一、课题概述

本课题以实验室小型锅炉为对象，在了解小锅炉控制技术的基础上，进行以西门子S7-1200PLC为控制器的控制方案设计，实现对小型锅炉内液体的液位、温度和气压的控制，并采用WINCC组态软件对小型锅炉内液体的液位、温度和气压值的变化进行实时监控。 设计基于profibus网络架构的S7-1200、S7-300、触摸屏小型锅炉网络控制方案，开发相应的监控系统。

二、小型锅炉工业控制实践平台

先进而适用的教学实验设备是培养高素质技术人才的需要，因此，为了适应实验教学的需要，使学生更好的掌握基于PLC控制的工业自动化生产的应用，需要开发相应的PLC实验教学设备。通过实践性教学环节,学生不仅可以加强对可编程控制器理论的理解,而且也掌握了先进的控制技术,达到更好的教学效果。

在大多数学校中,可编程序控制器课程的实验实训教学内容主要是可编程序控制器的编程训练,实验实训时学生按照控制要求将可编程序控制器的输入和输出端子与控制对象连接好,然后输入已编好的程序并调试、运行,观察控制对象的动作是否与要求的控制规律一致【1】。近年来可编程序控制器实验设备的发展较快,常见的有下面几种类型：

（1）仅仅以可编程序控制器来进行实验教学,而没有控制对象,学生对可编程序制器进行编程之后,通过观察输出口的状态来确定程序的运行情况。在这类教学方式中学生往往只能进行验证性实验,没有条件进行外围设备的连接和控制。

（2）利用原有的电动机等机电设备作为被控对象。学生实验时按控制要求连接好线路,输入程序并调试运行,观察被控对象的动作是否与控制要求相符。这类实验系统投资小,建设周期短,缺点是原有的机电设备不能完全适合可编程序控制器实验的要求,能开出的实验较少。

（3）专门的可编程序控制器实验系统,在实验柜里装有可编程序控制器主机,同时用发光二极管模拟被控对象,程序执行后通过发光二极管点亮的情况观察实验现象,大多数产品都带有上位机的接口电路,可以通过上位机输入程序【2】。

然而，在PLC实验教学过程中，简易的实验装置可以用指示灯表示系统输出变化，通过手动开关为系统提供输入量的变化，但是对于稍微复杂一点的系统，就显得不够直观，难以帮助学生建立实际 PLC 控制系统的概念；另一方面，实验过程中学生需要根据系统状态的变化为系统提供输入信号，人的参与较多，而且要求学生必须在对系统的工作过程有深入的了解后才能顺利完成实验，这就导致了实验的效率不高【1】。

而且,市面上的实践装置功能单一，控制系统控制的主要还是开关量设备，控制手段单调，且通常是采用人工结合常规仪表的控制，很难使学生模拟实际工业生产。同时，工业实际生产现场的安全要求很大程度上限制了学生参加工业现场的实践。