锅炉plc控制.docVIP

1 概 述 锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。但是，除了一些大中型锅炉采用了先进的控制技术，如DCS、FCS，一般的小型锅炉的控制仍较落后，仍在使用DDZ-n型电动单元组合仪表。燃烧控制手动调节，锅炉的燃烧控制就是依靠人工调节给煤，人工调节风门对锅炉的鼓、引风风量进行控制，实现锅炉燃烧状态控制的目的。传统的锅炉风机控制系统中，锅炉鼓风、引风控制采用接触器控制，故障率较高，影响了锅炉的正常稳定运行，制约了生产；风量调节控制靠改变风门挡板的开度来实现的(电机恒速运行)，能源浪费大；锅炉给水采用手动控制执行器控制，在用汽量波动大时，安全性不够高等。手动控制给煤量、鼓风量、引风量，不能实现最优风煤比和炉膛负压，司炉工在运行时凭经验对燃烧系统进行调节，不能保证最经济的运行并且劳动强度大；锅炉的燃烧控制系统和水位调节系统是通过对调风板和阀门对风量和给水量，进行控制来实现燃烧控制和水位控制，存在严重的节流损失；水位控制采用单冲量水位调节，水位控制不稳定，存在严重的安全隐患。即使现在的仪表不少已趋智能化在锅炉上也实现了自动或半自动控制。但是，由于其不菲的价格、缺乏管理功能等种种原因，其应用受到很大限制。 而现在大多数中小锅炉往往是通过人工调节的方式来完成这个燃烧状态控制调节工作，通过人的感觉器官的识别并经过大脑的分析处理做出动作的决定，借助压力、温度显示仪表来实现锅炉燃烧状态控制。近年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。随着我国经济建设的飞速发展，能源需求趋于紧张。企业是电能消耗大户，风机、泵类负载占比重大，作为耗能的主要负载，长期以来，由于负载变化大而动力源电机的转速不变，浪费能源。 锅炉plc控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，工业锅炉采用微机控制和原有的仪表控制方式相比具有以下明显优势： （1）直观而集中的显示锅炉各运行参数。能显示液位、压力、温度的状态。 （2）在运行中可以随时方便的修改各种运行参数的控制值，并修改系统的控制参数。可以方便的改变液位、压力、温度等的上限、下限。 （3）提高锅炉的热效率。由于工业锅炉耗煤量大，燃烧热效率每提高1％都会产生巨大的经济效益。而采用plc控制后热效率可比以前提高5-10%。 （4）锅炉系统中包含鼓风机、引风机、给水泵等大功率电动机，由于锅炉本身特性和选型的因素，这些风机大部分时间里是不会满负荷输出的，原有方式采用阀门和挡板控制流量，浪费非常严重。通过对风机、水泵进行微机控制可以平均节电达到30%—40%。 （5）作为锅炉控制装置，其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行，减轻操作人员的劳动强度。在采用计算机控制的锅炉控制系统中，有十分周到的安全机制，可以设置多点声光报警和自动连锁停炉。杜绝由于人为疏忽造成的重大事故。 1.1 锅炉整体控制方案选择 1.1.1 六吨锅炉改装后的工作原理 由于锅炉控制对象的复杂性，锅炉控制环境的特殊性和运行周期的连续性，锅炉自动控制系统的控制装置选用可编程控制器（PLC）。PLC是集自动控制技术、计算机技术、和通讯技术为一体的高科技产品。现已成为工业及其它各个领域应用最广、发展最快的自动控制装置。PLC控制技术已成为现代自动控制技术的重要支柱。 可编程控制器的主要特点： a.可靠性高 b.环境适应性 c.使用方便、维护简单 d.扩展能力强 图1-1 在整个系统控制中，PLC将被检测的各个物理量(如汽包水位，蒸汽压力，给水流量等等)，通过传感器、变送器转换成标准的模拟信号，送进EM232（模拟量输入模块），经过A/D转换后的数据结果送CPU224进行各种数据处理算法。经过处理后的数据在各个PID控制回路进行PID运算，PID运算后产生的结果即控制输出数值，将该数值转换成标准控制信号，经EM232输出到电动阀门，变频器等控制机构，实施自动控制。与此同时，在进行数据处理的时候，当被监测的物理量超过其限定的范围时，会通过CPU224自身的数字量输出口产生报警信息。控制输入主要通过控制开关来完成整个PLC系统的启动，停止等功能。 1.1.2 给水控制系统 （1）给水控制的意义 汽包水位是锅炉运行的重要参数