论文摘要
能源短缺和大气污染已成为当今世界共同面临的两大难题。随着我国工业的迅速发展,国内能源短缺和大气污染问题日趋严重,如何在工业生产的各个环节解决好这两个问题,已成为我国可持续发展战略的一个重要组成部分。工业锅炉是我国工业生产和集中供热的重要能源转换设备。工业锅炉能耗巨大,占我国原煤产量的三分之一左右。然而,我国目前运行的大多数锅炉控制系统自动化水平不高、安全性低,效率普遍低于国家标准,操作工人水平参差不齐,生产管理水平较低,长期使锅炉处在能耗高、环境污染严重的生产状态。本文针对35T/h工业锅炉,提出了一套PLC+上位机的控制系统方案。本文以某厂35T/h锅炉的PLC控制系统为背景,理论与实践相结合,详细阐述了集PLC技术,变频器技术,通信技术于一体的先进控制技术在该锅炉控制系统中的应用。在该系统中,应用了Siemens公司的S7-300系列PLC,并用其编程软件Step7设计锅炉控制的梯形图及PLC通信网络,实现锅炉的水位三冲量控制、燃烧过程自动控制、蒸汽压力自动控制等功能;同时,通过Siemens公司的WinCC上位机软件制作友好的人机界面,对重要的锅炉运行数据自动保存,并根据需要自动生成报表和打印。锅炉水位是保证锅炉安全运行的重要控制对象。锅炉水位的控制因其变化特性而具有鲜明的特点。锅炉汽包水位的控制一直是控制领域的一个典型问题,采用传统的PID控制效果不佳,而模糊自适应PID控制理论应用于控制系统设计,不需要对系统模型进行大的改动,就能够获得较好的控制效果。因此,本文采用了模糊自适应PID理论进行汽包水位控制器的设计,较为详尽地分析了汽包水位对象的动态特性和三冲量控制规律。在此基础上,提出了用模糊-PID理论实现对汽包水位进行控制的方案,并进行了系统软、硬件的设计。结果表明本系统能够基本消除扰动对水位的影响,同时提高了蒸汽产量和质量,对节约生产成本、提高经济效益都具有重要意义。