基于PLC在油船輔鍋爐水位—蒸汽的自動(dòng)控制應(yīng)用

摘 要：文章以西門子S7-300為核心，以壓力傳感器為輔，利用PLC的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)油船輔鍋爐的特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制；合理有效的對(duì)各種狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，有利于輔鍋爐的安全可靠運(yùn)行和維護(hù)檢查。

關(guān)鍵詞：船舶輔鍋爐；PLC；水位-蒸汽自動(dòng)控制系統(tǒng)

1 PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)

PLC作為傳統(tǒng)繼電接觸器的替代產(chǎn)品已經(jīng)廣泛的運(yùn)用于船舶鍋爐、電站、分油機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，它是以中央處理器為核心，綜合了繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制優(yōu)點(diǎn)而開發(fā)的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。相比傳統(tǒng)的接觸器-繼電器系統(tǒng)，由于它可以通過軟件來改變控制過程，而且體積小、組裝靈活、編程簡(jiǎn)單、抗干擾及可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，非常適合在惡劣的工業(yè)環(huán)境（潮濕、振動(dòng)、傾斜）下使用[2]。PLC是以“順序掃描、不斷循環(huán)”的方式不斷工作的，其工作原理框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)原理及功能

傳統(tǒng)電極式水位檢測(cè)裝置在檢測(cè)鍋爐水位時(shí)，其測(cè)量值的變化幅度較大，特別是在鍋爐水質(zhì)變差，含鹽量增加，在升汽過程中發(fā)生汽水共騰時(shí)非常劇烈，容易造成虛假水位。文章利用在輔鍋爐下面安裝四個(gè)壓力傳感器，將水的重力轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸出，為了克服虛假水位，PLC將所測(cè)量到的電信號(hào)加在一起除以四，得到一個(gè)平均值。以后將測(cè)量值與平均值相比較得到一個(gè)偏差值，在下一個(gè)新的掃描周期內(nèi)，測(cè)量值將值取代原來的電信號(hào)，算出一個(gè)新的平均值。這樣就能到一個(gè)新的偏差值和一個(gè)新的平均值，PLC再把這兩個(gè)值與報(bào)警設(shè)定值相比較，不管平均值達(dá)到報(bào)警值還是偏差值達(dá)到報(bào)警值，都將發(fā)出聲光報(bào)警，輔鍋爐停止工作，同時(shí)向主機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)送一個(gè)故障降速或者故障停車信號(hào)。在鍋爐內(nèi)部安裝兩個(gè)蒸汽壓力傳感器，其檢測(cè)和計(jì)算方式和水位自動(dòng)控制相似，在輔鍋爐正常工作時(shí)平均值和偏差值應(yīng)該在設(shè)定的報(bào)警值范圍內(nèi)。在正常的范圍內(nèi)以實(shí)現(xiàn)水位的自動(dòng)控制、蒸汽的自動(dòng)控制、安全保護(hù)，保證水位在最高水位和最低水位之間，汽壓在最高氣壓和最低氣壓之間，危險(xiǎn)水位和超汽壓自動(dòng)報(bào)警[3]。系統(tǒng)控制流程圖如圖2所示。

3 PLC程序

系統(tǒng)平時(shí)默認(rèn)為自動(dòng)模式，當(dāng)選用手動(dòng)模式時(shí)自動(dòng)模式將不會(huì)起作用，因蒸汽壓力的控制與水位控制相似，PLC程序未給出。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)水位是否正常，因?yàn)殄仩t在實(shí)際應(yīng)用中不允許鍋爐燒干[4]，PLC將傳感器接收到的模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)變?yōu)?-20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，在低水位會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)水泵，在高水位會(huì)自動(dòng)停止水泵，在危險(xiǎn)水位則會(huì)停爐并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在蒸汽壓力的控制過程中檢測(cè)和處理方法和水位控制相似，主要控制油泵風(fēng)機(jī)，在超汽壓時(shí)發(fā)出的報(bào)警信號(hào)和危險(xiǎn)水位時(shí)報(bào)警時(shí)是相同的。

4 結(jié)束語

采用壓力傳感器之后會(huì)大大減少因?yàn)樘摷偎灰鸬膱?bào)警，使系統(tǒng)的可靠性會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)，在PLC應(yīng)用到船舶輔鍋爐之后，接線和拆線量會(huì)減少，只需改變內(nèi)部的程序即可，方便了操作，減少了工作量，減少了故障率。用PLC控制輔鍋爐的重要參數(shù)，給輪機(jī)員帶來很大的方便。

參考文獻(xiàn)

[1]曾步輝，高小瑞，陳景鋒，等.PLC在船舶輔鍋爐模擬裝置中的應(yīng)用[J].機(jī)電工程技術(shù)，2010，39（12）：77-79.

[2]林業(yè)錦.輪機(jī)自動(dòng)化[M].大連海事大學(xué)出版社，2009.

[3]王春芳.PLC在船舶輔鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化理論、技術(shù)及應(yīng)用，2001：470-472.

[4]曾步輝，高小瑞，陳景鋒，等.PLC在船舶輔鍋爐模擬裝置中的應(yīng)用[J].機(jī)電工程技術(shù)，2010，39（12）：77-79.

作者簡(jiǎn)介：傅琪（1994，10-），女，漢族，重慶市涪陵區(qū)，學(xué)生，本科，重慶交通大學(xué)，研究方向：船舶電子電氣。

李能（1994，1-），男，漢族，山東省濟(jì)南市，學(xué)生，本科，重慶交通大學(xué)，研究方向：船舶電子電氣。

冉瑩（1996，9-），女，漢族，重慶市涪陵區(qū)，學(xué)生，本科，重慶交通大學(xué)，研究方向：船舶電子電氣。