淺析PLC鍋爐控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

徐建民楊陽（沈陽安新自動化控制有限公司，遼寧 沈陽，0000；沈陽鷺島電氣工程有限責任公司，遼寧 沈陽，0000）

淺析PLC鍋爐控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

徐建民1楊陽2
（1沈陽安新自動化控制有限公司，遼寧 沈陽，110000；2沈陽鷺島電氣工程有限責任公司，遼寧 沈陽，110000）

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，自動化控制水平不斷增加，實現(xiàn)鍋爐計算機自動化控制具有重要意義。本文主要闡述了基于PLC的鍋爐控制系統(tǒng)的控制原理，各控制部分的作用及控制方式。

鍋爐控制系統(tǒng)；PLC

鍋爐的本質(zhì)是用燃料的化學能傳遞給水的一個裝置，來得到想要的參數(shù)和品質(zhì)的水或蒸汽。鍋爐，顧名思義包含“鍋”和“爐”兩大部分?！板仭笔侵钙鲃酉到y(tǒng)，是換熱設備的吸熱部分；“爐”是指燃料燃燒空間及煙風流動系統(tǒng)，是換熱設備的放熱部分。鍋爐輔助設備主要由燃料供應系統(tǒng)設備、汽水系統(tǒng)設備、送引風設備、煙氣凈化設備、除渣設備、自動化控制和儀表系統(tǒng)等組成。

1 鍋爐控制系統(tǒng)的主要任務

1.1 鍋爐汽包水位的控制（水爐除外）

汽包水位控制是鍋爐安全運行的主要參數(shù)之一。若水位過高則會引起蒸汽帶水進入過熱器，降低傳熱效率，甚至會使得過熱管因壓力過大而爆管；若水位太低則可改變水冷壁的水循環(huán)，如果水冷壁局部過熱同樣會產(chǎn)生爆管。

1.2 鍋爐過熱器過熱溫度的控制

多數(shù)的鍋的過熱器是在過熱器金屬管的極限高溫以下工作的。鍋爐過熱溫度自動調(diào)節(jié)是保證過熱器出口的溫度處于在安全范圍內(nèi)從而保護金屬管。

1.3 鍋爐燃燒過程的控制

鍋爐燃燒過程的控制主要包括三部分控制。

1）維持汽壓恒定。

汽壓的設定值是根據(jù)生產(chǎn)要求設定的；負荷量由生產(chǎn)需要隨時調(diào)整；鍋爐的蒸汽流量是由蒸汽壓力和負荷的閥門開度共同決定的。當汽壓的變化蒸汽流出量與負荷需求量不相符，需改變給煤量以維持汽壓恒定，使蒸汽流量滿足負荷要求。

2）保證燃燒過程的經(jīng)濟性。

改變給煤量時，必須相應地改變送風量，使之與燃料量相配合，保證燃燒過程的經(jīng)濟性。送入空氣量不足，則燃料不能充分燃燒；送入空氣量過大，則過剩空氣帶走爐膛的熱量，造成熱損失。

3）保證引風和鼓風的正確配比，維持爐膛負壓值。

爐膛壓力為正，會使爐膛有爆炸危險，并且使爐火外噴，對鍋爐周圍設備及操作人員造成威脅；爐膛負壓過大，則過?？諝鈺ё郀t膛中的熱量，造成熱損失。

圖1 基于PLC的鍋爐控制系統(tǒng)圖

圖2 汽包水位控制系統(tǒng)框圖

圖3 鍋爐出口蒸汽溫度控制系統(tǒng)框圖

圖4 爐膛負壓控制系統(tǒng)框圖

2 鍋爐控制系統(tǒng)構(gòu)成及其原理

鍋爐控制系統(tǒng)是一個復雜的多變量耦合系統(tǒng)，其主要功能是對鍋爐汽包水位的控制，鍋爐過熱器過熱溫度的控制及鍋爐燃燒過程的控制，即現(xiàn)場PLC通過變頻器控制的鼓爐排電機、引風電機、補水泵及溫度變送器、循環(huán)水泵，液位計，壓力變送器，流量計等儀表設備控制鍋爐的各個參數(shù)。

總結(jié)起來鍋爐控制系統(tǒng)主要由下位機和上位機兩部風組成。下位機由可編程控制器（PLC）構(gòu)成，目的是對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行采集和過程，面向生產(chǎn)過程。鍋爐的PLC控制也叫作下位機控制。上位機由工業(yè)控制計算機作為主要的人機界面，可以稱為生產(chǎn)管理級，目的是為了監(jiān)控管理下位機，一般的操作者都會在這個層面；下位機（PLC）采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡反饋給上位機，上位機的操作者會結(jié)合軟件對一切數(shù)據(jù)進行分析，同時根據(jù)實際情況做好優(yōu)先控制。圖1所示為基于PLC的鍋爐控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

2.1 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)（水爐不含汽包設備）

鍋爐汽包水位的自動調(diào)節(jié)是根據(jù)汽包的動態(tài)特性來設計的。一般會改變汽包水位的因素為給水量和蒸汽流量，在其他條件不變的情況下，蒸汽流量與汽包水位呈反比。在這里面蒸汽流量是由供暖的需要所決定的，給水的主要目的是維持汽包水位的，因此我們可以選擇給水量作為控制量從而控制汽包液位，并還將蒸汽流量引入前饋通道。如圖2所示。

2.2 鍋爐出口蒸汽溫度控制系統(tǒng)

對鍋爐出口蒸汽的溫度加以控制，可以在一定范圍內(nèi)得到溫度相對恒定的蒸汽。保持鍋爐汽包水位在一定范圍內(nèi)后，影響蒸汽溫度的主要因素是給煤量以及給風量。另外，影響蒸汽溫度的因素還有給水量、蒸汽流量以及引風量等。鍋爐出口蒸汽溫度控制系統(tǒng)框圖如圖3所示。

下轉(zhuǎn)P73頁

With the development of our country's economy，the increasing automation control level，realize computer automatic control of boiler is of great significance. This article mainly elaborated the boiler control system based on PLC control principle，function and control mode of each control section.

boiler control system； PLC