基于西門子S-300PLC鍋爐恒溫控制系統-開題報告

畢業論文(設計)開題報告 題 目： 基于西門子S-300PLC鍋爐恒溫控制系統 姓 名： 學 院： 專 業： 班 級： 學 號： 指導教師： 年 3 月 16 日一、選題依據研究目的：在工業生產過程中，為了提高生產效率，解放勞動力，以及調高產品的精度、合格率等，必須對生產過程中的溫度，壓力，液位，電機轉速等過程變量進行實時監測和控制，使其能夠在符合要求的范圍內小幅度波動，同時實現過程控制的自動運行。這在很大程度上基于自動化控制器，西門子公司作為全球領先的自動化控制系統集成商，一直以其先進的自動化技術與產品向用戶提供可靠地自動化解決方案。在工業生產中鍋爐常常被作為被控對象，電熱鍋爐的應用領域日益廣泛，在眾多的領域里，電熱鍋爐的性能決定了產品的質量的優劣，在鍋爐恒溫控制系統里常把出口水溫做為被控參數，以PLC作為控制器，采用PID算法，運用利于理解的PLC梯形圖編程語言進行編程，實現鍋爐溫度的自動控制。研究意義：電熱鍋爐將電能轉化為熱能，把水加熱至有壓力的熱水或燕汽的一 種熱力設備.它無需爐膛、煙道和煙囪，減少了設備的體積，同時還具有無污染，無噪聲，安裝使用方便，易于實現自動化，熱效率高達98%以上運行安全可靠等優點。隨著人們環境保護意識的增強， 電熱鍋爐作為一種綠色環保產品，越來越多的受到人們的青睞，許多國家自20世紀70年代末期到80年代初期， 開始研制開發電熱鍋爐的控制技術，到目前為止技術水平已經比較成熟。 基于PLC 的自動控制產品隨著技術的日益成熟越來越多的受到社會的追捧，它同時與上位機組態軟件的組合使用，使得人機交流更加方便,通過生動的動畫可以逼真的再現工控現場的工作狀況和過程，觀察控制系統的有關參數，使得辦公的自動化以及智能化成為可能，通過設計此項目，不僅能夠加深對自動控制技術的深入了解，而且能夠為將來設計更復雜的系統提供幫助。二、文獻綜述內容鍋爐恒溫控制系統大體可以分為四個部分；第一部分是：鍋爐的管路系統，包括夾套鍋爐、管道、磁力泵、電磁閥、智能流量調節閥，流量、液位、溫度、壓力傳感器等【1】，實現了鍋爐恒溫控制系統的最基本組成部分。第二部分：PCS-F現場總線過程控制實驗裝置，它實現了西門子PLC與模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數字量輸出模塊、DP/PA耦合器、變頻器之間的連接【2】，以及各個模塊與智能儀器儀表之間的連接【3】，它為下一步的程序設計做好準備。首先由水泵、變頻器、壓力傳感器組成恒壓供水系統，再由兩個手動調節閥控制兩個支路分別給鍋爐的夾套和內膽供水【10】，由熱電阻、溫度變送器、SIEMENS S7-300 PLC、接觸器、加熱管組成溫度控制系統【8】。第三部分：由于PLC具有通用性強、使用方便、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點【4】，在工業自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。SIMATIC MANAGER編程軟件運用計算機編程【5】、PLC編程、控制算法設計【10】、過程控制、工業現場總線技術【6】，能夠達到工業要求范圍內溫度、壓力、流量、液位等參數的控制。第四部分：基于WinCC集生產自動化和過程自動化于一體12，實現了相互之間的有機整合，在大量應用和各種工業領域的應用實例中也已證明，包括：造紙與印刷行業、汽車制造工業、化工行業、塑料和橡膠行業、鋼鐵行業、機械加工行業、食品、飲料行業、水處理和污水凈化領域【11】。利用WinCC構建上位機組態，制作上位機人機界面，進行上位機與PLC的通信，進行液位、流量及溫度等參數的控制【12】。主要參考文獻：1 劉美俊 . 西門子S7-300/400PLC應用案例解析. 北京：電子工業出版社 20092 陳章平 . 西門子S7-300/400PLC控制系統設計與應用 .北京：清華大學出版社 20093 劉增輝，賴英旭，趙偉. 西門子S7-300PLC應用技術. 北京：機械工業出版社 20114 劉華波，何文雪等.西門子S7-300/400PLC編程與應用. 北京：機械工業出版社20105 方俊山 鍋爐控制系統期刊論文-工業控制計算機 2003(5)6 崔堅.西門子工業網絡通訊指南（上）M. 北京：機械工業出版社 20057 劉華波.組態軟件wincc及其應用M. 北京：機械工業出版社 20098 許志軍. 工業控制組態軟件及應用M. 北京：機械工業出版社 20039 柴瑞娟,陳海霞. 西門子PLC編程技術及工程應用.機械工業出版社,200610 方俊山 鍋爐控制系統期刊論文-工業控制計算機 2003(5)11 St reet M Q1 The microelect ronics and computer systems laboratory J 1Microelect ronics Journal , 1993.12 Yuan N ,Yeo T S ,Nie X C ,Li L W,et al . Analysis of Sca -ttering f rom Composite Conducting and Dielect ric Target susing the Precorrected - FFT AlgorithmJ . Elect romagn.Wave and Appl. ,2003 .三、研究方案研究內容： 1. 掌握夾套鍋爐水溫控制系統的運行機制。2 .掌握模擬量采集與輸出方法，以及各種模擬量的控制技術。3 .應用PID算法實現自動控制。研究目標： 1 . 硬件組態的方法 2 .掌握西門子S7-300基本編程語言 3 .學會組態上位機監控畫面。 研究方法： 1 .首先為編程做好準備，積極學習有關軟硬件的資料及相關文獻。 2 .制定可靠性的方案，并進行初步驗證。 3 .努力優化控制，使得控制系統運行可靠。四、進程計劃3月10日3月18日：明確設計任務，按照畢業設計任務書的要求查找、學習相關的中英文技術資料。3月19日3月31日：制定初步設計方案，并驗證設計的可行性與可靠性。4月01日4月18日：完成設計方案，硬件仿真與調試，逐步使設計趨于完美。4月19日5月20日：設計完成所有方案要求，準備進行第一次畢業答辯。 5月21日6月13日：整理材料，撰寫畢業論文，并為畢業答辯做好準備。五、導師評語 指導教師簽字： 年 月 日