节能操作型锅炉仿真培训系统的研究

【摘要】：锅炉仿真培训系统因其逼真模拟实际锅炉的优点,在锅炉培训领域得到广泛应用。随着产品的更新换代,人们在希望装置的模拟效果更好,系统更加可靠,实时性好,精度满足要求的基础上,还对其提出了新的要求。在国家要求锅炉设备节能减排的号召下,节能思想被摆在了越来越重要的位置。节能的方法很多,除了技术节能,管理节能外,还有操作节能。基于此本课题提出了节能操作型锅炉仿真培训系统的研究,旨在培养学员正确操作锅炉及应对事故的同时,培养他们的节能操作意识。本论文以节能操作为切入点,研究该锅炉仿真培训系统的相关机理,最终达到应用的目的。主要内容如下： 第一章,介绍了课题研究的背景并分析研究的意义。结合国内外文献及相关调研,介绍了锅炉仿真培训系统的研究概况并总结提出锅炉仿真培训系统研究可开展的几个方面。通过文献查阅,分析了工业锅炉节能减排的诸多方法,明确了节能操作在实际锅炉操作中的有效性。根据课题的研究目标,提出了本课题的主要研究内容。 第二章,结合机电系统的一般特征,介绍了锅炉仿真培训系统的基本要素,并根据系统自身的特点,提出基于PLC的系统实现方案,该方案有效地体现出节能操作的要求,与其他模拟机相比有其显著的特点。 第三章,着眼于系统的锅炉本体部分,介绍了DZL型工业锅炉的工作原理,并比较了模拟机锅炉本体与实际锅炉本体的异同,指出本系统锅炉本体的设计理念及特点,其中采用真实炉排的方案在国内模拟机研制方面是首创,目前本体样机已经实际加工出来。 第四章,着眼于装置的传感检测及执行部分,就传感检测及执行元件的选择及安装进行介绍,提出一套锅炉仿真培训装置传感检测及执行元件的选择及改装方案,实践表明该方案一方面达到节能操作所需参数的要求,另一方面逼真地模拟实际锅炉效果。特别是在火焰模拟方面,采用电壁炉的方式以逼真模拟实际锅炉火焰燃烧效果在国内模拟机研制方面是首创。 第五章,着眼于系统的电控部分,分别就电控系统的硬件及软件进行开发设计。硬件设计方面,在满足模拟实际锅炉所具备功能的基础上,根据本系统体现节能操作的特点,在电控柜面板上布置一台触摸显示器,用以学员查看诸如锅炉效率曲线等参数,作为学员判断操作是否节能的重要依据。软件设计方面,分别通过仿真和实验验证了程序的正确性。目前控制台已经搭建并调试完毕。 第六章,着眼于系统的人机界面部分,介绍了工业组态软件应用方面的相关知识,并就本系统要求,将组态王与PLC的之间通过以太网进行通信,实验验证通信成功并且实时性好,另外对系统上位机组态软件监控画面进行设计,该监控画面形象地反映出学员的操作量,最后总结分析了学员操作对系统节能效果的影响。 第七章,总结了本论文的研究内容及创新点,并对后续研究工作做了展望。 【关键词】：锅炉仿真培训系统 节能操作 PLC 组态软件
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK22;TP391.9
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-15
• 第1章 绪论15-21
• 1.1 课题来源与研究背景15-16
• 1.2 锅炉仿真培训系统研究概况16-18
• 1.3 工业锅炉节能减排研究概况18-19
• 1.4 课题研究目标及主要研究内容19-20
• 1.5 本章小结20-21
• 第2章 锅炉仿真培训系统总体方案21-26
• 2.1 锅炉仿真培训系统简介21-22
• 2.2 锅炉仿真培训系统总体方案22-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 锅炉仿真培训系统锅炉本体设计26-29
• 3.1 DZL型工业锅炉简介26-27
• 3.2 DZL型模拟机锅炉本体设计27-28
• 3.3 本章小结28-29
• 第4章 锅炉仿真培训装置的传感检测与执行29-42
• 4.1 煤余量显示29-30
• 4.2 煤闸板高度30
• 4.3 点火操作模拟30-31
• 4.4 火焰燃烧模拟31-33
• 4.5 拨火门看火窗开关检测33-34
• 4.6 压力表及水压表驱动34-35
• 4.7 压力表三通旋塞开关35-37
• 4.8 锅炉本体附属设备状态模拟37
• 4.9 鼓风机风门开度检测37
• 4.10 鼓风机引风机挡板开度检测37
• 4.11 模拟量截止阀开度检测37-38
• 4.12 数字量截止阀开关检测38
• 4.13 水位计显示38-39
• 4.14 水位计旋塞开关检测39-40
• 4.15 安全阀操作模拟40
• 4.16 排污阀开关检测40-41
• 4.17 本章小结41-42
• 第5章 锅炉仿真培训系统电控系统42-61
• 5.1 锅炉模拟机电控系统硬件设计42-49
• 5.1.1 电控柜控制面板元件设计42-46
• 5.1.2 电控柜内部元件设计46-49
• 5.2 锅炉模拟机电控系统软件设计49-60
• 5.2.1 PLC编程简介49-52
• 5.2.2 电控系统PLC程序设计52-60
• 5.3 本章小结60-61
• 第6章 锅炉仿真培训系统上位机组态软件设计61-73
• 6.1 工业组态软件简介61-62
• 6.2 组态软件与PLC通信实现62-67
• 6.3 组态软件监控画面设计67-70
• 6.4 操作对系统节能效果的影响70-72
• 6.5 本章小结72-73
• 第7章 总结与展望73-75
• 7.1 全文总结73
• 7.2 论文创新点73-74
• 7.3 工作展望74-75
• 参考文献75-78
• 作者简历78

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