问题日益突显。

随着雾霾天气的日益频繁，严重危害人们的身体健康，影响人们的日常生活。

雾霾的成因有很多，但由于燃煤工业锅炉燃烧效率低、净化烟气设施简陋，排放大量有害气体，已经成为了治理燃煤污染物的重中之重。

“十二五”期间，为了有效改善空气质量，减少有害气体的排放，国家能源局发布了《煤炭清洁高效利用行动计划(2015—2020 年)》和《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》，国务院印发了《大气污染行动计划》等文件，提出要加快淘汰落后燃煤工业锅炉，在全国树立了保障燃煤工业锅炉安全经济运行、提高能效、减少污染物排放目标，到2017 年，要实现地级及以上城市建成区基本淘汰10 蒸 t/h 及以下的燃煤锅炉。

1燃煤工业锅炉现状锅炉是重要的能源转换设备，也是能源消费大户和重要的大气污染源。

目前，我国电站锅炉、燃油燃气工业锅炉产品技术水平较高，设计效率和运行效率与国际先进水平相当；而燃煤工业锅炉量大面广，产品技术水平参差不齐，系统运行能效偏低，能效水平与国外相比有一定差距。

截止2015年底，中国锅炉总数为57.92万台，在用燃煤工业锅炉约46.4万台，总容量177万蒸吨，年消耗原煤约7亿吨，占全国煤炭消耗总量的17%左右，实测平均效率仅为70%左右。

如果平均效率从70%提高到80%以上，每年可节约1亿吨以上原煤，节能潜力巨大。

本科毕业设计论文题目燃煤锅炉自动控制系统设计专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名马锋指导教师韦平顺毕业时间 2015年6月任务书一、题目燃煤锅炉自动控制系统设计二、指导思想和目的要求选题来源：从前人的理论总结基础上派生、外延与升华出来的设想一定程度上减轻或解放大量劳动力的课题研究。

研究内容：通过PLC及相关自动化控制器件实现燃煤锅炉的自动化控制。

研究方法上的要求：所有设想及实践均要以生产实际情况为准。

期望实现的研究目标：可以实现燃煤锅炉自动控制，减轻人工的劳动强度。

三、主要技术指标1. 输入/输出点数可编程控制器的I/O点数指外部输入、输出端子数量的总和。

它是描述的PLC 大小的一个重要的参数。

2. 存储容量PLC的存储器由系统程序存储器，用户程序存储器和数据存储器三部分组成。

PLC 存储容量通常指用户程序存储器和数据存储器容量之和，表征系统提供给用户的可用资源，是系统性能的一项重要技术指标。

3. 扫描速度可编程控制器采用循环扫描方式工作，完成1次扫描所需的时间叫做扫描周期。

影响扫描速度的主要因素有用户程序的长度和PLC产品的类型。

PLC中CPU的类型、机器字长等直接影响PLC运算精度和运行速度。

4. 指令系统指令系统是指PLC所有指令的总和。

可编程控制器的编程指令越多，软件功能就越强，但掌握应用也相对较复杂。

用户应根据实际控制要求选择合适指令功能的可编程控制器。

四、进度和要求第1周至第2周确定题目，查阅资料撰写并上交任务书及开题报告第3周至第4周系统相关技术和工具的撰写第5周至第6周对系统进行分析第7周至第8周对系统进行设计第9周至第10周系统各个功能实现及测试第11周至第12周完成毕业设计（论文）撰写，将最终版本提交指导教师进行评阅第13周至第14周根据指导老师意见修改并完成毕业设计，装订成册，上交作品第15周至第16周毕业设计答辩的准备及完成五、主要参考书及参考资料[1] 王阿根. 电气可编程控制原理与应用[M].北京：清华大学出版社，2010.1[2] 常斗南.可编程序控制器原理应用试验[M].北京：机械工业出版社，1998，8[3] 赵明，许寥.工厂电气控制设备[M].北京：机械工业出版社，2004，5[4] 边春元. S7-300\400 PLC原理于实际应用开发指南[M].机械工业出版社，2007[5] 裘旭东，徐健丰.基于PLC的XA62W型万能升降台铣床的技术改造［J］.煤矿机械，2007，28(12)：150～152[6] 李明，徐向东.用容错技术提高锅炉控制系统的可靠性[J].清华大学学报，1999，(39)3，88-91[7] 王永平，陈建华.基于S7—200PLC的高性能电热锅炉控制系统[J].仪表技术与传感器，2002，(3)26-28学生__________ 指导教师__________ 系主任___________摘要锅炉是国民经济中主要的供热设备之一。

FIX在云南大理卷烟厂工业锅炉上的应用摘要:介绍了FIX组态软件在工业锅炉中的应用实例1、概述锅炉是卷烟厂必不可少的重要动力设备，但是燃煤锅炉普遍存在热效率低于设计水平，当然原因是多方面的，除锅炉本体的问题外；自控水平低也是一个主要因素。

因此很有必要采用先进的控制系统，对锅炉进行优化控制。

但锅炉是一个十分复杂的调节对象，许多工艺参数相互影响，原有的常规仪表组成的一般调节系统已不能满足要求，而且由于使用仪表多、接线复杂、可靠性差、投运困难。

基于上述原因，大理卷烟厂在九五在技改中选用了DCS对两台10t/h锅炉及一台35t/h锅炉进行优化控制，取得了良好效果。

DCS大理卷烟厂厂使用的是美国Honeywell公司的R150系统、监控组态软件采用了intellution公司的FIX软件。

2、燃煤锅炉的工作过程锅炉是一种产生蒸汽的热交换设备。

它通过煤、油或天然汽等燃料的燃烧过程释放出化学能，并通过传热过程把能量传递给水，把水变成蒸汽或热水，蒸汽或热水直接供给工业、生活等生产中所需要的热能。

所以锅炉的中心任务是把燃料中的化学能有效的转化为蒸汽的热能。

锅炉主要由锅炉本体和辅助设备组成。

锅炉本体主要有炉膛、蒸发受热面、蒸汽过热器、省煤器和空气预热器组成：锅炉辅助设备主要有燃烧装置、给水系统和水处理系统、通风系统、汽水系统、锅炉附件、监测仪表和自动控制设备等。

此外，除了保证锅炉的正常工作和安全，蒸汽锅炉还必须装设安全阀，水位表，高低水位报警器，压力表，主气阀，排污阀，止污阀等。

还有用来消除受热面上积灰以利用传热的吹灰器，以提高锅炉运行的经济性。

图1 10T/H燃煤锅炉的工作过程燃煤锅炉的工艺流程（如图1）为：给水经给水泵、给水控制阀、省煤器进入锅炉的汽包，燃料和热空气按一定的比例送入燃烧室内燃烧，生成的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽Ds。

然后经过热器，形成一定气温的过热蒸汽D，汇集至蒸汽母管。

压力为Pm的过热蒸汽，经负载设备控制供给负荷设备用。

科学与财富1、概述锅炉是工业生产中重要的动力来源，随着生产的发展，锅炉日益广泛的用于工业生产的各个领域，成为发展国民经济的重要热工设备之一。

在现代化的建设中，能源的需求是非常大的，然而我国的能延龄使用率极低，所以实现锅炉的自动控制以提高其热效率，有着极为重要的实际意义[1]。

在本设计中，针对35T/H 燃煤锅炉控制要求，利用SIMATIC PCS 7进行其DCS 系统设计。

该设计包括DCS 系统的硬件配置及其组态，上位机的人机监控画面组态与动态模拟以及下位机的控制方案组态和模拟运行。

2、35T/H 燃煤锅炉DCS 系统现场仪表的选型本设计中的35T/H 燃煤锅炉控制系统的一次仪表选型具体如表1所示。

3、35T/H 燃煤锅炉DCS 系统的软硬件配置根据DCS 系统结构特点和实际的35T/H 燃煤锅炉控制要求，35T/H燃煤锅炉DCS 由一个工程师站、一个操作员站、一个PLC 站，两个远程I/O 站构成，其结构如图1所示。

其中，网络采用PROFIBUS-DP 和以太网两级网络。

PROFIBUS-DP 用于用于现场层的高速数据传送，以太网用于PLC 与操作员站和工程师站之间的数据传输。

4、燃煤锅炉控制系统软件设计本设计的软件设计是基于PCS7-WinCC V6.0的上位监控画面组态，根据锅炉控制工艺流程开始进行组态画面的设计，在画面中，使用了静态文本、输入输出域、画面窗口、按钮、控件和库，运行后如图2所示。

下位控制组态基于PCS7-Step7。

图2过程画面运行效果图5、结束语在本次设计中，完成了35T/H 燃煤锅炉的DCS 设计，通过仿真软件的模拟仿真与多次调试，系统的各项功能都达到了预期的目标，较好的满足了35T/H 燃煤锅炉的控制要求。

姻锅炉DCS 控制系统的设计与实现滕天杰（江西工程学院，江西省新余市338000）摘要：锅炉是工业生产过程中必不可少的重要动力设备，在企业生产中起着非常重要的作用。

锅炉燃烧系统的控制系统设计摘要：锅炉是热电厂重要且基本的设备，其最主要的输出变量之一就是主蒸汽压力。

主蒸汽压力的自动调节的任务是维持过热器出口气温在允许范围内，以确保机组运行的安全性和气温在允许范围内，以确保机组运行的安全性和[1]经济性。

锅炉所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可以作为精馏、干燥、反可以作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。

随着工业生产的规模不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。

在控制算法上、综合运用了单回路控制、串级控制、比值控制等控制方法实现了燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量、引风量控制炉膛负压，并有效克服了彼此的扰动，使整个系统稳定运行。

运行。

关键词：锅炉；蒸汽压力；单回路控制；关键词：锅炉；蒸汽压力；单回路控制；ControlsystemdesignoftheboilercombustionsystemAbstract:Theboilerisimportantandbasicequipmentofthethermalpowerplan t,oneofthemainoutputvariableisthemainsteampressure.Thetaskoftheauto maticadjustmentofthemainsteampressureistomaintainthesuperheateroutle ttemperaturewithintheallowablerange,toensurethesafetyandeconomyofth eunitoperation.Theboilersproducehighpressuresteamcanbeusedasasource ofpower-driventurbine,butalsoasadistillation,drying,reaction,heatingandprocesshe atsource.Withindustrialproductionexpanding,asafilterforpowerandheat,b utalsotowardthehigh-capacity,high-parameter,high-efficiencydirection.Inthecontrolalgorithm,theintegrateduseofsingle-loopcontrol,cascadecontrol,ratiocontrol,thecontrolmethodoffuelcontroltoadjustthevaporpressure,airvolumecontroltoadjustthefluegasoxygenconten t,thewindcontrolthefurnacenegativepressure,andeffectivelyovercomeeac hotherdisturbancessothatthewholestabilityofthesystem.Keywords:Boiler;Vaporpressure;Single-loopcontrol引言引言随着城市的快速发展，我们对用电的需求也越来越大，如何利用好有限的能源来保证供电是一个重要的话题，在能源的利用过程中如何更加提高能源的利用率是一个可研究性的话题，本文基于上述话题对电厂的燃烧锅炉控制进行了研究。

基于模糊控制算法的锅炉燃烧控制系统的研究摘要模糊控制是一种以模糊集合论、模糊语言变量以及模糊逻辑推理为数学基础的新型计算机控制方法。

由于它不依赖于被控对象的精确数学模型，而是模拟人的思维方式来实施控制，因而对于锅炉燃烧的控制就具有了传统PID控制所无法比拟的自适应能力。

本文以2台50t/h燃煤锅炉的燃烧控制为课题，以改进原有PID控制为目的，以当前发展比较迅速的模糊控制理论为手段，提出了采用8051单片机控制变频器改变给煤机、引风机和送风机转速的设计方案，实现了燃烧过程的计算机控制。

系统对锅炉燃烧进行监控，通过传感器采样信号，计算是否达到最佳含氧量、最佳风煤比，来控制给煤量、引风量和送风量，使燃烧达到最佳热效率和提高锅炉运行的经济效益。

用MATLAB对应用模糊自整定PID控制器的锅炉燃烧控制系统模型进行仿真研究。

针对锅炉这种具有非线性、参数不稳定、难以建立精确数学模型的控制对象，采用传统的PID控制，效果不佳。

结合模糊控制理论和PID控制，本文提出用模糊自整定控制器实现对锅炉的控制。

并利用MATLAB仿真工具对模糊自整定PID控制器的性能作了初步研究。

仿真结果表明，明显优于传统PID控制，具有超调量小、过渡时间短、稳定性好、适应性强等特点，能够达到预期的控制效果。

关键词：锅炉；模糊自整定控制；单片机；系统仿真Research On The Boiler Burning Control System Based On Fuzzy Control AlgorithmAbstractFuzzy control is a fuzzy set theory，fuzzy linguistic variables and fuzzy logic mathematical basis of the new computer-controlled method. Because it does not rely on accurate mathematical model of the controlled object，but simulate human thinking to implement a control，thus for boiler combustion control is having the adaptability of traditional PID control can’t match.In this paper，two 50t/h coal-fired boilers’ burning control system was studied as its thesis，the primary PID controller was improved as its purpose，and fuzzy control theory developed rapidly at Present was applied as its means. The design scheme is that controlling transducers change rotate speed of supplying coal electromotor，fan，and blower using 8051 micro-controller. It realized computer control of burning process. This system finished supervisory control of boiler burning，sampled signals through sensor and calculated the signals whether reached the best content of oxygen and the best wind-coal ratio. Using it controls the quantity of coal，entering wind and sending wing for reaching the best thermal efficiency of burning and improving economy benefit of boiler running. Simulation of boiler burning control system was also performed to study the controller’s self-adaptive fuzzy control by MATLAB.Aiming at the nonlinear object of boiler with instability parameter and difficult building math model，using traditional PID controller can’t reach the best effect. Combining fuzzy control theory and PID control，an adaptive controller to control boiler is proposed in this paper. And the capability of the self-adaptive fuzzy controller was studied using MATLAB simulation. Simulation result shows Fuzzy-PID is better thanPID controller. Fuzzy-PID has many characteristics，such as small exceeded value，short transition，better stability and strong adaptability etc，and can reach anticipative control effect.Keywords：boiler；self-adaptive fuzzy controller；SCM；simulation目录摘要 .................................................................................................................................. I Abstract .............................................................................................................................. I I 第1章绪论 .. (1)1.1引言 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3研究对象及设计内容 (2)第2章链条燃煤锅炉的控制 (4)2.1 链条燃煤锅炉系统的简介 (4)2.1.1 燃煤链条锅炉的结构 (4)2.1.2 锅炉工作过程 (5)2.1.3 锅炉的主要控制系统 (6)2.2 锅炉燃烧系统的动态特性 (6)2.2.1 燃料传送过程 (6)2.2.2 燃料燃烧过程 (7)2.2.3 蒸汽形成过程 (7)2.3 锅炉供暖系统的控制要求 (7)2.4 锅炉燃烧控制系统框图 (9)2.4.1 给煤调节系统的设计 (9)2.4.2 送风调节系统的设计 (12)2.4.3 引风调节系统的设计 (13)2.4.4 炉膛负压调节系统 (14)2.5 计算机控制系统 (14)2.5.1 计算机控制系统一般概念 (14)2.5.2 计算机控制系统设计原理 (15)第3章控制算法 (16)3.1 引言 (16)3.2 PID控制 (16)3.3 模糊控制 (18)3.3.1 模糊控制器 (18)3.3.2 模糊控制系统原理框图 (20)3.4 模糊—PID复合控制 (20)3.4.1 PID参数模糊自整定控制原理 (21)3.4.2 PID参数Fuzzy整定模型 (22)3.4.3 模糊自整定PID控制器 (23)3.5 简化的模糊—PID控制 (24)3.5.1 二维模糊控制 (25)3.5.2 三维模糊控制 (26)3.6 链条锅炉燃烧控制方案 (27)第4章系统硬件设计 (29)4.1 硬件结构 (29)4.2 系统功能 (30)4.3 硬件配置 (31)第5章软件设计 (35)5.1 软件设计原则 (35)5.2 软件实现功能 (35)5.3 主程序流程图 (36)5.4 锅炉点火子程序 (37)5.5 A/D采样子程序流程图 (38)5.6控制算法子程序流程图 (39)第6章系统仿真 (40)6.1 仿真工具介绍 (40)6.2 供暖锅炉燃烧控制系统仿真 (40)第7章结论 (43)7.1 设计完成的主要工作 (43)7.2 尚待完善的工作 (43)参考文献 (44)谢辞 (45)第1章绪论1.1引言随着城市建设的迅速发展，北方地区冬季供热面积的不断扩大，如何科学有效的控制和管理供热系统，提高供热的经济效益和社会效益，成为当前急需解决的重要课题。

目录1锅炉工艺简介 (1)1.1锅炉的基本结构 (1)1.2工艺流程 (2)1.2煤粉制备常用系统 (3)2 锅炉燃烧控制 (4)2.1燃烧控制系统简介 (4)2.2燃料控制 (4)2.2.1燃料燃烧的调整 (4)2.2.2燃烧调节的目的 (5)2.2.3直吹式制粉系统锅炉的燃料量的调节 (5)2.2.4影响炉内燃烧的因素 (6)2.3锅炉燃烧的控制要求 (11)2.3.1 锅炉汽压的调整 (11)3锅炉燃烧控制系统设计 (14)3.1锅炉燃烧系统蒸汽压力控制 (14)3.1.1该方案采用串级控制来完成对锅炉蒸汽压力的控制 (14)3.2燃烧过程中烟气氧含量闭环控制 (17)3.2.1 锅炉的热效率 (18)3.2.2反作用及控制阀的开闭形式选择 (20)3.2.3 控制系统参数整定 (20)3.3炉膛的负压控制与有关安全保护保护系统 (21)3.3.1炉膛负压控制系统 (22)3.3.2防止回火的连锁控制系统 (23)3.3.3防止脱火的选择控制系统 (24)3.4控制系统单元元件的选择（选型） (24)3.4.1蒸汽压力变送器选择 (24)3.4.2 燃料流量变送器的选用 (24)4 DCS控制系统控制锅炉燃烧 (26)4.1DCS集散控制系统 (26)4.2基本构成 (27)锅炉燃烧系统的控制4.3锅炉自动燃烧控制系统 (31)总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)1锅炉工艺简介1.1锅炉的基本结构锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。

1、锅炉本体锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。

锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。

炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。

将固体燃料放在炉排上进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉，又称火床炉；将液体、气体或磨成粉状的固体燃料喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉，又称火室炉；空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧、适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉，又称流化床炉；利用空气流使煤粒高速旋转并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。

工业燃煤锅炉DCS控制系统设计（子课题：控制方案的组态及监控画面的制作）摘要：本文叙述了工业燃煤锅炉的工作原理，具体阐述了锅炉控制中对汽水控制系统方案和自动检测的设计，利用了Control Builder 软件、UMC800控制器和FIX软件进行35吨工业燃煤锅炉汽水系统的自动检测与控制回路的组态，并设计了友好的监控画面。

关键词：锅炉FIX UMC800 控制系统汽水系统蒸汽压力Abstract: the paper introduce the principle of the boiler which is used in burning coal industrial,it describes the scheme of the steam controlsystem in boiler control and the design of auto-detection. it use the Control Buildersoftware,UMC800 controller and FIX softwareto auto-detect 35t steam system in burningcoal industrial and configuration the controlloop, and designed the friendly supervisionappearance.Keyword: boiler, FIX, UMC800, control system, steam system, steam pressure引言锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的13，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。

提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。

摘要随着现代化工业的飞速发展，对能源利用率的要求越来越高，作为将一次能源转化为二次能源的重要设备之一的锅炉，其控制和管理随之要求越来越高。

目前，我国燃烧供热所用的锅炉的燃烧效率还相当低，而且也使得锅炉的燃烧不充分，而造成大气污染加重，所以这就迫切要求我们的锅炉技术得到提高，设计出一套热效率高、节能、环保、安全的锅炉控制系统。

因此，进行锅炉过程控制系统设计具有重要的实际意义。

该论文在参考文献的基础上，首先介绍了课题研究意义，基础理论知识，其中包括PLC相关的理论以及过程控制系统的理论，描述了锅炉燃烧、水位控制系统的工作原理。

然后分析了锅炉控制系统的控制任务及控制目标，设计了相应的控制系统，主要包括锅炉汽包水位控制系统、燃烧控制系统以及蒸汽温度控制系统，并且选择了满足要求的控制方案。

在有了基础理论后，找控制系统中I/O点,详细分析I/O点的类型、数量等。

根据I/O点，对PLC进行选型，再根据所选的PLC，对I/O点的地址进行分配。

最后进行软件设计。

绘制程序流程图，然后设计梯形图，最后在S7-200的编程软件上实现。

关键词：锅炉;水位控制;燃烧控制;蒸汽温度控制;可编程序控制器AbstractWith the rapid development of modern industry, the energy utilization ratio of the demand is higher and higher, as will a energy into two times the energy of one of the important equipment, the boiler control and management then demand is higher and higher. At present, China's burning heating boiler combustion efficiency used is rather low, but also make the boiler combustion is not full, and cause air pollution is aggravating, so it is urgent requirement of our boiler technology improvements, design a set of high thermal efficiency, energy saving, environmental protection, safety of boiler control system. Therefore, in the process control system design of boiler is important practical significance.This paper on the basis of the references, first introduced the research significance, the basic knowledge, including PLC related theory and the theory of process control system, describes the boiler combustion, water level control system principle of work. And then analyzes the boiler control system of the controlling tasks and control target, the relevant control system design, including the boiler drum water level control system, the combustion control system and steam temperature control system, and select the meet the requirements of control plan.Look for control system I/O point. According to the I/O points, the selection of PLC, again according to theselected PLC, the I/O address for the distribution of the points. Design the software. Draw program flow chart s, and then design ladder diagram s, the last in the s7-200 programming software realization.Key words: boiler; Water level control; Burning control; Steam temperature control; Programmable controller目录第一章绪论 (1)1.1 锅炉控制系统设计目的及意义 (1)1.2 锅炉控制系统的国内外发展状况 (2)1.2.1 锅炉自动控制的国内外现状 (2)1.2.2 锅炉自动控制的发展前景 (3)1.3 本文主要内容及论文结构 (4)1.3.1 论文主要内容 (4)1.3.2 论文结构 (5)第二章基础理论知识 (6)2.1 PLC介绍 (6)2.1.1 PLC的基本概念 (6)2.1.2 PLC的基本结构 (6)2.1.3 PLC的工作原理 (7)2.1.4 PLC的编程语言 (8)2.1.5 PLC的程序结构 (9)2.1.6 PLC在控制系统中编程的步骤 (10)2.2 过程控制系统简介 (11)2.2.1 过程控制系统的发展 (11)2.2.2 简单控制系统 (12)2.2.3 复杂控制系统 (12)2.2.4 PID控制简介 (16)第三章锅炉综合控制系统设计 (18)3.1 背景介绍 (18)3.1.1 工艺及装置介绍 (18)3.1.2 锅炉控制任务 (20)3.1.3 锅炉控制方案 (20)3.2 选型 (23)3.2.1 I/O点分布 (23)3.2.2 PLC选型 (25)3.2.3 I/O地址分配 (26)3.3 软件编程 (28)3.3.1 程序流程图 (28)3.3.2 梯形图 (32)第四章结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)第一章绪论1.1 锅炉控制系统设计目的及意义目前，相当多的锅炉仍旧在采用传统方式控制，主要依靠操作员手工来完成，这样就要求锅炉操作员时刻都要在现场监控锅炉运行情况，并且要对整个锅炉系统的运行过程以及过程中各个环节的相互影响都有相当深刻的了解，能够根据现场实际情况及时调整各个相关参数以达到工艺要求。

基于DCS的煤气燃烧锅炉控制系统的设计时磊;邱兵涛【摘要】Aimed at the problems of unstable combustion, low thermal efficiency and low automation, this pa-per designs a control system of distributed gas combustion boiler.This system implements remote control of data gathering, remote monitoring, real-time liquid level control, combustion control and monitoring.The system design uses MACSV configuration software to control the boiler, with clear-cut software programming and convenient de-bugging.Its powerful communication function can compose a variety of distributed monitoring and management sys-tems.%针对煤气燃烧锅炉存在燃烧不稳定、热效率低、自动化程度不高等问题，本文设计了一种基于分布式煤气燃烧锅炉控制系统，对燃烧锅炉现场进行数据采集和远程监控，实现锅炉的液位控制、燃烧控制及监控系统的远程控制。

该系统采用MACSV组态软件进行锅炉控制，软件编程层次清楚，现场调试方便，利用其强大的通讯功能可组成各种分布式监控管理系统。

【期刊名称】《洛阳师范学院学报》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】3页(P27-29)【关键词】DCS;燃烧锅炉;MACSV;组态软件【作者】时磊;邱兵涛【作者单位】河南工业职业技术学院计算机工程系;河南工业职业技术学院机电工程系，河南南阳473000【正文语种】中文【中图分类】TK223.7;TP273.5传统的燃煤锅炉，在运行时温度比较稳定，运行工况较好，但往往产生大量的烟尘和煤粉，也消耗大量的资源.过去高炉煤气除高炉热风炉自用一部分外(40%～50%)，主要用于动力锅炉，在高温加热炉等炉窑上用得很少，其使用方法是纯烧的少，掺烧的多;主烧的少，辅烧的多，其利用状况不尽人意，放散率居高不下.为提高锅炉的工作效率并保证系统安全，需对设备进行监控.本论文提出一种基于DCS(Distributed Control System)的煤气燃烧锅炉控制系统，该系统不仅能够提高能源的利用率，还能够保证系统的高效安全运行，解决了煤气排放问题，同时还为企业提供部分电能，可以取得更好的社会效益和经济效益.1 DCS 系统网络结构设计锅炉汽机采用集散控制系统，其网络结构如图1所示.该系统配置1 台工程师站、6 台操作员站，其中1 台兼做值长站;现场控制站4 个，扩展柜1 个，UPS电源15KVA/1H 1 套;配电柜1 个(含切换装置及开关)，3 台打印机(2 台针式打印机和1 台A3 黑白激光打印机).考虑到此网络物理点数较多，而且每台操作员站和工程师站在一个网络平台，数据共享，互为备用，为提高DCS 系统数据处理速率和整体性能，建议将6 台操作员站中的2 台操作员站的配置提高到小型服务器的配置，起到既是服务器又是操作员站的作用.图1 DCS 系统网络结构图如图1 所示，锅炉现场配置3 套现场控制站.锅炉现场控制站包括锅炉本体、公用和FSSS 三部分设备的测点控制及显示.汽机现场配置1 套现场控制站、1 套扩展柜，其中控制站包括汽机本体、循环水泵设备的测点控制及显示，同时配置1 套扩展柜，主要放置汽机本体、循环水泵设备的DO 信号隔离继电器板.各站之间以100M 快速工业以太网连接，其中，操作员站、工程师站可互为备用，操作站之间互为冗余，系统网络冗余配置，现场控制站的电源、主控单元均1∶1 冗余配置.主控单元与I/O 模块之间采用PROFIBUS-DP 现场总线通讯方式，最大通讯速率可达到12Mbps.2 DCS 系统硬件设计2.1 锅炉现场站机柜的设计锅炉现场站机柜设计有6 个模块类型，分别是FM147E、FM151A、FM143、FM148A、FM171B 和FM1201，每个模块类型又有64 个模块位置，也就是说，这64 个模块位置可以监测到锅炉燃烧器区域温度、锅炉炉膛出口烟温、锅炉水平烟道烟温、锅炉上级空气预热器入口烟温、锅炉省煤器下部蛇形管入口烟温等信号.其中，每个信号温度的上下限量程都在0～800°C 范围，如果温度超过这个量程范围，就会把监测到的信号发送到监控画面，并在报警界面上显示报警发生的时间、报警值、报警等级及报警点等信息，操作员在报警界面中就可以完成报警确认及报警信息过滤等功能.锅炉现场站机柜的设计如图2 所示.图2 锅炉现场站机柜的设计2.2 配电柜电气原理设计DCS 系统控制的配电柜中，设计有UPS 电源和厂用电电源两路输入电源.煤矿发电DCS 系统配电柜电气原理设计如图3 示.2.3 DCS 系统配电柜切换装置的设计煤矿发电DCS 系统配电柜切换装置中，切换时间应小于等于20mS，同时切换装置安装在配电柜导轨上，该装置由2 个常开主触头和2 个常闭主触头的接触器组成，其原理如图4 所示.图3 DCS 系统配电柜电气原理图图4 DCS 电系统配电柜切换装置原理图3 软件设计高炉煤气发电控制系统的软件采用杭州和时利自动化有限公司HOLLiAS-MACSV 组态软件设计完成，软件版本为V5.2.3 中文sp2.MACSV 软件主要包括组态软件、操作员站软件、服务器软件和控制站软件.组态软件是安装在工程师站上的，它包括数据库总控、设备组态、服务器算法组态、控制器算法组态、报表组态、图形组态、工程师在线下装等组成部分，可以完成用户对于测点、控制方案、人机界面等组态，如图5 所示;操作员站软件是安装在操作员站上的，它主要完成用户对于人机交互界面的监控，包括流程图、趋势、参数列表、报警、日志的显示及控制调节、参数整定等操作功能;服务器软件是安装在服务器上的，它完成对系统实时、历史数据的集中管理和监视，并为各站的数据请求提供服务;控制站软件是安装在现场控制站中的主控单元，它完成数据采集、转换、控制运算等.图5 工程师站管理界面4 结论本文设计了一种基于DCS 的煤气燃烧锅炉控制系统，该系统充分利用PC 机丰富的软硬件资源实现友好的人机界面，主控单元与I/O 模块之间采用PROFIBUS-DP 现场总线通讯方式，对锅炉现场进行数据采集和及时处理.软件系统采用MACSV组态，编程层次清楚，现场调试方便，利用其强大的通讯功能可组成各种分布式监控管理系统，实现人机通讯.参考文献［1］王志明.基于DCS 的燃气锅炉自动控制系统［J］.微计算机信息，2008，24(7-1):94-96.［2］卢雅谧.HOLLiAS-MACS V DCS 控制系统在供热发电机组的应用［J］.科技视界，2013(34):371-377.［3］张丽红.DCS 在余热锅炉控制系统的应用［J］.今日科苑，2010(4):43-43. ［4］阳武娇.基于MACSⅡ的集散控制实验教学系统的开发［J］.电子元器件应用，2009，11(8):46-51.［5］颜信材，程明.基于DCS 的锅炉自动控制及其远程监控系统［J］.化工自动化及仪表，2012，39(3):305-308.。