XV火電廠鍋爐控制系統(tǒng)的下位機(jī)設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u6819火電廠鍋爐控制系統(tǒng)的下位機(jī)設(shè)計(jì)案例 178581.1系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 1149111.2下位機(jī)PLC的硬件設(shè)計(jì)過(guò)程 1199891.2.1I/0分配 115491.2.2硬件配置及連接圖 2202011.3STEP7概述及S7-200程序流程設(shè)計(jì) 21191.4程序編寫(xiě)及分析 91.1系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)需要進(jìn)行以下步驟：（1）了解需要實(shí)現(xiàn)什么功能，制定合適的方案。（2）根據(jù)需求選擇輸入輸出設(shè)備。（3）選擇PLC的機(jī)型,、I/O模塊、容量、電源。（4）分配I/O地址。（5）進(jìn)行PLC的程序設(shè)計(jì)。（6）對(duì)程序進(jìn)行在線調(diào)試。1.2下位機(jī)PLC的硬件設(shè)計(jì)過(guò)程1.2.1I/0分配表1.1I/0分配表輸入信號(hào)啟動(dòng)按鈕I0.0停止按鈕I0.1急停按鈕I0.2空燃比信號(hào)I0.3爐溫采樣控制信號(hào)I0.4爐壓采樣控制信號(hào)I0.5水位采樣控制信號(hào)I0.6過(guò)熱器溫度采樣控制信號(hào)I0.7手動(dòng)操作I1.0自動(dòng)操作I1.1輸出信號(hào)煤粉流量閥Q0.0空氣流量閥Q0.1給水泵啟動(dòng)Q0.2進(jìn)水閥1Q0.3進(jìn)水閥2Q0.4出水閥Q0.5減溫水閥Q0.6空氣預(yù)熱器Q0.7爐溫報(bào)警Q1.1爐壓報(bào)警Q1.2過(guò)熱器溫度報(bào)警Q1.3汽包水位報(bào)警Q1.4引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)Q1.5點(diǎn)火器Q1.6手動(dòng)運(yùn)行Q1.7自動(dòng)運(yùn)行Q2.1空燃比輸出信號(hào)Q2.2空氣和煤粉混合攪拌信號(hào)Q2.31.2.2硬件配置及連接圖本設(shè)計(jì)采用西門(mén)子430變頻器，實(shí)現(xiàn)將頻率饋源轉(zhuǎn)換為頻率電功率控制裝置。其基本原理是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電源的輸入頻率成正比例，改變變頻器的頻率，就可以控制鍋爐的給水泵，引風(fēng)機(jī)調(diào)速和格柵式發(fā)動(dòng)機(jī)，430變頻器不僅能滿足用戶的需求，而且有多個(gè)輸入輸出端子，采用模塊化結(jié)構(gòu)，配置靈活，線路連接，如圖1.1所示。圖1.1變頻器接線圖1.3STEP7概述及S7-200程序流程設(shè)計(jì)1．編程軟件STEP7—Micro/WIN介紹STEP7micro/win軟件是S7-200的專(zhuān)用編程軟件，我將會(huì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要采用這款軟件編寫(xiě)S7-200控制程序。主編程接口如圖1.2所示。圖1.2STEP7—Micro/WIN編輯界面界面分為標(biāo)題欄、工具欄、菜單欄、工具欄、工具欄、輸出窗口、狀態(tài)欄、命令樹(shù)、用戶窗口等，當(dāng)出現(xiàn)編程比例圖時(shí)，點(diǎn)擊卷軸、聯(lián)系人或命令框按鈕，選擇要插入的命令，然后將光標(biāo)移動(dòng)到需要添加組件的位置，單擊鼠標(biāo)，選擇命令組件，輸入操作并根據(jù)需要完成編程。2．S7-200程序流程設(shè)計(jì)溫度的控制系統(tǒng)主要采用PLC作為調(diào)節(jié)器。進(jìn)行溫度測(cè)量的電力將反饋信號(hào)發(fā)送給PLC處理后，PLC將會(huì)輸出信號(hào)控制接觸器進(jìn)行啟動(dòng)，以檢測(cè)煤粉的流量以及進(jìn)氣量，從而控制了鍋爐內(nèi)部的壓力及溫度，系統(tǒng)主要流程圖如圖1.3所示。操作開(kāi)始后，選擇手動(dòng)和自動(dòng)操作模式。如果自動(dòng)模式被激活，首先啟動(dòng)爐膛溫度控制系統(tǒng)，之后啟動(dòng)汽包水位控制系統(tǒng)，在過(guò)熱器的調(diào)節(jié)下，溫度控制系統(tǒng)將會(huì)設(shè)置烘箱溫度，并開(kāi)始溫度采集，以評(píng)估所采集溫度的測(cè)量值是否在設(shè)定值范圍內(nèi)。圖1.3主流程圖設(shè)計(jì)圖1.4爐溫控制子程序圖1.5爐壓控制子程序由上面兩幅圖1.4、1.5所示。爐子壓力控制子程序開(kāi)始工作后，選擇自動(dòng)運(yùn)行模式，啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)，評(píng)估是否有故障，如果沒(méi)有，延遲一分鐘啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，然后啟動(dòng)爐排，如果有故障，立即停止。判斷壓力是否已設(shè)定。如果已設(shè)置，則進(jìn)入PID設(shè)置。如果尚未設(shè)置，則會(huì)設(shè)置。如果在手動(dòng)模式下工作，則直接啟動(dòng)通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和感應(yīng)爐排。如果沒(méi)有缺陷，將判斷操作是否正常。如果正常，它將調(diào)整PID。如果不正常，它將立即停止工作。圖1.6汽包水位控制子程序如上圖1.6所示，汽包水位控制子程序開(kāi)始工作后，如果工作正常，則設(shè)置水位并選擇手動(dòng)和自動(dòng)模式。如果不正常，它會(huì)立即停止。在啟動(dòng)自動(dòng)模式后，它將計(jì)算汽包水位、給水流量和蒸汽流量，并調(diào)整PID以評(píng)估系統(tǒng)是否正常工作，如果正常，則一直執(zhí)行PID調(diào)整，否則停機(jī)，手動(dòng)工作時(shí)直接啟動(dòng)給水泵和調(diào)節(jié)閥。如果沒(méi)有故障，PID將被檢查為正常運(yùn)行，否則將停止。圖1.7空燃比控制子程序空燃比子程序接收到啟動(dòng)信號(hào)后，首先采集煤粉和空氣的流量，判斷空燃比是否為3。如果是，混合。如果不是，再次混合直到比例等于3，并調(diào)整PID，如圖1.7所示。S7-200在接受到信號(hào)后，將用BBC控制方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，并與指令控制代碼進(jìn)行比較。如果控制代碼相同，則設(shè)置m0.0并將控制代碼作為消息的一部分發(fā)送到計(jì)算機(jī)。否則，設(shè)置m0.1，返回反饋信息，控制碼錯(cuò)誤，如圖1.8所示。圖1.8S7-200通信程序設(shè)計(jì)1.4程序編寫(xiě)及分析1.編程與分析根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本表編制了六個(gè)程序，一個(gè)是主程序，另五個(gè)是子程序，分別是控制子程序烘箱溫度，控制子程序汽包水位，控制爐子溫度，控制子程序爐的壓力和控制空燃比。主程序可以管理其他五個(gè)子程序，如果操作簡(jiǎn)單，主程序就可以完成操作，如果操作比較復(fù)雜，具體的操作要分成子程序來(lái)完成，這樣便于編程、編譯和調(diào)試。每個(gè)子