锅炉内胆水温控制系统设计-开题报告-文献综述-参考文献

（一）、课题简介：

    锅炉内胆水温控制系统设计,升温时可以保证系统在短时间内达到稳定，在降温时虽然也要一定时间，但比起自然冷却，其可以明显得缩短降温时间。所以在上节中的‘锅炉内胆水温PID控制和分析’中所有实验都已加入水循环。但是，若锅炉的内胆水温与水循环通路中的水温温差小的话，此时的降温效果不明显，跟自然冷却差不多;而当两者温差越大时，降温速度越快，所以在内胆温度需要加热到60℃以上时，最好关闭水循环通路，否则系统调节时间加长或达不到稳定的效果。锅炉内胆水温控制系统从实验的效果看，已经达到了预期的目标和要求，而且还有一定的改进。虽然对象特性具有一定的大惯性，但经过多次调试后，能确定合适的PID控制参数，且控制效果较好，系统的超调量能控制在5%以内，使锅炉的内胆温度与给定值保持一致，实现了锅炉内胆水温的常规PID控制。在原有课题的基础上，考虑了水循环通路，很好的解决了锅炉内胆水温控制系统的冷却问题，使系统能够可靠、稳定地运行。

    存在不足之处。由于常规PID控制没有自整定功能，故不具有自适应性，所以各参数的整定不是唯一的，随着周边环境的温度变化等干扰因素，其参数会有一定的偏移。解决的办法是可以采用基于神经网络的模糊自适应PID控制方法等改进后的PID控制算法来实现控制。虽然加了水循环，对系统的稳定起到了良好的作用，但当内胆温度加热到60℃以上时，会使系统调节时间加长或达不到稳定，此时只能关闭水循环通路。  

（二）、选题依据（来源）、背景及其目的意义：

接近生活,在企业,公司,学校,甚至社区都有所涉及,小时侯也有接触，过去简单的锅炉水温控制而引发的爆炸事件,可见研究该项目的重要性和必要性。 

锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物。在实际应用中锅炉是一个复杂的系统，存在着惯性大、非线性、参数时变、数学模型难以建立等特点，必须采用合适的控制策略才能取得良好的控制效果。在过程控制系统中，控制器是很重要的组成部分，结果表明PID控制，是解决温度控制系统性能的一种有效途径。提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。

温度控制是无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的巨大浪费。特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下，我们更应该掌握好对水温的控制，把身边的水资源好好地利用起来。

在现代冶金、石油、化工及电力生产过程中，温度是极为重要而又普遍的热工参数之一。在环境恶劣或温度较高等场合下，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对加热炉炉温进行测、显示、控制，使之达到工艺标准，以单片机为核心设计的炉温控制系统，可以同时采集多个数据，并将数据通过通讯口送至上位机进行显示和控制。那么无论是哪种控制，我们都希望水温控制系统能够有很高的精确度（起码是在满足我们要求的范围内），帮助我们实现我们想要的控制，解决身边的问题。

在计算机没有发明之前，这些控制都是我们难以想象的。而当今，随着电                                                 

子行业的迅猛发展，计算机技术和传感器技术的不断改进，而且计算机和传感器的价格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技术来实现水温控制并提高控制的精确度不仅是可以达到的而且是容易实现的。用高新技术来解决工业生产问题，排除生活用水问题实施对水温的控制已成为我们电子行业的任务，以此来加强工业化建设，提高人民的生活水平。

（三）、国内外对本课题的研究现状、

过程控制(process control)通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，它是自动化技术的重要组成部分。从控制的角度出发，可以把工业分成三类：连续型、离散型和混合型。习惯上，把连续型工业称为过程工业(process industries)，有时为突出其流动的性质也称为流程工业(fluid process industries)。在连续型工业过程中，包括了连续的信息流、物质流和能量流。过程控制技术正在为实现现代工业生产过程中各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、改善劳动条件、保护生态环境等方面起着越来越大的作用。    在国内各行业广泛应用的燃煤锅炉中，普遍存在热效率低、浪费严重的问题。其影响因素很多，而空气与煤粉（对于燃煤锅炉）的比例（风煤比）是否合适，则是影响燃烧效率的关键因素。目前，应用最多的风煤比控制方法是在比例控制的基础上加入氧量校正，即利用锅炉燃烧效率与烟气含氧量（一氧化碳，氧气）的关系，在送风调节器中加入氧量校正单元，对送风量进行调节。但该方法在负荷变化幅度大或煤种、炉型发生变化时，都难以实现有效控制。同时烟气含氧量的测量也会由于炉体、烟道等漏风产生较大波动的测量误差，实际控制效果并不理想，无法达到在线优化调整风煤比的目的。

水温控制系统不仅在日常生活中有大量应用，而且广泛地应用于工农业生产和科学研究中。

    科技以人为本,在满足人们需要的同时,更要注重安全性。

二、^范文提纲

  一、引言

  二、锅炉内胆水温控制系统的软件设计

（一）、 PLC的硬件组态控制程序设计

（二）、 PLC的控制程序设计

（三）、监控画面的设计

 三、基于PLC的锅炉内胆水温控制系统实验结果分析

（一）、锅炉内胆对象特性曲线测试及对象数学模型的建立

（二）、 建立被控对象的数学模型

（三）、 整定PID控制器的初始参数

（四）、锅炉内胆水温PID控制和分析

（五）、水循环对系统性能的影响

四、总结

五、参考文献

三、参考文献目录：

[1] 田瑞庭《可编程控制器应用技术》机械工业出版社，1994[2] 张万忠《可编程控制器应用技术》：化学工业出版社，2001.12[3] 于庆广《可编程控制器原理及系统设计》 清华大学出版社.2004 

[4] 阎维平 《锅炉原理》 中国电力出版社.2004

[5] 丁崇功《工业锅炉设备》机械工业出版社.2005

[6] 吴金  8051单片机实践与应用  清华大学出版社    2002.9

[7] 《全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选》  北京理工大学出版社 2003.3

[8] 《全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编》  北京理工大学出版社 2004.8

[9] 张友德 《单片微型机原理、应用与实验》复旦大学出版社   2003.6

[10] 何小艇《电子系统设计》  浙江大学出版社   2004.6

[11] 石宗义《电路原理图与电路板设计教程Protel 99SE》北京希望电子出       版社  2002.6