基于PLC在船用锅炉燃烧控制系统设计.docx

连云港职业技术学院毕业设计（论丈丿年 级： 09> 系/专业： 机电工程学院 班 级： 学生姓名： 吴方柳 学 号： 090110117 指导教师： 职称 完成日期：锅炉是船舶动力装置最早实现自动化的设备之一它包括水位的自动控制，蒸汽压力 的自动控制，锅炉点火及燃烧的时序控制和自动安全保护等可编程控制器(PLC)由于它 可通过软件来改变过程，并且因其体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰及可靠性高等特 点，非常适合在恶劣的工作环境下使用，已经广泛应用于工业控制的各个领域，被认为是 工业上的无故障产品关键词锅炉；可编程控制器；控制系统AbstracMarine power plant boilers is the first one of automation equipment. It includes the level of automatic control, automatic control of steam pressure, boiler and combustion ignition timing control and automatic security protection. Programmable Logic Controller (PLC) software because it can be to change the process and because of their small size, flexible assembly, programming is simple, anti-interference and high reliability, very suitable for use in adverse working environment, has been widely applies to all areas of industrial control was seen as troubleindustrial products..Key words boiler; Programmable controller; Control system摘要 IAbstrac II第一章前言 1第二章可编程序控制器概述 22. 1可编程序控制器的产生、定义、分类 22. 1. 1可编程序控制器的产生 22. 1. 2可编程序控制器的定义 22. 1. 3可编程序控制器的分类 22. 2可编程序控制器的基本组成结构 32. 2. 1可编程序控制器的硬件组成结构 32. 2.2可编程序控制器的软件组成结构 32. 2. 3可编程序控制器的其他组成 32. 3可编程序控制器的特点及主要功能 32. 3. 1可编程序控制器的主要特点 32.4可编程序控制器的应用领域及发展趋向 52. 4. 1可编程序控制器的应用 52. 4. 2可编程序控制器的发展趋势 72. 5可编程序控制器的故障分析 7第三章船用锅炉的概述 93. 1锅炉的定义 93. 2锅炉的工作特点 93. 3锅炉的重要性 93.4锅炉的分类 104. 1 PLC在锅炉燃烧控制系统中的控制要求 114. 2 PLC选型及输入/输出端口的设计 114. 2. 1 PLC 的选型 114. 2. 2 PLC输入/输出端口设计 124. 3 PLC控制燃烧系统梯形图 134. 4 PLC控制锅炉燃烧系统过程 14结语 16致谢 17参考文献 18第一章前言可编程控制器(PLC)作为传统继电控制系统的替代产品已经广泛应用于工业控制的各 个领域，由于它可通过软件来改变过程，而且具有体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰 及可靠性高等特点，非常适合在恶劣的工作环境下使用，被认为是工业上的无故障产品。

因此，为了提高船用锅炉的控制安全和减少船员的工作量并提高工作效率，从而提高经济 效益，所以PLC控制系统代替了传统的船用锅炉控制燃烧系统第二章可编程序控制器概述2. 1可编程序控制器的产生、定义、分类2. 1. 1可编程序控制器的产生在20世纪60年代，随着继电气控制系统逐渐的不能从容的适应市场的需求，人们要 求用新的控制装置取代继电器控制系统，这是第一台PLC诞生，这种新型的工业控制装置 以其简单易懂、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、寿命长等优点，在工业领域很 快得到广泛的推广和应用随着处理器的出现以及大规模，超大规模集成电路的迅速发展，通信技术的不断进步, PLC迅速发展，其发展过程可分为：数字电路构成的畸形PLC阶段、微处理器构成的实用 产品阶段、大规模应用的成熟产品阶段、通用网络产品阶段2. 1. 2可编程序控制器的定义PLC= Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电 子系统，专为在工业环境应用而设计的它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程 序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或 模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

是工业控制的核心部分2. 1. 3可编程序控制器的分类现在比较习惯的PLC分类是按I/O点数分，一般分为三类：小型PLC :小型PLC的I/O点数一般在128点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整 个硬件融为一体，除了开关量I/O以外，还可以连接模拟量I/O以及其他各种特殊功能模 块它能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通讯联网以及各 种应用指令中型PLC :中型PLC采用模块化结构，其I/O点数一般在256^1024点之间I/O的处 理方式除了采用一般PLC通用的扫描处理方式外，还能采用直接处理方式，即在扫描用户 程序的过程中，直接读输入，刷新输出它能联接各种特殊功能模块，通讯联网功能更强, 指令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快大型PLC : 一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC大型PLC的软、硬件功能极 强具有极强的自诊断功能通讯联网功能强，有各种通讯联网的模块，可以构成三级通讯网，实现工厂生产管理自动化大型PLC还可以米用三CPU构成表决式系统，使机器的可靠性更高2. 2可编程序控制器的基本组成结构2. 2. 1可编程序控制器的硬件组成结构PLC硬件结构图如图1所示：图（l）PLC硬件结构输出部件2. 2. 2可编程序控制器的软件组成结构在可编程序控制器，PLC的软件分为两大部分：系统程序：用于控制可编程序控制器本身的运行。

主要由管理程序、用户指令解释程 序和标准程序模块，系统调用用户程序：它是由可编程序控制器的使用者编制的，用于控制被控装置的运行2. 2. 3可编程序控制器的其他组成可编程序控制器除了硬件和软件组成之外，还有中央处理单元（CPU）、储存器（RAM、 ROM）、输入输出单元（I/O）、电源和编程器等部分组成2. 3可编程序控制器的特点及主要功能2. 3. 1可编程序控制器的主要特点① 结构灵活不受环境的限制，有电即可组建网络，同时可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持 较高的利用率，在移动性方面可与WLAN媲美② 传输质量高、速度快、带宽稳定可以很平顺的观赏DVD影片，它所提供的14Mbps带宽可以为很多应用平台提供保 证最新的电力线标准HomePlug AV传输速度已经达到了 200Mbps；为了确保QoS, HomePlug AV采用了时分多路访问（TDMA）与带有冲突检测机能的载体侦听多路访问（CSMA）协议， 两者结合，能够很好地传输流媒体③ 范围广无所不在的电力线网络也是这种技术的优势虽然无线网络可以做到不破墙，但对于 高层建筑来说，其必需布设N多个AP才能满足需求，而且同样不能避面信号盲区的存在。

而电力线是最基础的网络，它的规模之大，是其他任何网络无法比拟的由此，运营商就 可以轻松地把这种网络接入服务渗透到每一处有电力线的地方这一技术一旦全面进入商 业化阶段，将给互联网普及带来极大的发展空间终端用户只需要插上电力猫，就可以实 现因特网接入，电视频道接收节目，打或者是可视④ 低成本充分利用现有的低压配电网络基础设施，无需任何布线，节约了资源无需挖沟和穿 墙打洞，避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的破坏，同时也节省了人力相对传统的 组网技术，PLC成本更低，工期短，可扩展性和可管理性更强目前国内已开通电力宽带 上网的地方，其包月使用费用一般为50-80元/月左右，这样的价格和很多地方的ADSL包 月相持平⑤ 适用面广PLC作为利用电力线组网的一种接入技术，提供宽带网络“最后一公里”的解决方案, 广泛适用于居民小区，酒店，办公区，监控安防等领域它是利用电力线作为通信载体， 使得PLC具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享 受4.5~45Mbps的高速网络接入，来浏览网页、拨打，和观看电影，从而实现集数 据、语音、视频，以及电力于一体的“四网合一”2. 3. 2可编程序控制器的主要功能主要功能PLC作为一种专为在工业环境下应用而设计的计算机，必须具有以下功能:（1）逻辑控制功能•逻辑控制功能就是位处理功能，它用PLC的与，或,非指令代替继电器触 点串联，并联和其他逻辑连接，实现逻辑控制，开关控制和顺序控制.（2）信号采集功 能.PLC可以采集模拟信号，数字信号，脉冲信号.有了这个功能，才可以实现其他的功能. （3）输出控制功能.可以输出数字信号，模拟信号，脉冲信号以控制外部电磁阀，指示灯等设 备.PLC的其他功能都必须通过这个功能来输出.（4）数据处理功能.数据处理功能是指PLC 能进行数据传送,数据比较，数据转换，数据移位，算术运算等操作.有的还可以进行浮点运 算.（5）定时计数功能.可以进行定时或延时控制，时间可以精确到毫秒.用户可以自行设 定,也可以在运行过程中根据需要更改，使用方便.用脉 冲可以实现加，减计数.2.4可编程序控制器的应用领域及发展趋向2. 4. 1可编程序控制器的应用1、 用于开关量控制PLC控制开关量的能力是很强的。

所控制的进出点数，少的十几点、几十点，多的可 到几百、几千，甚至几万点由于它能联网，点数几乎不受限制，不管多少点都能控制所 控制的逻辑题目可以是多种多样的：组合的、时序的；即时的、延时的；不需计数的，需 要计数的；固定顺序的，随机工作的；等等，都可进行2、 用于模拟量控制模拟量，如电流、电压、温度、压力等等，它的大小是连续变化的产业生产，特别 是连续型生产过程，常要对这些物理量进行控制作为一种产业控制电子装置，PLC若不 能对这些量进行控制，那是一大不足为此，各PLC厂家都在这方面进行大量的开发目 前，不仅大型、中型机可以进行模拟量控制，就是小型机，也能进行这样的控制PLC进 行模拟量控制，要配置有模拟量与数字量相互转换的A/D、D/A单元它也是I/O单元， 不过是特殊的I/O单元A/D单元是把外电路的模拟量，转换成数字量，然后送进PLCD/A单元，是把PLC的数字 量转换成模拟量，再送给外电路作为一种特殊的I/O单元，它仍具有I/O电路抗干扰、 内外电路隔离，与输进输出继电器（或内部继电器，它也是PLC I作内存的一个区可读 写）交换信息等等特点这里的A/D中的A,多为电流，或电压，也有为温度。

D/A中的 A,多为电压，或电流电压、电流变化范围多为0〜5V, 0-10V, 4〜20mA有的还可处 理正负值的这里的D,小型机多为8位二进制。