连云港职业技术学院
毕 业 设 计
目：基于PLC控制的工业锅炉控制系统
题
作 者： XX 学 号： XXXXXXXX 院 、 系： 机电工程学院 专业班级： 电气自动化091 指导教师： XXX 副教授（校内） XX 工程师（校外）
2012年 5 月 29 日
连云港职业技术学院(毕业设计)
基于PLC控制的工业锅炉控制系统
摘要
锅炉是特种压力容器设备，它是化工、发电、供热、炼油和制糖等工业及民用部门必不可少的重要的动力设备。随着计算机控制技术的飞速发展和广泛应用，锅炉的控制系统和方式越来越引起人们的重视，而且对控制系统的要求越来越高，工业锅炉实现自动控制可以将锅炉的水位、温度、压力等参数控制在规定的范围内，并能自动适应负荷的变化，从而使锅炉安全可靠经济的运行。
本论文通过对工业锅炉电气系统主回路进行分析，计算出电动机、断路器、交流接触器、继电器、变送器、电缆线等主要电器的参数后，再选择了相应电器的型号及具体数据。然后相应设计出工业锅炉的压力控制系统、水位控制系统。在综合考虑系统的精度、效率以及经济性等的因素之后，最终确定以PLC为控制核心。
本毕业设计过程包括工业锅炉电气控制系统程序，用计算机绘制电气主电路图和PLC外围接线图等。
关键词：工业锅炉 ；水位控制；压力控制； PLC
I
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Based on the PLC control in industrial boiler control system
Abstract
Boiler is a special pressure vessel equipment, it is chemical, power generation, heating, oil and sugar and other industrial and civil departments indispensable important power equipment. Along with the computer control technology of the rapid development and extensive application of the boiler control system, and the way people pay more and more attention, but also to the control system of the increasingly high demand, industrial electric heating boiler automatic control of boiler water level, can be temperature, pressure and other parameters control in the specified range, and can automatically adapt load change, so that the boiler safe and economic operation.
The present paper through to the industrial boiler electrical system main circuit analysis, calculate the motor, AC contactor, breaker, relay, transmitter, cable and other electrical parameters, and then select the corresponding electric models and specific data. Then the corresponding design of industrial boiler pressure control system, water level control system. Considering the system precision, efficiency and economy and other factors, finally determined with PLC as the control core.
This graduation design process including electric boiler electric control system for computer aided drawing program, the main electrical circuit diagram and PLC external wiring diagram.
Key Words: industrial boiler; water level control; pressure control; PLC
II
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目 录
摘要 ..................................................................... I ABSTRACT ............................................................ II 第一章 文献综述 ........................................................ 1
1.1 课题研究目的 ....................................................... 1 1.2 工业锅炉的概述 ..................................................... 2
1.2.1锅炉的基本构造 ............................................... 2 1.2.2锅炉的基本组成 ............................................... 2 1.2.3 锅炉的工作原理 .............................................. 3 1.3 锅炉自动控制的发展 ................................................. 3 1.4 本文的研究方向 ..................................................... 4
第二章 技术方案的选择 ................................................. 5
2.1 方案论证 ........................................................... 5
2.1.1方案1 ....................................................... 5 2.1.2方案2 ....................................................... 5 2.1.3方案3 ....................................................... 5 2.2方案选择 ........................................................... 5 2.3程序的设计思路 ..................................................... 6
第三章 PLC基础知识 .................................................... 8
3.1 PLC的概述 ......................................................... 8 3.2 PLC的组成 ......................................................... 8 3.3 PLC的工作过程 ..................................................... 8 3.4 FX2N-4AD模拟转换器 ................................................ 9
第四章 设计工业锅炉电气控制系统 ................................... 12
4.1 锅炉的电气控制系统的介绍 .......................................... 12
4.1.1锅炉自动控制的任务 .......................................... 12 4.1.2程序控制 .................................................... 12
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4.1.3锅炉保护装置 ................................................ 13 4.2 锅炉主要电气设备的计算及选择 ...................................... 13
4.2.1 电动机的选择 ............................................... 13 4.2.2 热继电器的选择 ............................................. 13 4.2.3接触器的选择 ................................................ 14 4.2.4 断路器的选择 ............................................... 14 4.2.5 电缆线的选择 ............................................... 15 4.3 水位控制系统及压力控制系统的设计 .................................. 15
4.3.1工业锅炉水位控制系统 ........................................ 15 4.3.2工业锅炉压力控制系统 ........................................ 18 4.4 电源欠压、过压及电机的过流保护的设计 .............................. 22
4.4.1电压变送器 .................................................. 23 4.4.2电流变送器及电流互感器 ...................................... 23 4.4.3欠压、过压、过流保护的实现 .................................. 24
第五章 结论 .......................................................... 27 谢 辞 ................................................................. 28 参考文献 ............................................................... 29 附 录1 ................................................................ 30 附 录2 ................................................................ 31 附 录3 ................................................................ 32
基于PLC控制的电锅炉控制系统
