1、1遼寧石油化工大學遼寧石油化工大學畢業設計（論文）開題報告信息與控制工程學院信息與控制工程學院論文題目：論文題目： 燃油鍋爐自動控制系統設計燃油鍋爐自動控制系統設計學生姓名：學生姓名： 齊明輝齊明輝 專業班級：專業班級：電氣電氣1005 學學 號：號：1003040526 指導教師：指導教師： 張月靜張月靜 2014年年 03月月15日日21題目的背景和意義 隨著我國經濟的日益發展和人民生活水平的不斷提高，能源消費日益增大，環境污染日益惡化;而人們環境保護意識的不斷增強以及對改善環境的呼聲，促使政府加大力度以強制性政策來引導能源消費結構向潔凈和節能型能源轉變。受以上因素的影響，燃油作為高效清潔

2、的能源，越來越受到企事業的青睞，污染嚴重的燃煤鍋爐亦加快了向燃油爐轉變的步伐，從而使燃油鍋爐得到了很大發展。 鑒于燃油鍋爐所用燃料的快速爆發性及負荷的多變性，燃油爐應采用自動控制。燃油鍋爐自動控制的任務主要是維持鍋爐的水位、溫度、壓力、煙氣含氧量等物理參數在規定的范圍內，并能自動適應負荷的變化，從而使鍋爐安全可靠經濟的運行。 3燃燒器是燃油鍋爐的關鍵設備，國內目前的鍋爐企業一般都引用進口的燃燒器以及它們的控制系統。國內企業本身卻對這方面的技術研究較少。因此本課題的主要目的就是開發一套安全可靠、性能優越的燃油鍋爐的控制系統，采用PLC作為整個系統的邏輯控制單元。可編程序控制器PLC是目前最常用的

3、控制裝置，其最大的特點就是可靠性高、功能強大，它的高可靠性的設計非常適合在工業現場環境下應用。它不僅能實現復雜的邏輯順序控制，而且還能完成少量模擬量的過程控制。此外，PLC編程簡單，使用方便，現場安裝調試的時間短。42題目研究現狀概述 鍋爐控制系統的發展過程與其它事物一樣，也經歷了由簡單到復雜、由手動到自動的過程。60年代，鍋爐的控制還只是實行人工操作，鍋爐的燃燒完全是憑司爐工人的經驗，幾乎談不到自動控制。而鍋爐設備采用手動操作，則有如下缺點。(1)汽負荷中小波動時，燃料量不隨負荷變化，造成蒸汽不穩定，增加了燃料消耗。 (2)手動誤差大;風、燃料配比控制不能自調，熱效率低。到了70-80年代，

4、逐步出現了由常規檢測儀表和調節儀表構成的模擬控制系統，它具有可靠性高，成本低，易于操作和維護等優點，在大、中、小工業企業中得到了廣泛應用，解決了不少自動化方面的問題。5用常規儀表控制，也有一定的局限性，主要表現在:(1)難以實現復雜的控制規律。如最優控制、自適應控制、模糊控制、人工智能控制等。 (2)用常規儀表難于實現集中監測且操作管理水平低。 (3)改變控制方案比較困難。(4)一次性投資大，成本高。到了90年代，隨著微型計算機技術的發展，計算機在工業鍋爐的自動測試和控制方面的技術也日趨成熟。利用微機代替常規儀表實現對工業鍋爐的控制己越來越多地被生產廠家采用。鍋爐采用微機控制不僅可實現鍋爐運行

5、的自動調節，鍋爐運行的安全性也大為提高。同時可以大大減輕工作人員勞動強度，改善工作環境，而且可以使鍋爐熱效率最佳，節約燃料4%-5%。鍋爐采用微機控制系統一般有如下特點: 6(1)計算機具有分時操作能力，可以實現一機多控。(2)計算機的邏輯判斷能力和存貯能力使它能夠根據工況變化，做出正確判斷，選擇最合理最有利的控制方案。(3)計算機控制系統能夠實現多種的控制算法。(4)高速性，高精度性。 進入21世紀以來，人類進入了一個以知識經濟為特征的信息時代，檢測技術、計算機技術和通訊技術一起構成現代信息的三大基礎。21世紀第一個10年的熱點是傳感、執行與檢測。鍋爐自動化控制系統作為傳感、執行與檢測技術的

6、一個應用方面也必將跨入數字化、網絡化和智能化時代。而且，對于大規模鍋爐群控，檢測技術、計算機技術和通訊技術的結合在一起，形成鍋爐控制系統的集成化管理、網絡化控制，這將是鍋爐控制系統發展的又一個里程碑。 而在鍋爐控制理論方面，也有許多優秀的控制理論相繼出現。最為典型的是PID控制，即比例、積分和微分控制。后來，模糊控制理論得到長足發展，目前已經很好地應用在鍋爐控制系統上。 工業組態軟件的應用使軟件功能性增強，內容豐富，具有良好的人機界面，更加方便了操作人員 73題目要完成的主要內容和預期目標鍋爐自動控制的任務主要是維持鍋爐的水位、溫度、壓力等物理參數在設定的范圍內，并能自動適應負荷的變化，從而使

7、鍋爐安全可靠經濟地運行。設計采用PLC作為整個系統的邏輯控制單元。在進行實際調研和廣泛收集相關資料的基礎上設計:(1)燃油鍋爐電氣系統，并且設計了電機過流保護。(2)燃油鍋爐水位自動控制系統并編寫PLC控制程序。(3)設計燃燒控制系統編寫PLC程序。(4)設計燃油鍋爐壓力自動控制系統，當水位到達低水位時產生聲光報警，危險水位整個鍋爐停機。(5)對燃油鍋爐主回路進行詳細的負荷計算，分析并選擇電動機、斷路器、交流接觸器、繼電器、互感器、電纜線等主要電器的功率、型號、等級等具體數據。 (6)設計電源電壓欠壓保護及過壓保護：當電源電壓小于額定電壓的0.75倍時，電氣控制系統產生欠壓保護，同時發出聲光報

8、警信號；當電源電壓大于額定電壓的1.15倍時，電氣控制系統產生過壓保護，同時發出聲光報警信號。84進度計劃第1周（3/39/3） 調研、查閱文獻第2周（10/316/3）閱讀文獻、撰寫開題報告第3周（17/323/3）詳細了解燃油鍋爐各個部分組成及工作原理第4周（24/330/3）熟悉燃油鍋爐的工作過程第5周（31/36/4） 燃油鍋爐主要完成的任務第6周（7/413/4） 安全保障方案（欠壓過流過壓保護）第7周（14/420/4）對電氣主回路進行負荷計算選擇合適電氣設備第8周（21/427/4）設計水位自動控制系統編寫PLC程序第9周（28/44/5） 設計壓力自動控制系統編寫PLC程序第1

9、0周（5/511/5）設計燃燒控制系統編寫PLC程序第11周（12/518/5）對整體進行合理優化第12周（19/525/5）初步完成整體設計第13周(26/51/6) 修改完善PLC程序第14周(2/68/6) 修改完善設計內容第15周（9/615/6） 調試、修改PLC用戶程序第16周（16/622/6）撰寫論文第17周（23/629/6）修改論文、打印、裝訂、準備答辯95參考文獻1 于洪濤，燃油鍋爐系統節能方案設計與實施D,2013 2 蔡明坤，回轉式空氣預熱器性能變動和鍋爐經濟性變化間關系探討J，鍋爐技術，20133 楊昆，工業鍋爐汽包水位系統智能調節研究J.2005 4 張士銘趙曉鈴，可編程序控制器的原理與應用.青島遠洋船員學院2000 5 張建平，PLC在燃油鍋爐自動控制系統中的應用J.廣州航海高等專科學校學報，2005, 6 王詡，祝和云，關于燃燒控制系統中蒸汽量“前饋”信號的討論.中國自動化學會2000(哈爾濱)學術會議，2000.11 7 張興文,康立新,丁大恒.冷凝式煙氣節能器應用在燃氣鍋爐節能效果分析J.科學論壇,2012:21. 8 謝龍根,周仕明.燃油與燃