随着能源危机的加重、环境的严重恶化,使供暖节能的意义愈加重大,对现有燃煤供暖锅炉进行节能改造是大势所趋。锅炉被誉为“工业心脏”,不管是生产生活还是工业生产锅炉都是能源转换的重要设备之一。然而和发达国家的锅炉技术相比,我国的锅炉技术还存在着明显差距,主要体现在安全、环保和能耗这些主要方面。对锅炉进行相关的技术改造,这是众多现行方案种一次性投入最少且能从根本上解决问题的方案。本文设计并实现了一套基于模糊PID的锅炉出水温度控制系统,并加入了变频控制系统,实现了锅炉燃烧过程的自动控制。主要完成以下工作:(1)设计了供暖锅炉总体控制方案并完成了其硬件系统设计本系统主要研究并设计了锅炉的控制系统,首先了解锅炉的结构、工作过程和锅炉的燃烧特性等,最后制定可行的系统控制方案。简述了供暖锅炉的控制原理,提出了供暖锅炉系统的控制模型和锅炉控制系统的总体设计。本文讨论了锅炉控制系统的设计目标、功能分析和控制方案。本系统中上位机采用高可靠性的工业控制计算机,对锅炉控制系统同一调度和监控管理;下位机采用西门子公司S7-300可编程控制器,实现锅炉燃烧系统和管网系统的自动控制;控制水平和硬件可靠性大大提高。(2)完成模糊PID控制器设计并仿真检验其效果首先介绍了各种模拟PID控制和数字PID控制,包括增量式和位置式。并且介绍了模糊控制的发展以及其原理和主要组成部分。再将PID控制和模糊控制结合,设计出一个符合供暖锅炉出水温度控制系统的模糊PID控制系统,确定了控制器的参数以及其输出量查询表;最后通过仿真结果表明,设计的模糊PID控制器的模糊系统与理论设计匹配良好、反应灵敏,可靠性高。(3)完成锅炉控制系统的软件系统设计本文首先根据系统控制要求确定PLC的选型以及模块的选择;讨论PLC与上位机之间、PLC与变频器之间的通讯配置,制定通信协议;设计PLC控制程序,给出主程序、基础功能块和各子程序的设计流程图和部分梯形图程序。上位机监控系统完成对整个系统的监控管理,选用WinCC来设计,根据用户提出的要求完成了操作界面及控制程序,实现超温超压报警联动等。最后将模糊控制和PID控制器两者结合起来构成模糊PID控制器,最终实现锅炉出水温度系统闭环控制。(4)系统实现及测试最后对整套系统进行了实现,在工业现场进行了相应的测试,经过测试及运营结果显示利用我们设计的模糊自整定PID控制器对出水温度进行控制时,系统超调量可以有效的减小,动态性能非常好。