电热锅炉是把电能转化为热能，把水加热至有压力的热水或蒸汽（饱和蒸汽）的一种电力设备。电热锅炉无需炉膛、烟道和烟囱，同样无需储存燃料的空间，很大程度上减少了常规燃煤锅炉使用产生的污染。电热锅炉具有低污染，低噪声，体积小，安装使用便利，自动化程度高，安全可靠，热效率高达98%以上等特点，电热属于一种绿色环保产品。一些国家在20世纪70年代后期到80年代初期就已经开始研究设计电热锅炉。中国在80年代中期，开始设计电热锅炉产品，到了90年代中期，许多公司将电热锅炉用来采暖、中央空调和热水供应。
1 绪论
1.1电热锅炉的介绍
在当今社会，电加热锅炉的使用领域已经越来越广泛了。它的经济性，安全性和较高的自动化程度越来越受到人们的认同。可是电加热锅炉的性能优劣充分的反映了电热锅炉的质量好坏。电加热锅炉已逐渐进入人民的生活，成为洗浴，供热等场所的首选设备。目前电热锅炉的控制系统多采用以微处理器为核心的PLC控制技术，既提高产品的自动化程度又增加了锅炉的控制精度。现在使用的大部分电加热锅炉控制系统的设计还不完善，因此需要设计一种全新的、自动化程度较高的电加热锅炉控制系统来代替和完善以前的控制系统。现在工业生产所使用的控制器大多数是用继电器、接触器为主的控制装置。使用继电器电路组成的控制系统出现的误操作较多，其可靠性不好。而该设计所使用的是以PLC来取代原有的控制系统。控制系统的要求：补水泵和循环泵交替使用，互为备用；缺相报警，水泵停止运行；循环泵主/备用泵能手动选择。
1.2 电热锅炉的分类
电热锅炉就是以电为能量来加热的锅炉，即使用清洁的电能转化为热能，从而把常温水加热为高温度热水或具有压力蒸汽的热能电气设备。电热锅炉分为两大类：LDR(WDR)电热蒸汽锅炉和CLDZ(CWDZ)电热热水锅炉及KS-D电开水锅炉。其中电开水锅炉又分为KS-D电开水锅炉和XKS-D电蓄热开水锅炉。
电开水锅炉
配置微电脑控制器、陶瓷电热管，采用电磁阀作为补水装置配合水位电极、感温探头全自动工作，连续大量供应饮用开水，广泛适用于政府机关、企业、工
厂、医院、学校、宾馆 、酒店等企事业单位使用。
电蓄热开水锅炉
配置微电脑控制器、陶瓷电热管，采用电磁阀作为补水装置配合水位电极、感温探头利用夜间（低谷电）时间全自动工作，可以在白天（用电高峰期）大量供应饮用开水，广泛适用于政府机关、企业、工厂、医院、学校、宾馆 、酒店等企事业单位使用。
电热蒸汽锅炉
将水加热产生蒸汽的电锅炉，又名电热蒸汽发生器。按结构分为立式和卧式两种锅炉。 按产生的蒸汽压力分为低压、中压、高压三种规格锅 炉。0.4MPa及以下工作压力的电热锅炉称为低压电 锅炉，主要用于生活供热。0.7~1 MPa的电热燕汽锅 炉称为中压电锅炉，可供生活、生产用汽。1.6 MPa以 上的电热蒸汽锅炉称为高压电锅炉，现多用于试验室。 由于承压指标不同，在使用选型方面要注惫区分。中国生产的定型电热蒸汽锅炉的最大出力为Zt/h，最高工 作压力为1.6 MPa. 电热热水锅炉将水加热提供热水的电锅炉。
电热热水锅炉
在结构上也分立式和卧式两种。随着锅炉 功率的增加，电热热水锅炉有双头和单头之分。加热电功率在360 kw及以下的卧式电热热水锅炉，大多做成单头，加热电功率大于360 kw的电热热水锅炉，一 般做成双头电锅炉。热水温度小于95℃的电热热水锅 炉，常用于供应开水或洗浴的场所。
1.3电热锅炉的主要部件
电热锅炉的主要部件有：加热管、控制器、水泵等。
2 可编程控制器（PLC）简介
2.1 PLC的基本概念
可编程控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，如图2.1所示：
图2.1 可编程控制器控制系统示意图
（1）中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是可编程控制器的控制中枢。它按照可编程控制器系统程序具备的功能收取并储存从编程器输入的程序和数据；检验电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，还可以诊断用户程序中出现的的语法错误。当可编程控制器工作时，最开始它以扫描的方式接收使用场所各输入设备的状态和数据，并各自存入I/O映象区，接着从用户程序储存器里逐条读取用户的程序，对命令进行解释后再按照指令规定的算数运算或执行逻辑结果输入数据寄存器内或I/O映象区。直到所有的用户程序执行结束之后，循环运行，直到运行停止。
（2）存储器
可编程控制器常用的存储器类型
RAM这是一种读/写存储器(随机存储器)，速度快，用锂电池供电。 EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory）可擦除只读储存器。具有断电保持功能
EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)这是一种电可擦除的只读存储器。
（3）输入/输出模块
输入/输出模块是可编程控制器与工业生产设备及过程的连接接口。传感输出的开关量或模拟量、限位开关、按钮开关以及行程开关等输入信号，送人可编程控制器都需经过输入模块。PLC中央处理器只能处理标准电平的信息，但是输入到模块的信号种类繁多。因此将这些信号转化为PLC能够处理和接受的数字信号也是输入模块的一个重要功能。输出模块往往是用来接收CPU处理过的数字信
号，把信号转换成现场执行部件所能接受的控制信号，以驱动如电磁阀、电机等执行机构。PLC有多种输入/输出模块，包括数字量输入/输出模块和模拟量输出/输入模块。这些模块又包括电流和电压、交流和直流的不同分类，不同分类参数等级也不同，主要有模拟量输出/输入模块和数字量输出/输入模块，部件上往往都设置有用来输入接线的端子排，这些模块上都带有电平转换、信号锁存、滤波电路来滤除信号的噪声和便于可编程控制器处理内部信号。数字量输入模块比模拟量输入模块多了光电祸合电路，可以让可编程控制器隔离外部电路，以提高可编程控制器的抗干扰能力。数字量输出有可控硅输出、继电器输出和晶体管输出3种方式。实现数字量与模拟量之间的转换即D/A或A/D转换由模拟量输入/输出模块来执行。
（4）扩展模块
当一个可编程控制器中心单元的I/0点数不够时，就要对系统进行扩展。随着PLC在工控中的广泛应用和快速发展，各PLC制造厂家已开发出一系列的智能接口模块，使PLC的功能更加强大和完善。
（5）电源
PLC中的电源一般有3类： +5V、±15V： 锂电池及其充电电源。
考虑到系统光电隔离器的使用以及可靠性，不同类型的电源其地线也不同。 目前PLC的发展非常迅速，型号众多，各种特殊功能模板不断涌现。
2.3 PLC控制系统设计的基本原则和步骤
2.3.1 PLC控制系统设计的基本原则
1．充分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的控制要求。
2．在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。 3．保证控制系统安全可靠。
4．应考虑生产的发展和工艺的改进，在选择PLC的型号、I／O点数和存储器容量等内容时，应留有适当的余量，以利于系统的调整和扩充。
2.3.2 PLC控制系统的控制原理
最初研究制造的可编程控制器主要用来替代传统的由接触器继电器构成的控制装置，但这两者的运行方式是截然不同的。继电器控制装置采用硬逻辑并
行运行的方式，即假设该继电器的线圈通断电，那该继电器每一个触点（包括其常闭触点或常开触点）在控制线路上都会同时动作。
可编程控制器的中央处理器扫描用户程序则采用顺序逻辑的运行方式。 但为了消除2者之间不同的运行方式而造成的差异，并且继电器控制装置触点的动作时间通常在100ms以上，而可编程控制器扫描用户程序的时间一般均小于100ms，因此，可编程控制器采以与一般计算机不同的方式运行——扫描技术。在对I/O口响应速度要求不高的场合，可编程控制器与继电器控制装置的处理结果就没有什么区别了。
当可编程控制器开始工作后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程控制器的中央处理器以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。如图2.2所示：
图2.2 可编程控制器扫描周期图
一般来说，可编程控制器的扫描周期包括自诊断、通讯等，如下图所示，即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。如图2.3所示
上电RUN自诊断通讯输入采样用户程序执行输出刷新故障
图2.3 可编程控制器扫描周期示意图
2.3.3 PLC程序设计的一般步骤
基于PLC控制的电热锅炉毕业设计论文
