1. 研究目的与意义
背景: 随着近年来勘探,开发技术的提高,我国陆上天然气储量增长很快,在陕甘宁、塔里木、吐哈、青海、四川等油田发现了大量的天然气资源。目前在发达国家中,石油和天然气在能源消费中约占60%,成为第一能源,其中供暖锅炉使用占大多数份额。石油和天然气是世界上仅次于煤的第二和第三大能源。随着现代经济的快速发展,锅炉使用的能源和环境目前已成为全世界都在关注的焦点,我国能源的消费结构远远跟不上国民经济的发展和人民生活水平的提高。而能源的消费结构从根本上影响我们所处的环境,特别是我国生活和工业锅炉在80年代以前基本上燃用煤炭,平均运行效率在60%左右,能源的浪费和环境污染问题相当严重。锅炉的使用范围也越来越广泛。锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏以及经济效益,随着陕北天然气进入京津,渤海天然气输入了内陆,尤其是西气东输工程的顺利实施,更推动了天然气的应用。燃气炉是锅炉其中的一种,它使用的燃料正是天然气。燃气炉控制是制造业生产过程中常有的过程控制。燃气炉的燃烧效率高、体积小、噪音低,并且易于自动控制,调节性能灵活,运输简单方便,有着很大的应用发展前景。
目的意义:目前,国内的大多数燃气炉产业仍处于高能耗,产品质量一般,浪费比较严重,同时污染比较严重的状态。在自动化控制上,我国同日本、美国、德国等先进国家相比仍然有着较大的差距。我国的燃气炉存在很多问题,主要有燃烧率低,控制精度低以及价格高等问题。因此,高精度的燃气炉安全控制系统是国内发展的必然需求。
对于燃气炉来说,在工艺过程中,实行精确控制,是衡量产品重要指标。随着plc的快速发展,plc逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的dcs系统。plc具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点,为燃气炉的自动化提供了很大的有力条件。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:依托于物联网的相关技术以及电路、电子相关领域知识和控制系统原理,进行燃气炉安全系统设计。对诸如温度、湿度、光照、声音强度等进行收集并进行一定的控制反馈,技术实现上可采用单片机、PLC以及可用的计算元件进行分析控制,同时使用编程软件描述如何具体实现系统设计,最后进行相应的测试。 (1)系统控制的组成、原理和工作流程; (2)进行方案的设计:组成部分有匹配电路,AD采集,接收检测信号并显示状态; (3)设计硬件电路图; (4)编写软件流程及程序代码。 应用自动控制原理、西门子PLC-smart200应用技术以及AD采集电路研制出一套完整燃气炉控制系统,并且使得该控制系统能够实现控制精度高,安全性能高以及防干扰能力强等控制功能。 |
预期目标:运用自动控制技术,PLC应用技术以及电力电子技术等学过的知识设计出一套完整燃气炉安全控制系统方案。 (1)了解控制系统的组成和工作原理 (2)基于PLC与AD采集电路模块构建系统; (3)硬件电路图设计; (4)软件流程及程序编程; (5)毕业论文一份及相关英文文献翻译一份。
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3. 研究的方法与步骤
本设计主要核心内容是以plc为cpu,ad采集及电源等电路构成一个具有反馈控制的硬件电路,同时进行控制程序段设计及利用自动控制原理进行完整的燃气炉安全系统设计。
研究步骤:
(1)系统控制的组成、原理和工作流程;
4. 参考文献
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邵裕森,巴筱云.过程控制及仪表.机械工业出版社. 1999
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王兆安、刘进军主编 电力电子技术 北京 机械工业出版社 2009
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陈建明主编 电气控制与plc应用 北京 电子工业出版社 2014
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1) 1~6周完成开题报告
2) 7~14周完成毕业设计主要内容
3) 15~16周撰写毕业论文并准备答辩
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