基于PLC的燃油锅炉电气控制系统设计【开题报告】

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1、毕业设计开题报告电气工程及其自动化基于PLC的燃油锅炉电气控制系统设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义能源是人类社会和经济发展的基本条件之一，我国过去基本上依赖单一能源维持国民经济增长，能源的消费结构长期以来一直跟不上我国国民经济的发展和人民生活水平的提高。我国能源生产和消费的主要特点是以煤炭为主。一次能源生产的年平均增长率为2010年全国原煤产量约32亿吨，比2005年增长了1.5倍，‘十一五’期间原煤产量以6-7%的平均增速增长；2010年发电装机容量突破9.5亿千瓦，‘十一五’五年间扩建了4亿多千瓦，是过去50年装机容量的总和；同时，‘十一五’期间石油、天然气产量稳定在

2、1.8-1.9亿吨之间，海外资源合作有突破性进展，国内炼油能力突破5亿吨。”这种以煤为主的能源结构带来的问题是防止污染的费用日益增长；其次，对铁路运输业造成了压力。据预测，到2020年我国能源需求量将至少增加t标志煤。因此，如何减少煤炭资源的消耗及不断开发可再生能源已经成为我国解决能源矛盾的主要方向。但是由于可再生能源，如太阳能、生物能、地热能等本身条件的限制，至少在21世纪前半叶，我国能源结构将不会做出很大改变。同时，随着经济和科学技术的发展，特别是人类对生活质量和生存环境要求的日益增加，油作为优质洁净的燃料和原料，越来越引起人们的重视。因此，加快油的开发利用时缓解我国能源供需矛盾和优化能源

3、结构的一项重要措施。锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或者有机热载体。用油做燃料的锅炉叫燃油锅炉，燃油锅炉的使用是油的开发利用的一种重要方法。4随着我国改革开发的不断深化，全国各地经济建设的迅速发展，城市高层民用建筑的快速崛起，国家队环保工作提出更高要求，尤其资源的大力开发，燃油锅炉应用逐年上升，并且自动化程度越来越高，随着电子技术的发展，高集成度、高可靠性、价格低廉的微型计算机、单片机、工业专用控制计算机的出现以及在我国的广泛应用，为锅炉控制领域开辟了一片广阔的天地。运用计算机技术，开发出高

4、效率、高可靠性、全自动的危机工业测控系统日益得到重视。80年后期至今，国内已陆续出现了各种各样的锅炉微机测控系统。明显改善了锅炉的运行状况，但还不够完善，并对环境和抗干扰要求较高。基于PLC的锅炉控制系统是一种优秀的微机控制系统。自从20世纪60年代末第一台PLC问世以来，已很快被应用到机械制造、冶金、矿业、轻工业等各个领域。PLC是采用微电脑技术制造的通用的自动控制设备，它具有高可靠性，能适应工业现场的高温，冲击震动等恶劣环境，广泛应用于机械设备、生产流水线和生产过程的自动控制。PLC主要具有逻辑运行功能，可以代替继电器进行开关控制、具有定时控制的功能、记数控制功能、步进控制功能，A/D、D

5、/A转换功能，数据处理功能，通信，联网功能，并配置了较强的监控功能。2006年，大连海事大学为解决航海教育中大型油船燃油锅操作培训的问题,以大型油船燃油锅炉自动控制系统为对象,利用在自动化领域广泛使用并得到各国船级社认可的S7-300可编程序控制器,使用STEP7V5.3编程软件,开发了基于PLC的大型油船燃油锅炉仿真系统,实现了大型油船燃油锅炉的各种控制功能的仿真,仿真控制曲线符合实际。硬件的设计和软件的开发能有效地代替真实锅炉进行操作培训。PLC是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时

6、/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。燃油锅

7、炉工作过程中涉及到的理论知识：（1）燃烧学（2）传热学（3）流体力学和工程热力学燃烧学燃料迅速氧化，放出热量并产生可见火焰的物理化学过程。燃烧时必须同时有燃料和氧化剂，燃料是燃油，氧化剂是空气中的氧。传热学传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射三种。　　热传导是指在不涉及物质转移的情况下，热量从物体中温度较高的部位传递给相邻的温度较低的部位，或从高温物体传递给相接触的低温物体的过程，简称导热。4