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基于PLC系统的锅炉内胆水温控制系统设计

1PLC构成及WinCC的组态

采用WinCC组态技术设计多机联网运行的实时监控系统，核心思想是通

过计算机超强的处理能力，以软件实现实际生产过程变化，把传统控制中进行人

工操作或数据分析与处理、数据输出与表达的硬件，利用方便的PC机软硬件代

替。

建立WinCC组态监控系统。首先启动WinCC，建立一个单用户项目——

添加通讯驱动程序——选择通道单元——输入逻辑连接名，确定与S7—300端口

的通讯连接。然后在驱动程序连接下建立结构类型和元素，给过程变量分配一个

在PLC中的对应地址（地址类型与通讯对象相关），给除二进制变量外的过程变

量和内部变量设定上限值和下限值（当过程值超出上限值和下限值的范围时，数

值将变为灰色，并且不可以再对其进行任何处理）。

接着创建和编辑主导航画面、单台空压机组态画面、远程监控画面、分

析诊断画面、数据归档画面、报警显示画面、报警在线限制值画面、报表打印画

面、用户登录方式画面等。对画面中添加的按钮、窗口和静态文本等，进行组态

变量连接、状态显示设置等等。

再对远程控制画面中的启动/停止按钮进行变量连接，设置手动控制和自

动控制两种方式，并且手动控制为高级控制方式。通过设置随变量值的变化范围

而改变颜色的比功率棒图进行故障诊断分析；通过对过程值的归档，建立历史和

当前的表格与曲线两种状态的监控界面；利用报警和报表打印等，实现信息上报、

及时反馈的功能，实现最佳的生产状态监测控制。还可通过用户管理权限的设置，

为不同级别的用户设置权限和等待空闲时间，以更好地安全防护。

1.1PLC控制柜的组成

(1)电源部分

(2)CPU模块

西门子S7-300PLC，型号为CPU315-2DP，它集成了MPI接口，可以很方便

的在PLC站点、操作站OS、编程器PG、操作员面板建立较小规模的通讯。它还

集成了PROFIBUS-DP接口，通过DP可以组建更大范围的分布式自动化结构。

工作电压:DC24V;

通讯方式:CP5611网卡进行通讯;

通讯协议:PROFIBUS-DP。

(3)模拟量输入模块

采用西门子SM331-7NF00-OABO模拟量输入模块。输入所采集到的信号至控

制单元。规格:AI8×16bit;

(4)模拟量输出模块

采用西门子SM332-5HD01-OABO模拟量输出模块。输出控制信号至执行机构。

规格:AO4×12bit

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(5)数字量模块

本系统采用西门子SM323-1BH01-0AA0数字量模块，该模块集成了8路数字量输

入通道和8路数字量输出通道。锅炉内胆水温控制系统没用到此模块，但在硬件

组态时需编入硬件组态。

1.2基于PLC的锅炉内胆水温控制的系统结构

参见图1，系统控制过程为:在锅炉内胆温度闭环控制系统中，用Pt100铂

电阻检测炉温，温度变送器将Pt100输出的微弱电压信号转换为标准量程的电压

信号，然后送给PLC的模拟量输入模块，经A/D转换后得到与温度成比例的数字

量，CPU将它与温度给定值比较，并按PID控制算法对误差值进行运算，将运算

结果(数字量)送给PLC的模拟量输出模块，经D/A转换后变为电流信号，用来控

制三相可控硅移相调压装置的导