基于mcgs的锅炉温度控制系统设计_毕业设计(编辑修改稿)

基于mcgs的锅炉温度控制系统设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

，也就是所谓的 “ 组态 ”。 组态软件，又称组态监控软件系统软件。 它是指一些数据采 集与过程控制的专用软件。 它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。 组态软件的应用领域很广，可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。 目前常用的组态软件有西门子的 WINCC、北京昆仑的 MCGS、亚控的组态王、北京三维的力控，国外的组态软件大多只针对自己的 PLC，而国内的组态软件基本能与几大主流的 PLC 进行配合使用。 表 3 主要组态软件情况对比 WINCC MCGS 组态王 力控 所属公司 西门子 北京昆仑 亚控科技 北京三维 属性 国际产品 国内产品 国内产品 国内产品 知名度 较早出现 国内组态第二品牌 国内最早，装机量最多的组态软件 近几年发展的产品 兼容性 支持西门子产品 兼容性强 兼容性强 兼容性强 其他 软件加密不够严密，国内盗版多 基于 VB开发、效率较低、系统稳定性差 国外组态软件的替代品，多用于需求较大场合 系统相对稳定、驱动比较完善、推广和售后都较好 本设计选择北京昆仑的组态软件 MCGS 作为上位机， MCGS 是一套用于快速构造和 生成计算机 监控系统 的 组态软件。 它能够在基于 Microsoft 的各种 32 位 Windows 平台上运行 ， 通过对现场数据的采集处理 ,以动画显示、报警处理、 流程控制 和报表输出等多种方式向用户提供解决实际 工程问题 的方案 ,在自动化领域有着广泛的应用。 4 系统设计 本设计使用西门子 S7200 型 PLC 作为控制器，北京昆仑的组态软件 MCGS 作为上位机，通过现场温度传感器进行温度采集，使用可控 硅调节加热器两端电压等系列方法控制加热效果，达到控制的所需要的工艺要求。 目的在于设计过程中能够了解 S7200 PLC 是如何被运用于工业实际生产过程的，解决工业现场干扰多、情况复杂等情况下大多数控制器不稳定的问题。 通过在上位机上动手操作和观察，实时远程监控锅炉内水温的具体情况，并得到完整的炉温实时曲线。 同时监控工艺运行时是否正常，达到安全生产的目的。 8 工艺分析 所选被控对象是常见的电加热锅炉，通过电加热棒与待加热液体直接进行热传递，将一定量的液体加热到工艺要求的温度。 液 位 传 感 器温 度 传 感 器锅 炉进 水出 水可 控 硅交 流2 2 0 V控 制 器加 热 棒 图 1 锅炉加热系统流程图 待加热液体由丹麦泵直接抽到锅炉中，同时输送管道上面有电动调节阀，锅炉内部也有液位传感器，传感器与电动调节阀形成闭环控制回路，保证锅炉内部液体稳定，同时在程序内设定液位上下限，保证锅炉内运行安全。 在锅炉内有电加热棒并通过单相 SCR 可控调压装置控制其输出电压，同时锅炉内有温度检测装置，两者与控制器 PLC 构成闭环控制回路，达到调节温度的目的。 在本设计中要求控制锅炉温度，故而对于液位部分只检测锅炉内有无液体，将此液位作为参考值，在安全控制方面作为液位上、下限的报警值。 硬件选型 本设计主要选择控制器、加热装置、温度检测装置、上位机选型等。 控制器选择西门子S7200 系列 PLC，型号为 224；加热装置为电加热棒，可控硅调节其端电压，调压范围为 0—220V；温度检测装置选择铂热电阻 PT100，其温度测量范围为 0— 100℃。 硬件连接及 I/O 分配 锅炉温度控制系统主要有温度传感器、变送器、控制器 PLC、带 MCGS 的 PC 机作为上位机、执行 机构可控硅调压电路等构成，其结构如图 2。 计算机M C G SS 7 2 0 0 P L CE M 2 3 5开 始 按 钮停 止 按 钮急 停 按 钮温 度 采 集可 控 硅锅 炉 图 2 锅炉温度控制系统结构图 9 计算机上装有 MCGS 可作为上位机，同时计算机通过 PC/PPI 电缆通过 RS485 通信与 PLC进行通讯，西门子 S7200 PLC 与模拟量模块 EM235 安装在同一导轨上， PLC 的 CPU 模块 224 有24 个 I/O接口，其中有 14 个输入端、 10 个输出端，输入端口外接开始按钮、停止按钮、急停按钮，输出端口外接工作指示灯、报警指示灯、正在加热指示灯，模拟量模块 EM235 有 4路模拟量输入端口、 1路模拟量输出端口，其中模拟量输入端口根据外接电路的接法不同可以分为1— 5V 电压型和 4— 20mA 电流型，模拟量输出端可选择 V或者 I 来确定需要电流输出还是电压输出。 本设计选择 3路数字量输入、 2路数字量输出、 1 路模拟量标准电流输入、 1路数字量标准电流输出，其具体分配情况见表 4。 表 4 PLC硬件连接情况及 I/O分配 名称 类型 地址 备注 开始按钮 数。