燃?xì)忮仩t中的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)分析

黎林

摘 要：在分析PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)越性的基礎(chǔ)上，對(duì)燃?xì)忮仩t中的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng)；鍋爐；程序；變頻器

中圖分類(lèi)號(hào)：TK229.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）06-0028-02

1 PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)越性分析

PLC是英文Programmable Logic Control的縮寫(xiě)形式，譯成中文為可編程控制器，因其具有強(qiáng)大的功能而在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。大量實(shí)踐表明，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)有著其他控制系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)越性，具體體現(xiàn)在：①高可靠性。對(duì)于PLC而言，CPU是它的核心組成部分，CPU的性能優(yōu)劣直接關(guān)系到PLC的可靠性。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，幾乎所有進(jìn)口PLC的CPU均為工業(yè)級(jí)專(zhuān)用處理器，并且PLC的其他組成元器件也都是由專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家提供。同時(shí)，PLC的電源模塊是在反復(fù)實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的，除了能耗較低之外，還具有極強(qiáng)的抗干擾性能，即便在變頻調(diào)速的干擾下，也能夠保持穩(wěn)定、可靠的工作狀態(tài)。②良好的可擴(kuò)展性。在控制系統(tǒng)使用的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦鞣N特殊原因而需要增加新的功能，對(duì)于PLC而言，新功能的增加只需要加入一個(gè)相應(yīng)的模塊，并對(duì)原本的程序進(jìn)行修改即可。整個(gè)過(guò)程非常簡(jiǎn)單，極大程度地縮短了開(kāi)發(fā)周期，這也是PLC可擴(kuò)展性的具體體現(xiàn)。③可維護(hù)性強(qiáng)。由于PLC本身帶有強(qiáng)大的自診斷功能，系統(tǒng)發(fā)生故障后，PLC會(huì)自行完成診斷，并為檢修人員提供可靠的依據(jù)。如果是是因?yàn)槌绦蛟O(shè)計(jì)不合理而引起的系統(tǒng)故障，只需要借助PLC提供的調(diào)試工具，便可以快速找出故障原因，并加以修復(fù)即可。④可操作性。PLC的操作終端采用了比較先進(jìn)的觸摸式終端，人機(jī)界面良好，并且能夠進(jìn)行全屏顯示，即使是初用者也能很快上手，這在一定程度上降低了系統(tǒng)對(duì)操作人員的要求。

2 燃?xì)忮仩t中的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)研究

燃?xì)忮仩t具有體積小、噪聲低、燃燒效率高、易于自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于電力、鋼鐵冶金等行業(yè)。為了進(jìn)一步確保燃?xì)忮仩t安全、高效地運(yùn)行，可采用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)燃?xì)忮仩t進(jìn)行控制。下文是對(duì)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在燃?xì)忮仩t中的應(yīng)用的論述。

2.1 PLC自控系統(tǒng)構(gòu)成

2.1.1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

PLC自動(dòng)系統(tǒng)的硬件主要由以下幾個(gè)部分組成：①中控機(jī)。本系統(tǒng)的中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)采用的是戴爾酷睿四核處理器，4 G存儲(chǔ)器，500 G硬盤(pán)。②現(xiàn)場(chǎng)控制單元。本系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制單元主要包括西門(mén)子S7-400PLC、輸出模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。西門(mén)子S7-400PLC是一款功能強(qiáng)大的可編程控制器，其適用于中高性能的控制領(lǐng)域，可以滿(mǎn)足各種復(fù)雜的控制任務(wù)要求，其特點(diǎn)是用戶(hù)友好性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便、可擴(kuò)展性良好、模塊化和無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，非常適合自動(dòng)化工業(yè)的生產(chǎn)線控制。③現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。具體包括傳感器（溫度、壓力和水位）、監(jiān)視器（主要負(fù)責(zé)監(jiān)視爐內(nèi)火焰燃燒情況）、流量計(jì)和分析儀等。中控機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)控制單元的實(shí)時(shí)通訊是借助RS485予以實(shí)現(xiàn)的，這進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?/p>

2.1.2 系統(tǒng)軟件

在Windows操作系統(tǒng)環(huán)境下，Visual Basic是一款較好的驅(qū)動(dòng)程序語(yǔ)言，采用該編程語(yǔ)言能夠開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出各種強(qiáng)大的功能，同時(shí)其還可以具備靈活的人機(jī)操作界面?，F(xiàn)場(chǎng)控制單元選用的是與西門(mén)子S7-400PLC配套的TD-400C人機(jī)界面，其通過(guò)電纜與PLC相連接。

2.2 PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用

2.2.1 燃燒控制系統(tǒng)

在燃?xì)忮仩t中，燃燒系統(tǒng)是較為重要的組成部分之一，其主要負(fù)責(zé)對(duì)主汽壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，并按照主汽壓力的實(shí)際變化情況及時(shí)對(duì)燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化調(diào)整進(jìn)爐燃料量的目的。同時(shí)，還能對(duì)送風(fēng)機(jī)入口位置處的擋板開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整，以此來(lái)確保空氣量能夠達(dá)到最佳的配比。主汽壓力PID調(diào)節(jié)器具體負(fù)責(zé)燃?xì)饬髁吭O(shè)定值的輸出，并將蒸汽壓力檢測(cè)值由壓力傳感器反饋給PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，與設(shè)定值進(jìn)行比較，以此作為前饋信號(hào)納入到燃?xì)庹{(diào)節(jié)回路當(dāng)中。當(dāng)蒸汽壓力值相對(duì)較低時(shí)，可以通過(guò)調(diào)大調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度來(lái)提高蒸汽壓力；如果運(yùn)行過(guò)程中的蒸汽壓力出現(xiàn)過(guò)高的情況時(shí)，則可以通過(guò)減小調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度來(lái)降低蒸汽壓力，并使其保持在預(yù)先設(shè)定好的壓力值上。

2.2.2 燃?xì)忮仩t的爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)

對(duì)于燃?xì)忮仩t而言，爐膛負(fù)壓是一個(gè)較為重要的參數(shù)，該參數(shù)能夠充分發(fā)映出爐膛內(nèi)的燃燒工況是否穩(wěn)定，所以在燃?xì)忮仩t運(yùn)行中，該參數(shù)是重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象之一。如果爐膛負(fù)壓過(guò)大，則會(huì)造成漏風(fēng)量嚴(yán)重，由此會(huì)引起排煙量的損失增大，極不利于鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；如果爐膛負(fù)壓過(guò)低，可能會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛向外噴火，這會(huì)危及到現(xiàn)場(chǎng)操作人員和相鄰設(shè)備的安全。因此，為了進(jìn)一步確保燃?xì)忮仩t運(yùn)行的安全性和高效性，必須將爐膛負(fù)壓控制在許可的范圍內(nèi)。通過(guò)PLC和變頻器相結(jié)合的控制方式，能夠使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到控制風(fēng)量，保持爐膛負(fù)壓穩(wěn)定的目的?？梢詫t膛負(fù)壓作為反饋信號(hào)傳輸給PID調(diào)節(jié)器，并將風(fēng)機(jī)信息作為負(fù)壓調(diào)節(jié)器的前饋信息加到調(diào)節(jié)器的輸出端，這樣便可以使引風(fēng)系統(tǒng)及時(shí)調(diào)整送風(fēng)量，從而確保爐膛負(fù)壓的平穩(wěn)。

2.2.3 汽包水位控制系統(tǒng)

在燃?xì)忮仩t運(yùn)行中，蒸汽流量是影響汽包水位的主要因素之一。因此，要想保持汽包水位穩(wěn)定，就需要對(duì)其進(jìn)行有效控制。以蒸汽流量作為前饋信號(hào)，由此組成前饋調(diào)節(jié)回路，并以鍋爐的汽包水位測(cè)量信號(hào)為主，構(gòu)成主調(diào)節(jié)回路，這樣便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽包水位的有效控制。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，在工業(yè)生產(chǎn)中，燃?xì)忮仩t的應(yīng)用越來(lái)越多，對(duì)其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制已成為一種必然趨勢(shì)。而PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)具有強(qiáng)大的功能，所以將它應(yīng)用于燃?xì)忮仩t中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鍋爐運(yùn)行過(guò)程的有效控制，這樣不但能夠確保鍋爐安全、高效運(yùn)行，而且還能提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]陳前虎.臺(tái)車(chē)式工業(yè)燃?xì)鉅t窯PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D].重慶：重慶大學(xué)，2010（7）.

〔編輯：王霞〕