文档介绍：目录
第一章变频调速在供暖锅炉控制中的应用

第二章锅炉控制系统原理

PID控制方式

第三章锅炉控制系统总体设计

第四章锅炉控制系统的硬件设计

PLC的选型

第五章系统软件的设计
S7-300系列PLC简介
S7-300编程方式简介
S7-300 PLC的存储区

PLC控制流程图
PLC控制程序
参考文献
第一章变频调速在供暖锅炉控制中的应用

目前,随着大规模集成电路和微电子技术的发展,变频调速技术己经发展为一项成熟的交流调速技术。变频调速器作为该技术的主要应用产品经过几代技术更新,己日趋完善,能够适应较为恶劣的工业生产环境,且能提供较为完善的控制功能,能满足各种生产设备异步电动机调速的要求。变频
调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系:
其中表示电机转速;
为电动机工作电源频率;
为电机转差率;
为电机磁极对数。
通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交一直一交电源变换技术,集电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。

变频调速应用于锅炉系统的风机和水泵等电机的自动控制中,其节能效果明显。本节将以风机节能为例,详细分析其节能效果。水泵的节能分析类似。
由流体力学的基本定律可知:风机、泵类设备均属平方转矩负载,其转速与流量,压力以及轴功率具有如下关系:

即流量与转速成正比,压力与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。
图2-1给出了风机中风门调节和变频调速二种控制方式下风路的压力-风量关系及功率-风量关系。其中,曲线1是风机在额定转速下的曲线,曲线2是风机在某一较低速度下的曲线,曲线3是风门开度最大时的曲线,曲线4是风机在某一较小开度下的曲线可以看出当实阮工况风量由下降到时,如果在风机以额定转速运转的条件调节风门开度,则工况点沿曲线1由点移到点;如果在风门开度最大的条件下用变频器调节风机的转速,则工况点沿曲线3由点移到点。显然,点与点的风量相同,但点的压力要比点压力小得多。因此,风机在变频调速运行方式下,风机转速可大大降低,节能效果明显。
图2-1变频调速在风机中的节能分析
曲线5为变频控制方式下的曲线,曲线6为风门调节方式下的曲线。可以看出,在相同的风量下,变频控制方式比风门调节方式能耗更小,二者之差可由下述经验公式表示:
其中为风机运行时实际风量;
为风门开度为最大,且电机运行在额定转速时的风量;
为风门开度为最大,且电机运行在额定转速时的功率。
假设有一台lO的热水锅炉:
引风机:55,鼓风机:22,共7
则由变频调节与风门调节相比较可知:
80%风量时每小时节能
=
60%风量时每小时节能
=
如果按全年运行7000小时计算,其中80%风量运行5000小时:60%风量运行2000小时,则全年节能
由此可见,其节能效果非常显著。
目前,变频调速技术己逐渐为许多企业所认识和接受,随着这项技术的不断发展和完善,它必将得到更加广泛的应用,也必将为认识和接受它的企业带来可观的经济效益。
第二章锅炉控制系统原理
偏差控制方式
偏差控制是指当热工参数实际采集值与用户设定值之间存在偏差时,系统通过调节某些量来减小偏差,直至实际采集值等于用户设定值为止。但这只是一种理想设计,在实际应用中,由于系统误差的存在,实际采集值不可能等于用户设定值。因此,引入“回差”的概念,即给用户设定值一个可以接受的范围,在此范围内都可认为达到系统设定值。例如锅炉的出水温度设定值为,温控回差为,则当出水温度满足式(3-1)时即可。
(3-1)
PID控制方式
偏差控制只能输出开关量信号,对于连续调节的设备,则需要过程控制系统中最常用的控制规律-PID控制方式。PID控制,即按偏差的比例(P)、积分(1)、微分(D)控制,是控制系统中应用最为广泛的一种控制规律。实际运行的经验和理论的分析都表明,运用这种控