课程设计（论文）锅炉控制系统的组态设计.doc

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1、锅炉控制系统的组态设计专业：测控技术与仪器 姓名： 学号：30 辅导老师：摘要为提高控制系统的性能,使显示与控制在同一台工控机上实现,获得简单、经济的锅炉控制系统.自动控制系统硬件采用通用的工控机,同时配备必要的基本板卡;软件系统选用国产的组态王软件,利用其自带的命令语言,使用先进的控制算法实现了PID控制功能,使锅炉控制系统运行状态稳定.结果控制系统可靠性较高,成本较低,便于维护,兼容性好,运行效果良好.该系统对建立小型的锅炉控制系统,特别是对旧系统的改造,具有很强的适用性,性能可靠且可大大降低成本.本文主要介绍锅炉过程控制、组态王软件及其基于组态王开发的锅炉监控系统。详述该系统的硬件组成、

2、控制方法、组态过程、组态软件的运行环境。该系统具有界面友好、参数在线整定方便、扩展性强等优点。锅炉设备是工业生产中典型的控制对象，而组态控制技术是当今自动化系统应用广泛的技术之一。本课题采用组态王6.5组态软件设计上位机监控画面，实时监控液位参数，并采用实时趋势曲线显示液位的实时变化。由此组成一个简单的液位控制系统。一、设计的目的通过本课题的设计，培养学生利用组态软件、PLC设计控制系统的能力，理解，有利于进一步加深自动控制原理、组态软件和过程控制等课程的理解，为今后工作打好基础。二、设计内容：掌握锅炉生产工艺，实现锅炉自动控制的手段，利用“组态王6.5”软件做出上位机监控程序，具体有主监控画

3、面、实时曲线、历史曲线。三、设计思路锅炉温度控制画面通讯状态画面实时曲线画面历史曲线画面 智能调节仪液位传感器电动调节阀温度传感器RS232/RS485如上图，思路是通过传感器将锅炉液位数值和温度数值反应给上级通过仪表反应出具体的数值，当温度或者液位过高时使用者通过控制改变电动开度阀的开度从而改变液位和锅炉内的温度。一参考资料及思路1. 组态技术是一种计算机控制技术。利用组态控制技术构成的计算机测控系统与一般计算机测控技术在结构上没有本质区别，它们都是由被控对象、传感器、I/O接口、计算机和执行机构几部分组成，如图1.1所示。 图1.1 一般计算机控制系统的结构组成 2. 锅炉工艺流程 锅炉的

4、种类很多，按所用燃料分类，有燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、燃气锅炉，还有利用残渣、残油等为燃料的锅炉。所有这些锅炉，虽然其燃料种类各不相同，但蒸汽发生系统和蒸汽处理系统是基本相同的。常见的锅炉设备主要工艺流程如图2.1所示： 图1.2 锅炉设备主要工艺流程图3系统硬件配置 计算机对采样数据进行处理，根据控制算法，用计算机输出的控制量控制电动调节阀的位置来改变锅炉的进水流量，从而实现锅炉液位实时监控。锅炉的给水、出水流量的测量采用锅炉电感式浮球液位传感器UHGG-21/31A-G，将流量信号转化为4-20mA的电流信号；将锅炉的温度通过AD590温度传感器转化成电流信号；同时电动调节阀反馈回阀位

5、置的4-20mA电流信号，这些信号经过程控制实验台上的精密电阻（250）转换为1-5V电压信 号后传给A/d采集卡。AD5904.程序的设定if(本站点液位170)本站点出水阀=0;本站点控制阀=0;本站点温度1=本站点温度1-3.3;5.各种控制画面制作 主控画面如上图，就是这次设计的锅炉系统，可以通过改变两个分度阀的开度来实现温度和液位的控制，当使用锅炉时打开入水口，控制阀打开，锅炉内进水口开始加热，液位表和温度表反映出实时液位和温度，当液位达到危险值时报警系统记录并提醒，系统自动做出反应增加出水阀开度减小控制阀开度液位降低，当温度达到限定值时同样将出水量和入水量达到最大平衡使降温速度达到

6、最快，实现自动控制。 锅炉的实时趋势曲线锅炉的历史趋势曲线锅炉的报警画面6.结束语组态王的运行环境是一个独立的运行系统，它按照组态结果数据库中用户指定的方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。用户通过运行环境实现对工程的控制。运行环境本身没有任何意义，必须与组态结果数据库作为一个整体，构成用户应用系统。一旦组态工作完成后，运行环境和组态结果数据库就可以离开组态环境而独立运行在计算机上，此后即可在运行环境中，对系统进行运行调试。 组态王软件以其优异的特性在锅炉液位监控系统中获得了成功的应用，实现了实时数据浏览、实时和历史数据趋势显示等功能，达到了预期的对实验装置的改造目的。相对原有的仪表

7、调节器，该监控系统具有结构简单、成本低、性能稳定等优点，同时可方便地通过硬、软件的扩充，实现锅炉的温度、流量等控制，即扩展性强。该监控系统对提高工业锅炉房的微机化自动控制，具有一定的参考价值，值得推广和应用。该监控系统经过半年多的运行，满足了生产的要求。由组态王软件进行组态实现的上位机监控系统界面友好，运行稳定，便于操作。在工控方面上位机监控系统选用Kingview组态软件进行组态，不失为一种方便而有可行的方案7.总结2011年12月，我开始了我的课程设计，时至今日，论文基本完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个写作过程难以用语言来表达。历经了大半个月的奋战，紧张而又

8、充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受，我感慨万千，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的回忆和收获。当我确定选择“锅炉控制系统的组态设计”时候，我当时便立刻着手资料的收集工作中，面对浩瀚的书海和网路真是有些茫然，不知如何下手。我将这一困难告诉了导师，在老师细心的指导下，终于使我对自己现在的工作方向和方法有了掌握。在搜集资料的过程中，我认真准备了一个笔记本。我在学校图书馆，还在网上查找各类相关资料，将这些宝贵的资料全部记在笔记本上，尽量使我的资料完整、精确、数量多，这有利于论文的撰写。然后我将收集到的资料仔细整理分类，及时拿给同学老师进行沟通。1月初，资料已经查找完毕了，我

9、开始着手论文的写作。在写作过程中遇到困难我就及时和导师联系，并和同学互相交流，请教专业课老师。在大家的帮助下，困难一个一个解决掉，论文也慢慢成型。又经过一周的奋战，论文设计工作落下了帷幕。通过论文设计不仅使我加深了专业课的理解程度，还使我明白了做任何事情都要脚踏实地，认认真真，不能存在任何投机取巧的想法，在以后的工作和学习中我会牢记这些经验教训。致谢非常感谢冯老师在我大学的最后学习阶段给自己的悉心指导，从最初的定题，到资料的搜集，到写作、修改、到论文的写成，她给了我耐心的指导和无私的帮助。为了指导我们的课程设计，她放弃了自己的休息时间，这种无私的奉献精神令人钦佩，在此我向她表示我诚挚的谢意。同时感谢所有任课老师和所有同学在这三年来给自己的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人，正是他们，我才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意。