导　　师： 韩峻峰

学科专业： H1101

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 广西科技大学

摘　　要： 本文针对实际工业锅炉控制系统大多采用集散控制系统的现状,对现有实验教学锅炉模型的监控系统进行改造,在原有实验教学锅炉模型基础上,改集中控制方式为集散控制方式,改造后实验教学锅炉控制系统由集中监控系统和分散控制系统两大部分组成,其中上位监控计算机由工控机组成,负责对多台锅炉中的液位、压力、温度等热工参数进行集中监视、管理,下位机采用三星S3C44B0X系列ARM7单片机及其传感器检测、信号处理、执行机构等外围部件组成的单台锅炉控制器,以一机一台的方式控制单台锅炉的运行,全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控,实现最优化控制。硬件组成上,利用原有的工控机作为上位机,去掉A/D采集卡,采集控制在下位机完成,上位机仅作为监视管理下位机使用;在下位机控制系统中,硬件电路采用三星公司S3C44B0X ARM7系列单片机为主控制器,采用Pt100热电阻作为温度传感器,通过前置放大电路对信号进行滤波放大,送单片机模拟量输入引脚,采用HM80高温压力变送器和电极式水位计相结合的方式作为液位传感器,经滤波放大后也送到单片机模拟量输入引脚,为提高抗干扰能力,设计高性能电源电路,为提高锅炉运行的鲁棒性外扩FLASH ROM电路,对锅炉监控各热工参数进行存储,增加双从保护功能下位机利用LCD显示、键盘接口子电路,即使在上位监控计算机不能正常工作时,工作人员也能通过小键盘在线修改锅炉运行参数。在软件平台设计上,采用分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调的设计原则,利用组态王在上位监控计算机上编写锅炉监控进水流量调节,出水流量调节,自来水进水流量调节,泵水源出水压力,泵水源并联出水压力,锅炉流动水温度调节,锅炉水位出水阀调节,锅炉水位进水阀调节,锅炉水位三冲量复合调节,锅炉水位变频调节十张分界面。由于实际锅炉本身是一个非线性、时滞系统,并且对安全性和可靠性要求很高,因此下位机在软件设计上在原锅炉控制的PID算法基础上增加了模糊PID算法,通过改造前后对比分析,模糊PID明显提高了整个系统的鲁棒性。

关 键 词： 实验教学锅炉 监控系统 工控机 模糊

分 类 号： [TP277]

领　　域： [自动化与计算机技术] [自动化与计算机技术]