水煤浆导热油锅炉监控系统研究开发

论文摘要

现今油价不断上涨使得很多工业产品的成本逐渐提高,企业的经济效益越来越少,已经严重影响了我国经济发展。以洁净燃烧为目的的水煤浆代替石油作为工业锅炉的燃料,不仅可以降低企业的成本,也可以达到节能减排的目的。同时,工业锅炉的自动控制水平也反映着锅炉的热效率并影响着企业的能源消耗水平。因此,带有自动控制系统的水煤浆锅炉在很多企业中深受欢迎。本文主要的研究工作正是围绕着水煤浆导热油锅炉计算机监控系统而展开的,重点是监控系统的软、硬件设计和自动控制功能实现。水煤浆导热油锅炉监控系统是以可编程控制器(PLC)作下位机,工业控制计算机(PC)做上位机并通过通讯电缆进行上、下位机的数据交流的。PLC、PC机以及现场的传感器、变送器、执行器等一起组成了水煤浆导热油锅炉DCS控制系统,该系统对水煤浆锅炉的运行进行监测和控制。在对模拟量进行调节控制的设计中,本文对PID各种算法也进行了深入研究,最后确定带死区增量式PID算法为热媒温度、煤浆流量和炉膛负压等控制回路的控制策略。水煤浆导热油锅炉监控系统设计的重点是PLC下位机和PC上位机软件监控系统的研究开发。PLC下位机程序采用“STEP 7”软件进行设计,设计好的监控程序对采集的数据进行各种前置处理,处理后的数据参与程序控制运算,实现对水煤浆锅炉的炉膛负压、导热油温度、煤浆量等变量的自动调节控制。上位机软件采用通用的工业组态软件“KINGVIEW 6.52”开发,实现了系统的安全管理、数据处理、运行流程画面显示与控制调节功能,人机界面友好,操作简单。水煤浆导热油锅炉监控系统长期安全稳定的运行证实了STEP7开发下位机的简单、可靠性以及“组态王”开发上位机的优越性。PLC和上位机通讯简单,调试方便,两者协同作用,形成一套人机界面友好、组态功能强大、运行可靠的热工监控系统。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目次
• 第1章 绪论
• 1.1 我国目前面临的能源状况和水煤浆技术的概述
• 1.2 计算机自动监控工业锅炉概述
• 1.2.1 工业锅炉计算机自动控制的意义
• 1.2.2 国内外热工计算机监控系统的发展与现状
• 1.2.3 计算机监控系统的分类
• 1.3 论文研究项目的来源及相关要求
• 本章小结
• 第2章 水煤浆锅炉控制的特点及总体设计方法
• 2.1 水煤浆锅炉特点和控制的重点
• 2.1.1 水煤浆的性质
• 2.1.2 水煤浆锅炉控制的重点
• 2.2 水煤浆控制系统总体设计方法
• 2.2.1 控制系统设计的基本原则
• 2.2.2 控制系统设计的基本内容及步骤
• 本章小结
• 第3章 水煤浆导热油锅炉监控系统
• 3.1 水煤浆导热油锅炉监控系统简介和测点分布
• 3.2 水煤浆导热油热媒锅炉控制系统
• 3.2.1 水煤浆导热油锅炉控制系统剖析
• 3.2.2 导热油锅炉DCS控制系统的结构和主要功能
• 3.3 热媒锅炉重要参数控制策略
• 3.3.1 PID控制基本原理
• 3.3.2 数字PID控制算法
• 3.3.3 数字PID控制算法的集中改进形式
• 3.4 计算机监控系统的抗干扰设计
• 本章小结
• 第4章 基于PLC（S7-300）的下位机监控系统设计
• 4.1 可编程控制器（PLC）的概述
• 4.1.1 模块式PLC的基本结构
• 4.1.2 PLC的基本工作方式和编程语言
• 4.2 西门子S7-300的简介
• 4.2.1 S7-300的系统结构
• 4.2.2 S7-300的模块功能
• 4.3 下位机软件STEP 7
• 4.3.1 STEP 7简介
• 4.3.2 STEP 7的相关功能
• 4.4 水煤浆导热油锅炉监控系统I/O清册设计
• 4.5 水煤浆锅炉监控系统程序设计
• 4.6 水煤浆程序的STEP 7编程
• 本章小结
• 第5章 基于组态王的上位机监控系统实现
• 5.1 组态王软件（KINGVIEW）简介
• 5.2 水煤浆导热油锅炉控制系统上位机的设计
• 5.2.1 “组态王6.52”软件的安装
• 5.2.2 利用组态王制作水煤浆控制系统工程
• 5.3 水煤浆导热油锅炉控制系统人机交互功能的实现
• 5.3.1 系统的安全管理
• 5.3.2 水煤浆锅炉主控制界面和公用界面显示控制功能
• 5.3.3 水煤浆锅炉上位机控制系统数据管理功能
• 5.3.4 上位机控制系统自动投油浆功能和回路调节功能
• 5.4 水煤浆导热油锅炉监控系统的通信
• 5.5 水煤浆监控系统的调试
• 本章小结
• 第6章 论文总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简介