毕业设计(论文)-锅炉汽包水位控制系统的设计

河南城建学院本科毕业设计(论文)毕业设计[论文]题目：锅炉汽包水位控制系统的设计系别：电气与电子工程系专业：自动化姓名：樊建党学号：122407208指导教师：任琦梅河南城建学院2011年05月24日河南城建学院本科毕业设计(论文)II河南城建学院毕业设计（论文）任务书题目锅炉汽包水位控制系统的设计系别电气与电子工程系专业自动化班级1224072学号122407208学生姓名樊建党指导教师任琦梅发放日期2011年3月1日河南城建学院本科毕业设计（论文）III河南城建学院本科毕业设计（论文）任务书一、主要任务与目标：主要任务：设计一锅炉汽包水位控制系统，维持锅炉汽包水位在一定范围内变化。完成控制系统的硬件和软件设计，并编写毕业设计说明书。目标：1、培养学生综合运用所学理论知识的能力。2、培养学生分析和解决实际问题的能力。3、培养学生调查研究、查阅技术文献、资料、手册以及编写技术文献的能力。二、主要内容与基本要求：主要内容：1、分析锅炉汽包水位系统控制对象的动态特性。2、确定系统的控制方案。3、进行控制器参数整定。4、各部分设备选型。5、对控制系统进行仿真。基本要求：1、选择某锅炉作为控制对象，通过分析其动态特性，得出数学模型。2、设计方案应比较先进，能满足实用的要求。3、通过仿真曲线和数据，验证系统的控制效果。河南城建学院本科毕业设计（论文）IV三、计划进度：毕业设计从第5周到第14周共10周时间。第5周，熟悉题目，查阅资料，调研。第6周，分析控制对象的动态特性，得出数学模型。第7-8周，进行方案比较，确定系统的控制方案。第9-10周，完成硬件接线图和器件选型。第11—12周，控制器参数整定和仿真。第13周，编写整理设计说明书。第14周，答辩。四、主要参考文献：1、付家才，工业控制工程实践技术，化学工业出版社，2、杨献勇，热工过程自动控制，清华大学出版社3、孙优贤、孙红，锅炉设备的自动调节，化工工业出版社4、金以慧，过程控制，清华大学出版社5、张亮明、夏桂娟，工业锅炉自动控制，中国建筑工业出版社河南城建学院本科毕业设计（论文）V指导教师（签名）：年月日教研室审核意见：（建议就任务书的规范性；任务书的主要内容和基本要求的明确具体性；任务书计划进度的合理性；提供的参考文献数量；是否同意下达任务书等方面进行审核。）教研室主任签名：年月日注：任务书必须由指导教师和学生互相交流后，由指导老师下达并交教研室主任审核后发给学生，最后同学生毕业论文等其它材料一起存档河南城建学院本科毕业设计（论文）VI毕业设计（论文）成绩评定成绩评定成绩评定说明一、答辩前每个学生都要将自己的毕业设计（论文）在指定的时间内交给指导，教师，由指导教师审阅，写出评语并预评分。二、答辩工作结束后，答辩小组应举行专门会议按学校统一的评分标准和评分办法，在参考指导教师预评结果的基础上，评定每个学生的成绩。系对专业答辩小组提出的优秀和不及格的毕业设计（论文），要组织系级答辩,最终确定成绩，并向学生公布。三、各专业学生的最后成绩应符合正态分布规律。四、具体评分标准和办法见《河南城建学院毕业设计（论文）工作条例》。五、答辩小组评分包括两部分：（1）学生答辩情况的得分和评阅教师评分；（2）指导教师对学生毕业设计（论文）的评分班级1224072姓名樊建党学号122407208综合成绩：分（折合等级）答辩小组组长签字年月日河南城建学院本科毕业设计（论文）VII答辩小组评定意见一、评语（根据学生答辩情况及其论文质量综合评定）。二、评分（按下表要求评定）评分项目答辩小组评分评阅教师评分合计（40分）完成任务情况（5分）毕业设计（论文）质量（5分）表达情况（5分）回答问题情况（5分）质量（正确性、条理性、创造性、实用性）（10分）成果的技术水平（科学性、系统性）（10分）评分答辩小组成员签字年月日毕业答辩说明1、答辩前，答辩小组成员应详细审阅每个答辩学生的毕业设计（论文），为答辩做好准备，并根据毕业设计（论文）质量标准给出实际得分。2、严肃认真组织答辩，公平、公正地给出答辩成绩。3、指导教师应参加所指导学生的答辩，但在评定其成绩时宜回避。4、答辩中要有专人作好答辩记录。河南城建学院本科毕业设计（论文）VIII指导教师评定意见一、对毕业设计（论文）的学术评语（应具体、准确、实事求是）：签字：年月日二、对毕业设计（论文）评分[按下表要求综合评定]。（1）理工科评分表评分项目（分值）工作态度与纪律（10分）毕业设计（论文）完成任务情况与水平（工作量与质量）（20分）独立工作能力（10分）基础理论和基本技能（10分）创新能力（10分）合计（60分）得分指导教师签字：年月日河南城建学院本科毕业设计(论文)摘要IX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。本文从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“假水位现象”，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PLCPID控制河南城建学院本科毕业设计(论文)ABSTRACTXABSTRACTThesteamdrumwaterlevelisaveryimportantparameterfortheboilersafeoperation,bothhighandlowsteamdrumwaterlevelmayleadtoextremelyseriousconsequence;thereforeitmustbestrictlytobecontrolled.WiththerapiddevelopmentofPLCtechnology,itcanwidelybeappliedtotheprocesscontroldomainandenhancestheperformanceofcontrolsystemenormously.PLChasalreadybecometheessentialimportantequipmentinautomaticcontroldomain.Basedontheanalysisofallkindsoffactorswhichinfluencesteamdrumwaterlevel,“unrealwaterlevelphenomenon”isanalyzedspecially,andthreeimpulsescontrolplanforsteamdrumwaterlevelcontrolsystemisproposed.PIDparametersareregulatedbyengineeringregulationmethod,andsimulationstudyisdone.Accordingtotheneedsofcontrol,theselectionofcontrolrequirementshardwareandsystemhardwaredesignaswellassystemsoftwaredesignarecarriedout.FinallytheapplicationofPLCinboilersteamdrumwatercontrolsystemiscompleted.Keywords:SteamdrumwaterlevelThreeimpulsescontrolPLCPIDcontrol河南城建学院本科毕业设计(论文)目录XI目录1绪论......................................................11.1汽包水位控制系统的发展现状...........................11.2本设计的主要工作.....................................22控制方案设计................................................32.1虚假水位的形成及对策.................................32.2汽包水位的影响因素...................................42.3汽包水位的控制方案设计...............................63硬件选型...................................................113.1水位传感器选型.......................................113.2流量传感器的选型.....................................113.3电机的选型...........................................133.4变频器的选型.........................................133.5接触器的选型.........................................143.6熔断器的选型.........................................143.7功率三极管的选型.....................................143.8PLC及相关模块的选型.................................154硬件设计...................................................174.1系统总体线路设计.....................................174.2控制线路设计.........................................195控制算法及参数整定.........................................225.1PID算法简介.........................................225.2三冲量控制系统参数整定...............................226软件设计...................................................296.1程序流程设计.........................................296.2DEVICENET网络组态.....................................316.3RSLOGIX5000程序设计..................................34结束语.......................................................40参考文献.....................................................41致谢.......................................................42河南城建学院本科毕业设计(论文)1绪论11绪论1.1汽包水位控制系统的发展现状蒸汽锅炉是企业重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽产品，以满足负荷的需要。锅炉是一个十分复杂的控制对象，为保证提供合格的蒸汽产品以适应负荷的需要，与其配套设计的控制系统必须满足各主要工艺参数的需要。保持锅炉汽包水位在正常范围内是锅炉运行的一项重要的安全性能指标，由于负荷、燃烧状况及给水流量等因素的变化，汽包水位会经常发生变化[1]。因此锅炉汽包水位应当根据设