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1、毕业设计基于PLC的供暖锅炉多功能控制系统设计机械工程系学生姓名： 学号： 机械设计制造及其自动化系 部： 专 业： 指导教师： 二一五年 六月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日基于PLC 的供暖锅炉多功能控制系统设计摘 要:随着自动化水平的不断提高，供暖方式也在不断向前发展。实现供暖锅炉多种功能的自动化控制则显得十分必要。本设计选用的控制器为S7-200PLC，编写程序的软件是STEP7-micro/win，通过PLC控制实现供暖锅炉的水力、热力平衡，使整个热网安全、节能、高效、
2、平稳运行。并设置了数据采集模块，故障报警电路，手动和自动切换控制系统，实现了二次供水系统的自动控制等功能。本文首先介绍了供暖锅炉的结构组成及工作原理，接着介绍所设计的供暖系统的软件设计和硬件设计，及各部分需要完成的功能，然后讲述如何编写程序实现相应功能，并在PLC平台上进行模拟实验，进行仿真测试。通过设计由PLC控制的供暖锅炉系统实现相应功能，对生活中居民区供暖系统有着实际的借鉴意义，因此对基于s7-200PLC的供暖锅炉多功能控制系统的研究对日常生活有着重大意义。关键词：PLC，供暖锅炉， s7-200， 控制系统The Design of Multi-function Control Sy
3、stem OF Heating Boiler Based on PLCAbstract：With the enhancement of the automation level, heating methods are also constantly moving forward. The realization of the automation control of multi-functional heating boilers is very necessary. S7-200PLC controller was adopted in this design, and STEP7-mi
4、cro / win software was used to write programs. By PLC control, the balance of waterpower and heating power of the heating boiler was realized, which enables the whole heat supply network to be safe, energy-saving, efficient and to operate smoothly. Data acquisition module, fault alarming circuit and
5、 manual and automatic switching control system were set up to achieve functions like automatic control of secondary water supply system. The structure and working principle of the heating boiler were introduced, so were the design of the software and hardware of the heating system and the functions
6、of each part. Then how to write the programs for each corresponding function was elaborated and simulation experiment was conducted on the PLC platform for simulation test. There is certain practical reference significance for the heating system of residential areas by designing the heating boiler s
7、ystem controlled by PCL which realizes corresponding functions. Therefore, the study of multi-function control system which is based on s7-200PLC is of great significance for daily life.Keywords: PLC, heating boilers, S7-200, control system 目录1 前言11.1 选题背景11.2 研究的目的与意义11.3 课题研究内容及其可行性21.3.1 课题研究内容21
8、.3.2 课题可行性22 供暖锅炉概述42.1 锅炉简介42.2 供暖锅炉结构42.3供暖锅炉种类及特点42.3.1 供暖锅炉种类42.3.2 供暖锅炉特点52.4 供暖锅炉工作原理52.5 供暖锅炉功能实现63 供暖锅炉控制系统设计73.1 控制方案设计73.2 S7-200PLC在系统中的应用83.2.1 PLC的产生与发展83.2.2 S7-200系列概述123.2.2 S7-200系列内部结构123.2.3 S7-200系列工作原理153.2.4 S7-200系列的特点及功能153.2.5 PLC与变频器通讯163.3 供暖锅炉硬件设计173.3.1 电路连接173.3.2 传感器的选
9、择193.3.3 变频器的选择194 供暖锅炉的软件设计214.1 S7-200逻辑设计214.2 供暖系统的软件编程214.2.1 编程语言简介214.2.2 STEP7-micro/win在系统中的应用224.2.3 各模块程序流程图225 供暖锅炉系统程序及仿真255.1供暖锅炉系统各模块程序255.1.1 供暖锅炉换热系统主程序255.1.2 初始化程序265.1.3 模拟量处理部分程序285.1.4手动控制部分程序295.1.5自动控制部分程序305.2 S7-200 SIM2.0软件仿真306 结论35参考文献36致 谢38太原工业学院毕业设计1 前言1.1 选题背景我们通常所说的
10、供暖锅炉是民用生活锅炉的一种，科技发展，岁月变迁，我们的安全常识和意识也在不断提高，常压热水锅炉因其安全性较高，所以人们日常生活所用的基本是这一类锅炉，蒸汽锅炉已不断被淘汰1。在规模不断扩大的工业生产中，以及在人们需求不断增加的日常生活中，锅炉这一充当动力和热源的必需品，也不断适应环境和发展的需要，容量、参数指标及安全性相应提高。环境保护问题越来越重视受到我国的重视，提出了“节能减排”新政策。可编程控制器是在继电器-接触器的基础上逐步发展起来的，其综合了继电器-接触器控制、计算机技术、通信技术以及自动化技术等相关学科，在多种控制系统中都得到了广泛应用。再此之后又引入了微处理器，进入了实用化发展
11、阶段。20世纪末，PLC更加适应于现代工业的需要。随着科技飞速发展，PLC技术已融入人们日常生活的方方面面，具有的通信的能力，构成了可编程控制系统，人机界面也逐步完善。研究基于PLC的供暖锅炉控制系统具有重要应用价值，特别是加入报警、数据采集等多种功能的集中供暖控制系统，将成为未来广泛研究应用的领域。1.2 研究的目的与意义随着现代科技和工业的发展，社会资源不断被消耗，不可再生资源不断地减少，导致能源价格飞速上涨，成本不断提高。在开采资源的同时，不可避免地破坏了原有的生态环境，带来了大量的环境污染。因此，环保、节能减排等概念日益受到各国的高度重视。绿色、环保也成为当代社会发展的重要课题，引导着
12、各个行业的发展方向。锅炉市场生长的趋势逐渐转向热效能高、环保、节能等特点2。锅炉也向着更加环保更加安全性能更加优秀的方向发展，未来几年，现有的传统燃气、燃油、燃煤、电、太阳能等锅炉将被逐渐直至完全被更新取代，等次新型锅炉的有害物质排放情况虽有所改善，但在一定的条件下，仍然会造成一些损害。虽然随着科技发展，供暖锅炉的功能在不断强大与完善，但是性能安全节能方面仍不能满足生产发展的需要。PLC以其强大的功能，可以实现复杂的逻辑控制，它与供暖锅炉的结合，大大的提高了锅炉的各项参数。研究基于PLC的供暖锅炉的控制系统具有重要应用价值，特别是加入多种功能的智能控制系统，将成为未来广泛研究深入的领域。1.3
13、 课题研究内容及其可行性1.3.1 课题研究内容研究这个课题，目的是通过PLC可编程控制器与传感器、变送器的结合应用来对供暖锅炉进行控制，从而达到现实应用中的要求，在保证安全系数的前提下更加高效的供暖，满足人们需求。通过研究这个课题，要加深对PLC和供暖锅炉的理解，充分掌握以下内容。掌握S7-200系列PLC的结构原理，各部分的功能，以及各种编程语言，通过对PLC可编程控制器的复习，熟悉掌握S7-200PLC的梯形图的编程方法。掌握供暖锅炉的工作原理和组成，通过查阅资料，了解国内外供暖系统和控制的状况，供暖锅炉的发展前景。会硬件电路连接，会设计编写程序，并将程序装载入S7-200 sim2.0
14、仿真软件上，程序运行，可以模拟供暖锅炉控制系统运行情况，并检查分析及相应的修改。掌握西门子S7-200系列编程软件，熟悉STEP7-micro/win编程环境，了解各编程语言，并会用相应语言编写程序实现供暖锅炉的特定功能。在本设计的供暖锅炉中，热源烧制的的热量，由送至各换热站，然后各站把一次网的通过换热器转换，并将热能传递给中的，再由二次网的水将热能供给至热用户处2。同时，经冷却后的回水会再次地返回到的之中。换热站的能够驱动中的。一次和二次网均设有传感器，报警电路等。本课题主要要求根据供暖锅炉的工作原理及控制特点，设计该类型供暖系统的PLC控制过程，包括锅炉功能选择，PLC的选型，PLC电路设
15、计和程序设计。1.3.2 课题可行性由于供暖锅炉控制系统实现的功能不是很多，属于小型系统，考虑选用s7-200系列的PLC完成相关功能。使用的控制元件有换热器一侧的，该阀门的主要作用是控制一次网供热的流量，与此同时，也能够控制的供热量。在和两侧均安装温度传感器和一个室外温度传感器，根据室外的温度，来确定二次测供水的温度值3。编程软件选用西门子公司研发的STEP7-micro/win，它具有功能丰富的指令盒，并且支持程序运行监控功能，可以方便的完成程序的编写，调试，下载，上传等。因此，在以上基础上，编程设计控制的供暖系统是可以完成供暖效果良好，水力热力平衡条件的，此课题是可以完成的。整体的操作具有可行性。
